相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2015年9月24日提交的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?4/864,586的權(quán)益，該申請(qǐng)要求于2014年10月3日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/059,798的權(quán)益，這兩篇申請(qǐng)均通過(guò)援引整體納入于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及數(shù)據(jù)通信，尤其涉及具有內(nèi)建流控制的雙數(shù)據(jù)率通信。

背景

常規(guī)微處理器通常包括用于與其他實(shí)體進(jìn)行通信的通用異步接收機(jī)/發(fā)射機(jī)(UART)接口。UART接口需要發(fā)射引腳(TX)、接收引腳(RX)、請(qǐng)求發(fā)送(RTS)引腳、以及清除發(fā)送(CTS)引腳。UART接口使用16倍比特率的過(guò)采樣時(shí)鐘。因此每個(gè)收到比特由十六個(gè)樣本表示。UART傳輸是非常直接了當(dāng)?shù)模簽榱税l(fā)送二進(jìn)制一，傳送UART接口將其TX引腳驅(qū)動(dòng)至電源電壓VDD達(dá)如由其過(guò)采樣時(shí)鐘的十六個(gè)循環(huán)決定的比特時(shí)段歷時(shí)。接收UART接口使用其自己的過(guò)采樣時(shí)鐘來(lái)對(duì)其比特時(shí)段進(jìn)行計(jì)數(shù)。二進(jìn)制零的傳輸正好是補(bǔ)：傳送UART接口使其發(fā)射引腳接地達(dá)如通過(guò)其過(guò)采樣時(shí)鐘循環(huán)適當(dāng)次數(shù)決定的比特時(shí)段歷時(shí)。UART接口將請(qǐng)求發(fā)送(RTS)引腳和清除發(fā)送(CTS)引腳用于流控制。具體而言，接收UART接口通過(guò)將其RTS引腳斷言為在其CTS引腳上在傳送UART接口處接收的電源電壓VDD來(lái)指示其準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。因此，傳送UART接口僅在它看到其CTS引腳上的電壓被斷言時(shí)傳送。所得到的數(shù)據(jù)傳輸是以8比特幀的形式。

盡管UART接口是簡(jiǎn)單且相對(duì)穩(wěn)健的，但是其過(guò)采樣時(shí)鐘消耗相當(dāng)大的功率，因?yàn)槠浔仨氄袷幎徽揢ART接口在傳送還是接收數(shù)據(jù)。另外，UART的幀大小固定為八比特。如果幀大小增大，則對(duì)過(guò)采樣時(shí)鐘的定時(shí)要求(關(guān)于保持發(fā)射機(jī)的時(shí)鐘與接收機(jī)的時(shí)鐘充分對(duì)準(zhǔn))變得越來(lái)越嚴(yán)格。相應(yīng)地，在本領(lǐng)域中存在對(duì)容適靈活幀長(zhǎng)度而無(wú)需使用過(guò)采樣時(shí)鐘的低功率同步數(shù)據(jù)接口的需求。

概述

提供了一種雙數(shù)據(jù)率接口，其避免了對(duì)過(guò)采樣時(shí)鐘的需求。如由該接口傳送的，幀開(kāi)始于初始標(biāo)志碼元，其中發(fā)射機(jī)將其發(fā)射引腳拉低至地并且釋放發(fā)射引腳，于是發(fā)射引腳被微弱地向電源電壓VDD拉回。該發(fā)射引腳通過(guò)傳輸線(總線)(諸如電路板跡線)耦合至接收機(jī)上的接收引腳。作為響應(yīng)，接收機(jī)將其接收引腳放電為低至地以指示接收機(jī)準(zhǔn)備好接收幀的第一比特。發(fā)射機(jī)隨后傳送該比特并且將總線釋放至其先前低狀態(tài)。對(duì)于每個(gè)后續(xù)比特，接收機(jī)將總線轉(zhuǎn)變成如由接收機(jī)用來(lái)觸發(fā)前一比特的傳輸?shù)幕パa(bǔ)二進(jìn)制狀態(tài)。如果接收機(jī)已經(jīng)通過(guò)對(duì)總線放電來(lái)觸發(fā)幀中的先前比特的傳輸，則接收機(jī)由此將總線驅(qū)動(dòng)為高至電源電壓VDD以觸發(fā)當(dāng)前比特的傳輸。相反，如果接收機(jī)已經(jīng)通過(guò)將總線驅(qū)動(dòng)至電源電壓VDD來(lái)觸發(fā)幀中的先前比特的傳輸，則接收機(jī)通過(guò)將總線放電至地來(lái)觸發(fā)幀中的當(dāng)前比特的傳輸。接收機(jī)作出的每個(gè)總線轉(zhuǎn)變可由此被認(rèn)為包括或接收機(jī)獲取時(shí)鐘的上升沿(如果接收機(jī)將總線轉(zhuǎn)變?yōu)楦咧岭娫措妷?、或接收機(jī)獲取時(shí)鐘的下降沿(如果接收機(jī)將總線轉(zhuǎn)變?yōu)榈椭恋?。發(fā)射機(jī)僅響應(yīng)于接收機(jī)獲取時(shí)鐘邊沿轉(zhuǎn)變而傳送幀的當(dāng)前比特。以此方式，流控制對(duì)于發(fā)射機(jī)的發(fā)射引腳與接收機(jī)上的對(duì)應(yīng)接收引腳之間的單導(dǎo)線總線是“內(nèi)建”的。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是包括一對(duì)各自具有如本文所公開(kāi)的雙數(shù)據(jù)率接口的集成電路的系統(tǒng)的框圖。

圖2A是用于圖1的系統(tǒng)中的每個(gè)發(fā)射機(jī)的默認(rèn)總線狀態(tài)的時(shí)序圖。

圖2B是圖2A的總線在幀傳輸期間的時(shí)序圖。

圖2C是包括其中接收機(jī)未準(zhǔn)備好進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)段的圖2A的總線的時(shí)序圖。

圖3是圖2B的總線的更詳細(xì)時(shí)序圖以及接收機(jī)中的獲取時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)經(jīng)延遲版本。

圖4是根據(jù)本公開(kāi)的各方面的雙數(shù)據(jù)率接口中的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的更詳細(xì)框圖。

圖5是包括具有根據(jù)本公開(kāi)的一方面的雙數(shù)據(jù)率接口的集成電路的系統(tǒng)的示圖。

圖6是根據(jù)本公開(kāi)的一方面的一種雙數(shù)據(jù)率接口中的接收機(jī)的操作方法的流程圖。

本公開(kāi)的各方面及其優(yōu)勢(shì)通過(guò)參考以下詳細(xì)描述而被最好地理解。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)，相同參考標(biāo)記被用來(lái)標(biāo)識(shí)在一個(gè)或多個(gè)附圖中所解說(shuō)的相同元件。

詳細(xì)描述

提供了一種不需要過(guò)采樣時(shí)鐘的集成電路異步雙數(shù)據(jù)率數(shù)據(jù)接口。該接口包括用于在第一引腳上發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)射機(jī)并且還包括用于在第二引腳上接收數(shù)據(jù)的接收機(jī)。由于內(nèi)建流控制，該接口無(wú)需附加引腳(諸如由常規(guī)UART接口使用的RTS和CTS引腳)。這些接口可位于單個(gè)集成電路內(nèi)或者位于分開(kāi)的集成電路內(nèi)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1中示出了示例系統(tǒng)100。集成電路(設(shè)備A)包括雙數(shù)據(jù)率接口105。類(lèi)似地，另一集成電路(設(shè)備B)包括對(duì)應(yīng)的雙數(shù)據(jù)率接口105。每個(gè)接口105包括通過(guò)發(fā)射引腳125進(jìn)行傳送的發(fā)射機(jī)110以及通過(guò)接收引腳130進(jìn)行接收的接收機(jī)115。雙導(dǎo)線全雙工鏈路135將接口中的每一者的發(fā)射引腳125耦合到接口中的剩余一者的接收引腳130。如本文所使用的，“引腳”是涵蓋集成電路用來(lái)耦合到電路板上的引線或其他合適的傳輸線的結(jié)構(gòu)(諸如焊盤(pán)或?qū)嶋H引腳)的通用術(shù)語(yǔ)。在鏈路135中，導(dǎo)線或跡線140耦合在設(shè)備A的發(fā)射引腳125與設(shè)備B的接收引腳130之間。類(lèi)似地，鏈路135包括另一導(dǎo)線或跡線140以耦合在設(shè)備B的發(fā)射引腳125與設(shè)備B的接收引腳130之間。每個(gè)導(dǎo)線140還可被記為總線140。

為了提供僅使用雙導(dǎo)線鏈路135的嵌入式流控制，每個(gè)發(fā)射機(jī)110僅響應(yīng)于來(lái)自對(duì)應(yīng)的接收機(jī)115的獲取時(shí)鐘而進(jìn)行傳送。雙導(dǎo)線鏈路135中的每個(gè)導(dǎo)線的就緒狀態(tài)或空閑總線狀態(tài)為邏輯高(具有電源電壓VDD)，如圖2A中所示。該空閑狀態(tài)發(fā)信號(hào)通知圖1的接收機(jī)115準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)幀。為了開(kāi)始幀傳輸，在初始標(biāo)志時(shí)段200上，圖1的發(fā)射機(jī)110將耦合到其發(fā)射引腳125的總線140放電為低至地，如圖2B中所示，并且隨后使總線140返回至其默認(rèn)高狀態(tài)。初始標(biāo)志時(shí)段200的歷時(shí)可由接收機(jī)115與發(fā)射機(jī)110事先議定。例如，每個(gè)接收機(jī)115和發(fā)射機(jī)110可包括存儲(chǔ)各種參數(shù)(諸如初始標(biāo)志時(shí)段200的歷時(shí))的配置存儲(chǔ)器(未解說(shuō))。發(fā)射機(jī)110可隨后行進(jìn)至按照接收機(jī)115驅(qū)動(dòng)總線140來(lái)使用獲取時(shí)鐘205的邊沿(也在圖2B中示出)傳送隨后幀的比特。與初始標(biāo)志時(shí)段200的歷時(shí)一樣，幀大小由每個(gè)發(fā)射機(jī)110與對(duì)應(yīng)的接收機(jī)115事先議定(諸如通過(guò)對(duì)應(yīng)配置存儲(chǔ)器(未解說(shuō))的配置)。對(duì)于圖2B的獲取時(shí)鐘205，幀大小為8比特(數(shù)據(jù)比特D0到D7)，繼之以奇偶校驗(yàn)比特(PB)和停止比特(SB)。因?yàn)榭偩€140的默認(rèn)狀態(tài)為邏輯高，所以接收機(jī)115通過(guò)將總線140拉低來(lái)傳送獲取時(shí)鐘205的第一下降沿210。響應(yīng)于獲取時(shí)鐘205的該第一下降沿210，發(fā)射機(jī)110發(fā)送初始比特D0，初始比特D0可以取決于其數(shù)據(jù)值而為或邏輯高或邏輯低信號(hào)。初始比特D0(與剩余比特一樣)由此被解說(shuō)為交叉影線列，因?yàn)槌跏急忍谼0可以取決于其二進(jìn)制值而為或邏輯低或邏輯高。一旦初始比特D0結(jié)束，發(fā)射機(jī)110就使總線140返回至由前一時(shí)鐘邊沿210確立的二進(jìn)制狀態(tài)，該二進(jìn)制狀態(tài)在此示例中為邏輯低(放電至地)。

每個(gè)后續(xù)獲取時(shí)鐘邊沿為前一獲取時(shí)鐘邊沿的二進(jìn)制補(bǔ)。例如，因?yàn)槌跏极@取時(shí)鐘邊沿210是下降沿，所以后續(xù)獲取時(shí)鐘邊沿215是上升沿。作為響應(yīng)，發(fā)射機(jī)110傳送數(shù)據(jù)比特D1并且使總線140返回至由上升時(shí)鐘邊沿215確立的邏輯高(電源電壓VDD)狀態(tài)。以此方式，如果前一邊沿是下降沿，則接收機(jī)115通過(guò)傳送獲取時(shí)鐘205的上升沿來(lái)發(fā)信號(hào)通知其對(duì)幀中的每個(gè)后續(xù)比特作好準(zhǔn)備。相反，如果前一邊沿是上升沿，則接收機(jī)110通過(guò)傳送獲取時(shí)鐘205的下降沿來(lái)發(fā)信號(hào)通知其對(duì)幀中的每個(gè)后續(xù)比特作好準(zhǔn)備。對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)比特傳輸，發(fā)射機(jī)110通過(guò)使總線140返回至其如由先前獲取時(shí)鐘邊沿決定的原始狀態(tài)來(lái)結(jié)束傳輸。因?yàn)槌跏急忍谼0響應(yīng)于下降沿210，所以發(fā)射機(jī)110在初始比特D0被傳送之后將總線140復(fù)位回至地。類(lèi)似地，因?yàn)楸忍谼1響應(yīng)于獲取時(shí)鐘的上升沿215，所以發(fā)射機(jī)110在比特D1被傳送之后將總線140復(fù)位至電源電壓VDD。

在每個(gè)比特傳輸之后，接收機(jī)115通過(guò)在總線140上傳送恰適的獲取時(shí)鐘邊沿來(lái)指示其準(zhǔn)備好接收后續(xù)比特。以此方式，接收機(jī)115保持改變總線140的狀態(tài)以指示其對(duì)下一比特作好準(zhǔn)備。發(fā)射機(jī)110隨后傳送對(duì)應(yīng)比特并且使總線140返回至由接收機(jī)115為了發(fā)起當(dāng)前比特傳輸而設(shè)置的狀態(tài)。接收機(jī)115將使總線140循環(huán)為或高或低的次數(shù)取決于幀中的比特?cái)?shù)目—幀大小對(duì)于發(fā)射機(jī)110和接收機(jī)115是事先已知的。在圖2B中，幀大小為8比特，因此接收機(jī)115使總線循環(huán)為低和高四次(總線的8個(gè)二進(jìn)制轉(zhuǎn)變)。每個(gè)比特僅在接收機(jī)115將總線140轉(zhuǎn)變成互補(bǔ)二進(jìn)制狀態(tài)時(shí)被傳送。

將領(lǐng)會(huì)，流控制在總線140上是固有的，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)110僅能在接收機(jī)115將總線140從其用于觸發(fā)先前比特的傳輸?shù)亩M(jìn)制狀態(tài)轉(zhuǎn)變成互補(bǔ)二進(jìn)制狀態(tài)的情況下發(fā)送一比特。如果總線140已通過(guò)獲取時(shí)鐘205的先前下降沿循環(huán)為低，則接收機(jī)115通過(guò)使總線140循環(huán)為高以形成獲取時(shí)鐘205的上升沿來(lái)發(fā)信號(hào)通知其準(zhǔn)備好接收下一比特。相反，如果總線140已通過(guò)獲取時(shí)鐘205的前一上升沿循環(huán)為高，則接收機(jī)115通過(guò)使總線140循環(huán)為低以形成獲取時(shí)鐘205的下降沿來(lái)發(fā)信號(hào)通知其準(zhǔn)備好接收后續(xù)比特。注意到，傳輸是“波特率獨(dú)立”的。例如，如果接收機(jī)115是繁忙的且不能夠處理幀中的后續(xù)比特，則接收機(jī)115可簡(jiǎn)單地延遲直至其在使總線140翻轉(zhuǎn)成總線140的互補(bǔ)狀態(tài)之前準(zhǔn)備好。此類(lèi)延遲對(duì)于發(fā)射機(jī)110而言是不成問(wèn)題的，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)110僅響應(yīng)于由接收機(jī)115將總線140翻轉(zhuǎn)成其互補(bǔ)狀態(tài)而傳送幀中的每個(gè)后續(xù)比特。除了可發(fā)生在各比特之間以允許接收機(jī)115有足夠處理時(shí)間的可變延遲之外，接收機(jī)115還可通過(guò)將總線140拉低至地來(lái)阻止發(fā)射機(jī)110甚至傳送初始標(biāo)志200，如圖2C中所示。只要接收機(jī)115以此方式保持總線140放電，接收機(jī)115就可發(fā)信號(hào)通知發(fā)射機(jī)110其未對(duì)幀作好準(zhǔn)備。發(fā)射機(jī)110由此不能在接收機(jī)115保持總線140接地時(shí)使用初始標(biāo)志200來(lái)開(kāi)始幀傳輸。當(dāng)接收機(jī)115準(zhǔn)備好接收幀時(shí)，接收機(jī)115使總線140返回至其默認(rèn)(空閑)高狀態(tài)。

接收機(jī)115處關(guān)于獲取時(shí)鐘的一組上升和下降沿305、315和325的數(shù)據(jù)接收可參照?qǐng)D3來(lái)更好地理解。為了采樣來(lái)自發(fā)射機(jī)110的收到比特，接收機(jī)115可生成作為總線140的二進(jìn)制狀態(tài)的經(jīng)延遲版本的采樣時(shí)鐘300。接收機(jī)115可將采樣時(shí)鐘300相對(duì)于總線140的對(duì)應(yīng)上升和下降沿延遲達(dá)時(shí)延T6。獲取時(shí)鐘的每個(gè)上升或下降沿需要時(shí)間T1來(lái)完成(將總線140從電源電壓VDD放電至地或者從地充電至電源電壓VDD所需的時(shí)間T1)，繼之以穩(wěn)定時(shí)間T2以允許總線140的電壓在每個(gè)獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305之后穩(wěn)定下來(lái)。發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)窗跟隨每個(gè)獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變(時(shí)間T1)和穩(wěn)定時(shí)間T2組合。在每個(gè)發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)窗中，發(fā)射機(jī)110通過(guò)或?qū)偩€140充電為高(以傳送二進(jìn)制一)或?qū)⒖偩€140放電為低(以傳送二進(jìn)制零)來(lái)傳送對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)比特。一旦每個(gè)發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)窗完成，發(fā)射機(jī)110就使總線140返回至因先前獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305導(dǎo)致其處于的那個(gè)二進(jìn)制狀態(tài)。

在圖3中，初始獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305將總線140拉低(獲取時(shí)鐘的下降沿)。發(fā)射機(jī)110隨后在初始驅(qū)動(dòng)窗310中傳送對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)比特。由此，如果初始驅(qū)動(dòng)窗310被用來(lái)傳送二進(jìn)制零，則發(fā)射機(jī)110可簡(jiǎn)單地讓總線140在初始獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305之后放電。在圖3中，發(fā)射機(jī)110使用初始驅(qū)動(dòng)窗310來(lái)傳送二進(jìn)制一，因此總線140在初始驅(qū)動(dòng)窗310期間轉(zhuǎn)變?yōu)楦咧岭娫措妷篤DD。初始驅(qū)動(dòng)窗310中的該總線轉(zhuǎn)變(類(lèi)似于初始獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305)需要上升時(shí)間T1。接收機(jī)115隨后響應(yīng)于采樣時(shí)鐘300的下降沿(因?yàn)槌跏极@取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305也是下降沿)而采樣總線140在初始驅(qū)動(dòng)窗中的二進(jìn)制狀態(tài)。在初始驅(qū)動(dòng)窗310之后，發(fā)射機(jī)310使總線140返回至如通過(guò)獲取時(shí)鐘的初始獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305確立的其接地狀態(tài)。該轉(zhuǎn)變花費(fèi)下降時(shí)間T1，繼之以另一穩(wěn)定時(shí)間T2?？勺冄h(huán)拉伸時(shí)間T5可隨后期滿(mǎn)。循環(huán)拉伸時(shí)間T5的歷時(shí)取決于接收機(jī)115何時(shí)準(zhǔn)備好接收另一比特。

當(dāng)接收機(jī)115準(zhǔn)備好接收另一比特時(shí)，接收機(jī)115觸發(fā)獲取時(shí)鐘的第一上升沿315。上升沿315需要上升時(shí)間T1來(lái)完成，繼之以另一穩(wěn)定時(shí)間T2，于是發(fā)射機(jī)110可在第二驅(qū)動(dòng)窗320中傳送。在此示例中，發(fā)射機(jī)110在第二驅(qū)動(dòng)窗320中傳送二進(jìn)制零以使得發(fā)射機(jī)110在第二驅(qū)動(dòng)窗320期間將總線140放電至地。接收機(jī)115隨后根據(jù)采樣時(shí)鐘300的上升沿來(lái)采樣總線140的該二進(jìn)制零狀態(tài)。在每個(gè)采樣窗310和320中，用于接收機(jī)115的采樣時(shí)間延遲T6應(yīng)當(dāng)被定時(shí)，以使得存在足夠的設(shè)立時(shí)間T3和足夠的保持時(shí)間T4。

總線140的循環(huán)時(shí)間(例如，從第一獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305至第二獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變315的時(shí)間)等于2*(T1+T2+T1+T3+T4+T1+T2+T5)＝6T1+4T2+2*(T3+T4+T5)。因?yàn)轫憫?yīng)于每個(gè)獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變而傳送一個(gè)比特，數(shù)據(jù)率由此為1/(3T1+2T2+T3+T4+T5)。所得到的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于變量T1到T5。關(guān)于總線上升和下降時(shí)間T1的非常保守的估計(jì)為1ns。類(lèi)似地，關(guān)于總線設(shè)置時(shí)間T2的非常保守的估計(jì)為1ns。如果假定總線設(shè)立時(shí)間T3和總線設(shè)立時(shí)間T4兩者均為2ns并且循環(huán)拉伸時(shí)間T5為5ns，則數(shù)據(jù)傳輸率變?yōu)?1.4Mbps。注意到，此類(lèi)數(shù)據(jù)率涉及關(guān)于總線穩(wěn)定和上升時(shí)間的相當(dāng)保守的估計(jì)。相應(yīng)地，在實(shí)踐中可實(shí)現(xiàn)快得多的數(shù)據(jù)率。此外，如果雙導(dǎo)線總線135包括集成電路封裝中的互連(或者完全在單個(gè)集成電路內(nèi)的導(dǎo)體)，則此類(lèi)穩(wěn)定時(shí)間可以數(shù)十皮秒或者更小來(lái)測(cè)量。

圖4中示出了示例發(fā)射機(jī)110和接收機(jī)115。關(guān)于發(fā)射機(jī)110，系統(tǒng)總線435供應(yīng)要傳送的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀可初始地存儲(chǔ)在接收機(jī)緩沖器440中。該數(shù)據(jù)幀在定時(shí)和控制電路460的控制下從接收機(jī)緩沖器440串行地移位到并-串移位寄存器455中。定時(shí)和控制電路460監(jiān)視如由來(lái)自接收機(jī)110的如在輸入緩沖器410上接收到的獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變305(圖3)決定的總線140的狀態(tài)。在每個(gè)獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變之后，發(fā)射機(jī)110中的保持器電路(諸如鎖存器405)存儲(chǔ)總線140的狀態(tài)(高或低)。響應(yīng)于每個(gè)獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變，定時(shí)和控制電路460將來(lái)自移位寄存器455的幀中的每個(gè)相繼比特移位出通過(guò)復(fù)用器450至輸出緩沖器445，輸出緩沖器445將相繼比特驅(qū)動(dòng)至總線140上給接收機(jī)115。一旦驅(qū)動(dòng)窗310(圖3)完成，定時(shí)和控制電路460就使總線140返回至如存儲(chǔ)在鎖存器405中的由先前獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變決定的狀態(tài)。復(fù)用器450選擇如由定時(shí)和控制電路460控制的該保持的二進(jìn)制狀態(tài)，以使得輸出緩沖器445可將總線140驅(qū)動(dòng)至該先前二進(jìn)制狀態(tài)。一旦總線140被返回至其先前二進(jìn)制狀態(tài)，輸出緩沖器445就允許總線140浮動(dòng)以使得總線140將不與任何后續(xù)獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變對(duì)抗。一旦輸出緩沖器445使總線140浮動(dòng)，發(fā)射機(jī)110中的鎖存器405就可被配置成微弱地保持總線狀態(tài)。耦合至系統(tǒng)總線435的控制寄存器490可被配置成存儲(chǔ)用于定時(shí)和控制電路460的配置參數(shù)。發(fā)射引腳125(T1)是雙向的，以使得發(fā)射機(jī)110可接收獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變。就此而言，發(fā)射機(jī)110包括將獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)至定時(shí)和控制電路460的輸入緩沖器495。

接收機(jī)115的接收引腳130也是雙向的，以使得接收機(jī)115可在總線140上將獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)至發(fā)射機(jī)110。接收機(jī)115中的鎖存器405保持總線140的二進(jìn)制電壓狀態(tài)，以使得定時(shí)和控制電路420可通過(guò)驅(qū)動(dòng)總線140的二進(jìn)制電壓狀態(tài)通過(guò)輸出緩沖器425來(lái)反轉(zhuǎn)總線140的二進(jìn)制電壓狀態(tài)以將獲取時(shí)鐘邊沿驅(qū)動(dòng)至發(fā)射機(jī)110。在等待如關(guān)于圖3所討論的恰適的時(shí)間量之后，定時(shí)和控制電路420將如通過(guò)輸入緩沖器410接收到的總線140的二進(jìn)制電壓狀態(tài)移位到并-串寄存器415中。在(諸)完整幀由此被逐位移位到移位寄存器415中之后，所得到的完整幀可被并行移位到接收(RX)緩沖器440中。接收緩沖器440可隨后將收到幀呈現(xiàn)給系統(tǒng)總線435以使得其可被處理器(未解說(shuō))或者納入接收機(jī)115的集成電路(未解說(shuō))中的其他接收引擎接收。該處理器可通過(guò)一組對(duì)應(yīng)的控制寄存器430來(lái)配置定時(shí)和控制電路420。再次參照?qǐng)D2B，幀可包括構(gòu)成幀的議定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特之后的奇偶校驗(yàn)比特(PB)。該幀結(jié)束于不能與默認(rèn)總線狀態(tài)區(qū)分開(kāi)的停止位(SB)。換言之，一旦發(fā)射機(jī)110傳送奇偶校驗(yàn)比特(PB)，發(fā)射機(jī)110就將總線140驅(qū)動(dòng)回至其默認(rèn)高電壓狀態(tài)。

為了提供按需改變幀大小的能力，每個(gè)幀可包括報(bào)頭(未解說(shuō))，該報(bào)頭可包括例如兩個(gè)功能比特(fn_bit_0)和(fn_bit_1)。如果發(fā)射機(jī)想要改變幀大小，則它通過(guò)藉由報(bào)頭發(fā)信號(hào)通知來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。例如，在報(bào)頭的兩功能比特實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可斷言fn_bit_0并且解除斷言fn_bit_1以指示后續(xù)幀對(duì)幀大小編碼。相反，如果幀大小將保持不變，則發(fā)射機(jī)可解除斷言fn_bit_0并且斷言fn_bit_1。

本文所討論的消息接發(fā)獨(dú)立于正被傳達(dá)的數(shù)據(jù)類(lèi)型。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)可以是虛擬GPIO狀態(tài)。換言之，并非在其對(duì)應(yīng)的GPIO引腳上傳送GPIO信號(hào)，而是信號(hào)變?yōu)樵诎l(fā)射引腳125和接收引腳130上在本文所討論的幀中傳送的“虛擬GPIO信號(hào)”。例如，如在2015年9月10日提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?4/850,809中所公開(kāi)的用于改變幀長(zhǎng)度的虛擬GPIO協(xié)議可容易地適配成使用本文所討論的雙數(shù)據(jù)率協(xié)議。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?4/850,809由此通過(guò)援引被全部納入于此。

定時(shí)和控制電路420和460可各自使用軟件、固件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在硬件實(shí)現(xiàn)中，定時(shí)和控制電路420和460可各自包括有限狀態(tài)機(jī)。在替換實(shí)現(xiàn)中，定時(shí)和控制電路460可被認(rèn)為包括用于響應(yīng)于在發(fā)射引腳125上接收到一系列獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變中的相繼獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變而移位出數(shù)據(jù)幀的相繼比特以及用于響應(yīng)于從鎖存器405取回的前一獲取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變的二進(jìn)制狀態(tài)而在每個(gè)相繼比特傳輸之后恢復(fù)發(fā)射引腳125的二進(jìn)制電壓狀態(tài)的裝置。

示例系統(tǒng)500在圖5中示出，其中SOC 505被配置成在如本文所公開(kāi)的雙數(shù)據(jù)率接口(未解說(shuō))上與多個(gè)外圍設(shè)備510進(jìn)行通信。每個(gè)外圍設(shè)備510由此還包括如本文所公開(kāi)的雙數(shù)據(jù)率接口(未解說(shuō))。為了解說(shuō)清楚，SOC 505與每個(gè)外圍設(shè)備510之間的對(duì)應(yīng)雙導(dǎo)線鏈路135(圖1)也未示出。系統(tǒng)500可包括蜂窩電話(huà)、智能電話(huà)、個(gè)人數(shù)字助理、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手持式游戲設(shè)備、或其他合適設(shè)備。除了使用其雙數(shù)據(jù)率接口以外，SoC 505還在系統(tǒng)總線515上與外圍設(shè)備510(諸如傳感器)進(jìn)行通信，系統(tǒng)總線515還耦合至存儲(chǔ)器(諸如DRAM 1520)和顯示控制器525。顯示控制器525進(jìn)而耦合至驅(qū)動(dòng)顯示器535的視頻處理器530。

現(xiàn)在將關(guān)于圖6的流程圖來(lái)討論一種接收機(jī)115的操作方法。該方法包括通過(guò)驅(qū)動(dòng)將接收機(jī)耦合至發(fā)射機(jī)的總線進(jìn)入當(dāng)前二進(jìn)制電壓狀態(tài)來(lái)將獲取時(shí)鐘的當(dāng)前邊沿驅(qū)動(dòng)至發(fā)射機(jī)的動(dòng)作600，該當(dāng)前二進(jìn)制電壓狀態(tài)為用于獲取時(shí)鐘的先前邊沿的先前二進(jìn)制電壓狀態(tài)的補(bǔ)。以上關(guān)于圖2B中所示的獲取時(shí)鐘的上升沿215討論了動(dòng)作600的示例。因?yàn)橄惹矮@取時(shí)鐘轉(zhuǎn)變?yōu)橄陆笛?10，所以接收機(jī)115生成上升沿215以觸發(fā)發(fā)射機(jī)110傳送幀的當(dāng)前比特(在此示例中，D1)。

該方法還包括在驅(qū)動(dòng)獲取時(shí)鐘的當(dāng)前邊沿之后并且在驅(qū)動(dòng)獲取時(shí)鐘的后續(xù)邊沿之前在該總線上從該發(fā)射機(jī)接收當(dāng)前數(shù)據(jù)比特的動(dòng)作605。以上所討論的在第二驅(qū)動(dòng)窗320期間在接收機(jī)115中對(duì)從發(fā)射機(jī)110傳送的零的采樣是動(dòng)作605的示例。另外，該方法包括通過(guò)將該總線驅(qū)動(dòng)至作為當(dāng)前二進(jìn)制電壓狀態(tài)的補(bǔ)的后續(xù)二進(jìn)制電壓狀態(tài)來(lái)將獲取時(shí)鐘的后續(xù)邊沿驅(qū)動(dòng)至該發(fā)射機(jī)的動(dòng)作610。在圖2B的比特D1之后的獲取時(shí)鐘的下降沿的傳輸是動(dòng)作610的示例。

最后，該方法包括在驅(qū)動(dòng)獲取時(shí)鐘的后續(xù)邊沿之后在該總線上從該發(fā)射機(jī)接收后續(xù)數(shù)據(jù)比特的動(dòng)作615。如圖2B中所示，在比特D1的傳輸之后的獲取時(shí)鐘的下降沿之后的接收機(jī)115處的比特D2的接收是動(dòng)作620的示例。

如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員至此將領(lǐng)會(huì)的并取決于手頭的具體應(yīng)用，可以在本公開(kāi)的設(shè)備的材料、裝置、配置和使用方法上做出許多修改、替換和變動(dòng)而不會(huì)脫離本公開(kāi)的精神和范圍。有鑒于此，本公開(kāi)的范圍不應(yīng)當(dāng)被限定于本文所解說(shuō)和描述的特定實(shí)施例(因?yàn)槠鋬H是作為本公開(kāi)的一些示例)，而應(yīng)當(dāng)與所附權(quán)利要求及其功能等同方案完全相當(dāng)。