使用負載調(diào)制的通信的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及設備間通信，并且具體地涉及使用負載調(diào)制的設備間通信。
【背景技術】
[0002]通用串行總線(USB)已經(jīng)從能夠提供有限功率的數(shù)據(jù)接口演進為具有數(shù)據(jù)接口的主要功率提供者。當今，很多設備從被包含在筆記本電腦、汽車、飛行器或者甚至壁式插座中的USB端口充電或取得功率。USB已經(jīng)變成很多小型設備(諸如蜂窩電話、MP3播放器和其它手持設備)的普遍存在的電源插座。USB可以滿足用戶的數(shù)據(jù)傳送要求，還可以提供對設備供電或充電的能力而不需要在設備上裝載驅(qū)動器。
[0003]隨著時間的過去，USB設備的功率需求不斷增加。功率需求增加的一個結果是利用USB端口對電池充電的設備的充電時間的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]總體上，本公開內(nèi)容中所描述的技術涉及使用負載調(diào)制通過USB線纜的總線電壓線實現(xiàn)設備間通信。例如，第一設備可以使用負載調(diào)制經(jīng)由USB線纜的總線電壓線與第二設備通信。
[0005]在一個示例中，一種方法包括由第一設備經(jīng)由將第一設備連接至第二設備的線纜的電源線(power line)從第二設備接收功率，其中接收功率包括由第一設備從第二設備汲取電流。在本示例中，該方法還包括由第一設備經(jīng)由電源線與第二設備通信，其中通信包括由第一設備調(diào)節(jié)第一設備所汲取的電流量。
[0006]在另一示例中，一種耗電設備包括功率變換器，功率變換器被配置成經(jīng)由將耗電設備連接至供電設備的線纜的電源線從供電設備接收功率，其中功率變換器被配置成通過從供電設備汲取電流來接收功率。在本示例中，耗電設備還包括通信模塊，通信模塊被配置成通過調(diào)節(jié)耗電設備所汲取的電流量與供電設備通信。
[0007]在另一示例中，耗電設備包括用于經(jīng)由將耗電設備連接至供電設備的線纜的電源線從供電設備接收功率的部件，其中用于接收功率的部件包括用于從供電設備汲取電流的部件。在本示例中，耗電設備還包括用于經(jīng)由電源線與供電設備通信的部件，其中用于通信的部件包括用于調(diào)節(jié)用于汲取電流的部件所汲取的電流量的部件。
[0008]在另一示例中，一種方法包括由供電設備經(jīng)由將耗電設備連接至供電設備的線纜的電源線向耗電設備提供功率，其中提供功率包括由供電設備的功率變換器向耗電設備提供電流。在本示例中，該方法還包括由供電設備經(jīng)由電源線與耗電設備通信，其中通信包括由供電設備監(jiān)測耗電設備所汲取的電流量。
[0009]在另一示例中，一種供電設備包括功率變換器，功率變換器被配置成經(jīng)由將耗電設備連接至供電設備的線纜的電源線向耗電設備提供功率，其中功率變換器被配置成至少通過向耗電設備提供電流來提供功率。在本示例中，供電設備還包括通信模塊，通信模塊被配置成經(jīng)由電源線與耗電設備通信，其中通信模塊被配置成至少通過監(jiān)測耗電設備所汲取的電流量來通信。
[0010]下面在附圖和描述中闡述一個或多個示例的細節(jié)。本文中所描述的其它特征、目的以及特征的優(yōu)點根據(jù)描述和附圖以及權利要求將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0011]圖1是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線使用負載調(diào)制的設備間通信的示例系統(tǒng)的框圖；
[0012]圖2A至圖2B是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線使用負載調(diào)制的設備間通信的系統(tǒng)的示例的框圖；
[0013]圖3A至圖3B是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線使用負載調(diào)制的設備間通信的系統(tǒng)的示例的框圖；
[0014]圖4是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于使用負載調(diào)制的設備間通信的電源線的示例電壓電平的曲線圖；
[0015]圖5是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于使用負載調(diào)制的設備間通信的電源線的示例電壓電平的曲線圖；
[0016]圖6A至圖6D是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的示例信號的曲線圖；
[0017]圖7是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的脈沖的示例電流電平的曲線圖；
[0018]圖8是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的由用于通過電源線的設備間通信的脈沖所引起的示例誤差電平的曲線圖；
[0019]圖9是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的由用于通過電源線的設備間通信的脈沖所引起的示例誤差電平的曲線圖；
[0020]圖1OA至圖1OC是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的示例傳輸配置的概念圖；
[0021]圖11是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的示例幀配置的概念圖；
[0022]圖12是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的示例幀的數(shù)據(jù)包部分的進一步細節(jié)的概念圖；
[0023]圖13A至圖13D是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的示例幀的數(shù)據(jù)部分的進一步細節(jié)的概念圖；
[0024]圖14是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的示例幀的數(shù)據(jù)校驗部分的進一步細節(jié)的概念圖；
[0025]圖15A至圖15B是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線的設備間通信的示例幀的反轉(zhuǎn)比特對數(shù)據(jù)部分的影響的進一步細節(jié)的概念圖；
[0026]圖16是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的第一設備使用負載調(diào)制通過電源線與第二設備通信的示例操作的流程圖；以及
[0027]圖17是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的第二設備使用負載調(diào)制通過電源線與第一設備通信的示例操作的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]現(xiàn)代設備將通用串行總線(USB)連接用于數(shù)據(jù)接口和功率交換二者。隨著現(xiàn)代設備的要求不斷提高，需要越來越多的設備間帶寬。然而，將其它數(shù)據(jù)線(即正數(shù)據(jù)線D+和負數(shù)據(jù)線D-)直接用于某些通信可能并不是所期望的。
[0029]根據(jù)本公開內(nèi)容的技術可以使用負載調(diào)制經(jīng)由總線電壓線實現(xiàn)USB設備之間的通信。在一些示例中，耗電設備(power consumer)可以通過調(diào)節(jié)從供電設備(powerprovider)汲取的電流量經(jīng)由USB線纜的總線電壓線與耗電設備通信。以這一方式，可以在耗電設備與供電設備之間創(chuàng)建附加通信帶寬而不干擾其它數(shù)據(jù)線。
[0030]總之，本公開內(nèi)容中所描述的技術涉及使用負載調(diào)制通過USB線纜的總線電壓線實現(xiàn)設備間通信。例如，第一設備可以使用負載調(diào)制經(jīng)由USB線纜的總線電壓線與第二設備通?目O
[0031]此外，通過標準USB連接提供的功率通常限于5V以及2.5Α的電流限制，這產(chǎn)生大約15W。然而，為了適應其不斷增加的功率需求，正在使用甚高容量電池對移動設備供電。例如，在現(xiàn)代移動設備中通?？梢哉业饺萘繛?600mAh至1000mAh的電池。電池容量的增加伴隨著對電池充電所需時間量的對應增加。例如，使用標準的USB連接(即15W)，5600mAh電池的充電時間為大約90分鐘，而1000mAh電池的充電時間為大約165分鐘。功率需求很可能因未來設備而甚至進一步提高。
[0032]根據(jù)本公開內(nèi)容的技術可以使得通過USB線纜連接的兩個設備能夠協(xié)商經(jīng)由USB線纜的總線電壓線的連接的各種功率特性。在一些示例中，這些設備可以協(xié)商通過該連接所供應的功率量。比如，耗電設備可以經(jīng)由總線電壓線與供電設備通信以請求附加功率。以這一方式，可以減少對耗電設備的電池充電所需要的時間量。此外，這可以使得耗電設備能夠以更高的功率電平來操作。
[0033]如本公開內(nèi)容中所使用的，USB可以指代一個或多個USB規(guī)范(包括過去的USB規(guī)范、當前的USB規(guī)范或者未來的USB規(guī)范)。一些示例USB規(guī)范包括USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1和USB功率輸送(PD) 1.0。未來的USB規(guī)范很可能會出現(xiàn)。
[0034]圖1是圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個方面的用于通過電源線使用負載調(diào)制的設備間通信的示例系統(tǒng)2的框圖。如圖1的示例中所圖示的，系統(tǒng)2可以包括供電設備4、耗電設備6、線纜8和負載10。
[0035]根據(jù)一些示例，系統(tǒng)2可以包括供電設備4。供電設備4可以被配置成經(jīng)由線纜8與耗電設備6通信。在一些示例中，供電設備4可以包括功率變換器12A和通信模塊14A。供電設備4的示例可以包括但不限于功率適配器(例如諸如所謂的“墻疣(wall wart)”之類的AC/DC適配器、功率塊(power brick)、家用電源適配器、線路功率適配器)、臺式計算機、筆記本計算機、移動計算設備、汽車、飛行器、壁式插座、蜂窩電話、便攜式音樂播放器、DC/DC適配器或者能夠向另一設備供應功率的任何其它設備。在一些示例中，供電設備4可以集成到諸如汽車、水運工具、飛行器之類的交通工具或者任何其它類型的交通工具中。在一些示例中，供電設備4可以包括被配置成與線纜8的連接器配對的USB端口。換言之，供電設備4可以是USB設備。
[0036]在一些示例中，供電設備4可以包括功率變換器5。功率變換器12A可以被配置成經(jīng)由線纜8向耗電設備6提供功率。在一些示例中，功率變換器12A可以包括控制器18A、驅(qū)動器20A、減法器22A和加法器24A。在一些示例中，功率變換器12A的一個或多個部件可以被布置在反饋回路中。在圖1的示例中，控制器18A、驅(qū)動器20A、減法器22A和加法器24A被布置在反饋回路中。功率變換器12A的示例包括開關模式功率變換器，諸如降壓式、升壓式、降壓升壓式、反激式、Cuk型或者能夠提供電功率的任何其它類型的設備。
[0037]在一些示例中，功率變換器12A可以包括控制器18A?？刂破?8A可以被配置成控制供電設備4所提供的功率量。在一些示例中，控制器18A可以被配置成通過向驅(qū)動器20A輸出控制信號來控制所提供的功率量，該控制信號使得驅(qū)動器20A輸出特定的功率量。在一些示例中，控制器18A可以被配置成基于從減法器22k和/或加法器24A接收的誤差信號來控制功率量?？刂破?8A的示例可以包括但不限于一個或多個處理器，包括一個或多個微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或者任何其它等同的集成或分立邏輯電路，以及這樣的部件的任意組合。
[0038]在一些示例中，供電設備4的一個或多個部件可以包括在控制器18A中。比如，減法器22A、加法器24A和通信模塊14A中的一個或多個可以包括在控制器18A中。在一些示例中，控制器18A可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以使得控制器18A能夠發(fā)送和接收一個或多個信號(例如向驅(qū)動器20A提供的fb信號、誤差信號、控制信號等)。以這一方式，本公開內(nèi)容的技術可以在設備(諸如供電設備4)中實現(xiàn)而不需要附加物理部件。換言之，在一些示例中，本公開內(nèi)容的技術可以通過更新設備的固件來實現(xiàn)。
[0039]在一些示例中，功率變換器12A可以包括驅(qū)動器20A。驅(qū)動器20A可以被配置成向耗電設備6輸出功率。在一些示例中，耗電設備6所輸出的功率量可以基于從控制器18A接收的控制信號。在一些示例中，驅(qū)動器20A可以通過向耗電設備6提供電流來向耗電設備6提供功率。
[0040]在一些示例中，功率變換器12A可以包括減法器22A。減法器22k可以被配置成從第二值中減去第一值以確定結果值。比如，減法器22A可以被配置成從參考電流信號(即IEef)中減去從驅(qū)動器20A輸出的電流以確定誤差信號。減法器22A可以被配置成向加法器24A、控制器18A和/或通信模塊14A提供所確定的誤差信號。
[0041]在一些示例中，功率變換器12A可以包括加法器24A。加法器24A可以被配置成給第二值加上第一值以確定結果值。比如，加法器24A可以被配置成給從通信模塊14A接收的信號加上從加法器22A接收的誤差信號以確定經(jīng)修改的誤差信號。
[0042]在一些示例中，供電設備4可以包括通信模塊14A。通信模塊14A可以被配置成與外部設備(諸如耗電設備6)通信。如圖1中所圖示的，通信模塊14A可以包括RX模塊28A和TX模塊30A，RX模塊28A可以被配置成從耗電設備6接收信息，TX模塊30A可以被配置成向耗電設備6傳輸信息。在一些示例中，通信模塊14A可以被配置成通過監(jiān)測功率變換器12A所提供的電流量來從耗電設備6接收數(shù)據(jù)。比如，RX模塊28A可以被配置成通過監(jiān)測減法器22k和/或加法器24A所確定的誤差信號來監(jiān)測所提供的電流量。在一些示例中，通信模塊14A可以被配置成通過監(jiān)測功率變換器12A的輸出來監(jiān)測所提供的電流量。在一些示例中，通信模塊14A可以通過確定耗電設備6已經(jīng)汲取了一個或多個電流脈沖來監(jiān)測所提供的電流量。在一些示例中，通信模塊14A可以被配置成基于一個或多個脈沖來確定耗電設備6已經(jīng)傳輸了多個符號中的符號。在一些示例中，通信模塊14A可以通過確定耗電設備6在汲取第一脈沖之后的時間段內(nèi)沒有汲取第二脈沖來確定多個符號中的哪個符號被傳輸。在這樣的示例中，通信模塊14A可以基于耗電設備6在汲取第一脈沖之后沒有汲取第二脈沖的時間段的長度來確定多個符號中的哪個符號被傳輸。
[0043]在一些不例中，通信模塊14A可以被配置成向耗電設備6傳輸數(shù)據(jù)。比如，TX模塊30A可以被配置成通過調(diào)節(jié)向耗電設備6提供的電流量來向耗電設備6傳輸信息。在一些示例中，TX模塊30A可以被配置成通過向加法器24A發(fā)送信號來調(diào)節(jié)向耗電設備6提供的電流量，該信號使得功率變換器12A向耗電設備6提供一個或多個電流脈沖。
[0044]在一些示例中，系統(tǒng)2可以包括耗電設備6。耗電設備6可以被配置成與供電設備4通信。在一些示例中，耗電設備6可以被配置成從供電設備4接收功率。以這一方式，耗電設備6可以被認為是供電設備4的負載。在一些示例中，耗電設備6可以包括功率變換器12B和通信模塊14B。耗電設備6的示例可以包括但不限于臺式計算機、筆記本計算機、移動計算設備、交通工具、壁式插座、蜂窩電話、便攜式音樂播放器或者能夠從另一設備接收功率的任何其它設備。在一些示例中，耗電設備6可以包括被配置成與線纜8的連接器配對的USB端口。換言之，耗電設備6可以是USB設備。
[0045]在一些示例中，耗電設備6可以包括功率變換