数据总线包括耦合到第一接口以用于使用第一通信协议的数字通信的设备控制器，该设备控制器包括使用第二通信协议来控制多分支总线的主总线控制器，以及从设备，其耦合到多分支总线并且被配置成使用第二通信协议利用设备控制器发射和接收数字通信。使用附接在传输线的一端处的设备且通过附接在另一端处的另一设备来端接每个传输线端。第二通信协议支持使用固定帧格式的多个数据速率。可通过系统地消除所有错误位置而不是搜索有效候选来建立安全同步。可以通过使用伪随机发生器对数据进行加扰来降低音频频带中的噪声。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低功率、高带宽、低等待时间的数据总线相关申请的交叉引用本申请要求2018年5月31日提交的美国临时专利申请No.62/678,993和2018年8月22日提交的美国临时专利申请No.62/721,412的优先权和权益；这些专利申请中的每一篇通过引用以其整体并入本文中。本申请是2018年9月7日提交的美国专利申请No.16/125,617的部分继续，其通过引用以其整体并入本文中。
本公开一般涉及数据通信，并且更特别地，例如涉及用于在设备之间传送数字数据的系统和方法。
技术介绍
用于在电子设备之间发射和接收数字数据的各种接口是本领域中已知的。然而，现有接口不满足许多现代系统的所有需要。通常期望实现用于多种连接的设备的高带宽通信，同时维持可靠性和良好的信号质量，并且满足低成本、低功率设备的需要。例如，自适应噪声消除（ANC）头戴送受话器可能需要复杂且昂贵的装备，并且ANC头戴送受话器与主机设备之间的高带宽通信对于某些应用可能是期望的，诸如在主机设备上处理噪声消除信号。在一些方法中，通过在接收器处端接（terminate）的数字通信链路来实现高带宽通信。这些方法可为某些配置提供令人满意的信号完整性，但如果同时存在对低功耗的要求，那么接收器终端中的静态功耗可能是不期望的。此外，这些方法中的许多不是针对低等待时间数据传输而优化的，因为数据通信可能采取要在数字通信链路上传输的完整的采样时段。一些系统通常具有附加的要求，诸如支持到多个设备的连接以及支持满足某些长度要求（例如，1-2米）的物理链路。附加的要求可以包括连接的设备之间的通信、支持和灵活性以符合不同的设备类型，并且支持各种数据传输实现方式，包括在其中以序列化格式输送数据的系统中的批量数据传输。鉴于前述内容，在本领域中持续需要改进的数字数据通信系统和方法。
技术实现思路
本公开提供了解决本领域中对物理连接的设备之间的改进的数字数据通信的需求的系统和方法。在各种实施例中，数据总线系统和方法包括根据第一通信协议耦合到用于数字音频数据通信的第一接口的设备控制器。设备控制器包括用于根据第二通信协议来控制多分支（multi-drop）总线的主总线控制器。第一从设备被耦合到多分支总线并且被配置成根据第二通信协议利用设备控制器发射和接收数字音频数据通信。使用附接在传输线的一端处的设备且通过在另一端处附接的另一设备来端接每个传输线，并且控制由于通过包括中间信令节点而导致的阻抗失配而引起的反射，以允许多分支设备支持和高速信令。第二通信协议可使用固定帧格式来支持多个音频数据速率。在一些实施例中，连接到总线的第一从设备和第二从设备被定时，使得所发射的消息作为前向行进波或后向行进波的序列被发送，由此使用端接的传输线能够实现多分支高速双向通信。在一个实施例中，差分信令用于通信，并且一条线端接于逻辑高，并且一条线端接于逻辑低，以减少共模干扰。在一个实施例中，差分信令用于降低EMI，并且当数据不被传输时，通过根据终端电平将输出驱动器设置为高电平和低电平中的一个来处理每个传输线的端接，并且总线空闲，由此通过传输端点能够实现较低的功耗。在一些实施例中，传输线上的中间节点被连接到具有对行进波的短中断的传输线，并且要求传输线的短截线和/或中断显著短于用于信令的最短波长（例如，小于最短波长的1/50）。可以通过使用大于最小所需信令速率的信令速率并使总线空闲达每个时钟周期或每个帧的一部分来减少功耗，由此减少终端中的功率损耗，只要输出终端电平等于最终输出状态电平（空闲电平）。信令所需的功率可以通过电容性或电感性下降调节器来获得，由此使调节器中的功率损耗最小化。通过降低总线上的传输电压，可以进一步限制功耗，并且可以采用差分信令来实现低电压信令，同时系统针对外部噪声和EMI是鲁棒的。在一些实施例中，通过将总线充电到已知值来测量部件之间的延迟，在传输线的开始和结束处禁用驱动器，以确保总线在测量期间是浮动的且不端接，从而等待设备改变总线上的电平并测量转变延迟。可在附接到总线的部件的计数（enumeration）期间通过允许多个驱动器改变当前总线状态来禁用传输线的每一端处的驱动器。当前总线状态可以由控制器设置，并且一个或多个设备可以在允许设备计数的给定时间窗内将传输线改变为相反值。设备控制器还可以包括锁相环（PLL）或延迟锁定环（DLL），其提供用于根据第一通信协议来同步通信的第一时钟信号、用于根据第二通信协议来同步通信的第二时钟信号，以及用于在音频数据处理中使用的第三时钟信号。在各种实施例中，第二通信协议支持使用固定帧结构的不同通信带宽。在一些实施例中，每个同步信号之后的数据端口或数据由高频载波或伪随机发生器调制，由此减小音频频带中的电流调制以用于音频系统中的较低干扰。设备控制器、第一从设备和第二从设备可以包括音频头戴送受话器或其他音频收听设备。在一些实施例中，在发射器的激活期间暂时禁用传输线的端处的终端以减少功耗。在各种实施例中，一种方法包括使用耦合到多分支总线的第一从设备，根据第一通信协议跨第一接口接收和发射数字音频数据，根据第二通信协议利用设备控制器控制多分支总线，根据所述第二通信协议利用设备控制器接收和发射数字音频数据，并将传输线的每一端中的发射器设置为已知状态，以使得能够端接任何信号。在一些实施例中，第二通信协议可以使用固定帧格式来支持多个音频数据速率。该方法可以进一步包括使用锁相环或延迟锁定环以生成用于根据第一通信协议来同步通信的第一时钟信号、用于根据第二通信协议来同步通信的第二时钟信号，以及用于在音频数据处理中使用的第三时钟信号。在一些实施例中，第二通信协议支持使用固定帧结构的不同通信带宽。抖动可以被添加到PLL或DLL，以用于通过频谱扩展来降低发射的EMI。在总线上传输的数据可以在传输时被加扰并且在接收时被解扰以降低音频频带中的频谱内容。本专利技术的范围由权利要求限定，所述权利要求通过引用并入本部分中。通过考虑以下对一个或多个实施例的详细描述，本领域技术人员将被提供对本专利技术的实施例的更完整的理解，以及其附加优点的实现。将参考将首先被简要描述的附图的附页。附图说明图1A是根据一个或多个实施例的示例性总线接口系统。图1B和1C图示了根据一个或多个实施例的示例性头戴送受话器。图2A是根据一个或多个实施例的总线接口系统的示例。图2B图示了根据一个或多个实施例的示例性头戴送受话器。图3图示了根据一个或多个实施例的示例性定时序列。图4图示了根据一个或多个实施例的示例性时间门控锁相环（PLL）。图5A和5B图示了根据一个或多个实施例的示例性时钟解决方案。图6A和6B图示了根据一个或多个实施例的示例性时钟解决方案。图7图示了根据一个或多个实施例的示例性时钟解决方案。图8A和8B图示了根据一个或多个实施例的示例性时钟解决方案。图9A-F图示了根据一个或多个实施例的示例性帧结构。图10A图示了根据一个或多个实施例的用于附接的设备的延迟测量的方法。...
【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n主设备，其耦合到多分支总线，以用于使用包括多个时隙的通信协议的数字通信；以及/n第一从设备，其耦合到所述多分支总线并且被配置成根据所述通信协议利用所述主设备发射和接收数字通信；/n其中所述时隙中的至少一个用于定义用于所述第一从设备的通信配置，以动态地优化带宽和/或信号完整性。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180531 US 62/678993;20180822 US 62/721412;2018091.一种系统，包括：
主设备，其耦合到多分支总线，以用于使用包括多个时隙的通信协议的数字通信；以及
第一从设备，其耦合到所述多分支总线并且被配置成根据所述通信协议利用所述主设备发射和接收数字通信；
其中所述时隙中的至少一个用于定义用于所述第一从设备的通信配置，以动态地优化带宽和/或信号完整性。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述多分支总线是在所述两条线上以不同电压电平端接的差分数据总线，由此促进低功率操作和低电磁干扰。
3.如权利要求2所述的系统，其中通过以大于所需信令速率的信令速率操作并且使所述多分支总线空闲达每个周期的一部分来降低功耗。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述多分支总线是被配置成使用端发射器接收多个从设备的多分支差分长的长度总线。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述多分支总线还被配置成同步两个或更多个连接的设备，包括标识不根据期望的固定模式改变的时隙以及消除无效位置以用于安全同步。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述系统还被配置成促进独立于多分支总线数字通信业务的批量数据传输。
7.如权利要求1所述的系统，其中连接到所述总线的所述第一从设备和第二从设备被定时，使得发射的消息作为前向行进波或后向行进波的序列被发送，由此使用端接的传输线来实现多分支高速双向通信。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述多分支总线上的中间节点被连接到具有对行进波的短中断的所述多分支总线；并且
其中由中间节点产生的到所述传输线的中断的物理长度短于用于信令的最短波长。
9.如权利要求1所述的系统，其中通过以下方式来测量设备之间的延迟：将所述总线充电到已知值、禁用所述总线的开始及结束处的驱动器以使得所述总线在测量期间浮动且不端接、等待所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·K·波尔森，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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