I2c從動設備與相機控制接口擴展設備在共享控制數(shù)據(jù)總線上的共存的制作方法
【專利說明】12C從動設備與相機控制接口擴展設備在共享控制數(shù)據(jù)總線上的共存
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求于2013年10月8日提交的題為“Coexistent of I2C SlaveDevices and Camera Control Interface Extens1n Devices on a Shared ControlData Bus(I2C從動設備與相機控制接口擴展設備在共享控制數(shù)據(jù)總線上的共存)”的臨時申請N0.61/888, 475、以及于2014年4 月3 日提交的題為“Coexistent of I2C SlaveDevices and Camera Control Interface Extens1n Devices on a Shared ControlData Bus(I2C從動設備與相機控制接口擴展設備在共享控制數(shù)據(jù)總線上的共存)”的臨時申請N0.61/974，910、以及于2014年I 月 14 日提交的題為 “Camera Control InterfaceExtens1n With In-Band Interrupt(具有帶內中斷的相機控制接口擴展)”的臨時申請N0.61/927，102的優(yōu)先權，這些申請全被轉讓給本申請受讓人并且通過援引被明確納入于此。
[0003]領域
[0004]本公開涉及啟用共享總線上的多模操作，尤其涉及使具有不同協(xié)議的設備能夠共享單個總線。
【背景技術】
[0005]集成電路間(下文稱為“I2C”，也稱為I2C)是被用于將低速外圍設備附連至母板、嵌入式系統(tǒng)、蜂窩電話、或其他電子設備的多主控串行單端總線。I2C總線包括具有7位尋址的時鐘(SCL)和數(shù)據(jù)(SDA)線。該總線對于節(jié)點或設備具有兩個角色:主控設備和從動設備。主控節(jié)點/設備是生成時鐘并發(fā)起與從動節(jié)點/設備的通信的節(jié)點/設備。從動節(jié)點/設備是接收該時鐘并在被主控方尋址時進行響應的節(jié)點。I2C總線是多主控總線，這意味著可以有任何數(shù)目的主控設備在場。另外，主控角色和從動角色可以在消息之間(在STOP被發(fā)送之后)被改變。12C定義了基本的消息類型，其中每種消息類型始于START(開始)并結束于停止(STOP)0
[0006]在相機實現(xiàn)的此上下文中，單向傳輸可被用于從傳感器捕捉圖像并向基帶處理器中的存儲器傳送此類圖像數(shù)據(jù)，而控制數(shù)據(jù)可在該基帶處理器與這些傳感器以及其他外圍設備之間被交換。在一個示例中，相機控制接口(CCI)協(xié)議可被用于基帶處理器與圖像傳感器(和/或一個或多個從動設備)之間的此類控制數(shù)據(jù)。在一個示例中，CCI協(xié)議可在圖像傳感器與基帶處理器之間的I2C串行總線上實現(xiàn)。
[0007]隨著技術的演進，存在對I2C總線上的“熱插入”功能性的需求。通過“熱插入”，意味著設備(諸如從動設備)可被插入已經活躍的總線(即，在不關閉該總線的情況下)。該熱插入功能性是用稱為子集I2C(即，sI2C)的事物來實現(xiàn)的。sI2C將控制數(shù)據(jù)總線(SCL與SDA一起)用作供從動設備執(zhí)行中斷請求(IRQ)的裝置。另外，由于期望提高CCI協(xié)議的速度，本文描述了將速度提高到CCI協(xié)議以上的CCI擴展(CCIe)協(xié)議。然而，使從動設備使用SDA來執(zhí)行IRQ與提供專用IRQ線的CCIe協(xié)議是不兼容的。
[0008]因此，需要將速度提高到CCI協(xié)議以上且同時使sI2C協(xié)議從動設備能夠與CCIe設備共存且能被熱插入到CCIe總線上的途徑。
[0009]概述
[0010]提供了包括共享總線、第一從動設備、第二從動設備、和/或主控設備的設備。第一從動設備可被耦合至該共享總線并配置成:(a)根據(jù)第一協(xié)議模式操作，包括在共享總線上發(fā)出帶內中斷請求；(b)在共享總線上監(jiān)視指示該共享總線正切換至第二協(xié)議模式的進入調用；和/或(C)在檢測到進入調用之際，禁止第一從動設備在共享總線上作出帶內中斷請求。
[0011]第二從動設備可被耦合至該共享總線并配置成:(a)根據(jù)第二協(xié)議模式操作，包括在中斷總線上發(fā)出邊帶中斷請求或者在共享總線上發(fā)出帶內中斷請求;和/或(b)在共享總線上檢測進入調用，該進入調用是根據(jù)第二協(xié)議模式來傳送的。
[0012]該主控設備可被耦合至該共享總線并配置成:(a)根據(jù)第一協(xié)議模式和第二協(xié)議模式兩者來操作；(b)管理共享總線上的通信；(C)在共享總線上發(fā)送指示該共享總線正切換至第二協(xié)議模式的進入調用，其中該進入調用是根據(jù)第一協(xié)議模式發(fā)送的；(d)根據(jù)第一協(xié)議模式和第二協(xié)議模式兩者來檢測來自從動設備的中斷請求;和/或(e)通過準予請求方從動設備接入該共享總線來響應中斷請求。
[0013]主控設備可被進一步配置成在共享總線上發(fā)送指示該共享總線正切換至第一協(xié)議模式的退出調用，其中該退出調用是根據(jù)第二協(xié)議模式和第一協(xié)議模式兩者來發(fā)送的。
[0014]對于帶內中斷，第二協(xié)議在共享總線上所傳送的碼元內定義中斷時段，在該中斷時段期間，耦合到共享總線的一個或多個從動設備能在共享總線的第一線上斷言中斷請求而此時主控設備在將該共享總線的第二線用來進行心跳傳輸。在一個實現(xiàn)中，主控設備和第二從動設備可被配置成在該中斷時段期間內部地掩蔽該共享總線的該第一線。
[0015]主控設備可被配置成向根據(jù)第二協(xié)議模式在共享總線上操作的所有從動設備發(fā)送中斷群詢問調用，其中這一中斷群詢問調用提供其中任何斷言方從動設備都能響應的時隙。
[0016]第二從動設備可被進一步配置成在共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式來操作時根據(jù)第二協(xié)議模式在共享總線上接收數(shù)據(jù)或命令。
[0017]第一從動設備可被進一步配置成在共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式來操作之時在與該共享總線分開的專用中斷線或總線上發(fā)送中斷請求。
[0018]該設備還可包括中斷路由器從動設備，該中斷路由器從動設備被配置成根據(jù)第二協(xié)議在專用線上從第一從動設備接收中斷請求并在專用中斷線或總線上發(fā)送接收到的中斷請求。
[0019]在一個示例中，共享總線可包括第一線和第二線。當共享總線根據(jù)第一協(xié)議模式操作時，第一線用于數(shù)據(jù)傳輸，且第二線用于第一時鐘信號。當共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式來操作時，第一線和第二線兩者都用于數(shù)據(jù)傳輸，而此時第二時鐘信號被嵌入在數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇a元至碼元轉變中。
[0020]多模主控設備可包括第一總線接口、第二總線接口、和處理電路。第一總線接口可以用于耦合到其它被耦合到共享控制數(shù)據(jù)總線的設備，數(shù)據(jù)總線被動態(tài)地被配置成在第一協(xié)議模式或第二協(xié)議模式中操作。第二總線接口可以用于耦合到專用中斷線，該專用中斷線由這些其它設備的至少子集使用并且該至少子集在第二協(xié)議模式中在專用中斷線上發(fā)出中斷請求。該處理電路可被配置成:(a)管理多個其它設備所耦合到的共享總線上的數(shù)據(jù)傳遞，其中這些其它設備的至少第一子集根據(jù)第一協(xié)議模式來操作，且這些其它設備的第二子集根據(jù)與第一協(xié)議模式不兼容的第二協(xié)議模式來操作；(b)通過以下操作來在第一協(xié)議和第二協(xié)議之間動態(tài)地切換該共享總線的操作:(I)在共享總線上發(fā)送指示該共享總線將根據(jù)第二協(xié)議模式來操作的進入調用，和/或(2)在共享總線上發(fā)送指示該共享總線將根據(jù)第一協(xié)議模式來操作的退出調用。
[0021]主控設備可被進一步配置成:(a)在共享總線根據(jù)第一協(xié)議模式操作時在該共享總線上從第一設備子集接收中斷請求；(b)在共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式操作時在專用中斷總線上從第二設備子集接收中斷請求，和/或(C)在共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式操作時在專用中斷總線上從第一設備子集接收中斷請求。在一個實現(xiàn)中，在共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式操作時不從第一設備子集接收中斷請求。
[0022]共享總線包括第一線和第二線。當共享總線根據(jù)第一協(xié)議模式操作時，第一線用于數(shù)據(jù)傳輸，且第二線用于第一時鐘信號。當共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式來操作時，第一線和第二線兩者都用于數(shù)據(jù)傳輸，而此時第二時鐘信號被嵌入在數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇a元至碼元轉變中。
[0023]第二協(xié)議可以在共享總線上所傳送的碼元內定義中斷時段，在該中斷時段期間，這些其它設備的第二子集能夠在共享總線的第一線上斷言中斷請求，而此時該共享總線的第二線被主控設備用來進行心跳傳輸。
[0024]主控設備還可被配置成在中斷時段期間內部地掩蔽該共享總線的第一線。
[0025]在一個實現(xiàn)中，在根據(jù)第二協(xié)議模式操作之時，響應于帶內中斷請求，主控設備可以在共享總線上向根據(jù)第二協(xié)議模式操作的所有從動設備發(fā)送中斷群詢問調用，其中這一中斷群詢問調用提供其中任何斷言方從動設備都能響應的時隙。
[0026]從動設備可包括總線接口和處理電路。總線接口可以用于耦合到與多個其它設備共享的共享總線，其中這些其它設備的至少第一子集根據(jù)第一協(xié)議模式操作，且該從動設備根據(jù)第二協(xié)議模式操作。該處理電路可被配置成:(a)在共享總線上檢測來自能夠根據(jù)第一協(xié)議模式和第二協(xié)議模式操作的主控設備的進入調用，該進入調用指示該共享總線將根據(jù)第二協(xié)議模式操作；(b)在共享總線上在帶內地發(fā)送中斷請求(IRQ)或者在分開路徑上邊帶地向該主控設備發(fā)送中斷請求(IRQ); (C)根據(jù)第二協(xié)議模式在共享總線上進行通信；(d)在共享總線上監(jiān)視來自主控設備的退出調用；和/或(e)在檢測到來自主控設備的退出調用之際禁止從動設備在共享總線上通信。退出調用可以用于向從動設備指示該共享總線將根據(jù)第一協(xié)議模式操作。
[0027]共享總線可包括第一線和第二線。當共享總線根據(jù)第一協(xié)議模式操作時，第一線用于數(shù)據(jù)傳輸，且第二線用于第一時鐘信號。當共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式來操作時，第一線和第二線兩者都用于數(shù)據(jù)傳輸，而此時第二時鐘信號被嵌入在數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇a元至碼元轉變中。
[0028]從動設備可包括總線接口和處理電路。總線接口可以用于耦合到與多個其它設備共享的共享總線，其中該從動設備根據(jù)第一協(xié)議模式操作，且這些其它設備的至少第一子集根據(jù)第二協(xié)議模式操作。該處理電路可以用于耦合到總線接口且被配置成:(a)在共享總線上檢測來自能夠根據(jù)第一協(xié)議模式和第二協(xié)議模式操作的主控設備的進入調用，該進入調用指示共享總線將根據(jù)第二協(xié)議模式操作;和/或(b)在檢測到進入調用之際禁止該從動設備在共享總線上作出帶內中斷請求。
[0029]該處理電路被進一步配置成在共享總線上監(jiān)視來自主控設備的退出調用，該退出調用指示該共享總線將根據(jù)第一協(xié)議模式操作。該共享總線包括第一線和第二線，當共享總線根據(jù)第一協(xié)議模式操作時，第一線被用于數(shù)據(jù)傳輸且第二線被用于第一時鐘信號，且當共享總線根據(jù)第二協(xié)議模式操作時第一線和第二線兩者都被用于數(shù)據(jù)傳輸，而此時第二時鐘信號被嵌入在數(shù)據(jù)傳輸一的碼元至碼元轉變中。
[0030]中斷請求路由器從動設備可包括第一總線接口、第二總線接口、第三總線接口以及處理電路。第一總線接口可以用于耦合到共享控制數(shù)據(jù)總線，該數(shù)據(jù)總線被動態(tài)地被配置成在第一協(xié)議模式或第二協(xié)議模式中操作。第二總線接口可以用于耦合到其它被耦合到該共享總線的從動設備的至少一個子集，其它從動設備的該子集根據(jù)第一協(xié)議模式操作，包括在共享控制數(shù)據(jù)總線上的帶內中斷請求。第三總線接口可以用于耦合到專用中斷線，該專用中斷線在第二協(xié)議模式中用于向管理共享總線的主控設備發(fā)出中斷請求。該處理電路可被配置成:(a)在第二總線接口上從諸從動設備的第一子集內的一從動設備接收中斷請求;和/或(b)經由第三總線接口將接收到的中斷請求路由至該主控設備。
[0031]附圖
[0032]在結合附圖理解下面闡述的詳細描述時，各種特征、本質、和優(yōu)點會變得明顯，在附圖中，相像的附圖標記貫穿始終作相應標識。
[0033]圖1是解說具有基帶處理器和圖像傳感器并且實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)總線和多?？刂茢?shù)據(jù)總線的設備的框圖。
[0034]圖2是解說I2C模式(例如，舊式CCI或第一模式)與CCIe模式(例如，第二模式)在共享I2C總線(例如，控制數(shù)據(jù)總線)上的示例性共存的框圖。
[0035]圖3是解說I2C模式(S卩，舊式CCI)與CCIe模式在共用I2C總線上的共存的框圖，其中包括一個或多個sI2C從動設備、多模I2C和CCIe主控設備、一個或多個I2C從動設備、以及一個或多個CCIe從動設備。
[0036]圖4解說了時鐘可如何可被嵌入在數(shù)據(jù)碼元內以藉此允許使用這兩條I2C導線(即，SDA線和SCL線)來用于數(shù)據(jù)傳輸。
[0037]圖5是解說用于在發(fā)射機處將數(shù)據(jù)位轉碼成經轉碼碼元以在這些經轉碼碼元內嵌入時鐘信號的示例性方法的框圖。
[0038]圖6解說了轉變數(shù)與順序碼元之間的示例性轉換。
[0039]圖7進一步解說了轉變數(shù)與順序碼元之間的示例性轉換。
[0040]圖8解說I2C—字節(jié)寫數(shù)據(jù)操作的時序圖。
[0041]圖9解說了根據(jù)sI2C協(xié)議的sI2C—字節(jié)寫數(shù)據(jù)操作的時序圖，其中最高有效位(MSB)是一(I)。
[0042]圖10解說了CCIe協(xié)議的一個示例。
[0043]圖11解說了sI2C兼容從動設備在共享總線上發(fā)送的示例性帶內中斷信號(IRQ)的示圖。
[0044]圖12解說了sI2C從動設備在混合協(xié)議模式環(huán)境(例如，其中共享總線可根據(jù)相異通信協(xié)議操作或者在相異通信協(xié)議之間動態(tài)地切換)中發(fā)出中斷信號(IRQ)的附加途徑。
[0045]圖13解說了包括發(fā)射機和接收機電路以及處理/邏輯電路的示例性從動設備。
[0046]圖14解說了用于準許單模從動設備共存于在多個通信模式之間切換的共享數(shù)據(jù)總線上的方法。
[0047]圖15是解說具有主控設備以及耦合到共享控制數(shù)據(jù)總線和共享中斷總線/請求的多個從動設備的系統(tǒng)的框圖。
[0048]圖16是解說圖15中的多個從動設備如何可出于發(fā)出中斷的目的而被邏輯地編群的框圖。
[0049]圖17解說了IRQ信號如何可以在IRQ線或總線上被仲裁的第一示例。
[0050]圖18解說了IRQ信號如何可以在IRQ線或總線上被仲裁的第二示例。
[0051]圖19解說了在一個示例中可以是可行的最短IRQ信號長度。
[0052]圖20是解說其中中斷總線已經被消除以利于帶內中斷的示例性系統(tǒng)的框圖。
[0053]圖21解說I2C—字節(jié)寫數(shù)據(jù)操作的示例性時序圖。
[0054]圖22解說了其中數(shù)據(jù)位已被轉碼為十二個碼元以供在SDA線和SCL線上進行傳輸?shù)牟焕訡CIe傳輸。
[0055]圖23解說了當主控設備正驅動控制數(shù)據(jù)總線之時，從動設備不應被允許驅動控制數(shù)據(jù)總線來斷言IRQ，以避免沖突。
[0056]圖24解說了避免圖23的沖突的潛在可能性的解決方案。
[0057]圖25解說了當從動設備在SDA線上發(fā)送帶內IRQ時，它可能導致檢測到錯誤的時鐘。
[0058]圖26解說了用以避免圖25中所解說的額外接收機時鐘脈沖以及同步丟失的解決方案。
[0059]圖27解說了用以在支持I2C模式和CCIe模式兩者的同時實現(xiàn)帶內IRQ時段的一種辦法。
[0060]圖28解說了位19(8卩，當位計數(shù)在為位O的第一位開始時的第20位)。
[0061 ] 圖29解說了位19可以跨越數(shù)字2221_2201_20023到2222_2222_22223，并且數(shù)字范圍可被細分成圖29左側的六個子部分。
[0062]圖30解說了位19數(shù)字空間內的可被用于定義心跳的范圍。
[0063]圖31解說了心跳時鐘如何可以在共享控制數(shù)據(jù)總線的SDA線和SCL線上被傳送的一個示例。
[0064]圖32解說了心跳時鐘可以在SDA線和SCL線上被傳送的另一示例。
[0065]圖33解說了轉變數(shù)到碼元數(shù)到碼元數(shù)轉換的一個示例。
[0066]圖34對圖33的碼元數(shù)到轉變數(shù)轉換作進一步擴展。
[0067]圖35解說了其中SDA線被掩蔽的帶內IRQ時段期間的狀況。
[0068]圖36解說了圖32和35的SDA掩蔽的副作用。
[0069]圖37解說了用于帶內IRQ的心跳占用三進制數(shù)字空間內的數(shù)字空間0x81BD6?0x81BR)(S卩，27個地址)。
[0070]圖38解說了圖37中用于CCIe模式傳輸?shù)娜M制數(shù)的位19如何可被映射的示例。
[0071]圖39解說了用于在CCIe模式中實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)總線上的帶內IRQ的替代技術。
[0072]圖40解說了圖39的其中SDA線被掩蔽的帶內IRQ時段期間的狀況。
[0073]圖41解說了圖39和40的SDA掩蔽的副作用。
[0074]圖42解說了用于帶內IRQ的心跳占用三進制數(shù)字空間內的數(shù)字空間0x81BBB?0x81BD5(S卩，27個地址)。
[0075]圖43解說了在主控設備是活躍模式且處于功率節(jié)省模式中時如何可傳送心跳。
[0076]圖44解說了組合同步字和心跳。
[0077]圖45解說了CCIe協(xié)議的位19內的同步和心跳映射。
[0078]圖46解說了示例性CCIe協(xié)議內的中斷群詢問一般調用。
[0079]圖47解說了對群詢問調用的響應。在該示例中，一個或多個響應時段(S卩，詢問字)可以通過將心跳轉移至SCL線并使用SDA掩蔽來在SDA線上定義。
[0080]圖48解說了可被用于指示IRQ群詢問一般調用的結束以使得IRQ群詢問一般調用的長度(即，字計數(shù))是靈活的示例性“終止符字”。
[0081 ]圖49解說了如何可實現(xiàn)DDR時鐘讀一般調用的一個示例。
[0082]圖50解說了全局時鐘讀取字的示例性時序圖。
[0083]圖51解說了I2C兼容和CCIe兼容設備在設備內的共享總線上的共存，其中所有主控/從動設備都使用共享總線上的帶內中斷。
[0084]圖52解說了圖51的主控/從動設備在共享總線上的共存。
[0085]圖53解說了可由I2C兼容從動設備操作的方法，該方法促成與CCIe兼容從動設備在共享總線上的共存，其中所有設備都能使用共享總線上的帶內中斷。
[0086]圖54解說了可由CCIe兼容從動設備操作的方法，該方法促成與I2C兼容從動設備在共享總線上的共存，其中所有設備都能使用共享總線上的帶內中斷。
[0087]圖55解說了示例性多模主控設備。
[0088]圖56解說了示例性從動設備。
[0089]圖57解說了示例性中斷請求路由器從動設備。
[0090]詳細描述
[0091]在以下描述中，給出了具體細節(jié)以提供對諸實施例的透徹理解。但是，本領域普通技術人員將可理解，沒有這些具體細節(jié)也可實踐這些實施例。例如，電路可能用框圖示出以免使這些實施例混淆在不必要的細節(jié)中。在其他實例中，公知的電路、結構、和技術可能不被詳細示出以免使這些實施例不明朗。
[0092]總覽
[0093]第一特征提供了根據(jù)多個操作模式來在共用/共享總線(例如，控制數(shù)據(jù)總線)上并發(fā)地操作諸設備的途徑。多個從動設備可以連同控制對控制數(shù)據(jù)總線的接入的至少一個主控設備一起被耦合到該控制數(shù)據(jù)總線。至少第一從動設備可以在子集I2C(sI2C)協(xié)議操作模式中操作，且至少第二從動設備可以在相機控制接口擴展(CCIe)操作模式中操作。注意，sI2C模式(例如，第一模式)和CCIe模式(例如，第二