[发明专利]上拉配置检测装置

说明书

描述了一种用于实现低挂起功率的通用串行总线(BUS)兼容装置和方法。该装置检测并区分耦合到该装置的USB设备的上拉阻抗配置。该装置包括信号检测器(例如，静噪放大器)，包括用于从USB设备接收第一数据信号的第一输入、用于从USB设备接收第二数据信号的第二输入、用于接收第一参考的第三输入和用于接收第二参考的第四输入。该装置还包括：第一复用器，耦合到信号检测器，其中第一复用器选择性地从第一多个参考中提供第一参考；以及第二复用器，耦合到信号检测器，其中第二复用器选择性地从第二多个参考中提供第二参考。

背景技术

通用串行总线(USB)(诸如USB 2.0)是传统知识产权(IP)，其中USB规范不断发展，以实现低成本平台集成并支持新特征。在传统USB 2.0挂起模式(suspend mode)配置中，USB设备弱上拉阻抗(Rpu)具有规范范围为900Ω至1575拉，并端接至3.3V(最大3.6V)电源轨。对于支持高速(HS)/全速(FS)或低速(LS)的配置，USB设备的IO(输入-输出)引脚D+或D-在挂起模式(例如，空闲电源电压＝VIHZ)期间被上拉至3.3V。耦合到USB设备的主机设备具有下拉阻抗(Rpd)，该下拉阻抗(Rpd)耦合到主机设备处的IO引脚D+和D-。当主机设备的主机端口未通过IO引脚D+和D-与任何USB设备连接时，USB主机规范要求这些IO引脚保持为0V。

在挂起模式期间，Rpu可以具有范围7.2K.至8.8K.，并直接端接至5V VBUS(USB规范电源轨)。因此，当考虑最坏情况下的Rpu和VBUS规范值时，VIHZ的空闲电压具有范围3.16V至4.07V。为了支持USB C型(Type-C)规范，VBUS可以提高到5.5V，并且该高VBUS会导致VIHZ高达4.26V。在挂起模式期间，这样高的VIHZ会导致主机设备处的晶体管可靠性问题。例如，在诸如14nm(纳米)及以上的更先进的工艺节点上制造的晶体管可能在如此高的VIHZ电压下发生故障。从可靠性和功耗的角度来看，满足USB传统设备以及在主机上使用先进晶体管的新USB设备是一个挑战。

本文提供的背景描述是为了大体呈现本公开的上下文。除非本文另有说明，否则本节中描述的材料不是本申请中权利要求的现有技术，也不允许由于包含在本节中而成为现有技术。

附图说明

从下面给出的详细描述和本公开的各种实施例的附图将更全面地理解本公开的实施例，然而，这些附图不应被视为将本公开局限于特定实施例，而是仅用于说明和理解。

图1示出了与主机设备处于连接或挂起模式配置的传统通用串行总线(USB)2.0设备。

图2示出了根据一些实施例的用于降低兼容USB 2.0的主机设备上的D+和D-管脚上的空闲电压的装置。

图3示出了图示用于各种USB 2.0兼容设备操作的重叠VIHZ电压范围的绘图。

图4示出了根据一些实施例的主机和设备握手序列的时序图，以及启用分流(shunt)下拉器件(或分支(leg))以保护主机设备的晶体管的可靠性的时间。

图5示出根据一些实施例的用于区分设备的上拉配置以保护设备并降低主机功耗的装置。

图6示出了根据一些实施例的用于启用或禁用分流下拉器件(或分支)的静噪(squelch)检测器或放大器。

图7示出了根据本公开的一些实施例的具有用于区分设备的上拉配置以保护设备并降低主机功耗的装置的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)。

具体实施方式

一些实施例描述了在主机设备连接/握手事件期间检测和区分设备(例如，USB2.0设备)的Rpu设计配置并在需要可靠性保护时启用分流分支的装置和方法。然而，实施例不限于USB兼容设备。将要耦合到主机设备的在高电源电压下操作的其他设备也被各种实施例所预期。根据一些实施例，当到设备上的Rpu电阻器的电源为3.3V或更低时，主机设备的装置禁用分流分支。