用于多分支數(shù)字總線的方法和裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】用于多分支數(shù)字總線的方法和裝置
[0001] 優(yōu)先權(quán)
[0002] 本專利申請(qǐng)要求于2014年3月17日提交的并且名稱為"METHODSANDAPPARATUS FORMULTI-DROPDIGITALBUS"的共同擁有、共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/216, 370 的優(yōu)先權(quán)，其要求于2013年3月15日提交的并且名稱為"METHODSANDAPPARATUSFOR MULTI-DROPDIGITALBUS"的共同擁有、共同未決的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/799,016 的優(yōu)先權(quán)，上述每一者全文以引用方式并入。
【背景技術(shù)】
[0003] 1.摶術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本公開(kāi)整體涉及數(shù)字總線技術(shù)領(lǐng)域，并且在一個(gè)示例性實(shí)施例中更具體地涉及實(shí) 時(shí)數(shù)字音頻總線操作。
[0005] 2.背景摶術(shù)
[0006] 某些工業(yè)設(shè)計(jì)考慮對(duì)于消費(fèi)電子設(shè)備而言尤為重要；這些考慮通常包括成本、尺 寸和功率消耗。設(shè)備制造商不斷尋求改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)以迎合消費(fèi)者變化的口味。具有 顯著可察覺(jué)的影響的一個(gè)領(lǐng)域是數(shù)字音頻總線構(gòu)造。
[0007] 簡(jiǎn)而言之，數(shù)字音頻設(shè)備通過(guò)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)或?qū)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為音 頻信號(hào)來(lái)記錄、存儲(chǔ)以及復(fù)制聲音?，F(xiàn)有的消費(fèi)電子設(shè)備常常被裝備到多個(gè)數(shù)字音頻外圍 設(shè)備。此類數(shù)字音頻外圍設(shè)備的常見(jiàn)實(shí)例包括例如揚(yáng)聲器、耳機(jī)、麥克風(fēng)、錄音機(jī)等。
[0008] 無(wú)處不在的數(shù)字音頻設(shè)備已為刺激新設(shè)備功能和用途提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。此類功 能可包括例如音頻設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、輕型設(shè)備外圍設(shè)備等。遺憾的是，現(xiàn)有的數(shù)字音頻總線技術(shù)需 要大量的設(shè)備"基板面"（即管腳和封裝），從而限制了積極的形狀因數(shù)設(shè)計(jì)。因此，需要新 的經(jīng)改進(jìn)的數(shù)字音頻總線技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本公開(kāi)通過(guò)提供特別是改進(jìn)的裝置和方法來(lái)滿足上述需求，該改進(jìn)的裝置和方法 涉及用于實(shí)時(shí)數(shù)字音頻總線操作的方法和裝置。
[0010] 在一個(gè)方面，公開(kāi)了數(shù)字總線架構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，架構(gòu)包括雙向的時(shí)分復(fù)用 (TDM)信令協(xié)議，其中該協(xié)議在接口上針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)啟用多分支連通性。在一種變型 中，架構(gòu)進(jìn)一步包括三電平信令方案，該三電平信令方案被配置為使得第一總線節(jié)點(diǎn)能夠 向一個(gè)或多個(gè)其他總線節(jié)點(diǎn)提供時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)，和/或從其他總線節(jié)點(diǎn)中的任一總線節(jié) 點(diǎn)接收時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0011] 在另一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字總線架構(gòu)包括：時(shí)分復(fù)用（TDM)信令協(xié)議，該TDM信令協(xié) 議被配置為傳輸包括實(shí)時(shí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)被配置為在接口上針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)啟用多分支連通性。
[0012] 在另一方面，公開(kāi)了數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)或多個(gè)總線節(jié) 點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可包括一個(gè)或多個(gè)音頻源和音頻宿，該網(wǎng)絡(luò)被配置為根據(jù)如下方法來(lái)操作，該 方法包括總線節(jié)點(diǎn)對(duì)音頻網(wǎng)絡(luò)的控制進(jìn)行仲裁，并傳輸具有邊沿過(guò)渡的實(shí)時(shí)時(shí)鐘和具有邏 輯電平的數(shù)據(jù)。在一種變型中，總線節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)的總線節(jié)點(diǎn)中的任一總線節(jié)點(diǎn)接收時(shí)鐘和 數(shù)據(jù)。
[0013] 在另一方面，公開(kāi)了一種操作包括一個(gè)或多個(gè)總線節(jié)點(diǎn)的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)的方法， 其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)或多個(gè)音頻源和/或音頻宿。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括對(duì)音頻 網(wǎng)絡(luò)的控制進(jìn)行仲裁、接收待傳輸至一個(gè)或多個(gè)總線節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)總線節(jié)點(diǎn)的音頻數(shù) 據(jù)以及傳輸具有邊沿過(guò)渡和邏輯電平的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘至少基于所接收的音頻數(shù) 據(jù)來(lái)配置。
[0014] 在另一方面，公開(kāi)了簡(jiǎn)化的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口。在一個(gè)實(shí)施例中，該接口包括雙線式信 令導(dǎo)體接口和邏輯部件，該邏輯部件被配置為在導(dǎo)體接口上實(shí)施時(shí)分傳輸協(xié)議，以便針對(duì) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸來(lái)啟用單端信令。
[0015] 在另一個(gè)實(shí)施例中，簡(jiǎn)化的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口包括雙線式信令導(dǎo)體接口和邏輯部件， 該邏輯部件被配置為在導(dǎo)體接口上實(shí)施時(shí)分傳輸協(xié)議，以便針對(duì)數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的接收來(lái)啟 用單端信令。
[0016] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參考如下附圖和示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述將會(huì)立即理解 本文所述的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為一個(gè)示例性音頻源的邏輯框圖。
[0018] 圖2為與圖1所示的示例性音頻源一起使用的一個(gè)簡(jiǎn)化的單端三電平總線驅(qū)動(dòng)器 的邏輯框圖。
[0019] 圖3為與圖1所示的示例性音頻源一起使用的一個(gè)簡(jiǎn)化的差分三電平總線驅(qū)動(dòng)器 的邏輯框圖。
[0020] 圖4為一個(gè)示例性音頻宿的邏輯框圖。
[0021] 圖5為與圖4所示的示例性音頻宿一起使用的簡(jiǎn)化的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的一個(gè) 示例性配置的邏輯框圖。
[0022] 圖6為表示一個(gè)示例性時(shí)分復(fù)用（TDM)總線的邏輯框圖，該示例性TDM總線能夠 根據(jù)本文所述的各種原理在多個(gè)連接節(jié)點(diǎn)（"多分支"功能）上進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0023]圖7為根據(jù)本文所述的各種原理的用于雙向音頻總線操作的方法的一個(gè)實(shí)施例 的邏輯流程圖。
[0024] 圖8為根據(jù)本文所述的各種原理生成用于在音頻總線上傳輸音頻數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信 號(hào)的方法的一個(gè)實(shí)施例的邏輯流程圖。
[0025] 圖9為根據(jù)本文所述的各種原理的節(jié)點(diǎn)從在音頻總線上所接收到的時(shí)鐘信號(hào)得 出音頻數(shù)據(jù)的方法的一個(gè)實(shí)施例的邏輯流程圖。
[0026] 所有圖片:?版權(quán)2012_2014AppleInc?保留所有權(quán)利。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 現(xiàn)在參考附圖，其中類似的標(biāo)號(hào)是指類似的部件。
[0028] 綜述
[0029] 就消費(fèi)設(shè)備而言，越來(lái)越小的設(shè)備形狀因數(shù)對(duì)部件的尺寸提出了要求。數(shù)字總線 技術(shù)（諸如音頻總線）對(duì)總體設(shè)備尺寸具有顯著影響。例如，除了總體部件尺寸之外（例 如音頻1C)，將信號(hào)路由穿過(guò)擁塞的電路板也增加了總體電路板尺寸。因此，本發(fā)明的各個(gè) 實(shí)施例涉及減小數(shù)字總線尺寸和功能。具體地，雙向的時(shí)分復(fù)用（TDM)信令協(xié)議在小形狀 因數(shù)接口上針對(duì)實(shí)時(shí)音頻來(lái)啟用多分支（例如多設(shè)備、多節(jié)點(diǎn)等）連通性。例如，公開(kāi)了一 種三電平信令方案，該三電平信令方案使得第一總線節(jié)點(diǎn)能夠向一個(gè)或多個(gè)其他總線節(jié)點(diǎn) 提供時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)，和/或從其他總線節(jié)點(diǎn)中的任一總線節(jié)點(diǎn)接收時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0030] 如在下文中所述的，示例性數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)或多個(gè)總線節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié) 點(diǎn)可具有一個(gè)或多個(gè)音頻源和/或音頻宿。在操作期間，總線節(jié)點(diǎn)可對(duì)音頻網(wǎng)絡(luò)的控制進(jìn) 行仲裁，以及傳輸具有邊沿過(guò)渡（即在上升邊沿或下降邊沿上）的實(shí)時(shí)時(shí)鐘和具有邏輯電 平（例如邏輯高、邏輯低）的數(shù)據(jù)。另選地，總線節(jié)點(diǎn)可從網(wǎng)絡(luò)的總線節(jié)點(diǎn)中的任一總線節(jié) 點(diǎn)接收時(shí)鐘和數(shù)據(jù)?？偩€節(jié)點(diǎn)的電路構(gòu)造的相對(duì)簡(jiǎn)易性可有利地支持廉價(jià)部件和外圍設(shè)備 制造。類似地，雙向音頻總線信令的靈活性使得節(jié)點(diǎn)能夠與其他節(jié)點(diǎn)協(xié)作以用于各種功能 和/或能力。
[0031]示例件實(shí)施例的詳細(xì)描沐
[0032] 現(xiàn)對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。盡管這些實(shí)施例主要以數(shù)字音頻總線的上下文 進(jìn)行討論，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的各種原理具有更廣泛的適用性。例如，類似的系統(tǒng)可 由例如數(shù)字多媒體（視頻和音頻應(yīng)用）和/或其他輕型實(shí)時(shí)應(yīng)用來(lái)使用。
[0033]現(xiàn)有的數(shù)字音頻摶術(shù)-
[0034] 已設(shè)計(jì)針對(duì)數(shù)字音頻技術(shù)的現(xiàn)有方案以適應(yīng)各種使用場(chǎng)景。例如，最常使用的兩 種數(shù)字音頻總線技術(shù)是：S/PDIF(Sony/Philips數(shù)字互連格式）和USB(通用串行總線）。
[0035]S/H)IF提供可在合理的短距離內(nèi)操作的高數(shù)據(jù)速率數(shù)字音頻總線技術(shù)。傳統(tǒng)地用 于家庭影院和其他數(shù)字高保真系統(tǒng)中，S/PDIF基于AES3互連標(biāo)準(zhǔn)，并可承載脈沖編碼調(diào)制 (PCM)音頻的信道，或另選的多信道壓縮環(huán)繞聲格式（例如，數(shù)字影院系統(tǒng)（DTS)、杜比數(shù)字 等）。遺憾的是，s/roiF局限于單向鏈路并要求顯著的接收器復(fù)雜度。具體地，s/roiF僅 支持生成音頻數(shù)據(jù)幀的單個(gè)音頻源。成幀的音頻數(shù)據(jù)由音頻宿進(jìn)行解碼。由于針對(duì)s/roiF 的有限的格式約束，S/roiF局限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，并且無(wú)法支持更復(fù)雜的拓?fù)洌ㄖT如音頻聯(lián) 網(wǎng)所要求的）。
[0036]USB是基于主/從拓?fù)涞耐ㄓ脭?shù)字總線技術(shù)。USB已成為用于計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備的 事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，并在許多數(shù)字音頻應(yīng)用中常用。然而，USB基于不適用于某些應(yīng)用的成批分組化 數(shù)據(jù)傳輸。具體地，所謂的"實(shí)時(shí)音頻"應(yīng)用與USB"盡力而為"遞送相比要求更嚴(yán)格的遞 送保證。由于實(shí)時(shí)音頻應(yīng)用中的瞬時(shí)數(shù)據(jù)間隙將導(dǎo)致可感知的"滴答聲"或其他音頻偽影， 因此USB音頻解決方案?jìng)鹘y(tǒng)上依賴于作為安全裕度的大音頻數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。另外，USB設(shè)