极高频系统及操作其以建立USB数据传输协议的方法技术方案

本文描述的EHF通信系统可以通过在EHF非接触式通信链路上映射适当的USB信号条件来选择性地实现USB标准中的任何一个。EHF非接触式通信链路可以用作常规板到板和设备到设备连接器的替代，并且因此使得有线连接USB信令协议能够在由EHF非接触式通信链路提供的非有线环境中使用。在EHF通信链路上使用USB协议可以通过在对方EHF通信单元之间建立EHF链路、并且然后通过在链路上建立适当的USB协议来完成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】极高频系统及操作其以建立USB数据传输协议的方法
本公开涉及极高频(“EHF”)系统及其使用方法，更特别地，涉及在非接触式通信系统中建立通用串行总线(“USB”)数据传输协议。
技术介绍
电子设备可以“连接”在一起，以使得能够在设备之间进行数据传递。通常，两个设备之间的连接可以是电缆连接或无线连接。诸如USB的电缆连接通常是点对点的，并且需要在每个设备处的机械连接器以及设备之间的电缆。诸如WiFi或蓝牙的无线连接可以在“广播”模式下操作，其中一个设备可以通过典型地在700MHz-5.8GHz范围内的射频(“RF”)链路与几个其它设备同时通信。此外，诸如USB的接口的协议也可以通过无线连接或通过诸如无线USB的链路来传输。无论连接是电缆连接还是无线连接，都需要建立链路以便允许向设备传递数据、从设备传递数据和/或在设备之间传递数据。在建立这些链路时，主机软件经历发现过程，从而识别系统中“连接的”外围设备并与它们建立通信。
技术实现思路
本文讨论的实施例涉及用于建立EHF非接触式通信链路的系统、方法和电路。实施例还描述了在无需主机处理器的干预的情况下建立用于诸如USB的接口的非接触式通信链路。此外，这些非接触式通信链路在远低于电缆或无线通信中所采用的其它标准方法的功率水平下建立和操作。EHF非接触式通信链路可以用作常规板对板和设备对设备连接器的替代。链路可以是能够支持一定范围的数据速率的低延迟协议透明通信链路。链路可以通过设备之间的紧密接近耦合来建立，每个设备包括至少一个EHF通信单元。在数据可以在设备之间传递之前，每个EHF单元可以前进通过一系列步骤。这些步骤可以由在每个EHF通信单元中实现的一个或多个状态机来控制。(一个或多个)状态机在本文可以被称为(一个或多个)意识进展(“POC”)状态机。每个EHF通信单元可以实现其自己的POC状态机以便建立与对方(counterpart)单元的链路。例如，如果一个EHF通信单元正在用作传送器单元，那么其对方单元可以是接收器单元。EHF单元中的POC状态机可以协作以在建立一个或多个非接触式通信链路之前逐渐地使它们各自的状态机过渡通过多个状态。EHF通信单元还可以实现适合于它们正在实现的接口的状态机，下文称为USB渐进接口(“PI”)状态机。这些接口状态机可以根据它们正在实现的接口的协议进行协作以使它们各自的状态机逐渐地过渡通过多个状态。这些渐进状态机可以被实现为POC状态机的一部分或独立于POC状态机。这些接口状态机存在几个实施例，包括但不限于诸如USB2.0、USB3.0、USB3/2自动可切换协议和USBOTG(On-The-Go)协议的接口协议。接口(诸如USB和DP)在其它无线通信链路上的其它工业实现(诸如无线-USB(RF链路上的USB)或Wi-FiDirect(用于DP))需要来自主机处理器的较高级别的干预，从而在诸如iOS、Android、Windows等的工业标准内核堆栈中施加附加的驱动程序软件层。与使用本文描述的实施例的那些外围接口的实现相比，这会显著增加采用这些实现所需的努力。利用本文件中描述的方法在非接触式EHF通信链路上实现诸如USB的工业标准外围接口的另一个差别在于以下事实：本文描述的系统的操作功率显著低于常规实现中所需的操作功率。通过参考说明书的其余部分和附图，可以实现对本文讨论的实施例的性质和优点的进一步理解。附图说明图1图示了根据实施例的通信系统；图2图示了根据实施例的通信系统，其中两个电子设备通过两个或更多个非接触式通信链路彼此通信；图3是根据实施例的EHF通信单元的说明性示意图；图4示出了根据实施例的示出状态机的不同状态的说明性流程图；图5是根据实施例的包括布置在唤醒回路中的几个EHF通信单元的说明性系统；图6是根据实施例的包括布置在唤醒回路中的几个EHF通信单元的另一个说明性系统；图7是根据实施例的包括布置在唤醒回路中的几个EHF通信单元的又一个说明性系统；图8示出了根据实施例的根据内部时钟串行化的三个不同的且说明性的符号；图9A和图9B示出了根据各种实施例的能力消息的说明性格式；图10示出了根据实施例的可以由正在处理接收到的能力消息的接收器单元采用的步骤的说明性流程图；图11示出了根据实施例的示出哪些USB模式有效地一起工作以及哪些不有效地一起工作的说明性表格。图12示出了根据实施例的可以被访问以计算本地代码的说明性查找表。图13示出了根据实施例的可以基于接收到的代码和本地代码的比较而采用的说明性动作；图14A至图14C示出了根据各种实施例的被配置为根据几种不同USB模式中的一种模式操作的EHF芯片的不同连接图；图15示出了根据实施例的可以在数据传输空闲状态期间由传送器单元采用的步骤的说明性流程图。图16示出了根据实施例的可以在数据传输空闲状态期间由接收器单元采用的步骤的说明性流程图。图17示出了根据实施例的数据传输空闲保持活动周期的说明性时序图；图18示出了根据实施例的说明性USBEHF通信系统。图19A示出了根据实施例的图示基于通过非接触式EHF链路彼此通信的USB主机和USB设备的USB控制器模式的USB模式解析的表格。图19B示出了根据实施例的图示基于在至少一个CP5引脚上接收到的信号的类型Tx选择哪个USB模式的表格；图19C示出了根据实施例的描述在USB3.0和USB2.0模式之间解析USB操作模式的过程中由USBEHFRx单元采用的动作的说明性表格。图20示出了根据实施例的可以由非接触式通信接收器单元(CCRU)实现的步骤的说明性流程图。图21示出了根据实施例的可以由非接触式通信传送器单元(CCTU)实现的步骤的说明性流程图。图22示出了根据实施例的定义应该如何阅读图22A至图22L的图示；以及图22A-22L示出了根据实施例的图示如何实现USB2.0PI状态机以启用USB2.0数据传输的表格。具体实施方式现在参考附图在下文中更全面地描述说明性实施例，在附图中示出了代表性示例。实际上，所公开的通信系统和方法可以以许多不同的形式来体现，并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施例。相同的标号贯穿全文始终指代相同的元素。在以下详细描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对各种实施例的透彻理解。本领域普通技术人员将认识到的是，这些各种实施例仅仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。对于受益于本公开的这些技术人员，将容易地想到其它实施例。此外，为了清楚起见，并未示出或描述本文描述的实施例的所有常规特征。本领域的普通技术人员将容易理解，在任何这样的实际实施例的开发中，可能需要许多特定于实施例的决定来实现特定的设计目标。这些设计目标将从一个实施例到另一个实施例以及从一个开发人员到另一个开发人员不同。此外，将理解的是，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言仍然是经历的常规工程任务。在当今社会和无所不在的计算环境中，高带宽模块化和便携式电子设备越来越多地被使用。这些设备之间和内部的通信的安全性和稳定性对于它们的操作是重要的。为了提供改进的安全高带宽通信，电子设备之间以及每个设备内的子电路之间的无线通信的独特能力可以在创新和有用的布置中加以利用。这种通信可以发生在RF通信单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式通信传送器单元(CCTU)，用于在与和第二USB设备相关联的第一非接触式通信接收器单元(CCRU)建立非接触式通信链路中使用以及用于在经由至少一个有线路径与第二CCRU通信中使用，所述非接触式通信传送器单元包括：多个引脚，其中至少第一引脚用于经由有线路径与第二CCRU通信，并且至少第二引脚用于与第一通用串行总线(USB)设备通信；换能器，用于将极高频(EHF)非接触式信号传送到第一CCRU；电路系统，可操作以：执行CCTU状态机，所述CCTU状态机在所述非接触式通信链路的建立期间跟踪CCTU的状态，其中所述状态机响应于由第一引脚接收到的信号而过渡通过多个状态，其中所述多个状态中的一个状态包括用于确定数据传递协议的能力状态；在能力状态期间执行USB状态机以使得第一USB设备能够经由所述非接触式通信链路与第二USB设备建立USB连接，其中USB状态机响应于由所述至少第一引脚和所述至少第二引脚接收到的信号而过渡通过多个USB状态；以及响应于CCTU状态机和USB状态机中的至少一者中的状态过渡，使用所述换能器选择性地传送EHF信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.14 US 14/826,8301.一种非接触式通信传送器单元(CCTU)，用于在与和第二USB设备相关联的第一非接触式通信接收器单元(CCRU)建立非接触式通信链路中使用以及用于在经由至少一个有线路径与第二CCRU通信中使用，所述非接触式通信传送器单元包括：多个引脚，其中至少第一引脚用于经由有线路径与第二CCRU通信，并且至少第二引脚用于与第一通用串行总线(USB)设备通信；换能器，用于将极高频(EHF)非接触式信号传送到第一CCRU；电路系统，可操作以：执行CCTU状态机，所述CCTU状态机在所述非接触式通信链路的建立期间跟踪CCTU的状态，其中所述状态机响应于由第一引脚接收到的信号而过渡通过多个状态，其中所述多个状态中的一个状态包括用于确定数据传递协议的能力状态；在能力状态期间执行USB状态机以使得第一USB设备能够经由所述非接触式通信链路与第二USB设备建立USB连接，其中USB状态机响应于由所述至少第一引脚和所述至少第二引脚接收到的信号而过渡通过多个USB状态；以及响应于CCTU状态机和USB状态机中的至少一者中的状态过渡，使用所述换能器选择性地传送EHF信号。2.如权利要求1所述的CCTU，其中所述USB状态机依赖于绕EHF回路的状态的传播来在USB状态之间过渡。3.如权利要求2所述的CCTU，其中所述EHF回路包括所述CCTU、第一CCRU、第二CCTU和第二CCRU，其中所述CCTU和第二CCRU与第一USB设备相关联，并且第二CCTU和第一CCRU与第二USB设备相关联。4.如权利要求1所述的CCTU，其中所述USB状态机是用于建立USB2数据传递协议的USB2状态机。5.如权利要求4所述的CCTU，其中所述USB2状态机的状态与USB2标准的状态相当。6.如权利要求4所述的CCTU，其中所述USB2状态机解析是否以全速模式和高速模式之一操作。7.如权利要求1所述的CCTU，其中在所述能力状态中，所述电路系统可操作以解析要使用多个USB数据传输模式中的哪一个。8.如权利要求7所述的CCTU，其中所述USB状态机基于解析的USB数据传输模式。9.如权利要求7所述的CCTU，其中所述多个USB数据传输模式包括USB2、USB3和USB3/2自动。10.如权利要求7所述的CCTU，其中所述电路系统可操作以确定第一USB控制器是否是主机控制器和设备控制器中的一者。11.如权利要求1所述的CCTU，其中所述USB状态机是用于建立USB3数据传递协议的USB3状态机。12.如权利要求11所述的CCTU，其中所述USB3状态机的状态与USB3标准的状态相当。13.如权利要求12所述的CCTU，其中所述USB3状态机的状态包括PHY_OFF、Rx_Detect、轮询、U0、U1、U2和U3。14.一种非接触式通信接收器单元(CCRU)，用于在与第一非接触式通信传送器单元(CCTU)建立非接触式通信链路中使用以及用于在经由至少一个有线路径与至少第二CCTU通信中使用，所述非接触式通信接收器单元包括：多个引脚，其中至少第一引脚用于经由有线路径与第二传送器单元通信，并且至少第二引脚用于与第一通用串行总线(USB)设备通信；换能器，用于从第一CCTU接收极高频(EHF)非接触式信号；以及电路系统，可操作以：执行CCRU状态机，所述CCRU状态机在所述非接触式通信链路的建立期间跟踪CCRU的状态，其中所述状态机响应于由所述换能器接收到的信号而过渡通过多个状态，其中所述多个状态中的一个状态包括用于确定数据传递协议的能力状态；在能力状态期间执行USB状态机以建立与和第一CCTU相关联的第二USB设备的USB连接，其中所述USB状态机响应于由所述换能器接收到的信号而过渡通过多个USB状态；以及响应于所述CCRU状态机和所述USB状态机中的至少一者中的状态过渡，选择性地驱动用于与第二传送器单元通信的第一引脚上的信号。15.如权利要求14所述的CCRU，其中所述USB状态机依赖于绕EHF回路的状态的传播来在USB状态之间过渡。16.如权利要求14所述的CCRU，其中所述EHF回路包括所述CCRU、第一CCTU、第二CCRU和第二CCTU，其中所述CCRU和第二CCTU与第一USB设备相关联，并且第二CCRU和第一CCTU与第二USB设备相关联。17.如权利要求14所述的CCRU，其中所述USB状态机是用于建立USB2数据传递协议的USB2状态机。18.如权利要求17所述的CCRU，其中所述USB2状态机响应于由所述换能器和所述至少第二引脚接收到的信号而过渡通过所述多个USB状态。19.如权利要求17所述的CCRU，其中所述USB2状态机的状态与USB2标准的状态相当。20.如权利要求14所述的CCTU，其中在所述能力状态中，所述电路系统可操作以解析要使用多个USB数据传输模式中的哪一个。21.如权利要求20所述的CCTU，其中所述USB状态机基于解析的USB数据传输模式。22.如权利要求20所述的CCTU，其中所述多个USB数据传输模式包括USB2、USB3和USB3/2自动。23.如权利要求20所述的CCTU，其中所述电路系统可操作以确定第一USB控制器是否是主机控制器和设备控制器中的一者。24.如权利要求14所述的CCTU，其中所述USB状态机是用于建立USB3数据传递协议的USB3状态机。25.如权利要求24所述的CCTU，其中所述USB3状态机的状态与USB3标准的状态相当。26.如权利要求25所述的CCTU，其中所述USB3状态机的状态包括PHY_OFF、Rx_Detect、轮询、U0、U1、U2和U3。27.一种用于解析用于由非接触式通信接收器单元(CCRU)使用的USB模式的方法，所述方法由CCRU实现，所述方法包括：通过非接触式通信链路从第一非接触式通信传送器单元(CCTU)接收能力消息，其中所述消息包括第一CCTUUSB参数；从CCRU中检索CCRUUSB参数；比较CCTUUSB和CCRUUSB参数以解析CCRU应该使用多个USB模式中的哪一个；以及基于该解析选择USB模式。28.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·埃萨克，I·A·凯勒斯，S·诺瓦克，S·冈德，S·V·帕拉尼拉杰，S·苏布兰马尼安，
申请(专利权)人：凯萨股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US