專利名稱：通過多條傳輸線傳輸數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)由傳輸介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，以及經(jīng)由傳輸介質(zhì)來接收數(shù)據(jù)單元的方法和設(shè)備，尤其涉及在不同電子元件間傳輸大量數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，這里尤其涉及圖形控制和液晶顯示器之間的數(shù)據(jù)傳送。
在現(xiàn)代電子應(yīng)用中，大量的數(shù)據(jù)必須在具有同一外殼的元件之間、印刷電路板(PCB)之間以及集成電路之間傳送。這樣的大量數(shù)據(jù)的傳送的目的在于最大化數(shù)據(jù)傳送率，同時(shí)減少電磁干擾(EMI)并且也同時(shí)減少了接口成本。在這樣的應(yīng)用中，傳輸速度、電磁接口或者電磁兼容性以及系統(tǒng)成本都是主要方面。


圖1示出了一個(gè)框圖，示出了在發(fā)射機(jī)100和接收機(jī)102之間傳送數(shù)據(jù)期間的EMI影響。例如，發(fā)射機(jī)100是顯示控制器，接收機(jī)102是相關(guān)的顯示器。如圖1中箭頭所示，數(shù)據(jù)，例如二進(jìn)制數(shù)據(jù)，經(jīng)由傳輸介質(zhì)104從發(fā)射機(jī)100傳輸?shù)浇邮諜C(jī)102。傳輸介質(zhì)104是具有多條彼此相鄰配置的傳輸線的傳輸介質(zhì)，其中一旦大量數(shù)據(jù)的傳輸與二進(jìn)制信號(hào)的同時(shí)轉(zhuǎn)換(信號(hào)電平的變化，例如H→L或者L→H)聯(lián)合到一起，就產(chǎn)生了輻射，這將導(dǎo)致相鄰電子元件間的電磁相互作用。同樣，電磁能量可以耦合到傳輸介質(zhì)104的傳輸線中，并導(dǎo)致了接收機(jī)中的毀壞。
現(xiàn)在，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量快速地增加，并且不斷地要求較高的數(shù)據(jù)率。特別地，在移動(dòng)圖像的數(shù)據(jù)具有高分辨率的情況下，實(shí)時(shí)管理高數(shù)據(jù)率是必要的，壓縮技術(shù)不能在所有情況中使用。因此，引起的損失經(jīng)常是不可接受的，或者不能在接收機(jī)側(cè)籌措得到相應(yīng)的解壓縮成本。
隨著信號(hào)帶寬的增加，對(duì)于電磁干擾(EMI)，必須考慮額外的預(yù)防措施。傳輸必須對(duì)于來自環(huán)境的電磁射線是免疫的，此外，傳輸所固有的輻射必須被最小化，以便避免與其它系統(tǒng)元件干擾。在用于終端用戶的電子器件的情況下，盡管在滿足這些標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的成本是合理的，但是也應(yīng)用非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)以便確保不同器件之間的電磁兼容性。把矩陣顯示設(shè)備作為一個(gè)例子，例如，液晶顯示器(LCD)，其中關(guān)于將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，正在增加的屏幕分辨率需要更高的帶寬，其中EMI需求在最近幾年變得日益嚴(yán)格。不僅在計(jì)算機(jī)的圖形控制器和視覺顯示單元的顯示控制器之間需要高速接口，而且在顯示控制器和顯示器的單個(gè)列驅(qū)動(dòng)器之間也需要高速接口。
圖2示出了具有顯示控制器106和外部的圖形控制器108的矩陣顯示器的一個(gè)例子。在其中配置有圖形卡形式的圖形控制器108的個(gè)人計(jì)算機(jī)位于虛線的左側(cè)區(qū)域，并且用圖解法示出。包括顯示控制器的顯示設(shè)備，也就是屏幕，位于虛線的右側(cè)。經(jīng)由第一連接110，圖形控制器108將需要的圖象數(shù)據(jù)從個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)傳輸?shù)斤@示控制器，并且傳輸屏幕刷新指令來刷新屏幕。經(jīng)由多條傳輸線1121-112n，顯示控制器106將相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加給多個(gè)列驅(qū)動(dòng)器1141-114n。列驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)矩陣顯示器118的單獨(dú)列1161-116n。矩陣顯示器118例如是WUXGA(WUXGA＝超寬擴(kuò)展圖形陣列)，具有1.920×1.280個(gè)RGB象素(R＝紅色，G＝綠色，B＝藍(lán)色)的分辨率。在圖2所例示的情況下，WUXGA矩陣顯示元件(1.920×1.280象素)的屏幕刷新需要傳輸約7兆字節(jié)。該更新通常發(fā)生在60Hz的頻率，這相當(dāng)于約422兆字節(jié)/秒的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率。應(yīng)該指出，這仍然不包括為了適當(dāng)操作必須插入的空白相位。因此，具有八個(gè)顯示列驅(qū)動(dòng)器的WUXGA-LCD將需要約500兆比特/秒(峰值數(shù)據(jù)率)，其將被傳輸?shù)矫總€(gè)驅(qū)動(dòng)器1141-114n。
為了在滿足高速率需要的同時(shí)保持電磁兼容性，不同的信號(hào)傳輸或者信令技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的。這些公知技術(shù)的一個(gè)例子通常稱做差分信令技術(shù)。圖3示出了用于差分信令的已知電路和在那使用的信號(hào)波形。
圖3A示出了用于差分信令的電路，包括發(fā)射機(jī)100和接收機(jī)102，發(fā)射機(jī)100和接收機(jī)102經(jīng)由包括四條傳輸線1041-104n的傳輸介質(zhì)104彼此連接在一起。發(fā)射機(jī)100包括用于經(jīng)由一條或者多條數(shù)據(jù)線接收將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的第一輸入端DATA，以及用于接收將要傳輸?shù)臅r(shí)鐘信號(hào)的第二輸入端CLK。在接收機(jī)100中，配置有數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器120和時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器122，其分別從輸入端DATA接收數(shù)據(jù)信號(hào)，從輸入端CLK接收時(shí)鐘信號(hào)。在第一內(nèi)部發(fā)射機(jī)線120a，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器120將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)提供給發(fā)射機(jī)100的數(shù)據(jù)輸出端124a上。在第二內(nèi)部發(fā)射機(jī)線路120b上，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器120將反相形式出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信號(hào)提供給發(fā)射機(jī)100的反相輸出端124b。同樣，在第一內(nèi)部發(fā)射機(jī)時(shí)鐘線路122a上，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器122將出現(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)提供給發(fā)射機(jī)100的時(shí)鐘輸出端126a。在第二內(nèi)部發(fā)射機(jī)時(shí)鐘線路122b上，時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器122將反相形式的時(shí)鐘信號(hào)提供給發(fā)射機(jī)100的反相時(shí)鐘輸出端126b。
接收機(jī)102包括數(shù)據(jù)差分放大器128和時(shí)鐘差分放大器130。在接收機(jī)102的輸出端DATD′，數(shù)據(jù)差分放大器128輸出經(jīng)由傳輸介質(zhì)104接收的數(shù)據(jù)信號(hào)。同樣，在接收機(jī)102的輸出CLK′，時(shí)鐘差分放大器130輸出經(jīng)由傳輸介質(zhì)104接收的時(shí)鐘信號(hào)。一個(gè)相應(yīng)的終端電阻R連接在差分放大器128和130的反相和非反相輸入端之間。差分放大器128接收經(jīng)由傳輸介質(zhì)傳輸?shù)男盘?hào)DATA+和DATA-之間的差值。由于差分放大器，傳輸期間的干擾對(duì)于DATA+和DATA-具有同樣的影響，并不影響接收機(jī)。經(jīng)由數(shù)據(jù)輸入端132a，數(shù)據(jù)差分放大器128在它的非反相輸入端接收非反相數(shù)據(jù)信號(hào)DATA+。經(jīng)由接收機(jī)102的反相數(shù)據(jù)輸入端132b，數(shù)據(jù)差分放大器128的反相輸入端從傳輸介質(zhì)104接收反相數(shù)據(jù)信號(hào)DATA-。同樣，時(shí)鐘差分放大器130的非反相輸入端經(jīng)由接收機(jī)102的時(shí)鐘輸入端134a從傳輸介質(zhì)104接收非反相時(shí)鐘信號(hào)CLK+。時(shí)鐘差分放大器130的反相輸入端經(jīng)由接收機(jī)102的反相時(shí)鐘輸入端134b接收反相時(shí)鐘信號(hào)CLK-。
如圖3中所能看出的，傳輸線1041攜帶反相數(shù)據(jù)信號(hào)DATA-，傳輸線1042攜帶非反相數(shù)據(jù)信號(hào)DATA+，傳輸線1043攜帶反相時(shí)鐘信號(hào)CLK-，傳輸線1044攜帶非反相時(shí)鐘信號(hào)CLK+。
如圖3A中的信息IDATA+(t)和IDATA-(t)所指示的，關(guān)于發(fā)射機(jī)100和接收機(jī)102之間的數(shù)據(jù)傳輸，沒有使用電壓電平，而是使用了電流電平。依據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)以及反相數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，在相應(yīng)數(shù)據(jù)線1041和1042上的電流與在相應(yīng)時(shí)鐘線1043和1044上的電流的和等于零。
圖3B表示施加到接收機(jī)100的信號(hào)DATA和CLK的信號(hào)波形，以及經(jīng)由傳輸介質(zhì)104傳輸?shù)男盘?hào)CLK+，CLK-，DATA+和DATA-的波形。
根據(jù)差分信令技術(shù)的常規(guī)方法，平行于數(shù)據(jù)信號(hào)來傳輸相同信號(hào)的反相變型。當(dāng)兩個(gè)傳輸線路或者電線彼此非常接近地延伸時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸將是互補(bǔ)的，并且由此引起的輻射將互相補(bǔ)償。在平行傳輸線中引起的電磁輻射或者EMI對(duì)兩條線具有相同的影響。通過用差分放大器128，130來確定差值，而不是用單條線路上的絕對(duì)電平，獲得了大量噪聲的抗擾性。通常，正如已經(jīng)提過的，通過電流電平而不是電壓電平來傳輸數(shù)據(jù)。將線路阻抗與接收機(jī)102的輸入阻抗相匹配的終端電阻R，將接收機(jī)側(cè)102上的相應(yīng)線路對(duì)互連，線路對(duì)為線1041和1042，以及線1043和1044。這消除了反射，并且基于入射波切換實(shí)現(xiàn)了較高的傳輸率。上面提及的數(shù)據(jù)時(shí)鐘脈沖沿著附加的差分線路對(duì)1043和104傳輸。通過數(shù)據(jù)的傳輸，在正負(fù)時(shí)鐘脈沖邊緣對(duì)分時(shí)鐘頻率。已經(jīng)參考圖3描述的技術(shù)用在公知的RSDS接口(RSDS-減少的擺動(dòng)差分信令)。
傳輸?shù)臅r(shí)鐘信號(hào)的頻率也能夠通過僅僅傳輸數(shù)據(jù)時(shí)鐘脈沖的一個(gè)劃分的變型或者一部分來減少，例如相同數(shù)據(jù)時(shí)鐘脈沖的十分之一。然而，這需要在接收機(jī)側(cè)上的相位補(bǔ)償PLL(PLL＝鎖相環(huán))。例如，在LVDS接口(LVDS＝低電壓差分信令)上使用該技術(shù)。
本領(lǐng)域中另一個(gè)公知的方法是所謂的“數(shù)據(jù)/選通編碼”，使用圖4例示了在該電路中存在的電路和數(shù)據(jù)信號(hào)的例子。
正如從圖4A中可以看出的，在那示出的數(shù)據(jù)傳輸部分對(duì)應(yīng)參考圖3A描述的部分。與圖3A不同，在圖4A中描述的數(shù)據(jù)/選通方法中，接收機(jī)100的時(shí)鐘輸入端CLK不與時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器122的輸入端直接連接。時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器122的輸入端與XOR(異或)門138的輸出端相連，其作為輸入信號(hào)從輸入端CLK接收時(shí)鐘信號(hào)，并從輸入端DATA接收數(shù)據(jù)信號(hào)。與圖3A示出的示例性實(shí)施例不同，在這里使用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器122分別在傳輸線1044和1043上傳輸?shù)浇邮諜C(jī)102的不是時(shí)鐘信號(hào)本身，而是它的非反相形式的STRB+以及它的反相形式的STRB-的選通信號(hào)。與圖3A示出的示例性實(shí)施例不同，在此時(shí)鐘或者選通差分放大器130的輸出端在接收機(jī)側(cè)連接XOR門140的第一輸入端，在第二輸入端接收數(shù)據(jù)差分發(fā)送器128的輸出信號(hào)，并且具有與接收機(jī)102的時(shí)鐘信號(hào)輸出端CLK｀連接的輸出端。
圖4A的電路中的信號(hào)運(yùn)行在圖4B中例示。
通過使用依據(jù)參考圖4描述的“數(shù)據(jù)/選通編碼”程序減少了在這樣的傳輸方案中信號(hào)改變(轉(zhuǎn)換)的數(shù)目?；靖拍畲嬖谟趥鬏斶x通信號(hào)，這在數(shù)據(jù)信號(hào)不改變的時(shí)候改變。因此正如從圖4B中可以清楚的，數(shù)據(jù)信號(hào)或者選通信號(hào)隨著每個(gè)傳輸比特來改變，但是至少一個(gè)是這樣的。時(shí)鐘脈沖能夠通過在選通信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)之間使用XOR功能來恢復(fù)。公知的火線標(biāo)準(zhǔn)(IEEE1394)使用了該方法。根據(jù)它所使用的數(shù)據(jù)/選通編碼，例如在蘋果電腦公司的火線應(yīng)用中，數(shù)據(jù)通過XOR邏輯操作與具有兩個(gè)邊緣(相當(dāng)于比特時(shí)鐘脈沖的一半)的時(shí)鐘脈沖相合并，以便產(chǎn)生選通信號(hào)。在每個(gè)周期，數(shù)據(jù)信號(hào)或者選通信號(hào)變化，或者兩個(gè)都不變化。通過XOR組合數(shù)據(jù)信號(hào)和選通信號(hào)，時(shí)鐘脈沖能夠在不需要鎖相環(huán)的情況下直接恢復(fù)。
此外，使用連續(xù)比特傳送的方法經(jīng)常在數(shù)據(jù)流中插入已知比特轉(zhuǎn)換，以便由此允許定時(shí)恢復(fù)。使用保證的或者固定的轉(zhuǎn)換，暫時(shí)的比特序列被重新編碼成較長(zhǎng)的比特序列。在該過程中，明確的時(shí)鐘脈沖傳輸不是必要的，因?yàn)橥ㄟ^接收機(jī)側(cè)的鎖相環(huán)，基于數(shù)據(jù)的時(shí)鐘脈沖能夠被恢復(fù)或者重新構(gòu)造。這種方法通常在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的情況中。
剛剛描述的常規(guī)傳輸技術(shù)的缺點(diǎn)在于，盡管這些具有很好的EMI特性，但是它們也與高接口或者電路成本有關(guān)，并且具有受限的數(shù)據(jù)傳輸率。
從該技術(shù)狀態(tài)開始，本發(fā)明的一個(gè)目的在于產(chǎn)生一種改進(jìn)的系統(tǒng)，用于通過具有多條相鄰傳輸線的傳輸介質(zhì)來交換數(shù)據(jù)，在保持好的EMI特性的同時(shí)，確保了接口和電路成本被相當(dāng)?shù)販p少同時(shí)數(shù)據(jù)率增加。
該目標(biāo)通過權(quán)利要求1保護(hù)的方法和權(quán)利要求6保護(hù)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提出了一種經(jīng)由包括至少三條相鄰傳輸線的傳輸介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)單元的方法，該方法包括以下步驟(a)提供多個(gè)碼，每個(gè)碼包括與傳輸介質(zhì)的傳輸線的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼部分，相關(guān)傳輸線上的碼的每個(gè)碼部分具有預(yù)定信號(hào)值，并且對(duì)于每個(gè)傳輸碼，信號(hào)值的總和基本上是恒定的；(b)對(duì)于將要傳輸?shù)拿總€(gè)數(shù)據(jù)單元，從多個(gè)碼中選擇一個(gè)碼；以及(c)提供選擇的碼用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)來傳輸。
優(yōu)選地，根據(jù)預(yù)定時(shí)鐘脈沖來提供將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元和碼，其中在步驟(b)中，基于先前碼(preceding code)和新的數(shù)據(jù)單元，在每個(gè)新時(shí)鐘脈沖處選擇新碼。優(yōu)選地，碼是二進(jìn)制碼，每個(gè)碼包括相同數(shù)目的具有高邏輯電平的碼部分以及具有低邏輯電平的碼部分。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)單元包括一個(gè)比特或者多個(gè)比特，而且，信號(hào)值的總和能夠被選擇，因此它基本上是零。
本發(fā)明還提出了一種經(jīng)由包括至少三條相鄰傳輸線的傳輸介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)單元的設(shè)備，該設(shè)備具有接收數(shù)據(jù)單元的輸入端；存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)多個(gè)碼，每個(gè)碼包括與傳輸介質(zhì)的傳輸線的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼部分，相關(guān)傳輸線上的碼的每個(gè)碼部分具有預(yù)定信號(hào)值，并且對(duì)于每個(gè)傳輸碼，信號(hào)值的總和基本上是恒定的；選擇設(shè)備，與輸入端和存儲(chǔ)器有源連接(actively connect)，以便從存儲(chǔ)器中選擇并提供一個(gè)碼給在輸入端接收的數(shù)據(jù)單元；一個(gè)輸出端，與選擇設(shè)備有源連接，以便將選擇設(shè)備提供的碼提供用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)來傳輸。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括用于接收時(shí)鐘脈沖的時(shí)鐘輸入端，數(shù)據(jù)單元在每個(gè)新時(shí)鐘脈沖出現(xiàn)在輸入端，選擇設(shè)備基于先前碼和新數(shù)據(jù)單元為新時(shí)鐘脈沖選擇和提供新碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提出了一種經(jīng)由包括至少三條相鄰傳輸線的傳輸介質(zhì)來接收數(shù)據(jù)單元的方法，已根據(jù)上面描述的發(fā)送數(shù)據(jù)單元的方法發(fā)送該數(shù)據(jù)單元。傳輸碼被接收，并被分配給合適的數(shù)據(jù)單元，因此創(chuàng)建的數(shù)據(jù)單元被輸出。優(yōu)選地，該方法還包括基于經(jīng)由傳輸介質(zhì)傳輸?shù)拇a的轉(zhuǎn)換來恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種從包括至少三條相鄰傳輸線的傳輸介質(zhì)接收數(shù)據(jù)單元的設(shè)備，通過上面描述的設(shè)備發(fā)送該數(shù)據(jù)單元。該設(shè)備包括用于從傳輸介質(zhì)接收碼的輸入端，用于將接收的碼分配給相應(yīng)數(shù)據(jù)單元的裝置，以及用于提供數(shù)據(jù)單元的輸出端。優(yōu)選地，提供了一個(gè)定時(shí)恢復(fù)電路，用于基于經(jīng)由傳輸介質(zhì)傳輸?shù)拇a的轉(zhuǎn)換來恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提出了一種經(jīng)由具有至少三條相鄰傳輸線的傳輸介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)單元的方法，根據(jù)上面描述的方法來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)單元。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提出了一種傳輸數(shù)據(jù)單元的設(shè)備，包括上面描述的用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)單元的設(shè)備，這些設(shè)備通過具有至少三條相鄰傳輸線路的傳輸介質(zhì)彼此相連。
本發(fā)明是通過所謂的多線信令(MWS)實(shí)現(xiàn)的，能夠獲得的EMI特性與使用以差分方式驅(qū)動(dòng)的一對(duì)平行線所獲得的EMI特性類似，MWS方法需要三條或者更多基本上相鄰配置的線。發(fā)明者已經(jīng)確定，只要所有平行線中的電流總和隨著時(shí)間的過去是恒定的，單條線的輻射彼此補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)電流的總和優(yōu)選為零，從而避免了經(jīng)由接地連接的靜態(tài)電流。
優(yōu)選地，使用MWS技術(shù)的本發(fā)明方法提出了一種經(jīng)由具有低電磁干擾(EMI)的多條線路或者電線以高數(shù)據(jù)率傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法。根據(jù)本發(fā)明，使用了一種特殊的編碼技術(shù)，以便減少傳輸線上的信號(hào)變化，并且協(xié)調(diào)了數(shù)據(jù)變化，以便由此減少電磁輻射。通過根據(jù)本發(fā)明的編碼方法，定時(shí)信息能夠優(yōu)選地合并到傳輸信號(hào)中，這樣時(shí)鐘脈沖能夠在沒有使用鎖相環(huán)(PLL)的情況下在接收機(jī)側(cè)恢復(fù)。這允許使用簡(jiǎn)單的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路，并且有效使用了傳輸信道帶寬，這總體上導(dǎo)致了成本-效果合算的接口方案。
與具有或者沒有數(shù)據(jù)/選通編碼的常規(guī)或者傳統(tǒng)二進(jìn)制差分接口技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的MWS方法提供了相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)保持好的EMI特性時(shí)，接口和電路成本也都同時(shí)減少了，并且數(shù)據(jù)速率能夠增加。
使用三線系統(tǒng)，每個(gè)傳輸周期的相同數(shù)目的數(shù)據(jù)能夠使用傳統(tǒng)的差分?jǐn)?shù)據(jù)/時(shí)鐘脈沖或者數(shù)據(jù)/選通對(duì)來傳輸。然而，如果應(yīng)用是基于電纜的，則可以省略一條線以及一個(gè)屏蔽。轉(zhuǎn)換速率以及最大信號(hào)頻率與數(shù)據(jù)/選通編碼系統(tǒng)的相同。
在四線系統(tǒng)中，使用了與根據(jù)圖3和4的差分信令方法的情況中相同數(shù)目的線路，但是每個(gè)周期能夠傳輸兩倍的數(shù)據(jù)量(2比特/秒)。而且，每個(gè)比特的平均轉(zhuǎn)換率減少為低于數(shù)據(jù)/選通編碼系統(tǒng)的平均轉(zhuǎn)換率。在基于電纜應(yīng)用的情況中，所有的四條線可使用公共屏蔽。
與常規(guī)的或者傳統(tǒng)的方法相比，根據(jù)本發(fā)明的MWS方法更適合于依據(jù)較低成本的高速和低EMI接口應(yīng)用。在具有四條或者更多線路或者電線的系統(tǒng)中容易地可恢復(fù)定時(shí)以及附加控制信號(hào)(ESC＝換碼序列)的可用性在很多應(yīng)用中產(chǎn)生更多優(yōu)點(diǎn)。
通過非限制性的實(shí)例，參考下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面變得很明顯，并且將被說明。
在附圖中，圖1是示出數(shù)據(jù)傳輸期間在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的EMI影響的框圖；圖2是具有顯示控制器和外部圖形控制器的矩陣顯示器的框圖；圖3A示出了數(shù)據(jù)和時(shí)鐘脈沖信號(hào)的差分信令的已知電路；圖3B示出了在圖3A的電路中使用的信號(hào)波形；圖4A示出數(shù)據(jù)/選通編碼的已知電路；圖4B示出了在圖4A的電路中使用的信號(hào)波形；圖5是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施例的圖示，用于根據(jù)多線信令(MWS)來傳輸數(shù)據(jù)；圖6是一個(gè)表，詳細(xì)說明了對(duì)于不同數(shù)目的傳輸線路存在多少具有指定數(shù)字“1”(0＝hot，...，5-hot)的二進(jìn)制碼；圖7A示出了根據(jù)常規(guī)差分信令的有線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；圖7B示出了根據(jù)發(fā)明的多線信令的有線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；圖8是例示了通過碼轉(zhuǎn)換的輸入數(shù)據(jù)的編碼的框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的三線碼轉(zhuǎn)換信令的狀態(tài)圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的四線碼轉(zhuǎn)換信令的狀態(tài)圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的三線接口的實(shí)例；圖12是數(shù)據(jù)編碼器的框圖；圖13示出了三線數(shù)據(jù)編碼器的狀態(tài)機(jī)；圖14是定時(shí)恢復(fù)電路的框圖；圖15示出了數(shù)據(jù)解碼器的一個(gè)實(shí)例；圖16示出了四線電流環(huán)的電路的一個(gè)實(shí)例；以及圖17示出了四線數(shù)據(jù)編碼器的一個(gè)實(shí)例。
參考圖5到17，下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例，給附圖中示出的具有相同或者相似作用的元件提供了相同的參考標(biāo)號(hào)。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施例的圖示，用于根據(jù)多線信令(MWS)來傳輸數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)200和接收機(jī)202，它們通過傳輸介質(zhì)204彼此連接。傳輸介質(zhì)204包括多條傳輸線2041-204k。
在輸入端DATA，發(fā)射機(jī)200接收數(shù)據(jù)信號(hào)，該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)入到編碼器206?；谳斎攵薉ATA的數(shù)據(jù)信號(hào)，編碼器206產(chǎn)生包括多個(gè)碼部分SD0-SDk的碼信號(hào)SD，碼部分的數(shù)目與傳輸線2041-204k的數(shù)目相對(duì)應(yīng)。通過相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器2081-208k，由編碼器206提供的碼部分或者它們的信號(hào)值被提供給發(fā)射機(jī)200的輸出端2101-210k。發(fā)射機(jī)200的輸出端2101-210k與相應(yīng)的傳輸線2041-204k連接。接收機(jī)202包括與傳輸線的數(shù)目相等的多個(gè)輸入端2121-212k，輸入端2121-212k與傳輸介質(zhì)的相應(yīng)線2041-204k連接。在輸入端2121-212k接收的單個(gè)碼部分SD0到SDk的信號(hào)值被提供給相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器2141-214k，隨后其將接收的信號(hào)提供給解碼器216，在接收的信號(hào)值或者碼信號(hào)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生施加到接收機(jī)電路202的輸出端DATA′的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)。
根據(jù)上面所提及的，根據(jù)本發(fā)明的MWS方法認(rèn)識(shí)到，與那些在差分方法中利用平行驅(qū)動(dòng)線對(duì)所獲得的EMI特性類似的EMI特性也可以使用三條或者更多線來獲得的，只要所有平行線中的電流的總和隨著時(shí)間的過去是恒定的。在這種情況下，單條線的輻射彼此補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)電流的總和可能是零，以便避免經(jīng)由地連接的靜態(tài)電流。
根據(jù)本發(fā)明，也可以認(rèn)識(shí)到，差分原理可以擴(kuò)展到彼此以緊密空間關(guān)系排列的多條線。導(dǎo)致電流和隨著時(shí)間的過去恒定的所有碼能夠經(jīng)由傳輸介質(zhì)204的單條線2041-204k來傳輸。這能夠獨(dú)立于傳輸數(shù)據(jù)來使用。
在二進(jìn)制傳輸?shù)那闆r下，“0”和“1”指示在傳輸線上流動(dòng)的不同電流。例如，“1”可以意指從接收機(jī)流動(dòng)到發(fā)送機(jī)的特定電流，“0”可以意指相同幅度的電流在相反的方向流動(dòng)。在另一方面，“1”還可以意指特定電流在流動(dòng)，“0”則意指電流是零。當(dāng)僅僅傳輸使用了常數(shù)個(gè)“0”和“1”的碼(DC均衡碼)時(shí)，電流的總和將同樣變得恒定。在轉(zhuǎn)換相位中，在一條線上上升的電流通過在另一線路中相應(yīng)的下降電流來補(bǔ)償。對(duì)于平行傳輸?shù)慕o定數(shù)目的碼比特，具有多個(gè)僅僅有一個(gè)二進(jìn)制“1”的碼以及有兩個(gè)二進(jìn)制“1”的碼，等等。在圖6的表中示出了這些不同的多線碼，線數(shù)3、4、5示出了可能碼的相應(yīng)總數(shù)，例如8、16和32，列0-hot到5-hot每個(gè)都表示存在多少個(gè)具有相應(yīng)數(shù)字“1”的碼。列0-hot給出，例如，根本不包含“1”的碼數(shù)，列1-hot對(duì)于不同數(shù)目的線，給出只包含一個(gè)“1”的碼數(shù)，等等。具有固定數(shù)“1”的碼與具有相同的固定數(shù)“0”的碼一直同樣多，這是因?yàn)樵谶@種情況下包括相應(yīng)的反相版本。隨著使用的電線數(shù)目的增加，更多的DC平均碼變得可用，這能夠從圖6的表中看出。例如，四條線允許具有相等數(shù)目的“0”和“1”的六個(gè)碼。
根據(jù)本發(fā)明，在具有相同數(shù)目的“0”和“1”的碼間發(fā)生轉(zhuǎn)換，從而避免了動(dòng)態(tài)提供電流。更多的線允許具有固定數(shù)目“0”和“1”的更多碼。具有固定數(shù)“1”的碼與具有相同數(shù)目“0”的碼通常同樣多。
在差分傳輸?shù)那闆r下，本發(fā)明還提供以緊密空間關(guān)系導(dǎo)向的多條線。在電纜中，直接相鄰的線共享一個(gè)屏蔽。在一個(gè)印刷電路板上，MWS系統(tǒng)的導(dǎo)電條基本平行地配置，并且彼此相鄰。圖7示出根據(jù)常規(guī)方法和本發(fā)明方法的有線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖7A所示，數(shù)據(jù)線DATA+和DATA-以及時(shí)鐘線CLK+和CLK-都由相互分離的屏蔽218環(huán)繞。與此相比，如圖7B所示，根據(jù)本發(fā)明的方法允許用于傳輸相應(yīng)碼部分的四條線使用共同屏蔽218的配置，因此多條線束共享該共同的屏蔽。根據(jù)本發(fā)明的配置導(dǎo)致了低輻射，因?yàn)閺母咝盘?hào)電平到低信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換以及從低信號(hào)電平到高信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換都被補(bǔ)償。該多條線在電纜內(nèi)或者在印刷電路板上平行并且空間接近地配置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方法，可用的碼能夠直接映射到數(shù)據(jù)上。每個(gè)傳輸周期，因此能夠傳輸log2(DC均衡碼的數(shù)目)個(gè)信息比特。然而，根據(jù)優(yōu)選示例性實(shí)施例，數(shù)據(jù)映射到碼轉(zhuǎn)換而不是到碼本身是優(yōu)選的，借此可獲得附加值。下一個(gè)傳輸?shù)拇a是數(shù)據(jù)和先前碼的函數(shù)，從圖8可清楚，該圖示出了通過碼轉(zhuǎn)換來例示輸入數(shù)據(jù)編碼的框圖。不管數(shù)據(jù)變化和數(shù)據(jù)值，碼都改變，這另外地導(dǎo)致了接收機(jī)側(cè)的連續(xù)定時(shí)信息。正如從圖8中可以看出的，使用“i”碼，能夠識(shí)別出“i-1”碼的轉(zhuǎn)換。根據(jù)所提及的，即使在沒有數(shù)據(jù)改變的情況下，也出現(xiàn)碼改變，每個(gè)碼變化指示一個(gè)時(shí)間事件，其影響最后在于，在接收機(jī)側(cè)不要求鎖相環(huán)或者其它復(fù)雜恢復(fù)電路工程的情況下，時(shí)鐘信號(hào)能夠以簡(jiǎn)單的方式從編碼數(shù)據(jù)中恢復(fù)。
下面說明根據(jù)本發(fā)明的多線碼轉(zhuǎn)換信令的一些例子。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的三線碼轉(zhuǎn)換信令的狀態(tài)圖。例如把狀態(tài)1102看作開始點(diǎn)，如果出現(xiàn)一個(gè)用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值“0”，那么碼1012將被傳輸。如果從碼1102開始，出現(xiàn)用于傳輸?shù)摹?”，則傳輸碼0112。從碼1012開始，在出現(xiàn)“1”時(shí)，切換到碼1102，在出現(xiàn)用于傳輸?shù)摹?”時(shí)，切換到碼0112。從碼0112開始，出現(xiàn)“1”時(shí)，切換到碼1012，出現(xiàn)“0”作為將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元時(shí)，切換到碼1102。在圖9所例示的示例性實(shí)施例中，存在三個(gè)DC均衡三線碼。對(duì)于每個(gè)碼，只有到其它兩個(gè)碼的傳輸是可能的。圖9所示的圖示出了基于數(shù)據(jù)值來執(zhí)行的轉(zhuǎn)換。當(dāng)DATA＝0時(shí)，如所能看到的，碼變化為下一個(gè)碼。當(dāng)DATA＝1時(shí)，碼增加兩個(gè)碼值，這與相反方向的連續(xù)碼是相同的。每個(gè)碼轉(zhuǎn)換改變兩個(gè)比特。隨著兩個(gè)轉(zhuǎn)換，僅僅能夠編碼一個(gè)數(shù)據(jù)比特，但是一直包含需要的定時(shí)信息。
如從圖9中可以看出的，在此僅僅使用了碼1102、1012或者0112、或者它們的反相版本。在此兩種轉(zhuǎn)換是可能的，每個(gè)時(shí)鐘脈沖傳輸一個(gè)比特?！?”使碼增加1，“1”使碼增加2。每個(gè)轉(zhuǎn)換改變兩個(gè)比特。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的四線碼轉(zhuǎn)換信令的狀態(tài)圖。為了簡(jiǎn)化的目的，參考圖10將描述只基于不同數(shù)據(jù)值從開始碼00112的轉(zhuǎn)換。如可以看出的，出現(xiàn)“002”時(shí)，碼00112切換到碼01012。如果出現(xiàn)“012”作為數(shù)據(jù)值，則碼切換到碼01102。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)值“102”，則碼切換到碼10012。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)值“112”，則碼切換到碼10102。例如，另外的轉(zhuǎn)換是可用的，以便一旦接收到換碼信息(ESC信息)時(shí)，就切換到碼11002。
如圖10中可看出的，使用四條線，存在最多六個(gè)DC均衡碼，其中選擇了具有相等數(shù)目的“0”和“1”的碼(參見圖6中的表)。在這種情況下，根據(jù)參考圖10所說明的，五個(gè)碼轉(zhuǎn)換是可能的。兩個(gè)信息比特能夠分配給四個(gè)轉(zhuǎn)換。第五個(gè)轉(zhuǎn)換可用于控制功能，例如，用于標(biāo)記數(shù)據(jù)塊的開始或者結(jié)束。其也用于編碼“0”數(shù)據(jù)，以便在沒有數(shù)據(jù)將要被傳輸時(shí)提供時(shí)鐘信號(hào)。四個(gè)可能的碼轉(zhuǎn)換改變兩個(gè)比特，一個(gè)轉(zhuǎn)換改變所有四個(gè)比特，因此平均改變了2.4個(gè)碼比特。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的三線接口的實(shí)例。圖11中所示出的結(jié)構(gòu)包括有源終端，一個(gè)簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)以及一個(gè)接地(GND)的直流電。
如圖11中可以看出的，發(fā)射機(jī)200包括三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管形式的開關(guān)2200-2202。碼部分SD0、SD1和SD2分別出現(xiàn)在場(chǎng)效應(yīng)晶體管2200-2202的一個(gè)相應(yīng)柵極端子G。相應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極端子D連接到地(GND)，相應(yīng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源級(jí)端子S分別連接到發(fā)射機(jī)200的輸出端2101-2103?；诖a部分SD0、SD1或者SD2的信號(hào)值，相應(yīng)的相關(guān)輸出端2101-2103留在主要的電勢(shì)或者切換到地。
接收機(jī)202包括三個(gè)輸入端2121-2123，通過傳輸介質(zhì)204的傳輸線2041-2043，接收機(jī)202的相應(yīng)輸入端以及發(fā)射機(jī)200的相應(yīng)輸出端以圖11所示的方式彼此連接。輸入端2121-2123的每一個(gè)與放大器2220-2202的一個(gè)相應(yīng)輸入端連接，并且與連接在一起作為MOS二極管的場(chǎng)效應(yīng)晶體管2240-2242的漏極端子D相連。放大器2220-2222的輸出提供了碼部分SD0′-SD2′的接收的信號(hào)值。此外，電源線VDD被提供在接收機(jī)202中，其一方面給放大器2220-2222提供需要的供電電壓，并且也連接到電流源Idrv，其隨后連接到場(chǎng)效應(yīng)晶體管2240-2242的柵極和源極端子。
圖11示出了三線傳輸系統(tǒng)的一個(gè)可能的驅(qū)動(dòng)器和接收機(jī)電路。線由場(chǎng)效應(yīng)晶體管2240-2242有源地終接，此外在接收機(jī)側(cè)202提供電流源Idrv。發(fā)射機(jī)200通過使線2041-2043中的一條接地來發(fā)送碼(也參見圖9的狀態(tài)圖，據(jù)此每個(gè)碼只有一個(gè)零)。碼轉(zhuǎn)換將電流從一條線轉(zhuǎn)移到另一條線。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明使用的數(shù)據(jù)編碼器的框圖的一個(gè)實(shí)例。該數(shù)據(jù)編碼器(圖12)包括碼轉(zhuǎn)換表I226、多路復(fù)用器228以及輸出寄存器230。并且表226不但接收包括一個(gè)比特或者多個(gè)比特的數(shù)據(jù)信號(hào)DATA(k比特，k＝1，2，3...)，而且接收換碼輸入信號(hào)ESC。一個(gè)確認(rèn)信號(hào)VAL作為選擇信號(hào)施加給多路復(fù)用器228，時(shí)鐘信號(hào)CLK激活輸出寄存器230。正如可以看出的，碼表226另外接收出現(xiàn)在編碼器輸出端的碼信號(hào)SD(n比特，k＝3，4，5...)，并且基于數(shù)據(jù)信號(hào)存在和換碼信號(hào)存在，在輸出端產(chǎn)生一個(gè)新碼SDnext，其在有效動(dòng)作的情況下，通過相應(yīng)信號(hào)值VAL，使用多路復(fù)用器228來選擇該碼并且經(jīng)由寄存器230輸出。下一個(gè)碼值因此是確認(rèn)信號(hào)VAL、數(shù)據(jù)信號(hào)DATA、換碼信號(hào)ESC以及先前碼SD的函數(shù)。
如果沒有出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)，則通過多路復(fù)用器228的相應(yīng)激活，并且通過選擇出現(xiàn)在輸出端的碼值SD作為下一個(gè)碼值SDnext，信號(hào)VAL變到低邏輯電平“0”，并且阻止碼前進(jìn)或者碼改變。圖12示出的裝置通常是轉(zhuǎn)換編碼機(jī)器。根據(jù)所提及的，下一個(gè)碼是先前碼、數(shù)據(jù)輸入和ESC輸入以及確認(rèn)信號(hào)VAL的一個(gè)函數(shù)。只要沒有提供新數(shù)據(jù)，則確認(rèn)信號(hào)停止碼前進(jìn)。如果數(shù)據(jù)是無效的，則在接收機(jī)側(cè)沒有遇到時(shí)鐘脈沖。ESC信號(hào)基本上還攜帶輸入數(shù)據(jù)，但是允許使用對(duì)于四個(gè)或者更多碼比特變得可用的冗余碼轉(zhuǎn)換。
在三線系統(tǒng)的情況中，由圖13示出的用于三線數(shù)據(jù)編碼器的狀態(tài)圖來實(shí)施轉(zhuǎn)換編碼。在此，使用了所謂的多狀態(tài)機(jī)，并且使用了2-hot編碼。轉(zhuǎn)換與已參考圖9描述的那些轉(zhuǎn)換是一樣的，盡管在此包括另外的確認(rèn)信息信號(hào)VAL，其對(duì)于相應(yīng)的轉(zhuǎn)換一直具有的值為“1”。
圖14示出了定時(shí)恢復(fù)電路的一個(gè)例子，以便在接收機(jī)側(cè)從接收的碼部分值SD0′-SDn′中恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)。該電路包括多個(gè)AND(與)門2320-232n，該AND門在第一輸入端接收對(duì)應(yīng)碼部分的相應(yīng)反相信號(hào)，并且通過第二輸入端從碼部分輸入端接收信號(hào)，所述信號(hào)通過相應(yīng)延遲線2340-234n延遲預(yù)定時(shí)間間隔。AND門2320-232n的輸出在邏輯上通過OR(或)門來組合，OR門236的輸出相當(dāng)于時(shí)鐘信號(hào)CLK′。根據(jù)所提及的，定時(shí)恢復(fù)由圖14示出的電路來實(shí)施，其利用了這樣一個(gè)事實(shí)，不管使用的電線或者線路的數(shù)目，在DC平均碼間一直發(fā)生從“0”到“1”的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換。使用延遲元件2340-234n(例如，反相器電路)，產(chǎn)生一個(gè)短脈沖的轉(zhuǎn)換。碼中的不同的“0”到“1”的轉(zhuǎn)換同時(shí)出現(xiàn)，并且通過包括的OR操作來組合為一個(gè)普通脈沖?；謴?fù)定時(shí)的時(shí)鐘周期依靠傳輸時(shí)鐘周期以及延遲元件的長(zhǎng)度。在很多系統(tǒng)中，使用不同的傳輸時(shí)鐘周期來傳輸完整的字(例如16比特)。通常，只有需要這個(gè)字時(shí)間用于進(jìn)一步的處理。因?yàn)樵诖税▊鬏敃r(shí)鐘脈沖的共享版本，所以它的時(shí)鐘周期能夠以簡(jiǎn)單的方式控制。
圖15示出了接收機(jī)側(cè)的數(shù)據(jù)解碼器的實(shí)例，以便從接收的碼字SD′中產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖CLK′、傳輸?shù)腄ATA′、ESC信息信號(hào)ESC′以及可選的誤差信號(hào)。該裝置包括一個(gè)碼轉(zhuǎn)換表II 238，其通過輸入寄存器240接收先前碼SD′old，并從輸入端SD′直接接收當(dāng)前碼。另外，從接收的碼SD′中，時(shí)鐘信號(hào)CLK′通過定時(shí)恢復(fù)電路242以參考圖14描述的方式來恢復(fù)，并且用于釋放輸入寄存器240并且釋放輸出寄存器242?；谔峁┑男畔?，碼轉(zhuǎn)換表II 238產(chǎn)生信號(hào)DATA′、ESC′和ERROR，其是由輸出緩存器242在恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)CLK′控制下的輸出。通過圖15所示的裝置，通過將到達(dá)碼與先前碼進(jìn)行比較來解碼原始數(shù)據(jù)，碼轉(zhuǎn)換表II 238被提供用于為每個(gè)可能的組合查找數(shù)據(jù)。從未使用的符號(hào)以及到未使用符號(hào)的轉(zhuǎn)換都可以報(bào)告為錯(cuò)誤，所述未使用的符號(hào)不是碼的一個(gè)組成。
應(yīng)該指出，該碼轉(zhuǎn)換表與用于圖12所示的編碼器的表不同。接收機(jī)側(cè)的信息的處理可以包括不同的管道級(jí)。因?yàn)閷?duì)于無效數(shù)據(jù)沒有恢復(fù)時(shí)鐘脈沖，所以先前傳輸?shù)男畔⒖赡芾г诮邮諜C(jī)管道中。為了移動(dòng)或者得到通過管道傳播的信息，發(fā)射機(jī)包括偽數(shù)據(jù)，例如使用ESC信號(hào)。
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的用于四線電流環(huán)的電路實(shí)例。在該示例性實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)200包括四個(gè)開關(guān)S0-S3，根據(jù)碼部分SD0-SD3的信號(hào)值來控制。開關(guān)S0-S3被提供用于驅(qū)動(dòng)傳輸線路2040-2043，將傳輸介質(zhì)204的這些傳輸線連接到地電位GND，或者連接到由發(fā)射機(jī)200中的電流源Idrv提供的電流電平。
接收機(jī)202包括多個(gè)放大器A0-A3，其輸出單個(gè)碼部分SD0′-SD3′的信號(hào)值。線2040-2043與放大器A0-A3的相應(yīng)非反相輸入端連接，并且此外通過相應(yīng)的終端電阻器R連接到放大器A0-A3的反相輸入端。使用圖16示出的四條傳輸線路或者電線2040-2043，電流環(huán)信令的原理可以使用MWS編碼方案來擴(kuò)展。圖16所示的電路示出了具有發(fā)射機(jī)200和接收機(jī)202的四線系統(tǒng)的原理。恒定電流在兩條線上從發(fā)射機(jī)200流到接收機(jī)202，其它兩條線連接到地并表示返回路徑。無源終端電阻器網(wǎng)絡(luò)R在它的開始點(diǎn)產(chǎn)生常規(guī)參考電平。通過檢測(cè)在單個(gè)電阻器兩端上的電壓降，能夠確定二進(jìn)制信號(hào)電平。接收機(jī)輸入端的電壓電平低于用于連到地的線路的參考電平。電壓電平高于提供了恒定電流的線路的開始點(diǎn)的電平。所有四線的累積電流經(jīng)常為零，而不管傳輸?shù)氖悄膫€(gè)碼。
圖17示出了四線數(shù)據(jù)編碼器的一個(gè)實(shí)例，據(jù)此，下一個(gè)碼基于數(shù)據(jù)出現(xiàn)、先前碼、確認(rèn)信號(hào)和ESC信號(hào)來選擇。圖17所示出的編碼機(jī)器用于四線編碼。它包含用于兩個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)輸入加上ESC信號(hào)的碼轉(zhuǎn)換表。在實(shí)際的電路中，表是一個(gè)非常緊湊的組合邏輯電路。定時(shí)恢復(fù)和接收機(jī)側(cè)的數(shù)據(jù)解碼使用在圖14和15中描述的電路來實(shí)施。就提供的碼序列來說，數(shù)據(jù)解碼器中的碼轉(zhuǎn)換表必須與編碼器中的碼轉(zhuǎn)換表相同。
根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備高于參考圖1-4描述的常規(guī)方法的優(yōu)點(diǎn)從下面的表中變得很明顯。
盡管上面基于二進(jìn)制碼詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域?qū)＜襾碚f，很顯然，本發(fā)明并不限制于該特殊類型的碼。相反，可以選擇任何碼，只要它確保在相應(yīng)相鄰線上依據(jù)單個(gè)碼部分存在的信號(hào)值在總和上恒定。
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)由包括至少三條相鄰傳輸線(2041-204k)的傳輸介質(zhì)(204)傳輸數(shù)據(jù)單元(DATA)的方法，該方法具有以下步驟(a)提供多個(gè)碼(SD)，每個(gè)碼(SD)包括與傳輸介質(zhì)的傳輸線路(2041-204k)的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼部分(SD0-SDk)，相關(guān)傳輸線(2041-204k)上的碼(SD)的每個(gè)碼部分(SD0-SDk)具有預(yù)定信號(hào)值，并且對(duì)于每個(gè)傳輸碼(SD)，信號(hào)值的總和基本上是恒定的；(b)對(duì)于要被傳輸?shù)拿總€(gè)數(shù)據(jù)單元(DATA)，從多個(gè)碼中選擇碼(SD)；(C)提供選擇的碼(SD)用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)(204)來傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)預(yù)定時(shí)鐘脈沖(CLK)來提供要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元(DATA)和碼(SD)，其中在步驟(b)中，基于先前碼(SDlast)和新數(shù)據(jù)單元(DATA)，在每個(gè)新時(shí)鐘脈沖(CLK)處選擇新碼(SDnext)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中碼(SD)是二進(jìn)制碼，每個(gè)碼(SD)包括相同數(shù)目的具有高邏輯電平的碼部分以及具有低邏輯電平的碼部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中數(shù)據(jù)單元(DATA)包括一個(gè)比特或者多個(gè)比特。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一個(gè)的方法，其中信號(hào)值的總和基本上是零。
6.一種經(jīng)由包括至少三條相鄰傳輸線(2041-204k)的傳輸介質(zhì)(204)傳輸數(shù)據(jù)單元(DATA)的設(shè)備，具有接收數(shù)據(jù)單元(DATA)的輸入端；存儲(chǔ)器(226)，其中存儲(chǔ)多個(gè)碼(SD)，每個(gè)碼(SD)包括與傳輸介質(zhì)的傳輸線路(2041-204k)的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼部分(SD0-SDk)，相關(guān)傳輸線上的碼的每個(gè)碼部分具有預(yù)定信號(hào)值，并且對(duì)于每個(gè)傳輸碼(SD)，信號(hào)值的總和基本上是恒定的；選擇設(shè)備，其與輸入端和存儲(chǔ)器有源連接，以便為在輸入端接收的數(shù)據(jù)單元(DATA)從存儲(chǔ)器(226)中選擇并提供一個(gè)碼；以及與選擇設(shè)備有源連接的輸出端，以便將由選擇設(shè)備所提供的碼(SD)提供用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)(204)來傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，具有接收時(shí)鐘脈沖的時(shí)鐘輸入端(CLK)，數(shù)據(jù)單元在每個(gè)新時(shí)鐘脈沖出現(xiàn)在該輸入端上，并且選擇設(shè)備基于先前碼(SDlast)和新數(shù)據(jù)單元為新時(shí)鐘脈沖選擇和提供新碼(SDnext)。
8.一種經(jīng)由包括至少三條相鄰傳輸線(2041-204k)的傳輸介質(zhì)(204)接收數(shù)據(jù)單元的方法，已根據(jù)權(quán)利要求1到5的方法發(fā)送數(shù)據(jù)單元，該方法包括以下步驟(a)接收在傳輸介質(zhì)(204)上傳輸?shù)膫鬏敶a(SD)；(b)將接收的碼分配給適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)單元；以及(c)輸出該數(shù)據(jù)單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，包括以下步驟基于經(jīng)由傳輸介質(zhì)(204)傳輸?shù)拇a(SD)的轉(zhuǎn)換來恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)。
10.一種從包括至少三條相鄰傳輸線(2041-204k)的傳輸介質(zhì)(204)接收數(shù)據(jù)單元的設(shè)備，由在權(quán)利要求6或7中的設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)單元，該設(shè)備具有用于從傳輸介質(zhì)(204)接收碼的輸入端；用于將接收的碼分配給相應(yīng)數(shù)據(jù)單元的裝置；以及用于輸出數(shù)據(jù)單元的輸出端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，具有定時(shí)恢復(fù)電路(242)，用于基于經(jīng)由傳輸介質(zhì)(204)傳輸?shù)拇a(SD)的轉(zhuǎn)換來恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)。
12.一種經(jīng)由具有至少三條相鄰傳輸線(2041-204k)的傳輸介質(zhì)(204)傳輸數(shù)據(jù)單元的方法，該方法包括以下步驟；根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一個(gè)的方法來傳輸數(shù)據(jù)單元，根據(jù)權(quán)利要求8或9中的方法來接收數(shù)據(jù)單元。
13.一種傳輸數(shù)據(jù)單元的設(shè)備，具有權(quán)利要求6或7中的用于傳輸數(shù)據(jù)單元的設(shè)備；傳輸介質(zhì)(204)，其與該用于傳輸?shù)脑O(shè)備有源連接，并具有至少三條相鄰傳輸線(2041-204k)；以及權(quán)利要求10或11中的與傳輸介質(zhì)(204)有源連接以用于接收數(shù)據(jù)單元的設(shè)備。
全文摘要
在經(jīng)由包括至少三條相鄰傳輸線的傳輸介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)單元的方法和設(shè)備的情況下，首先提供了多個(gè)碼。每個(gè)碼具有與傳輸介質(zhì)的傳輸線路的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼部分。相關(guān)傳輸線上的每個(gè)碼部分具有預(yù)定信號(hào)值，并且對(duì)于每個(gè)傳輸碼，信號(hào)值的總和基本上是恒定的。對(duì)于將要傳輸?shù)拿總€(gè)數(shù)據(jù)單元，從多個(gè)碼中來選擇碼，并且選擇的碼被提供用于經(jīng)由傳輸介質(zhì)來傳輸。將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元和碼能夠根據(jù)預(yù)定時(shí)鐘脈沖來提供，基于先前碼和新的數(shù)據(jù)單元，在每個(gè)新時(shí)鐘脈沖選擇新碼。
文檔編號(hào)H03M5/06GK1871635SQ200480031051
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月22日
發(fā)明者W·福爾特納 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司