JP6950187B2 - Circuit equipment, electronic devices and cable harnesses - Google Patents
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Description
本発明は、回路装置、電子機器及びケーブルハーネス等に関する。 The present invention relates to circuit devices, electronic devices, cable harnesses, and the like.
従来より、USB(Universal-Serial-Bus)のデータ転送制御を実現する回路装置が知られている。このような回路装置の従来技術としては例えば特許文献1、2に開示される技術がある。
Conventionally, a circuit device that realizes USB (Universal-Serial-Bus) data transfer control has been known. As a conventional technique of such a circuit device, for example, there is a technique disclosed in
例えば特許文献1には、HS(High Speed)モード用の送信回路の電流源のイネーブル制御信号を、パケットの送信開始タイミングの前のタイミングでアクティブにする技術が開示されている。特許文献2には、HSモードからFS(Full Speed)モードに切り替わった場合に、HSモード用の高速クロックを生成するPLLの自走動作をディスエーブルにする技術が開示されている。
For example,
USBでは、認証テストにおいてアイパターンの測定が行われる。このためUSBのHSモード用の送信回路は、アイパターンについてのUSB規格の認証テストをパスできるような送信信号を出力する必要がある。しかしながら、HSモード用の送信回路の送信信号の信号経路には、寄生容量や寄生抵抗が存在するため、この寄生容量や寄生抵抗が原因で、アイパターンの認証テストをパスすることが困難になる事態が生じてしまう。一例としては、メインコントローラーの送信回路からの送信信号がケーブルハーネス等を介してペリフェラルデバイスに出力される場合に、ケーブルが長かったり、保護回路等が信号経路に存在したりすると、適正な信号転送を実現できず、認証テストにパスすることができない。 In USB, the eye pattern is measured in the authentication test. Therefore, the transmission circuit for the USB HS mode needs to output a transmission signal that can pass the USB standard certification test for the eye pattern. However, since there is a parasitic capacitance and a parasitic resistance in the signal path of the transmission signal of the transmission circuit for the HS mode, it becomes difficult to pass the eye pattern authentication test due to the parasitic capacitance and the parasitic resistance. Things will happen. As an example, when the transmission signal from the transmission circuit of the main controller is output to the peripheral device via the cable harness or the like, if the cable is long or the protection circuit or the like is present in the signal path, proper signal transfer is performed. Cannot be realized and the certification test cannot be passed.
本発明の幾つかの態様によれば、USBの信号の信号特性の劣化を改善できる回路装置、電子機器及びケーブルハーネス等を提供できる。 According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a circuit device, an electronic device, a cable harness, and the like that can improve the deterioration of the signal characteristics of the USB signal.
本発明の一態様は、USB規格の第1のバスが接続される第1の物理層回路と、前記USB規格の第2のバスが接続される第2の物理層回路と、前記第1のバスから前記第1の物理層回路を介して受信したパケットを前記第2の物理層回路を介して前記第2のバスに転送し、前記第2のバスから前記第2の物理層回路を介して受信したパケットを前記第1の物理層回路を介して前記第1のバスに転送する転送処理を行う処理回路と、前記第1のバスと前記第2のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、前記バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオン又はオフにするバススイッチ回路とを含む回路装置に関係する。 One aspect of the present invention includes a first physical layer circuit to which the first bus of the USB standard is connected, a second physical layer circuit to which the second bus of the USB standard is connected, and the first physical layer circuit. A packet received from the bus via the first physical layer circuit is transferred to the second bus via the second physical layer circuit, and from the second bus via the second physical layer circuit. A processing circuit that performs a transfer process that transfers the received packet to the first bus via the first physical layer circuit, and a bus monitor circuit that monitors the first bus and the second bus. The present invention relates to a circuit device including a bus switch circuit for turning on or off the connection between the first bus and the second bus based on the monitoring result in the bus monitor circuit.
本発明の一態様によれば、USB規格の第1、第2のバスが接続される第1、第2の物理層回路と、パケットの転送処理を行う処理回路と、第1、第2のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、バススイッチ回路とが設けられる。そしてバススイッチ回路は、バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、第1のバスと第2のバスの接続をオン又はオフにする。このようにすれば、第1、第2のバスのモニター結果に応じて第1のバスと第2のバスの接続をオンにして、第1のバスに接続される第1の装置と第2のバスに接続される第2の装置との間での信号のやり取りなどが可能になる。更に、第1、第2のバスの一方からのパケットを第1、第2の物理層回路を介して第1、第2のバスの他方に転送する転送処理が可能になり、第1、第2のバスの信号の信号特性が劣化していた場合にも、これを改善できるようになる。従って、USBの信号の信号特性の劣化を改善できる回路装置等の提供が可能になる。
According to one aspect of the present invention, the first and second physical layer circuits to which the first and second buses of the USB standard are connected, the processing circuit that performs packet transfer processing, and the first and second A bus monitor circuit for monitoring the bus and a bus switch circuit are provided. Then, the bus switch circuit turns on or off the connection between the first bus and the second bus based on the monitoring result in the bus monitor circuit. In this way, the connection between the first bus and the second bus is turned on according to the monitoring results of the first and second buses, and the first device and the second device connected to the first bus are connected. It is possible to exchange signals with a second device connected to the bus. Further, a transfer process for transferring a packet from one of the first and second buses to the other of the first and second buses via the first and second physical layer circuits becomes possible, and the first and second buses can be transferred. Even if the signal characteristics of the signal of the
また本発明の一態様では、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンにする期間を第1の期間とし、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオフにする期間を第2の期間とした場合に、前記処理回路は、前記第2の期間において前記転送処理を行ってもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the period in which the bus switch circuit turns on the connection between the first bus and the second bus is set as the first period, and the bus switch circuit is the first bus and the said. When the period for turning off the connection of the second bus is set as the second period, the processing circuit may perform the transfer processing in the second period.
このようにすれば、第1の期間においては、第1のバスと第2のバスの接続をオンにすることで、第1のバスに接続される第1の装置と第2のバスに接続される第2の装置との間での信号のやり取りなどが可能になる。そして第2の期間においては、第1のバスと第2のバスの接続をオフにして、第1、第2のバスの一方からのパケットを第1、第2の物理層回路を介して第1、第2のバスの他方に転送する転送処理を実現できるようになる。 In this way, in the first period, by turning on the connection between the first bus and the second bus, the first device and the second bus connected to the first bus are connected. It becomes possible to exchange signals with the second device. Then, in the second period, the connection between the first bus and the second bus is turned off, and packets from one of the first and second buses are sent through the first and second physical layer circuits. The transfer process of transferring to the other of the first and second buses can be realized.
また本発明の一態様では、前記バスモニター回路は、前記第1の期間において、前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンにし、前記第2の期間において、前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオフにし、前記処理回路により前記転送処理を行わせてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the bus monitor circuit turns on the connection between the first bus and the second bus by the bus switch circuit in the first period, and in the second period, the connection is turned on. The connection between the first bus and the second bus may be turned off by the bus switch circuit, and the transfer process may be performed by the processing circuit.
このようにすれば、バスモニター回路の制御の下で、第1、第2の期間でのバススイッチ回路のスイッチ制御や処理回路の転送処理を実現できるようになる。 In this way, under the control of the bus monitor circuit, it becomes possible to realize the switch control of the bus switch circuit and the transfer processing of the processing circuit in the first and second periods.
また本発明の一態様では、前記第1の期間において、前記バスモニター回路は、前記第1の物理層回路及び前記第2の物理層回路の一方の物理層回路からの信号に基づいて、前記モニター動作を行い、前記第1の物理層回路及び前記第2の物理層回路の他方の物理層回路は、動作オフ又は省電力モードに設定されてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the first period, the bus monitor circuit is based on signals from one physical layer circuit of the first physical layer circuit and the second physical layer circuit. The monitoring operation may be performed, and the first physical layer circuit and the other physical layer circuit of the second physical layer circuit may be set to the operation off or the power saving mode.
このようにすれば、第1、第2の物理層回路の一方の物理層回路からの信号を利用して、バスモニター回路でのモニター動作を実現できるようになる。そして、モニター動作に使用されていない他方の物理層回路を、動作オフ又は省電力モードに設定することで、低消費電力化を図れるようになる。 In this way, the monitor operation in the bus monitor circuit can be realized by using the signal from one of the physical layer circuits of the first and second physical layer circuits. Then, by setting the other physical layer circuit that is not used for the monitor operation to the operation off or the power saving mode, the power consumption can be reduced.
また本発明の一態様では、前記第1の期間において、前記第1の物理層回路及び前記第2の物理層回路のHSモード用の送信回路が動作オフ又は省電力モードに設定されてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the first period, the transmission circuit for the HS mode of the first physical layer circuit and the second physical layer circuit may be set to the operation off or the power saving mode. ..
このようにすれば、第1の期間においてHSモード用の送信回路を動作オフ又は省電力モードにすることで、当該送信回路において不要な電力が消費されるのを抑制でき、低消費電力化を図れるようになる。 By doing so, by turning off the operation of the transmission circuit for HS mode or setting the power saving mode in the first period, it is possible to suppress unnecessary power consumption in the transmission circuit and reduce power consumption. You will be able to plan.
また本発明の一態様では、少なくともデバイスチャープKの開始タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始してもよい。 Further, in one aspect of the present invention, at least after the start timing of the device chirp K, the bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from on to off, and the processing circuit performs the transfer processing. May be started.
このようにすれば、例えばデバイス側がHSモードに対応しているかをデバイスチャープKにより確認して、処理回路の転送処理を開始できるようになる。 In this way, for example, it is possible to confirm with the device chirp K whether the device side supports the HS mode and start the transfer processing of the processing circuit.
また本発明の一態様では、少なくともホストチャープK/Jの終了タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始してもよい。 Further, in one aspect of the present invention, at least after the end timing of the host chirp K / J, the bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from on to off, and the processing circuit performs the processing circuit. The transfer process may be started.
このようにすれば、例えばホスト側及びデバイス側の双方がHSモードに対応しており、HSモードに完全に切り替わった後であるため、処理回路の転送処理を適正に開始できるようになる。 By doing so, for example, both the host side and the device side support the HS mode, and after the mode is completely switched to the HS mode, the transfer process of the processing circuit can be started properly.
また本発明の一態様では、リセット又はサスペンドが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオフからオンに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を停止してもよい。 Further, in one aspect of the present invention, when a reset or suspend is performed, the bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from off to on, and the processing circuit performs the transfer processing. May be stopped.
このようにすれば、リセット又はサスペンドが行われた場合に、処理回路の転送処理を停止できるようになる。そして第1のバスと第2のバスの接続をオンにすることで、第1のバスに接続される第1の装置と第2のバスに接続される第2の装置との間での信号のやり取りが可能になる。 In this way, the transfer process of the processing circuit can be stopped when a reset or suspend is performed. Then, by turning on the connection between the first bus and the second bus, a signal between the first device connected to the first bus and the second device connected to the second bus Can be exchanged.
また本発明の一態様では、サスペンドが行われた後、リジュームが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始してもよい。 Further, in one aspect of the present invention, when the resume is performed after the suspend is performed, the bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from on to off, and the process is performed. The circuit may start the transfer process.
このようにすれば、サスペンド後のリジュームが行われた場合に、処理回路による転送処理を再開できるようになる。 In this way, when the resume after suspension is performed, the transfer processing by the processing circuit can be restarted.
また本発明の一態様では、前記処理回路は、前記転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行ってもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the processing circuit may perform packet bit resynchronization processing in the transfer processing.
このようなパケットのビットの再同期化処理を行うことで、バスの信号の信号特性が劣化している場合にも、当該劣化を改善できるようになる。 By performing such packet bit resynchronization processing, even if the signal characteristics of the bus signal are deteriorated, the deterioration can be improved.
また本発明の一態様では、前記バススイッチ回路は、充電調停期間では、充電回路に接続される第3のバスと前記第2のバスの接続をオンにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the bus switch circuit may turn on the connection between the third bus connected to the charging circuit and the second bus during the charging arbitration period.
このようにすれば、充電調停期間において第3のバスと第2のバスの接続をオンにして、充電回路と第2のバスに接続される第2の装置との間で、充電調停等のための信号のやり取りが可能になる。 In this way, during the charge arbitration period, the connection between the third bus and the second bus is turned on, and the charge arbitration or the like is performed between the charging circuit and the second device connected to the second bus. It becomes possible to exchange signals for the purpose.
また本発明の一態様では、前記処理回路は、パケットのSYNCのフィールドのビット数とEOPのフィールドのビット数を変更せずに、前記転送処理を行ってもよい。 Further, in one aspect of the present invention, the processing circuit may perform the transfer processing without changing the number of bits in the SYNC field and the number of bits in the EOP field of the packet.
このようにすれば、第1、第2のバスの一方からのパケットを、SYNCやEOPのフィールドのビット数を変更することなく、第1、第2の物理層回路を介して第1、第2のバスの他方に転送することが可能になる。 In this way, packets from one of the first and second buses can be sent through the first and second physical layer circuits via the first and second physical layer circuits without changing the number of bits in the SYNC and EOP fields. It becomes possible to transfer to the other of the two buses.
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の前記回路装置と、前記第1のバスに接続される処理装置とを含む電子機器に関係する。 Another aspect of the present invention relates to an electronic device including the circuit device according to any one of the above and a processing device connected to the first bus.
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の前記回路装置と、ケーブルとを含むケーブルハーネスに関係する。 Further, another aspect of the present invention relates to a cable harness including the circuit device according to any one of the above and a cable.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as a means for solving the present invention. Not necessarily.
1.送信信号の信号特性
図1を用いてUSBでの送信信号の信号特性の劣化を説明する。図1は車載の電子機器のシステムの一例を示すものであり、メインコントローラー200(ホストコントローラー)にはUSB−HUB210が接続される。例えばUSB−HUB210のアップストリームポートがメインコントローラー200に接続され、ダウンストリームポートには、SD211(SDカード)、BT212(ブルートゥース(登録商標))、DSRC213(Dedicated Short Range Communications)などのデバイスが接続される。
1. 1. Signal Characteristics of Transmission Signal Deterioration of signal characteristics of transmission signals by USB will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an example of an in-vehicle electronic device system, in which a USB-HUB210 is connected to a main controller 200 (host controller). For example, the upstream port of USB-HUB210 is connected to the
またケーブル224を有するケーブルハーネス220のUSBレセプタクル226には、スマートフォンなどの携帯型端末装置250が接続される。メインコントローラー200とUSBレセプタクル226の間には、充電回路221、静電気保護回路222、短絡保護回路223などが設けられている。
A portable
図1では、ケーブル224は車内において例えば内装を避けて配線されるため、ケーブル長が例えば1〜3mというように長くなり、寄生容量等が生じる。また充電回路221、静電気保護回路222、短絡保護回路223などの回路に起因する寄生容量等も生じる。これらの寄生容量等が原因となって、メインコントローラー200が有するUSBの送信回路(HS)の送信信号の信号特性が劣化する。
In FIG. 1, since the
図2はUSBの認証テストにおけるアイパターンの説明図である。ARは送信信号の波形の禁止領域を示すものであり、この禁止領域ARはUSBの規格で定められている。USBの送信回路(HS)には、A1に示す送信信号(DP、DM)の波形がこの禁止領域ARと重ならないようにすることが要求される。 FIG. 2 is an explanatory diagram of an eye pattern in a USB authentication test. AR indicates a prohibited area of the waveform of the transmission signal, and this prohibited area AR is defined by the USB standard. The USB transmission circuit (HS) is required to prevent the waveform of the transmission signal (DP, DM) shown in A1 from overlapping with the prohibited area AR.
しかしながら、図1において車内で引き回されるケーブル224が長くなったり、充電回路221、静電気保護回路222、短絡保護回路223などの回路に起因したりして、寄生容量等が生じると、図2のA1に示す送信信号の信号品質が悪化してしまう。このため、適正な信号転送を実現できず、アイパターンの認証テスト(例えばニアエンドの認証テスト)をパスできないという課題がある。
However, if the
2.回路装置
以上のような課題を解決できる本実施形態の回路装置10の構成例を図3に示す。本実施形態の回路装置10は、物理層回路11、12と、処理回路20と、バスモニター回路30と、バススイッチ回路40を含む。なお回路装置10は図3の構成には限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
2. Circuit device FIG. 3 shows a configuration example of the
物理層回路11(第1の物理層回路)には、USB規格のバスBS1(第1のバス)が接続される。物理層回路12(第2の物理層回路)には、USB規格のバスBS2(第2のバス)が接続される。物理層回路11、12の各々は、物理層のアナログ回路により構成される。物理層のアナログ回路は、例えばHS、FS用の送信回路、受信回路、各種の検出回路、プルアップ抵抗回路などである。なお、USBを介して受信したシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアル/パラレル変換回路や、パラレルデータをシリアルデータに変換するパラレル/シリアル変換回路や、NRZI回路などのリンク層に相当する回路は、処理回路20に含まれる。例えばUSBのトランシーバマクロセルのうちのリンク層等に相当する回路は処理回路20に含まれ、送信回路、受信回路、検出回路等のアナログ回路が物理層回路11、12に含まれる。
A USB standard bus BS1 (first bus) is connected to the physical layer circuit 11 (first physical layer circuit). A USB standard bus BS2 (second bus) is connected to the physical layer circuit 12 (second physical layer circuit). Each of the
バスBS1は例えばメインコントローラー側が接続されるバスであり、バスBS2は例えばペリフェラルデバイス側が接続されるバスである。但し本実施形態はこのような接続構成に限定されるものではない。バスBS1、BS2は、差動信号を構成する信号DP、DM(第1、第2の信号)などの信号線を含むUSB規格(広義には所与のデータ転送の規格)のバスである。バスBS1、BS2は電源VBUS、GNDの信号線を含むことができる。 The bus BS1 is, for example, a bus to which the main controller side is connected, and the bus BS2 is, for example, a bus to which the peripheral device side is connected. However, this embodiment is not limited to such a connection configuration. The buses BS1 and BS2 are USB standard (in a broad sense, a given data transfer standard) bus including signal lines such as signals DP and DM (first and second signals) constituting a differential signal. Buses BS1 and BS2 can include signal lines of power supply VBUS and GND.
処理回路20は、転送処理や各種の制御処理を行う回路であり、ゲートアレイなどの自動配置配線によるロジック回路などにより実現できる。なお処理回路20をCPU、MPU等のプロセッサーにより実現してもよい。バスモニター回路30は、バスBS1とバスBS2(BS1、BS2の少なくとも一方)の状態を監視するモニター動作を行う回路である。バススイッチ回路40は、モニター結果に基づくスイッチ動作を行う回路である。バススイッチ回路40は、例えばトランジスターにより構成されるスイッチ素子を含む。このスイッチ素子は、例えばトランスファーゲートなどのアナログスイッチにより実現できる。
The
そして本実施形態では、処理回路20は、バスBS1から物理層回路11を介して受信したパケットを物理層回路12を介してバスBS2に転送し、バスBS2から物理層回路12を介して受信したパケットを物理層回路11を介してバスBS1に転送する転送処理を行う。例えばバスBS1側からバスBS2側に、或いはバスBS2側からバスBS1側に、パケットフォーマットを変更することなくパケットを転送する。このとき処理回路20は、当該転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行う。例えばパケットの受信の際には、回路装置10で生成されたクロック信号に基づいてパケットの各ビットをサンプリングする。パケットの送信の際には、回路装置10で生成されたクロック信号に同期してパケットの各ビットを送信する。またバスモニター回路30は、バスBS1、BS2のモニター動作を行う。例えば物理層回路11や物理層回路12(少なくとも一方の物理層回路)からの信号に基づいて、バスBS1やバスBS2(少なくとも一方のバス)の状態を監視するモニター動作を行う。そしてバススイッチ回路40は、バスモニター回路30でのモニター結果に基づいて、バスBS1とバスBS2の接続(電気的な接続)をオン又はオフにする。即ち、バスBS1とバスBS2を電気的に接続したり、電気的に非接続にする。バスBS1とバスBS2の接続をオン又はオフにする(電気的に接続又は非接続にする)とは、例えばバスBS1のDP、DMの信号線とバスBS2のDP、DMの信号線の間に設けられるスイッチ素子(第1、第2のスイッチ素子)などをオン又はオフにすることである。
Then, in the present embodiment, the
具体的には後述の図6に示すように、バススイッチ回路40がバスBS1とバスBS2の接続をオンにする期間を期間T1(第1の期間)とする。即ち、期間T1において、バスBS1とバスBS2の間に設けられるバススイッチ回路40のスイッチ素子がオンになる。これにより、バスBS1に接続されるメインコントローラー200(広義には第1の装置)とバスBS2に接続されるペリフェラルデバイス260(広義には第2の装置)とが、USBのバスにより直接にUSBの信号転送を行うことが可能になる。また後述の図7に示すように、バススイッチ回路40がバスBS1とバスBS2の接続をオフにする期間を期間T2(第2の期間)とする。即ち、期間T2において、バスBS1とバスBS2の間に設けられるバススイッチ回路40のスイッチ素子がオフになる。そして処理回路20は、期間T2において(少なくとも期間T2の一部において)、上記の転送処理を行う。即ち処理回路20は期間T2において、バスBS1から物理層回路11を介して受信したパケットを物理層回路12を介してバスBS2に転送し、バスBS2から物理層回路12を介して受信したパケットを物理層回路11を介してバスBS1に転送する転送処理を行う。これにより、パケットのビットの再同期化処理が行われ、USBの送信信号の信号特性の劣化を改善した高品質な信号転送を実現できるようになる。
Specifically, as shown in FIG. 6 described later, the period during which the
具体的にはバスモニター回路30がバススイッチ回路40のスイッチ制御を行う。即ち、バスモニター回路30は、期間T1において、バススイッチ回路40によりバスBS1とバスBS2の接続をオンにする。例えばバスモニター回路30は、期間T1において、バススイッチ回路40のスイッチ素子のスイッチング制御信号をアクティブにして、スイッチ素子をオンにする。またバスモニター回路30は、期間T2において、バススイッチ回路40によりバスBS1とバスBS2の接続をオフにし、処理回路20により転送処理を行わせる。例えばバスモニター回路30は、期間T2において、バススイッチ回路40のスイッチ素子のスイッチング制御信号を非アクティブにして、スイッチ素子をオフにする。またバスモニター回路30は、処理回路20に対する転送処理の指示信号(許可信号)をアクティブにする。
Specifically, the
図4は本実施形態の回路装置10の他の構成例である。充電回路221は、例えばUSBのBC1.2の仕様(Battery Charging Specification Rev1.2)に準拠した動作を行う回路である。BC1.2では、例えば500mA以下というVBUSの電源制限が例えば2A以下というように拡張されている。図4において充電回路221は例えばレギュレーター回路等を有し、外部電源が供給されてVBUSの給電を行う。また、従来はマスター側からスレーブ側にしか電源供給できなかったものが、BC1.2ではスレーブ側からマスター側にも電源供給できるようになった。例えばペリフェラルデバイス260がマスターの役割になり、メインコントローラー200がスレーブの役割になった場合にも、スレーブであるメインコントローラー200からマスターであるペリフェラルデバイス260に対してVBUSの電源を供給できる。
FIG. 4 is another configuration example of the
BC1.2を実現するためには、充電回路221は、充電調停期間において、ペリフェラルデバイス260との間でDP、DMを用いた信号転送を行い、BC1.2のプロトコルを実行する必要がある。このためバススイッチ回路40は、後述の図9で説明するように、充電調停期間(BC1.2のプロトコルの実行期間)では、充電回路221に接続されるバスBS3(第3のバス)とバスBS2(第2のバス)の接続をオンにする(オフからオンに切り替える)。即ち、バスBS3とバスBS2を電気的に接続する。例えばバスBS3とバスBS2の間に設けられるスイッチ素子をオンにして、充電回路221がペリフェラルデバイスとの間でDP、DMを用いた信号転送を実行できるようにする。こうすることで、充電調停期間において、BC1.2のプロトコルを実行して、充電の調停処理を行うことが可能になる。例えば、適切な充電電流に設定できるので、充電スピードを上げることができる。
In order to realize BC1.2, the charging
図5は回路装置10の詳細な構成例である。なお回路装置10は図5の構成には限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。図5では回路装置10が、基準電流回路13、14、クロック信号生成回路50、電源回路60を更に含んでいる。
FIG. 5 is a detailed configuration example of the
基準電流回路13、14は、各々、物理層回路11、12で用いられる基準電流を生成するための回路であり、外付け部品である抵抗RI、REを用いて基準電流を生成する。クロック信号生成回路50は、回路装置10で用いられる各種のクロック信号を生成する回路であり、発振回路52、PLL回路54を含む。発振回路52には、外付け部品である発振子XTALやキャパシターCC1、CC2が接続される。発振子XTALは例えば水晶振動子等により実現される。そして発振回路52は、発振子XTALの発振動作を行って、発振信号に基づくクロック信号を生成する。PLL回路54は、生成されたクロック信号に基づいて、後述の図18に示すような多相のクロック信号を生成する。
The reference
電源回路60は、外部電源電圧が供給されて、回路装置10で用いられる各種の電源電圧を生成する。具体的には電源回路60のレギュレーター62が外部電源電圧のレギュレートを行って、外部電源電圧よりも低電圧の電源電圧を生成して、回路装置10の各回路ブロックに供給する。
The
処理回路20は、リンク層回路22、リピーターロジック回路24などを含む。リンク層回路22は、リンク層に相当する処理を行う回路である。リンク層回路22は、例えばUSBにより受信したシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアル/パラレル変換処理や、パラレルデータを送信用のシリアルデータに変換するパラレル/シリアル変換処理や、NRZIの符号化や復号化のための処理などを行う。リピーターロジック回路24は、バスBS1側から受信したパケットをバスBS2側に送信し、バスBS2側から受信したパケットをバスBS1側に送信するためのロジック処理を行う。例えば、後述の図18、図19で詳細に説明するように、受信したパケットの各ビットはクロック信号を用いてサンプリングされ、サンプリングにより得られたシリアルデータがパラレルデータに変換される。そして、NRZIなどの各種のロジック処理が行われた後のパラレルデータが、シリアルデータに変換されて、回路装置10内のクロック信号に同期して送信される。このようにすることで、パケットのビットの再同期化処理(リシンクロナイズ)が実現される。
The
図6、図7、図8は本実施形態の回路装置10の動作説明図である。例えば本実施形態ではバスモニター回路30は、バスBS1、BS2のモニター動作を行う。具体的には、後述の図13で詳細に説明するように、物理層回路11、12からの信号に基づいて、バスBS1、BS2の状態を監視するモニター動作を行う。そしてバススイッチ回路40は、バスモニター回路30でのバス状態のモニター結果に基づいて、バスBS1とバスBS2の接続のオン、オフのためのスイッチ動作を行う。
6, FIG. 7, and FIG. 8 are operation explanatory views of the
具体的には図6に示すように、期間T1では、バススイッチ回路40はバスBS1、BS2の接続をオンにする。例えばバスモニター回路30からのスイッチング制御信号がアクティブになることで、DP、DMの信号線の各々に対応して設けられたスイッチ素子がオンになり、バスBS1、BS2が電気的に接続される。これにより、バスBS1に接続されるメインコントローラー200と、バスBS2に接続されるペリフェラルデバイス260(例えば図1の携帯型端末装置250)は、バスBS1、バススイッチ回路40、バスBS2の転送経路TR1において、USBの信号転送を行うことが可能になる。即ち、信号DP、DMを用いた信号転送が可能になる。
Specifically, as shown in FIG. 6, during the period T1, the
一方、図7に示すように、期間T1の後の期間T2では、バススイッチ回路40はバスBS1とバスBS2の接続をオフにする。例えばバスモニター回路30からのスイッチング制御信号が非アクティブになることで、信号DP、DMの各々に対応して設けられたスイッチ素子がオフになり、バスBS1、BS2が電気的に非接続になる。そして処理回路20は、この期間T2において(期間T2の少なくとも一部において)、バスBS1、BS2の間で物理層回路11、12を介してパケットを転送する転送処理を行う。即ち図7の転送経路TR2でのパケットの転送処理が行われる。例えば期間T2において、バスモニター回路30からの転送処理の指示信号(許可信号)がアクティブになることで、処理回路20は転送経路TR2でのパケットの転送処理を開始する。この転送処理では、パケットのビットの再同期化処理が行われて、信号品質の改善が実現される。
On the other hand, as shown in FIG. 7, in the period T2 after the period T1, the
図8は、図4の構成例での回路装置10の動作説明図である。図8では、バススイッチ回路40は、充電調停期間において、充電回路221に接続されるバスBS3とバスBS2の接続をオンにする。例えばバスBS3とバスBS2の間において信号DP、DMの各々に対応して設けられたスイッチ素子が、充電調停期間においてオンになり、バスBS3とバスBS2が電気的に接続される。これにより例えば充電回路221とペリフェラルデバイス260との間で、例えばBC1.2のプロトコルが実行されて、充電の調停処理等が実現される。そして、この充電調停期間(BC1.2のプロトコル実行期間)の後に、図6の期間T1に切り替わって、転送経路TR1での信号転送が行われる。その後に、図7の期間T2に切り替わって、転送経路TR2でのパケットの転送処理が行われる。
FIG. 8 is an operation explanatory view of the
以上のように本実施形態では、バスBS1、BS2間で物理層回路11、12を介したパケット転送を行う処理回路20と、バスをモニターするバスモニター回路30と、モニター結果に基づきバスBS1、BS2の接続のオン、オフを行うバススイッチ回路40が設けられる。このようにすれば、例えばバスBS1、BS2での信号の信号特性が劣化している場合にも、図7の転送経路TR2でのパケットのビットの再同期化処理により、信号特性の劣化を改善できるようになる。
As described above, in the present embodiment, the
例えば図1のようにケーブル224が長かったり、大きな寄生容量や寄生抵抗が転送経路に存在したりする場合には、信号特性が大きく劣化してしまい、適正な信号転送を実現できないという問題がある。この点、例えばメインコントローラー200と携帯型端末装置250(ペリフェラルデバイス)との間に本実施形態の回路装置10を配置すれば、劣化した信号特性を改善できるようになる。従って、メインコントローラー200と携帯型端末装置250との間での適正な信号転送を実現できるようになる。
For example, if the
また本実施形態では、バスモニター回路30によりバスBS1、BS2の状態がモニターされ、モニター結果に基づいて、バススイッチ回路40によりバスBS1、BS2の接続のオン、オフが行われる。従って、例えばHSモードによる高速なパケット転送が行われる前の期間T1において、図6に示すようにバススイッチ回路40によりバスBS1、BS2を電気的に接続できるようになる。これにより、この期間T1においては、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260との間で、信号DP、DMを用いた信号転送を行うことが可能になり、HSモードのパケット転送の前段階での種々のやり取りが可能になる。そして期間T2では、図7に示すように、バスBS1、BS2の接続がオフになり、転送経路TR2でのHSモードのパケット転送が行われるようになる。そして、このパケット転送の際には、パケットのビットの再同期化が行われるため、図1で説明したような信号特性の劣化が改善された高品質のパケット転送を実現できる。
Further, in the present embodiment, the state of the buses BS1 and BS2 is monitored by the
なお、図1に示すUSB−HUB210は、USB規格のプロダクトIDやベンダーIDを有している。これに対して本実施形態の回路装置10はこのようなプロダクトIDやベンダーIDを有しておらず、この点において本実施形態の回路装置10はUSB−HUB210とは異なる。
The USB-HUB210 shown in FIG. 1 has a USB standard product ID and vendor ID. On the other hand, the
また本実施形態の比較例として、信号DP、DMの振幅調整や開口調整をアナログ回路により行うリドライバーと呼ばれる回路装置もある。しかしながら、リドライバーは、図7の転送経路TR2のようなパケット転送を行うものではないため、劣化した信号の信号特性を再同期化処理により改善することはできず、この点において本実施形態の回路装置10とは異なる。
Further, as a comparative example of the present embodiment, there is also a circuit device called a redriver that adjusts the amplitude and aperture of the signals DP and DM by an analog circuit. However, since the redriver does not perform packet transfer as in the transfer path TR2 of FIG. 7, the signal characteristics of the deteriorated signal cannot be improved by the resynchronization process, and in this respect, the present embodiment It is different from the
また図6〜図8のペリフェラルデバイス260は、CarPlayやUSBのOTG(On-The-GO)のように、マスター(ホスト)の役割とスレーブ(デバイス)の役割を交換できるデバイスであってもよい。例えば図1の携帯型端末装置250が、CarPlay等を行うことが可能なペリフェラルデバイス260であったとする。この場合に、本実施形態の比較例の手法として、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260(携帯型端末装置250)の間に、信号特性の劣化の改善のためのUSB−HUBを配置する手法も考えられる。しかしながら、ペリフェラルデバイス260がマスターになった場合には、USB−HUBのダウンストリームポートに、マスターであるペリフェラルデバイス260が接続されることになってしまい、適正なパケット転送を実現できないという問題がある。
Further, the
この点、本実施形態の回路装置10は、USB−HUBとは異なり、例えば図6〜図8のバスBS2に接続されるペリフェラルデバイス260の役割が、マスターに切り替わった場合にも、これに対応できるという利点がある。例えばマスターやスレーブの役割についての切替処理や設定処理は、期間T1において行えばよい。そして、ペリフェラルデバイス260の役割がマスター又はスレーブに決定した後に、期間T2において図7に示すような転送経路TR2でのパケット転送を行えばよい。従って本実施形態の手法によれば、ペリフェラルデバイス260がCarPlay等のデバイスであっても、適正なパケット転送を実現できるという利点がある。
In this respect, the
3.詳細な動作例
次に本実施形態の詳細な動作例について説明する。図9はケーブルアタッチ後のUSBの動作シーケンスを示す信号波形図である。図9は、差動の信号DP、DMの各種状態と、バススイッチ回路40のスイッチ素子のオン、オフ状態を示している。
3. 3. Detailed operation example Next, a detailed operation example of the present embodiment will be described. FIG. 9 is a signal waveform diagram showing a USB operation sequence after cable attachment. FIG. 9 shows various states of the differential signals DP and DM, and on / off states of the switch element of the
図9においてBCスイッチとUSBスイッチはバススイッチ回路40に設けられるスイッチ素子である。具体的にはBCスイッチは、バススイッチ回路40において、図8のバスBS3(充電回路)とバスBS2(ペリフェラルデバイス)の間に設けられるスイッチ素子である。USBスイッチは、バススイッチ回路40において、バスBS1(メインコントローラー)とバスBS2(ペリフェラルデバイス)の間に設けられるスイッチ素子である。転送処理のオフ、オンは、図7の転送経路TR2での転送処理のオフ、オンを示している。
In FIG. 9, the BC switch and the USB switch are switch elements provided in the
ケーブルアタッチ(タイミングt1)の後、前述したBC1.2のプロトコルが実行される。BC1.2のプロトコルが実行されるB1に示す期間が充電調停期間である。 After the cable attach (timing t1), the BC1.2 protocol described above is executed. The period shown in B1 in which the BC1.2 protocol is executed is the charge arbitration period.
次に、デバイス側(ペリフェラルデバイス)がプルアップ抵抗をオンにすることで、信号DPの電圧がプルアップされて、FSモードに移行する(t2)。即ち、FSアイドルに移行し、一定時間、何もなければ、サスペンド状態に移行する。 Next, when the device side (peripheral device) turns on the pull-up resistor, the voltage of the signal DP is pulled up and the mode shifts to the FS mode (t2). That is, it shifts to the FS idle, and if there is nothing for a certain period of time, it shifts to the suspend state.
次に、ホスト側(メインコントローラー)がリセットを開始すると(t3)、プルアップされていた信号DPの電圧がLレベルになる。これをデバイス側が検知し、デバイス側がデバイスチャープKを送出する(t4)。その後、一定時間経過が経過すると、デバイス側はデバイスチャープKを停止する(t5)。すると、ホスト側がホストチャープK/Jを実行する(t6)、デバイス側は、ホストチャープK/Jを検出することで、ホスト側がHSモードに対応していることを認識して、HSターミネーションをオンにする(t7)。これにより信号DP、DMの振幅が例えば400mVに低下して、HSモードに移行する。そしてホスト側がリセットを終了すると(t8)、HSアイドルに移行し、ホスト側はSOFの送出を開始する(t9)。 Next, when the host side (main controller) starts resetting (t3), the voltage of the signal DP that has been pulled up becomes the L level. The device side detects this, and the device side sends out the device chirp K (t4). After that, when a certain period of time elapses, the device side stops the device chirp K (t5). Then, the host side executes the host chirp K / J (t6), and the device side recognizes that the host side supports the HS mode by detecting the host chirp K / J and turns on the HS termination. (T7). As a result, the amplitudes of the signals DP and DM are reduced to, for example, 400 mV, and the mode shifts to the HS mode. Then, when the host side finishes the reset (t8), it shifts to the HS idle, and the host side starts sending the SOF (t9).
本実施形態では、バスBS3とバスBS2を接続するBCスイッチのイネーブル、ディスエーブルの設定が可能になっている。BCスイッチがイネーブルに設定されている場合、図9の期間B1に示す充電調停期間(BC1.2のプロトコル実行期間)においては、状態B2に示すようにBCスイッチがオンになり、USBスイッチがオフになる。例えば図8において、BCスイッチがオンになることで、バスBS3とバスBS2の接続がオンになり、USBスイッチがオフになることで、バスBS1とバスBS2の接続がオフになる。これにより、充電回路221とペリフェラルデバイス260との間で、信号DP、DMを用いた充電調停等のための信号処理が可能になる。
In the present embodiment, it is possible to enable and disable the BC switch that connects the bus BS3 and the bus BS2. When the BC switch is enabled, during the charge arbitration period (protocol execution period of BC1.2) shown in period B1 of FIG. 9, the BC switch is turned on and the USB switch is turned off as shown in the state B2. become. For example, in FIG. 8, when the BC switch is turned on, the connection between the bus BS3 and the bus BS2 is turned on, and when the USB switch is turned off, the connection between the bus BS1 and the bus BS2 is turned off. As a result, signal processing for charge arbitration or the like using signals DP and DM becomes possible between the charging
FSモードに移行すると、状態B3に示すようにUSBスイッチがオンになり、BCスイッチはオフになる。USBスイッチがオンになることでバスBS1とバスBS2の接続がオンになり、BCスイッチがオフになることで、バスBS3とバスBS2の接続がオフになる。これにより図6に示すように、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260との間で、信号DP、DMを用いた転送経路TR1での信号転送が可能になる。このとき、状態B4に示すように、図7の転送経路TR2での転送処理はオフになっている。
When the mode shifts to the FS mode, the USB switch is turned on and the BC switch is turned off as shown in the state B3. When the USB switch is turned on, the connection between the bus BS1 and the bus BS2 is turned on, and when the BC switch is turned off, the connection between the bus BS3 and the bus BS2 is turned off. As a result, as shown in FIG. 6, the signal can be transferred between the
そして本実施形態では、バスBS1とバスBS2の接続のオン、オフの切替タイミング(期間T1、T2の切替タイミング)が、図9の期間B5に示す範囲内のタイミングに設定される。即ち、少なくともデバイスチャープKの開始タイミング(t4)の後に、バスBS1とバスBS2の接続がオンからオフに切り替わる(期間T1からT2に切り替わる)。或いは、少なくともホストチャープK/Jの終了タイミング(t8)の後に、バスBS1とバスBS2の接続がオンからオフに切り替わる。例えば少なくともデバイスチャープKの開始タイミング(t4)の後であって、例えばSOF送出の開始タイミング(t9)の前において、バスBS1とバスBS2の接続がオンからオフに切り替わり、図7の転送経路TR2での転送処理がオフからオンに切り替わる。つまり、期間B5に示す範囲内のタイミングで、状態B6に示すように、バスBS1とバスBS2を接続するUSBスイッチがオンからオフに切り替わり、転送経路TR2での転送処理がオフからオンに切り替わる。なお、BCスイッチがディスエーブルに設定されている場合には、状態B2、B3に示すようなBCスイッチのオン、オフの切替は行われず、状態B7に示すようにBCスイッチはオフのままになる。 Then, in the present embodiment, the on / off switching timing of the connection between the bus BS1 and the bus BS2 (switching timing of the periods T1 and T2) is set to a timing within the range shown in the period B5 of FIG. That is, at least after the start timing (t4) of the device chirp K, the connection between the bus BS1 and the bus BS2 is switched from on to off (the period T1 is switched to T2). Alternatively, at least after the end timing (t8) of the host chirp K / J, the connection between the bus BS1 and the bus BS2 is switched from on to off. For example, at least after the start timing (t4) of the device chirp K, for example, before the start timing (t9) of SOF transmission, the connection between the bus BS1 and the bus BS2 is switched from on to off, and the transfer path TR2 in FIG. The transfer process in is switched from off to on. That is, at the timing within the range shown in the period B5, as shown in the state B6, the USB switch connecting the bus BS1 and the bus BS2 is switched from on to off, and the transfer process in the transfer path TR2 is switched from off to on. When the BC switch is set to disable, the BC switch is not switched on and off as shown in states B2 and B3, and the BC switch remains off as shown in state B7. ..
このように本実施形態では、期間T1(B3)においては、USBスイッチがオンになることで、バスBS1とバスBS2の接続がオンになる。そして図6に示すような転送経路TR1での信号転送が、例えばメインコントローラー200とペリフェラルデバイス260との間で行われる。一方、期間T2(B6)においては、USBスイッチがオフになることで、バスBS1とバスBS2の接続がオフになり、処理回路20の転送処理がオンになることで、図7に示す転送経路TR2でのパケット転送が行われる。なお切替タイミングは、期間B5の範囲内のタイミングであるため、図9では、USBスイッチのオン、オフの切替タイミングや転送処理のオン、オフの切替タイミングの範囲を点線で示している。
As described above, in the present embodiment, during the period T1 (B3), the connection between the bus BS1 and the bus BS2 is turned on by turning on the USB switch. Then, signal transfer on the transfer path TR1 as shown in FIG. 6 is performed between, for example, the
そして本実施形態では、少なくともデバイスチャープKの開始タイミング(t4)の後に、バススイッチ回路40が、バスBS1とバスBS2の接続をオンからオフに切り替え、処理回路20が図7の転送経路TR2での転送処理を開始する。例えば、デバイスチャープKの開始タイミングの後に、USBスイッチがオン(B3)からオフ(B6)に切り替わり、処理回路20の転送処理がオフ(B4)からオン(B6)に切り替わる。
Then, in the present embodiment, at least after the start timing (t4) of the device chirp K, the
即ち、デバイスチャープKの開始(t4)が検出された場合には、デバイス側がHSモードに対応していると判断できる。一方、ホスト側がHSモードに非対応であることは極めて希である。このため、デバイスチャープKの開始(t4)が検出された場合に、USBスイッチをオンからオフに切り替えて、処理回路20によるHSモードの転送処理をオフ(ディスエーブル)からオン(イネーブル)に切り替えることができる。従って、期間B5内の切替タイミングは、少なくともデバイスチャープKの開始タイミング(t4)の後のタイミングであればよい。
That is, when the start of the device chirp K (t4) is detected, it can be determined that the device side corresponds to the HS mode. On the other hand, it is extremely rare that the host side does not support HS mode. Therefore, when the start of the device chirp K (t4) is detected, the USB switch is switched from on to off, and the HS mode transfer process by the
或いは、ホスト側がHSモードに非対応である可能性も考慮して、例えばホストチャープK/Jの開始(t6)が検出された場合に、USBスイッチをオンからオフに切り替え、処理回路20によるHSモードの転送処理をオフからオンに切り替えてもよい。
Alternatively, considering the possibility that the host side does not support the HS mode, for example, when the start (t6) of the host chirp K / J is detected, the USB switch is switched from on to off, and the HS by the
例えば本実施形態では、少なくともホストチャープK/Jの終了タイミング(t8)の後に、バススイッチ回路40が、バスBS1とバスBS2の接続をオンからオフに切り替え、処理回路20が図7の転送経路TR2での転送処理を開始してもよい。
For example, in the present embodiment, at least after the end timing (t8) of the host chirp K / J, the
このようにすれば、例えばホスト側及びデバイス側の双方がHSモードに対応していると判断され、HSモードに完全に切り替わったと判断された後に、処理回路20の転送処理を適正に開始できるようになる。
By doing so, for example, after it is determined that both the host side and the device side are compatible with the HS mode and it is determined that the mode is completely switched to the HS mode, the transfer process of the
このように図9の期間B5内の切替タイミングは、少なくともデバイスチャープKの開始タイミング後であればよい。但し、切替によるグリッジの発生による悪影響も考慮する必要がある。従って、切替タイミングは、信号DP、DMの所定の電圧レベル(例えばLレベル)に設定されている期間内であることが望ましい。例えば図9のタイミングt5〜t6の間の期間やt8〜t9の間の期間などである。 As described above, the switching timing within the period B5 of FIG. 9 may be at least after the start timing of the device chirp K. However, it is also necessary to consider the adverse effect of the generation of glitches due to switching. Therefore, it is desirable that the switching timing is within a period set to a predetermined voltage level (for example, L level) of the signals DP and DM. For example, the period between timings t5 to t6 and the period between t8 and t9 in FIG. 9 and the like.
以上のように本実施形態では、図9の期間B5の切替タイミングの前においては、状態B3に示すようにUSBスイッチをオンにすることで、ホスト側とデバイス側の間でUSBのバス上での信号のやり取りが可能になる。バスモニター回路30は、USBのバス上での信号のやり取りをモニターする。そして、例えばデバイスチャープKやホストチャープK/Jの検出により、HSモードの転送が可能であると判断したら、USBスイッチをオンからオフに切り替え、処理回路20による転送処理をオフからオンに切り替える。こうすることで、ホスト側とデバイス側の間での信号のやり取りの後に、HSモードの転送処理に適正に移行することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, before the switching timing of the period B5 in FIG. 9, by turning on the USB switch as shown in the state B3, on the USB bus between the host side and the device side. Signals can be exchanged. The
また図9の期間B1に示すような図8の充電回路221による充電調停期間においては、状態B2に示すようにBCスイッチをオンにして、USBスイッチをオフにする。こうすることで、例えば図8において充電回路221とペリフェラルデバイス260との間での適正な充電の調停処理を実現することが可能になる。
Further, in the charge arbitration period by the charging
図10は、HSモードの転送においてリセットが行われた場合の動作シーケンスを示す信号波形図である。ホスト側は、HSモードでは、125μs(t11、t12)ごとにSOFのパケットを送出する。ホスト側がリセットを開始すると(t12)、FSモードに移行し、パケットがバス上に無くなってから3ms以上経過すると、デバイス側はHSターミネーションをオフし、プルアップ抵抗をオンにする(t13)。そしてデバイス側は、バスの状態がSE0であることが確認されたため(t14)、リセットが開始されたと判断し、デバイスチャープKを送出する。これに対してホスト側がホストチャープK/Jを送出することで、FSモードからHSモードに移行する。 FIG. 10 is a signal waveform diagram showing an operation sequence when a reset is performed in the transfer in HS mode. In the HS mode, the host side sends out SOF packets every 125 μs (t11, t12). When the host side starts resetting (t12), the mode shifts to FS mode, and when 3 ms or more have passed since the packets disappeared on the bus, the device side turns off the HS termination and turns on the pull-up resistor (t13). Then, since it is confirmed that the bus state is SE0 (t14), the device side determines that the reset has started and sends out the device chirp K. On the other hand, when the host side sends out the host chirp K / J, the mode shifts from the FS mode to the HS mode.
図10のC1に示すように、本実施形態では、ホストがリセットを開始した場合に、USBスイッチがオフからオンに切り替わり、処理回路20の転送処理がオンからオフに切り替わる。即ち、リセットが行われた場合に、バススイッチ回路40がバスBS1とバスBS2の接続をオフからオンに切り替え、処理回路20が転送処理を停止する。
As shown in C1 of FIG. 10, in the present embodiment, when the host starts resetting, the USB switch is switched from off to on, and the transfer processing of the
このようにすれば、例えばHSモードの転送中にリセットが行われた場合に、バスBS1、BS2を電気的に接続して、例えばメインコントローラー200とペリフェラルデバイス260との間で、信号DP、DMを用いた信号転送を行うことが可能になる。その後、例えば図10の期間C2に示す範囲内の切替タイミングにおいて、USBスイッチがオンからオフに切り替わり、処理回路20の転送処理がオフからオンに切り替わる。これにより、ホスト側とデバイス側の間での信号のやり取りの後に、HSモードの転送処理に適正に移行することが可能になる。
In this way, for example, when a reset is performed during the transfer in HS mode, the buses BS1 and BS2 are electrically connected, and the signals DP and DM are connected between the
図11はHSモードの転送からサスペンド、レジュームに移行する場合の動作シーケンスを示す信号波形図である。ホスト側がサスペンドを開始すると(t22)、FSモードに移行し、パケットがバス上に無くなってから3ms以上経過すると、デバイス側はHSターミネーションをオフし、プルアップ抵抗をオンにする(t23)。そしてデバイス側は、バスの状態がJであることが確認されたため(t24)、サスペンドが開始されたと判断する。そしてホスト側がレジュームを開始し(t25)、レジュームが終了すると(t26)、デバイス側はレジュームの終了と同時に、サスペンドに入った時点のモードに戻す。そしてプルアップ抵抗をオフし、HSターミネーションをオンにして、HSモードに戻る。 FIG. 11 is a signal waveform diagram showing an operation sequence when shifting from HS mode transfer to suspend and resume. When the host side starts suspending (t22), the mode shifts to FS mode, and when 3 ms or more have passed since the packets disappeared on the bus, the device side turns off the HS termination and turns on the pull-up resistor (t23). Then, the device side determines that the suspend has been started because it is confirmed that the state of the bus is J (t24). Then, when the host side starts the resume (t25) and the resume ends (t26), the device side returns to the mode at the time of suspending at the same time as the resume ends. Then, the pull-up resistor is turned off, HS termination is turned on, and the mode returns to HS mode.
図11の状態D1に示すように、本実施形態では、ホストがサスペンドを開始した場合にも、USBスイッチがオフからオンに切り替わり、処理回路20の転送処理がオンからオフに切り替わる。即ち、サスペンドが行われた場合に、バススイッチ回路40がバスBS1とバスBS2の接続をオフからオンに切り替え、処理回路20が転送処理を停止する。
As shown in the state D1 of FIG. 11, in the present embodiment, the USB switch is switched from off to on and the transfer process of the
このようにすれば、例えばHSモードの転送中にサスペンドが開始した場合に、バスBS1、BS2を電気的に接続して、例えばメインコントローラー200とペリフェラルデバイス260との間で、信号DP、DMを用いた信号転送を行うことが可能になる。
In this way, for example, when suspend is started during transfer in HS mode, buses BS1 and BS2 are electrically connected, and signals DP and DM are transmitted between the
そしてサスペンドの後、ホスト側がレジュームを行うことで、図11の状態D2に示すように、USBスイッチがオンからオフに切り替わり、処理回路20の転送処理がオフからオンに切り替わる。即ち本実施形態では、サスペンドが行われた後、リジュームが行われた場合に(レジュームの終了タイミングで)、バススイッチ回路40がバスBS1とバスBS2の接続をオンからオフに切り替え、処理回路20が転送処理を開始する。このようにすれば、サスペンド後のレジュームにより、HSモードのデータ転送を適正に再開できるようになる。なお、サスペンドからリセットへの移行の動作シーケンスは、ケーブルアタッチからFSアイドルの後においてサスペンドからリセットに入る動作シーケンスと同様になる。
Then, after suspending, the host side resumes, so that the USB switch is switched from on to off and the transfer processing of the
図12はバスモニター回路30の詳細な動作の説明図である。バスモニター回路30はUSBのバスのモニター動作を行うが、このモニター動作は物理層回路からの信号に基づき行われる。具体的には図12に示すように、期間T1において、バスモニター回路30は、物理層回路11、12の一方の物理層回路からの信号に基づいて、モニター動作を行う。即ち、物理層回路11、12の両方ではなく、いずれか一方の物理層回路からの信号(検出信号等)に基づいて、USBのバスのモニター動作を行う。そして期間T1において、物理層回路11、12の他方の物理層回路が動作オフ又は省電力モードに設定される。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the detailed operation of the
例えばバスモニター回路30が、物理層回路11からの信号に基づいてバスモニター動作を行った場合には、物理層回路12が動作オフ又は省電力モードに設定される。或いは、バスモニター回路30が、物理層回路12からの信号に基づいてバスモニター動作を行った場合には、物理層回路11が動作オフ又は省電力モードに設定される。物理層回路11や物理層回路12の動作オフ又は省電力モードの設定は、例えばバスモニター回路30からの制御信号に基づいて行うことができる。或いは、処理回路20からの制御信号に基づいて、物理層回路11や物理層回路12の動作オフ又は省電力モードの設定を行ってもよい。
For example, when the
ここで動作オフに設定とは、例えば物理層回路を構成するアナログ回路の動作をディスイネーブルに設定することである。例えばアナログ回路を構成するトランジスター等をオフにして、電力消費となる電流が流れないようにする。例えばHSモード用の送信回路(HSD)は、AVDD(高電位側電源)の電源線と第1のノードの間に設けられる電流源と、第1のノードとDPの信号線、DMの信号線、AVSS(低電位側電源)の電源線の間に設けられる第1、第2、第3のトランジスターを含むことができる。この場合に、HSモード用の送信回路の動作オフの設定とは、例えば電流源を停止(電流源に流れる電流を停止)することである。また省電力モードに設定とは、物理層回路を構成するアナログ回路(演算増幅器等)に流れる電流を制限して、消費電力を低減することである。例えばアナログ回路に流れる電流を所与のしきい値以下の電流に制限する。例えば上記の電流源に流れる電流を所与のしきい値以下の電流に制限する。 Here, the operation off setting means, for example, disabling the operation of the analog circuits constituting the physical layer circuit. For example, the transistors that make up the analog circuit are turned off so that the current that consumes power does not flow. For example, the transmission circuit (HSD) for HS mode includes a current source provided between the power supply line of AVDD (high potential side power supply) and the first node, the signal line of the first node and DP, and the signal line of DM. , The first, second, and third transistors provided between the power lines of the AVSS (low potential side power supply) can be included. In this case, the setting of the operation off of the transmission circuit for the HS mode is, for example, to stop the current source (stop the current flowing through the current source). Further, the setting to the power saving mode is to limit the current flowing through the analog circuit (operational amplifier or the like) constituting the physical layer circuit to reduce the power consumption. For example, the current flowing through an analog circuit is limited to a current below a given threshold. For example, the current flowing through the above current source is limited to a current below a given threshold.
例えば図9〜図11に示すようなバス(信号DP、DM)の状態をモニターするためには、物理層回路を構成するアナログ回路からの信号を利用するのが有効である。従って、モニター動作を行う際には、これらのアナログ回路を動作させておく必要がある。 For example, in order to monitor the state of a bus (signal DP, DM) as shown in FIGS. 9 to 11, it is effective to use a signal from an analog circuit constituting a physical layer circuit. Therefore, it is necessary to operate these analog circuits when performing the monitor operation.
一方、本実施形態の回路装置10では2つの物理層回路11、12が設けられており、モニター動作のためにこれらの物理層回路11、12の両方を動作させるのは、消費電力の面において無駄である。そこで物理層回路11、12の一方の物理層回路からの信号に基づきモニター動作を行い、他方の物理層回路については動作オフ又は省電力モードに設定する。このようにすれば、一方の物理層回路からの信号に基づいて、適正なバスのモニター動作を実現できると共に、他方の物理層回路を動作オフ又は省電力モードに設定することで、無駄な電力消費を抑えることができ、低消費電力化を図れるようになる。
On the other hand, in the
そして図7に示すように期間T2においては、物理層回路11、12の両方の動作をオンにする。そしてバスBS1、BS2の間で物理層回路11、12を介した転送経路TR2でのパケット転送を行うようにする。
Then, as shown in FIG. 7, during the period T2, both the operations of the
なおバスモニター回路30は、バスBS1、BS2の一方だけではなく、バスBS1、BS2の両方のモニター動作を行うことができる。例えばバスモニター回路30は、物理層回路11、12の両方からの信号(検出信号等)に基づいて、USBのバスのモニター動作を行う。例えばバスリセットを検出するためには、例えばメインコントローラー200側のバスBS1のモニター動作を行う必要がある。またHS切断の検出のためには、ペリフェラルデバイス260側のバスBS2のモニター動作を行う必要がある。従って、これらのバスリセットの検出やHS切断の検出を行うために、バスモニター回路30は、バスBS1、BS2の両方のモニター動作を行う。つまり、物理層回路11、12の両方からの信号に基づいてモニター動作を行う。
The
図13は物理層回路(11、12)の構成例である。この物理層回路は、プルアップ抵抗Rpu、スイッチ素子SW_Rpu、SW_Dm、プルダウン抵抗Rpd1、Rpd2を含む。スイッチ素子SW_Rpuは制御信号Rpu_Enableに基づいてオン又はオフにされる。これによりプルダウン動作が実現される。また物理層回路は、HSモード用の送信回路HSD(カレントドライバー)、LS/FSモード用の送信回路LSD(ドライバー)、抵抗Rs1、Rs2を含む。また物理層回路は、HSモード用の差動の受信回路HSR(データレシーバー)、スケルチの検出回路SQL(トランスミッションエンベロープディテクター)、LS/FSモード用の差動の受信回路LSR(データレシーバー)、切断の検出回路DIS(ディスコネクションエンベロープディテクター)、シングルエンドの受信回路DP_SER、DM_SER(レシーバー)を含む。 FIG. 13 is a configuration example of the physical layer circuit (11, 12). This physical layer circuit includes a pull-up resistor Rpu, switch elements SW_Rpu, SW_Dm, and pull-down resistors Rpd1 and Rpd2. The switch element SW_Rpu is turned on or off based on the control signal Rpu_Enable. As a result, the pull-down operation is realized. The physical layer circuit also includes a transmission circuit HSD (current driver) for HS mode, a transmission circuit LSD (driver) for LS / FS mode, resistors Rs1 and Rs2. The physical layer circuit includes a differential receiving circuit HSR (data receiver) for HS mode, a squelch detection circuit SQL (transmission envelope detector), a differential receiving circuit LSR (data receiver) for LS / FS mode, and disconnection. Includes detection circuit DIS (disconnection envelope detector), single-ended receiving circuit DP_SER, DM_SER (receiver).
そして本実施形態では物理層回路を構成するアナログ回路からの信号に基づいて、バスモニター回路30でのバスのモニター動作が行われる。具体的には図13に示すように、例えばHSモード用の差動の受信回路HSR、スケルチ用の検出回路SQL、LS/FSモード用の差動の受信回路LSR、切断の検出回路DIS、或いはシングルエンドの受信回路DP_SER、DM_SERからの信号に基づいて、バスモニター回路30はバスのモニター動作を行う。即ち、これらのアナログ回路からの信号に基づいて、デバイスチャープK、ホストチャープK/J、アイドル、リセット、サスペンド、レジューム、SE0、J、K、バスリセット、或いはHS切断などのバスの各状態を、バスモニター回路30はモニターできる。そしてバスモニター回路30は、モニター結果に基づいて、図9、図10、図11で説明したようにバススイッチ回路40のスイッチ素子(USBスイッチ、BCスイッチ)をオン又はオフにする制御を行ったり、処理回路20の転送処理をオン又はオフにする制御を行う。こうすることで、バスの状態を適切に判断した適正なバススイッチ回路40のスイッチ制御や処理回路20の転送制御を実現できるようになる。
Then, in the present embodiment, the bus monitor operation of the
また本実施形態では図13に示すように、期間T1において、物理層回路11、12のHSモード用の送信回路HSDが動作オフ又は省電力モードに設定される。即ち本実施形態では図12に示すように、期間T1においては、バススイッチ回路40がバスBS1、BS2の接続をオンにして、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260の間で転送経路TR1での直接の信号のやり取りを可能にしている。そしてバスモニター回路30は、物理層回路11、12の一方の物理層回路からの信号に基づいてバスのモニター動作を行う。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, in the period T1, the transmission circuit HSD for the HS mode of the
この場合に、物理層回路11、12のHSモード用の送信回路HSDについては、HSの転送処理が行われないため、動作する必要がない。そこで期間T1では、例えばバスモニター回路30(又は処理回路20)は、HSモード用の送信回路HSDを動作オフ又は省電力モードに設定する。こうすることで、HSモード用の送信回路HSDにおいて無駄に電力が消費されてしまうのを防止でき、低消費電力化を図れるようになる。HSモード用の送信回路HSDは、カレントドライバーであり、多くの電流が流れる。従って、バスモニター回路30(又は処理回路20)が送信回路HSDを動作オフ又は省電力モードに設定することで、消費電力を大幅に低減できる。なお期間T1において、LS/FS用の送信回路LSDについても動作オフ又は省電力モードに設定されてもよい。こうすることで、更なる低消費電力化を図れるようになる。
In this case, the transmission circuit HSD for the HS mode of the
4.転送処理の詳細
次に処理回路20での転送処理の詳細について説明する。図14、図15は、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260の間にUSB−HUB210を設けた場合のパケットの転送処理を説明する図である。図15には、図14のUSB−HUB210のアップストリームポート側の信号UPP、ダウンストリームポート側の信号DWPの信号波形が示されている。これらの信号UPP、DWPのパケットは、SOFのパケットを例にとると、SYNC、PID、FrameNumber、CRC、EOPのフィールド(領域)を有している。例えばSYNCは同期のフィールド、PIDはパケットIDのフィールド、FrameNumberはフレーム番号のフィールド、CRCは巡回冗長検査のフィールド、EOPはパケット終了のフィールドである。
4. Details of the transfer process Next, the details of the transfer process in the
この場合に図14のUSB−HUB210では、図15に示すように、信号DWPのパケットにおいて、SYNCのフィールドは−3ビットというようにビット数が減り、EOPのフィールドのビット数は+1ビットというようにビット数が増加している。図15に示すようにUSBの規格においては、SYNCのフィールドは−4ビットまで許容され、EPのフィールドは+4ビットまで許容されている。 In this case, in the USB-HUB210 of FIG. 14, as shown in FIG. 15, in the packet of the signal DWP, the number of bits of the SYNC field is reduced to -3 bits, and the number of bits of the EOP field is +1 bit. The number of bits is increasing. As shown in FIG. 15, in the USB standard, the SYNC field is allowed up to -4 bits, and the EP field is allowed up to +4 bits.
図16、図17は、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260の間に本実施形態の回路装置10を設けた場合のパケットの転送処理を説明する図である。
16 and 17 are diagrams for explaining packet transfer processing when the
図17には図16の回路装置10のバスBS1側の信号INT、バスBS2側の信号EXTの信号波形が示されている。図17に示すように、バスBS1側から受信したパケットは、パケットのフォーマットが変更されずにそのままのフォーマットで、バスBS2側に送信される。なお図16、図17では、バスBS1側からバスBS2側にパケットが転送される場合を示しているが、バスBS2側からバスBS1側にパケットが転送される場合も同様の信号波形になる。即ち、バスBS2側から受信したパケットは、パケットのフォーマットが変更されずにそのままのフォーマットで、バスBS1側に送信される。
FIG. 17 shows the signal waveforms of the signal INT on the bus BS1 side and the signal EXT on the bus BS2 side of the
そして図17では、図15の場合とは異なり、信号EXTにおいて、SYNCのフィールドのビット数も、EOPのフィールドのビット数も変更されていない。即ち、バスBS1側から受信したパケットは、SYNCのフィールドのビット数、EOPのフィールドのビット数が変更されずに、そのままバスBS2側に送信される。バスBS2側から受信したパケットをバスBS1側に送信する場合も同様である。 In FIG. 17, unlike the case of FIG. 15, in the signal EXT, neither the number of bits in the SYNC field nor the number of bits in the EOP field is changed. That is, the packet received from the bus BS1 side is transmitted to the bus BS2 side as it is without changing the number of bits in the SYNC field and the number of bits in the EOP field. The same applies to the case where the packet received from the bus BS2 side is transmitted to the bus BS1 side.
即ち、図14に示すUSB−HUB210は、USBのプロダクトIDやベンダーIDを有しており、USBのHUBの規格に準拠したパケットの転送を行う。そしてUSBの規格においては、SYNCのフィールドでのビット数の変化が−4ビットまで許容され、EOPのフィールドでのビット数の変化が+4ビットまで許容されている。このため、図15の信号DWPの波形では、この規格に準拠するようにSYNC、EOPのビット数が変化している。 That is, the USB-HUB210 shown in FIG. 14 has a USB product ID and a vendor ID, and transfers packets conforming to the USB HUB standard. In the USB standard, a change in the number of bits in the SYNC field is allowed up to -4 bits, and a change in the number of bits in the EOP field is allowed up to +4 bits. Therefore, in the waveform of the signal DWP of FIG. 15, the number of bits of SYNC and EOP is changed so as to conform to this standard.
これに対して本実施形態の回路装置10は、プロダクトIDやベンダーIDを有しておらず、図15に示すようなSYNC、EOPのフィールドでのビット数の変化は許容されていない。そこで本実施形態では、パケットのSYNCのフィールドのビット数とEOPのフィールドのビット数を変更せずに、図7に示した転送経路TR2でのパケットの転送処理を行うようにしている。こうすることで、図16のようにメインコントローラー200とペリフェラルデバイス260の間に本実施形態の回路装置10を設けても、USB規格に準拠した適正なパケット転送を実現することが可能になる。即ち、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260の間には、あたかも何らの回路装置も存在していないかのようにUSBのパケットを転送できるようになる。
On the other hand, the
また本実施形態では、処理回路20での転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行っている。再同期化処理(リシンクロナイズ)は、例えば受信したパケットの各ビットを、回路装置のクロック信号でサンプリングして取り込み、取り込まれた各ビットにより構成されるパケットを再構築し、再構築されたパケットを、回路装置のクロック信号に同期して出力することなどにより実現される。
Further, in the present embodiment, in the transfer process in the
図18、図19は、パケットの再同期化処理の説明図であり、パケットの各ビットをサンプリングする処理の説明図である。図18においてPLL回路54は、周波数が同一で位相が互いに異なるクロック信号CLK0、CLK1、CLK2、CLK3、CLK4(広義には第1〜第Nのクロック信号)を生成して出力する。例えばPLL回路54は、そのVCO(発振周波数が可変に制御される発振手段)が含む5個(N個)の差動出力コンパレータ(広義には奇数段の第1〜第Nの反転回路)の出力を用いて、クロック信号CLK0〜CLK4を生成して出力する。
18 and 19 are explanatory diagrams of packet resynchronization processing, and are explanatory diagrams of processing for sampling each bit of a packet. In FIG. 18, the
DLL回路25はエッジ検出回路26、クロック選択回路27を含む。そして、このエッジ検出回路26は、物理層回路(11、12)の受信回路により受信されたシリアルデータDINのエッジを検出し、そのエッジ検出情報をクロック選択回路27に出力する。具体的には、図19で説明するように、PLL回路54からのクロック信号CLK0〜CLK4のエッジ(立ち上がり又は立ち下がりエッジ)の中のいずれのエッジ間にシリアルデータDINのエッジがあるかを検出し、そのエッジ検出情報をクロック選択回路27に出力する。クロック選択回路27は、このエッジ検出情報に基づいて、クロック信号CLK0〜CLK4の中からいずれかのクロック信号を選択し、選択したクロック信号をサンプリングクロック信号SCLKとして出力する。このサンプリングクロック信号SCLKに基づいてシリアルデータをサンプリングすることで、受信したパケットの各ビットのサンプリングを実現できる。
The
図19は、図18の回路動作を説明するためのタイミング波形図である。図19に示すようにCLK0〜CLK4は周波数が同一(480MHz)となる多相のクロック信号である。またクロック信号の周期をTとした場合に、各クロック間の位相がT/5(広義にはT/N)だけシフトしている。そして図19では、サンプリング対象となるシリアルデータDINのエッジEDが、CLK0とCLK1の間にあることが図18のエッジ検出回路26により検出される。すると、シリアルデータDINのエッジEDから例えば3個(広義には設定数M個)だけずれたエッジEC3を有するクロック信号CLK3が、図18のクロック選択回路27により選択され、この選択されたCLK3が、DINのサンプリングクロック信号SCLKとして後段の回路に出力される。
FIG. 19 is a timing waveform diagram for explaining the circuit operation of FIG. As shown in FIG. 19, CLK0 to CLK4 are multi-phase clock signals having the same frequency (480 MHz). Further, when the period of the clock signal is T, the phase between each clock is shifted by T / 5 (T / N in a broad sense). Then, in FIG. 19, the edge ED of the serial data DIN to be sampled is detected by the
図18、図19で説明した処理を行うことで、USBのバスから受信したパケットの各ビットを適正にサンプリンできるようになる。即ち図17の信号INTのパケットの各ビットを適正にサンプリングできる。そして、サンプリングされた各ビットによりパケットを再構築し、図17のように信号EXTのパケットとしてUSBのバスに送信する。この際には、例えば回路装置10のクロック信号にパケットの各ビットが同期するように、当該パケットを送信する。
By performing the processing described with reference to FIGS. 18 and 19, each bit of the packet received from the USB bus can be appropriately sampled. That is, each bit of the packet of the signal INT of FIG. 17 can be appropriately sampled. Then, the packet is reconstructed by each sampled bit and transmitted to the USB bus as a signal EXT packet as shown in FIG. At this time, for example, the packet is transmitted so that each bit of the packet is synchronized with the clock signal of the
例えば図1で説明したようにケーブル長が長くなったり、大きな寄生容量、寄生抵抗が転送経路上に寄生すると、信号品質が劣化してしまい、図2のアイパターンの認証テストにパスできず、適正な信号転送を実現できないという課題がある。 For example, if the cable length becomes long as described in FIG. 1, or if a large parasitic capacitance or parasitic resistance parasitizes on the transfer path, the signal quality deteriorates and the eye pattern authentication test of FIG. 2 cannot be passed. There is a problem that proper signal transfer cannot be realized.
この点、本実施形態によれば、例えば図16のバスBS1側からのパケットの信号(INT)の信号品質が劣化している場合にも、回路装置10により上述の再同期化処理が行われることで、信号品質が改善(浄化)されたパケットの信号(EXT)が、バスBS2側に転送される。同様に、バスBS2側からのパケットの信号の信号品質が劣化している場合にも、回路装置10により上述の再同期化処理が行われることで、信号品質が改善されたパケットの信号が、バスBS1側に転送される。従って、USBの信号の信号特性の劣化を改善できる回路装置の提供が可能になる。
In this regard, according to the present embodiment, for example, even when the signal quality of the packet signal (INT) from the bus BS1 side of FIG. 16 is deteriorated, the
しかも、このようなHSモードによる高速なパケット転送の前段階において、図6に示すように、バススイッチ回路40により、バスBS1とバスBS2の接続をオンにすることができる。これによりバスBS1に接続されるメインコントローラー200と、バスBS2に接続されるペリフェラルデバイス260の間で、図9〜図11で説明したような各種の信号のやり取りを行うことが可能になる。従って、USBの規格上は、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260の間には、あたかも回路装置10が存在しないかのように種々の処理を行って、メインコントローラー200とペリフェラルデバイス260の間でUSB規格に準拠した適正な転送処理を実行できるようになる。
Moreover, as shown in FIG. 6, the connection between the bus BS1 and the bus BS2 can be turned on by the
5.電子機器、ケーブルハーネス
図20に、本実施形態の回路装置10を含む電子機器300の構成例を示す。この電子機器300は、本実施形態の回路装置10とメインコントローラー200(広義には処理装置)を含む。メインコントローラー200はバスBS1に接続される。例えばバスBS1を介してメインコントローラー200と回路装置10は接続される。また回路装置10のバスBS2には例えばペリフェラルデバイス260が接続される。
5. Electronic device, cable harness FIG. 20 shows a configuration example of the
メインコントローラー200(処理装置)は、例えばCPU又はMPU等のプロセッサーにより実現される。或いはメインコントローラー200を各種のASICの回路装置により実現してもよい。またメインコントローラー200は、複数の回路装置(IC)や回路部品が実装された回路基板により実現されてもよい。ペリフェラルデバイス260としては、例えば図1のような携帯型端末装置250などを想定できるが、これには限定されない。ペリフェラルデバイス260はウェアラブル機器などであってもよい。
The main controller 200 (processing device) is realized by a processor such as a CPU or an MPU, for example. Alternatively, the
電子機器300は、記憶部310、操作部320、表示部330を更に含むことができる。記憶部310は、データを記憶するものであり、その機能はRAMやROMなどの半導体メモリーやHDD(ハードディスクドライブ)などにより実現できる。操作部320は、ユーザーが入力操作を行うためのものであり、操作ボタンやタッチパネルディスプレイをなどの操作デバイスにより実現できる。表示部330は、各種の情報を表示するものであり、液晶や有機ELなどのディスプレイにより実現できる。なお操作部320としてタッチパネルディスプレイを用いる場合には、このタッチパネルディスプレイが操作部320及び表示部330の機能を兼ねることになる。
The
本実施形態により実現される電子機器300としては、例えば車載機器、印刷装置、投影装置、ロボット、頭部装着型表示装置、生体情報測定機器、距離、時間、流速又は流量等の物理量を計測する計測機器、基地局又はルーター等のネットワーク関連機器、コンテンツを配信するコンテンツ提供機器、或いはデジタルカメラ又はビデオカメラ等の映像機器などの種々の機器を想定できる。
The
図21に本実施形態の回路装置10を含むケーブルハーネス350の構成例を示す。ケーブルハーネス350は、本実施形態の回路装置10とケーブル360を含む。ケーブル360はUSB用のケーブルである。またケーブルハーネス350はUSBレセプタクル370を含んでもよい。或いはケーブルハーネス350は図1の静電気保護回路222、短絡保護回路223などを含むものであってもよい。ケーブル360は例えば回路装置10のバスBS2に接続される。回路装置10のバスBS1側には例えばメインコントローラー200(処理装置)等が接続される。このケーブルハーネス350は、例えば車内において配線を引き回すなどの用途に用いられる。なおケーブルハーネス350は車用以外のハーネスであってもよい。
FIG. 21 shows a configuration example of the
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また回路装置、電子機器、ケーブルハーネスの構成・動作や、バスモニター処理、バススイッチ処理、転送処理等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, those skilled in the art will easily understand that many modifications that do not substantially deviate from the novel matters and effects of the present invention are possible. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described at least once in a specification or drawing with a different term in a broader or synonymous manner may be replaced by that different term anywhere in the specification or drawing. All combinations of the present embodiment and modifications are also included in the scope of the present invention. Further, the configuration / operation of the circuit device, the electronic device, and the cable harness, the bus monitor processing, the bus switch processing, the transfer processing, and the like are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be performed.
BS1、BS2…バス(第1、第2のバス)、
10…回路装置、11、12…物理層回路(第1、第2の物理層回路)、
13、14…基準電流回路、20…処理回路、
25…DLL回路、26…エッジ検出回路、27…クロック選択回路、
30…バスモニター回路、40…バススイッチ回路、50…クロック信号生成回路、
52…発振回路、54…PLL回路、60…電源回路、62…レギュレーター、
200…メインコントローラー、210…USB−HUB、
221…充電回路、222…静電気保護回路、223…短絡保護回路、
224…ケーブル、226…USBレセプタクル、250…携帯型端末装置、
300…電子機器、310…記憶部、320…操作部、
350…ケーブルハーネス、360…ケーブル、370…USBレセプタクル
BS1, BS2 ... Buses (first and second buses),
10 ... Circuit device, 11, 12 ... Physical layer circuit (first and second physical layer circuits),
13, 14 ... Reference current circuit, 20 ... Processing circuit,
25 ... DLL circuit, 26 ... edge detection circuit, 27 ... clock selection circuit,
30 ... Bus monitor circuit, 40 ... Bus switch circuit, 50 ... Clock signal generation circuit,
52 ... Oscillation circuit, 54 ... PLL circuit, 60 ... Power supply circuit, 62 ... Regulator,
200 ... Main controller, 210 ... USB-HUB,
221 ... Charging circuit, 222 ... Static electricity protection circuit, 223 ... Short circuit protection circuit,
224 ... Cable, 226 ... USB Receptacle, 250 ... Portable Terminal Device,
300 ... Electronic equipment, 310 ... Storage unit, 320 ... Operation unit,
350 ... Cable harness, 360 ... Cable, 370 ... USB receptacle
Claims (13)
前記USB規格の第2のバスが接続される第2の物理層回路と、
前記第1のバスから前記第1の物理層回路を介して受信したパケットを前記第2の物理
層回路を介して前記第2のバスに転送し、前記第2のバスから前記第2の物理層回路を介
して受信したパケットを前記第1の物理層回路を介して前記第1のバスに転送する転送処
理を行う処理回路と、
前記第1のバスと前記第2のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、
前記バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、前記第1のバスと前記第2のバス
の接続をオン又はオフにするバススイッチ回路と、
を含み、
少なくともデバイスチャープKの開始タイミングの後に、或いは、少なくともホストチ
ャープK/Jの終了タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第
2のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始すること
を特徴とする回路装置。 The first physical layer circuit to which the first bus of the USB standard is connected,
A second physical layer circuit to which the second bus of the USB standard is connected, and
A packet received from the first bus via the first physical layer circuit is transferred to the second bus via the second physical layer circuit, and the second bus is transferred to the second physical layer. A processing circuit that performs a transfer process that transfers a packet received via the layer circuit to the first bus via the first physical layer circuit, and a processing circuit that performs transfer processing.
A bus monitor circuit that monitors the first bus and the second bus,
A bus switch circuit that turns on or off the connection between the first bus and the second bus based on the monitoring result of the bus monitor circuit.
Including
The bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from on to off, at least after the start timing of the device chirp K, or at least after the end timing of the host chirp K / J. A circuit device characterized in that a processing circuit starts the transfer processing.
前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンにする期間を第
1の期間とし、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオフに
する期間を第2の期間とした場合に、
前記処理回路は、
前記第2の期間において前記転送処理を行うことを特徴とする回路装置。 In claim 1,
The period during which the bus switch circuit turns on the connection between the first bus and the second bus is set as the first period, and the bus switch circuit disconnects the connection between the first bus and the second bus. If the period to be set is the second period,
The processing circuit
A circuit device characterized in that the transfer process is performed in the second period.
前記バスモニター回路は、
前記第1の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンにし、
前記第2の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオフにし、前記
処理回路により前記転送処理を行わせることを特徴とする回路装置。 In claim 2,
The bus monitor circuit
In the first period
The connection between the first bus and the second bus is turned on by the bus switch circuit.
In the second period
A circuit device characterized in that the connection between the first bus and the second bus is turned off by the bus switch circuit, and the transfer process is performed by the processing circuit.
前記USB規格の第2のバスが接続される第2の物理層回路と、
前記第1のバスから前記第1の物理層回路を介して受信したパケットを前記第2の物理
層回路を介して前記第2のバスに転送し、前記第2のバスから前記第2の物理層回路を介
して受信したパケットを前記第1の物理層回路を介して前記第1のバスに転送する転送処
理を行う処理回路と、
前記第1のバスと前記第2のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、
前記バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、前記第1のバスと前記第2のバス
の接続をオン又はオフにするバススイッチ回路と、
を含み、
前記バスモニター回路は、
第1の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンにし、
第2の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオフにし、前記
処理回路により前記転送処理を行わせ、
前記第1の期間において、
前記バスモニター回路は、
前記第1の物理層回路及び前記第2の物理層回路の一方の物理層回路からの信号に基づ
いて、前記モニター動作を行い、
前記第1の物理層回路及び前記第2の物理層回路の他方の物理層回路は、
動作オフ又は省電力モードに設定されることを特徴とする回路装置。 The first physical layer circuit to which the first bus of the USB standard is connected,
A second physical layer circuit to which the second bus of the USB standard is connected, and
A packet received from the first bus via the first physical layer circuit is transferred to the second bus via the second physical layer circuit, and the second bus is transferred to the second physical layer. A processing circuit that performs a transfer process that transfers a packet received via the layer circuit to the first bus via the first physical layer circuit, and a processing circuit that performs transfer processing.
A bus monitor circuit that monitors the first bus and the second bus,
A bus switch circuit that turns on or off the connection between the first bus and the second bus based on the monitoring result of the bus monitor circuit.
Including
The bus monitor circuit
In the first period
The connection between the first bus and the second bus is turned on by the bus switch circuit.
In the second period
The connection between the first bus and the second bus is turned off by the bus switch circuit, and the transfer process is performed by the processing circuit.
In the first period
The bus monitor circuit
The monitor operation is performed based on the signal from one physical layer circuit of the first physical layer circuit and the second physical layer circuit.
The first physical layer circuit and the other physical layer circuit of the second physical layer circuit are
A circuit device characterized in that it is set to operation off or power saving mode.
前記USB規格の第2のバスが接続される第2の物理層回路と、
前記第1のバスから前記第1の物理層回路を介して受信したパケットを前記第2の物理
層回路を介して前記第2のバスに転送し、前記第2のバスから前記第2の物理層回路を介
して受信したパケットを前記第1の物理層回路を介して前記第1のバスに転送する転送処
理を行う処理回路と、
前記第1のバスと前記第2のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、
前記バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、前記第1のバスと前記第2のバス
の接続をオン又はオフにするバススイッチ回路と、
を含み、
前記バスモニター回路は、
第1の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオンにし、
第2の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第1のバスと前記第2のバスの接続をオフにし、前記
処理回路により前記転送処理を行わせ、
前記第1の期間において、前記第1の物理層回路及び前記第2の物理層回路のHSモー
ド用の送信回路が動作オフ又は省電力モードに設定されることを特徴とする回路装置。 The first physical layer circuit to which the first bus of the USB standard is connected,
A second physical layer circuit to which the second bus of the USB standard is connected, and
A packet received from the first bus via the first physical layer circuit is transferred to the second bus via the second physical layer circuit, and the second bus is transferred to the second physical layer. A processing circuit that performs a transfer process that transfers a packet received via the layer circuit to the first bus via the first physical layer circuit, and a processing circuit that performs transfer processing.
A bus monitor circuit that monitors the first bus and the second bus,
A bus switch circuit that turns on or off the connection between the first bus and the second bus based on the monitoring result of the bus monitor circuit.
Including
The bus monitor circuit
In the first period
The connection between the first bus and the second bus is turned on by the bus switch circuit.
In the second period
The connection between the first bus and the second bus is turned off by the bus switch circuit, and the transfer process is performed by the processing circuit.
A circuit device characterized in that, in the first period, the transmission circuit for the HS mode of the first physical layer circuit and the second physical layer circuit is set to the operation off or the power saving mode.
少なくともデバイスチャープKの開始タイミングの後に、或いは、少なくともホストチ
ャープK/Jの終了タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと前記第
2のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始すること
を特徴とする回路装置。 In any of claims 4 to 5 ,
The bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from on to off, at least after the start timing of the device chirp K, or at least after the end timing of the host chirp K / J. A circuit device characterized in that a processing circuit starts the transfer processing.
リセット又はサスペンドが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記第1のバスと
前記第2のバスの接続をオフからオンに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を停止す
ることを特徴とする回路装置。 In any of claims 1 to 6 ,
When a reset or suspend is performed, the bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from off to on, and the processing circuit stops the transfer processing. Circuit equipment.
サスペンドが行われた後、リジュームが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記
第1のバスと前記第2のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送
処理を開始することを特徴とする回路装置。 In any of claims 1 to 7 ,
When the resume is performed after the suspend is performed, the bus switch circuit switches the connection between the first bus and the second bus from on to off, and the processing circuit starts the transfer processing. A circuit device characterized by that.
前記処理回路は、
前記転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行うことを特徴とする回路
装置。 In any of claims 1 to 8 ,
The processing circuit
A circuit device characterized in that a packet bit resynchronization process is performed in the transfer process.
前記バススイッチ回路は、
充電調停期間では、充電回路に接続される第3のバスと前記第2のバスの接続をオンに
することを特徴とする回路装置。 In any of claims 1 to 9 ,
The bus switch circuit
A circuit device characterized in that during the charge arbitration period, the connection between the third bus connected to the charging circuit and the second bus is turned on.
前記処理回路は、
パケットのSYNCのフィールドのビット数とEOPのフィールドのビット数を変更せ
ずに、前記転送処理を行うことを特徴とする回路装置。 In any of claims 1 to 10 ,
The processing circuit
A circuit device characterized in that the transfer processing is performed without changing the number of bits in the SYNC field and the number of bits in the EOP field of the packet.
前記第1のバスに接続される処理装置と、
を含むことを特徴とする電子機器。 The circuit device according to any one of claims 1 to 11.
The processing device connected to the first bus and
An electronic device characterized by including.
ケーブルと、
を含むことを特徴とするケーブルハーネス。 The circuit device according to any one of claims 1 to 11.
With the cable
A cable harness characterized by including.
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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