用于串行总线和总线接口的集成数据收发器电路制造技术

用于计算机系统的集成总线接口电路，包括调压器，双向串行数据收发器，串行接口引擎，及装置控制器。调压器利用第二电压范围内的第二电源电压提供第一电压范围内的第一电源电压。收发器利用第一和第二电源电压将一组总线专用数据信号转换为一组接口专用数据信号，以及对其进行反向转换。串行接口引擎用作接口专用信号与一组装置专用信号之间的接口。装置控制器响应装置专用信号来对功能装置进行控制。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于数据传输系统中的集成双向收发器(发送器和接收器)，更具体地说其涉及用于串行地从与数据传输系统相连的数据总线上接收数据项或将数据项传送到该数据总线上的集成接口电路。本专利技术另外涉及在数字数据处理系统中用于连接信号总线及与其相连的多个装置的集成接口电路，更具体地说，其涉及用于连接通用串行总线及与之相连的多个装置的集成接口电路。尽管90年代中期个人计算机(PC)或工作站的性能得到了迅速地发展，但其外设，如键盘，鼠标，监视器，打印机，扬声器，麦克风，以及电话/传真调制解调器却几乎未发生任何变化。然而最近，个人计算机或工作站的几乎每一种外设均发生了革命性的变化。这些变化是由于出现了新型的高级通用总线如USB(通用串行总线)，FW(Fire wire系统；有时也称作IEEE1394)，FC(光纤信道)及SSA(串行存储体系)而发生的。在诸如U.S.Pat.Nos.5,523,610；5,621,901；及5,579,336中对这些现流行的高级串行总线进行了说明。在上述高级总线中，USB有希望与适用于多媒体环境的FW一起成为下一代的计算机外设接口。USB为现今在高性能PC或工作站上所能找到的外部输入及输出装置提供了即插即用技术。USB具有如下3个主要的高级特性(1)通过热插接及自动配置技术使其易于使用，(2)标准化的接点及简化的连接器设计，及(3)通过使用一种层叠的星形集线器拓扑结构使扩展更简单。老式计算机的连接口，如RS232 COMx串行端口及并行打印机LPTx端口，一次只能与单独的一部装置相连。与其相反，USB允许同时在同一总线上附接及使用多部装置。USB还允许在计算机运行的同时附接及拆卸这些装置而不需重新启动来使用新附接的设备。USB实际上允许在“机箱外”可有无数的PC扩展设备。一旦PC机用户为了安装扩展卡而打开机箱时，事情就变得更加复杂了。非专业用户所要面对的是那些必需配置且经常要被重新配置的双列直插式开关，跳线电缆，软件驱动程序，IRQ设置，DMA通道及I/O地址等一系列复杂且头疼的难题。不仅于此，所扩展的PC功能还经常会使系统崩溃，从而花费大量的时间与金钱。对于任何曾猜测过到底该选用哪个端口，或为了一个双列直插式开关而着急的PC用户来说，USB无疑是其解决办法。利用USB,PC用户不再需要为选择正确的串行端口，安装扩展卡，或双列直插式开关，跳线，软件驱动程序，IQR设置，DMA信道及I/O地址等技术方面上的难题而头痛及担心了。USB技术规范(1996年1月15日的1.0修订版)为适用于各种外设而定义了4种传输类型控制、同步、中断及批量。每种外设必需支持对配置，命令，及状态信息流的控制传输。同步传输对诸如计算机电话集成，音频系统及多媒体游戏设备等提供了有保证的总线访问，恒定的数据率及误差容错度。中断传输被设计成支持诸如游戏杆，鼠标和键盘等那些需要偶尔传送少量数据但却具有有界服务周期的人用输入装置。批量传输使得诸如打印机，扫描仪，及数字相机等装置能够在总线带宽变得满足要求时与PC机进行大数量的数据通信。USB拓扑结构具有在一起工作以允许进行4种不同类型传输的3个基本组成单元主机，集线器及功能部件。在一个USB系统中，主机控制着总线上数据及控制信息的流动。这种主机能力通常能够在PC机的主板上找到。多种功能部件向主机提供各种能力。这些功能可以包括典型的PC机操作业务，如键盘或游戏杆输入及监视器控制，或象数字电话及图象传输等更高级的操作业务。最后，集线器通过为其它的USB功能部件提供连接而为USB提供了扩展点。USB集线器在扩展PC机用户世界的过程中起到了主要的作用。利用键盘，监视器，打印机及其它装置中所内嵌的集线器所提供的连接装置，附接或拆卸一个新外设就象插拔插头一样简单。为了使连接更简单，USB电缆只由4条线组成Vbus,DP(或D+),DM(或D-)，以及GND。一种单一标准化上行连接器类型进一步增大了USB外设的易用性。DP及DM线上数据分别以12Mbps的比特率或1.5Mbps的比特率有差别地驱动，以分别适用于全速信令或低速信令模式。12Mbps的数据传输率支持从调制解调器，打印机，麦克风及扬声器到绘图板，游戏控制器，游戏杆，扫描仪，监视器及数字相机等广泛类型的外设。1.5Mbps的低速选项则支持为进一步降低成本而使用的诸如键盘和鼠标的低档及低速装置。另外，由于USB配给电能(Vbus)，因此许多外设产品(低功率装置)将不再需要单独的电源。如上所述，由于USB不需要扩展卡方面的投资，将可以显著地降低实施新外设产品的净成本。而且，USB的通用兼容性还在加速市场化的同时消除了测试及对改变PC外设软件组合的验证所需的成本的大部分。因此，以上述吞吐量级及扩展连接点为特征的USB将能够导致产生许多种用于下一代娱乐及生产应用的新型外设。本专利技术的一个目的是提供一种用于数据传输系统的双向串行数据收发器电路。本专利技术的另一个目的是提供用于从与数据传输系统相连的数据总线上串行地接收数据项或将数据项串行地传送到该数据总线上的集成串行总线接口电路。本专利技术的再一个目的是提供数字数据处理系统中用于连接串行信号总线电缆及与其相连的装置的集成串行总线接口电路。本专利技术还有一个目的是提供用于连接通用串行总线电缆及与其相连的装置的串行总线接口电路。本专利技术还有一个目的是提供用于USB(通用串行总线)的低速接口电路，其结构如此简单以致于可以在一个单独的芯片上很容易地实施。本专利技术的这些及其它目的，特性及优点均由一种用于计算机系统的集成总线接口电路来提供，其用于在诸如USB的一种串行总线及诸如计算机键盘或鼠标的功能装置之间进行双向通信，并包括调压器，双向串行数据收发器，串行接口引擎，及装置控制器。该调压器利用第二电压范围内的第二电源电压(例如，5V)提供第一电压范围内的第一电源电压(例如3.3V)。利用第一和第二电源电压，该收发器将一组总线专用格式(例如，3.3V调制格式)的第一信号转换为一组接口专用格式(例如，5V调制格式)的第二信号，以及对其进行反向转换。串行接口引擎被用作该第二信号与一组装置专用格式(例如5V二进制格式)的第三二进制数据信号之间的接口。装置控制器响应第三信号控制功能装置。该收发器由用于产生总线专用信号的发送器，用于产生接口专用信号的接收器及用于响应来自串行接口引擎的Tx/Rx选择信号对该发送器及接收器的操作进行控制的控制逻辑组成。在根据本专利技术的总线接口电路中，发送器响应来自接口引擎的接口专用格式的第一编码输入数据信号(例如，NRZI)及用于指示第一编码输入数据信号的结尾的接口专用格式的数据结束信号(例如EOP)，并向串行总线提供总线专用格式的第一及第二编码输出数据信号(例如DM和DP)。接收器响应来自该串行总线的一对总线专用格式的编码输入数据信号(例如DM及DP)产生一组接口专用格式的编码输出数据信号(例如RXDM,RXD及RXDP)，以将这些编码输出数据信号提供给串行接口引擎。控制逻辑响应来自串行接口引擎的Tx/Rx选择信号(如SEL)选择性地激励发送器和接收器中的一个。第三到第五编码输出数据信号中的一个是其它两个信号的差分信号。调压器，发送器，串行接口引擎，及装置控制器可以在一个单独半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将第一和第二数据信号（ＤＭ，ＤＰ）传送到一对第一和第二数据线（３４３，３４４）上的集成发送器电路（３３０），所述发送器电路包括： 第一装置（７１０），响应一组外部加载的输入信号（ＯＥ＃，ＥＯＰ，ＮＲＺＩ），用于产生一组状态控制信号（ＦＮＩ，ＦＮＩ＃，ＰＥＮ＿ＤＭ，ＮＥＮＬ＿ＤＭ，ＰＥＮ＿ＤＰ，ＮＥＮＬ＿ＤＰ）以确定何时该第一和第二数据信号被驱动为其预定数据状态； 第二装置（７２０），响应状态控制信号，用于产生一组斜率控制信号（ＰＢＩＡＳ，ＨＶＤＤ，ＮＢＩＡＳ）以控制数据信号的边缘率； 第三装置（７３０），响应状态和斜率控制信号，用于产生将被传送到所述第一数据线（３４３）上的第一数据信号（ＤＭ）；及 第四装置（７４０），响应状态和斜率控制信号，用于产生将被传送到所述第二数据线（３４４）上的第二数据信号（ＤＰ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李载点，韩相贤，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]