用于促進(jìn)電子裝置間的光通信的集成電路的制作方法
【專利說明】用于促進(jìn)電子裝置間的光通信的集成電路
[0001]相關(guān)申請(qǐng)案
[0002 ]本申請(qǐng)案根據(jù)專利法的規(guī)定，請(qǐng)求在2010年12月7日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/420，454號(hào)的優(yōu)先權(quán)，本申請(qǐng)案為依據(jù)所述專利申請(qǐng)案的內(nèi)容且所述專利申請(qǐng)案的內(nèi)容以引用的方式全體并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般涉及集成電路，及使用所述電路用于促進(jìn)電子裝置之間的光通信的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]特別在當(dāng)數(shù)據(jù)速率增加時(shí)，光纖纜線對(duì)笨重傳統(tǒng)的導(dǎo)體纜線為具有吸引力的替代者。當(dāng)光纖的使用轉(zhuǎn)移至各種消費(fèi)性電子應(yīng)用，例如藉由使用光纖纜線組件來連接計(jì)算機(jī)外設(shè)設(shè)備，將對(duì)具備改善的性能、與未來的通信協(xié)議的兼容性及廣泛的使用的纜線具有消費(fèi)者驅(qū)使的期望。舉例來說，可能者為:將對(duì)光纖纜線具有消費(fèi)者需求，所述光纖纜線與通用序列總線規(guī)格版本3.0 (USB 3.0)兼容。然而，由于在USB 3.0內(nèi)的交握協(xié)議(handshakingprotocol)及激光二極管及光纖纜線的本質(zhì)，目前的光纖USB纜線使得客戶端及/或主機(jī)裝置在將光纖USB纜線連接至客戶端及/或主機(jī)裝置之后隨即變?yōu)槭?disabled)。
[0005]從而，需要替代性的光纖纜線組件和用以促進(jìn)電子裝置之間的通信的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于主動(dòng)式光纜組件的集成電路，且更為特定來說，涉及主動(dòng)式光纜組件，所述主動(dòng)式光纜組件經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)在使用通信標(biāo)準(zhǔn)的二個(gè)或二個(gè)以上電子裝置之間的通信。一般來說，藉由可控制地啟用主機(jī)及/或客戶端主動(dòng)式電路的主機(jī)及/或客戶端終端，本文描述的實(shí)施方式使用集成電路用于使光纖纜線組件能夠結(jié)合USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)來被使用。實(shí)施方式也涉及使用集成電路用于促進(jìn)電子裝置之間的通信的方法、系統(tǒng)及適配器模塊。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方式中所公開用以透過光纖纜線來促進(jìn)在主機(jī)裝置與客戶端裝置之間的通信的集成電路，所述光纖纜線包含光纖，所述集成電路包含:終端阻抗，所述終端阻抗耦合至裝置輸入線，及終端開關(guān)，所述終端開關(guān)耦合至所述終端阻抗及接地參考電位，以使得:當(dāng)所述集成電路連接至主機(jī)裝置時(shí)，在客戶端側(cè)(client-side)集成電路和客戶端裝置之間連接以將所述終端阻抗耦合至所述接地參考電位之后，所述終端開關(guān)隨即閉合(close);及當(dāng)所述集成電路連接至客戶端裝置時(shí)，在主機(jī)側(cè)集成電路和主機(jī)裝置之間連接以將所述終端阻抗耦合至所述接地參考電位之后，所述終端開關(guān)隨即閉合。
[0008]將在后續(xù)的【【具體實(shí)施方式】】中描述額外的特征和優(yōu)點(diǎn)，且部份地將容易對(duì)傳統(tǒng)技藝者從此描述中而為顯明的，或藉由實(shí)施如本文描述的實(shí)施方式而識(shí)別，包含后續(xù)的【【具體實(shí)施方式】】、權(quán)利要求書及隨附圖式。
[0009]可理解到:前述的一般性描述和后續(xù)的【【具體實(shí)施方式】】二者僅為示范性的，且意欲提供總覽或架構(gòu)以理解權(quán)利要求書的本質(zhì)和特性。隨附圖式被包含以提供進(jìn)一步的理解，且被并入此說明書中并構(gòu)成此說明書的一部分。圖式對(duì)實(shí)施方式加以說明，且與該描述一起用來解釋各種實(shí)施方式的原理和操作。
【附圖說明】
[0010]后續(xù)圖式的組件經(jīng)說明以強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的一般性原理，且未必按比例繪示。在圖式中描述的實(shí)施方式在本質(zhì)上為說明性的和示范性的，且并不意欲限制藉由權(quán)利要求書所定義的發(fā)明。當(dāng)結(jié)合后續(xù)的圖式閱讀時(shí)可理解說明性的實(shí)施方式的后續(xù)的【【具體實(shí)施方式】】，其中相同的結(jié)構(gòu)使用相同的參照編號(hào)來表示，且在其中:
[0011 ]圖1A根據(jù)本文描述和說明的一或多個(gè)實(shí)施方式，圖形化地描繪主動(dòng)式光纜組件的部分分解透視圖。
[0012]圖1B根據(jù)本文描述和說明的一或多個(gè)實(shí)施方式，示意性地描繪在圖1A中所描繪的主動(dòng)式光纜組件的光纖纜線的剖面圖(cross-sect1nal view)。
[0013]圖2根據(jù)本文描述和說明的一或多個(gè)實(shí)施方式，示意性地描繪具有主動(dòng)式光纜組件的系統(tǒng)。
[0014]圖3根據(jù)本文描述和說明的一或多個(gè)實(shí)施方式，示意性地描繪具有主動(dòng)式光纜組件的系統(tǒng)，所述主動(dòng)式光纜組件包含:主機(jī)主動(dòng)式電路和客戶端主動(dòng)式電路，所述主機(jī)主動(dòng)式電路和所述客戶端主動(dòng)式電路藉由光功率檢測(cè)來檢測(cè)客戶端終端。
[0015]圖4根據(jù)本文描述和說明的一或多個(gè)實(shí)施方式，示意性地描繪具有主動(dòng)式光纜組件的系統(tǒng)，所述主動(dòng)式光纜組件包含:主機(jī)主動(dòng)式電路和客戶端主動(dòng)式電路，所述主機(jī)主動(dòng)式電路和所述客戶端主動(dòng)式電路藉由客戶端主動(dòng)式電路功率汲取(power draw)來檢測(cè)客戶端終端。
[0016]圖5根據(jù)本文描述和說明的一或多個(gè)實(shí)施方式，示意性地描繪具有主動(dòng)式光纜組件的系統(tǒng)，所述主動(dòng)式光纜組件包含:主機(jī)主動(dòng)式電路和客戶端主動(dòng)式電路，所述主機(jī)主動(dòng)式電路和所述客戶端主動(dòng)式電路藉由使用一或多個(gè)客戶端狀態(tài)位來檢測(cè)客戶端終端;及
[0017]圖6根據(jù)本文描述和說明的一或多個(gè)實(shí)施方式，示意性地描繪主動(dòng)式光纜組件，所述主動(dòng)式光纜組件包含:光纖纜線組件、主機(jī)適配器模塊，及客戶端適配器模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明的一些方面針對(duì)主動(dòng)式光纜組件，所述主動(dòng)式光纜組件包含:客戶端主動(dòng)式電路和主機(jī)主動(dòng)式電路，所述客戶端主動(dòng)式電路和所述主機(jī)主動(dòng)式電路藉由兩個(gè)導(dǎo)體電耦合和藉由光纖纜線光學(xué)地耦合。所述主動(dòng)式光纜組件進(jìn)一步包含主機(jī)和客戶端連接器。根據(jù)各種實(shí)施方式，本文描述的所述主動(dòng)式光纜組件及相關(guān)的方法、光纜系統(tǒng)和集成電路可藉由可控制地啟用在主機(jī)和客戶端主動(dòng)式電路內(nèi)的主機(jī)和客戶端終端而避免不適時(shí)(untimely)的終端檢測(cè)。藉由可控制地啟用所述主動(dòng)式光纜組件的主機(jī)和客戶端終端，當(dāng)所述主動(dòng)式光纜組件在連接至客戶端裝置之前連接至主機(jī)裝置(例如主機(jī)電子裝置和客戶端電子裝置)時(shí)，可避免通用序列總線3.0(USB 3.0)兼容模式(compliance mode)。雖然實(shí)施方式可在USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)的上下文內(nèi)描述，實(shí)施方式并不受此限制。預(yù)期實(shí)施方式可在未來的USB的標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)施，及在啟始通信之前檢測(cè)客戶端終端阻抗的其它的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)施。本文將特定地參照隨附圖式以進(jìn)一步詳細(xì)地描述主動(dòng)式光纜組件、用以透過主動(dòng)式光纜啟始通信的方法、包含主動(dòng)式光纜的系統(tǒng)、集成電路及用于透過光纖纜線促進(jìn)在主機(jī)裝置和客戶端裝置之間的通信的適配器。
[0019]一般來說，由于USB 3.0的高數(shù)據(jù)速率(例如4.8Gb/s)，合理尺寸的傳統(tǒng)被動(dòng)式電導(dǎo)體纜線組件的纜線長(zhǎng)度由于電導(dǎo)體和介電材料本身的集膚和介電損耗而被限制為大約3公尺或更短。再者，與USB 3.0兼容的導(dǎo)體纜線非常笨重，且會(huì)施加壓力于使用在膝上型計(jì)算機(jī)和消費(fèi)者裝置(例如攝錄像機(jī))上的小型連接器上。因?yàn)檫@些限制，具有對(duì)與USB 3.0—同使用的光纖纜線的興趣。光纖纜線可顯著地較細(xì)、較有彈性、易于攜帶以供可攜式的使用，且可施加小得多的壓力在使用于小型手持式裝置中的連接器上。此外，光纖纜線組件可包含全長(zhǎng)為100公尺的纜線長(zhǎng)度，允許USB 3.0使用于市場(chǎng)中，例如視頻傳送和精簡(jiǎn)型客戶端(1:11；[11-(3116111:)計(jì)算。
[0020]傳統(tǒng)上，主機(jī)透過在纜線中的四個(gè)銅導(dǎo)體與客戶端雙向地通信數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)編碼以達(dá)成直流(DC)平衡(S卩，實(shí)質(zhì)恒定的平均值)，且透過耦合電容器傳送并藉由在客戶端側(cè)的電阻器終止。在USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中的光纖纜線的使用出現(xiàn)兩個(gè)問題。首先，USB 3.0規(guī)格關(guān)閉(power-down)此鏈接，且然后利用稱為低頻周期信號(hào)(Low Frequency Per1dicSignaling,LFPS)的協(xié)議傳送非常短的續(xù)電信號(hào)(keep-alive signal)，以為了節(jié)省端裝置(即，客戶端裝置)的功率。然而，大部份的光收發(fā)器需要持續(xù)地運(yùn)行數(shù)據(jù)流以使用長(zhǎng)時(shí)間恒定的回授回路(long-time-constant feedback loops)來設(shè)定激光偏壓和光二極管切片電平(slicing level)，前述為USB 3.0所排除者。
[0021]其次，當(dāng)纜線的端配接至客戶端電路時(shí)，USB3.0藉由尋找終端負(fù)載改變的存在來檢測(cè)客戶端的存在。為了要檢測(cè)客戶端裝置的存在，主機(jī)裝置周期性地產(chǎn)生脈波以使輸出數(shù)據(jù)線處于高電位。然后觀察電壓維持為高電位有多長(zhǎng)時(shí)間。如果并無客戶端裝置附接至纜線的另一端，則數(shù)據(jù)線將為高阻抗開路，且電壓將于延長(zhǎng)的時(shí)間區(qū)段為浮接而處于高電位。然而，如果有客戶端裝置附接，電壓將藉由在客戶端裝置電路中的終端電阻器快速地拉至邏輯零電平。一旦主機(jī)裝置檢測(cè)到終端，主機(jī)裝置將在傳送數(shù)據(jù)之前開始交握以識(shí)別和訓(xùn)練(train)客戶端電路。
[0022]USB 3.0假設(shè):銅纜線將被使用以將主機(jī)裝置連接至客戶端裝置。然而，在標(biāo)準(zhǔn)的光纖鏈接中，在光纖的兩側(cè)之間除了明確的數(shù)據(jù)傳輸，通常不具有任何的DC通信。在光纖纜線中，纜線的主機(jī)側(cè)和客戶端側(cè)二者由于激光二極管驅(qū)動(dòng)電路和光檢測(cè)器電路，而將具有與此相關(guān)的一些終端負(fù)載，所述激光二極管驅(qū)動(dòng)電路和所述光檢測(cè)器電路被使用以將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)和將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。如果此光纖纜線僅連接至主機(jī)端，將客戶端保持為非連接，主機(jī)裝置將作出推論:已附接有效的客戶端。然后主機(jī)裝置將啟始將會(huì)失敗的交握嘗試。在附接光纖纜線的一端和在另一端完成附接之間，USB 3.0允許使用者360毫秒(millisecond)或更短的時(shí)間WSB 3.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:主機(jī)裝置進(jìn)入兼容模式，所述兼容模式使得系統(tǒng)提供一組標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模式(test pattern)，直到主機(jī)裝置重置(reset)為止。因?yàn)槌讼到y(tǒng)電源重啟(power-cycling)之外并無法離開兼容模式，標(biāo)準(zhǔn)光纖鏈接將鎖住(lock up)和失敗。從而，需要光纖纜線鏈接經(jīng)配置以用任何順序連接至主機(jī)裝置或客戶端裝置，而不使得系統(tǒng)進(jìn)入兼容模式。
[0023]簡(jiǎn)單地說，實(shí)施方式確保:僅當(dāng)纜線在光纖鏈接的兩端已適當(dāng)?shù)剡B接時(shí)，客戶端裝置和主機(jī)裝置二者才會(huì)檢測(cè)到終端。實(shí)施方式允許主動(dòng)式光纜從主動(dòng)式光纖纜線的一端發(fā)出信號(hào)至另一端以模擬實(shí)時(shí)