多媒體USB數據傳輸透過數字視頻和音頻(DiiVA)的交互界面的製作方法

2023-05-01 22:29:01

專利名稱：多媒體USB數據傳輸透過數字視頻和音頻(DiiVA)的交互界面的製作方法
技術領域：
本發明屬於多媒體USB數據傳輸的技術領域，尤其指一種多媒體USB數據傳輸透過數字視頻和音頻(DiiVA)的交互界面方法及系統。
背景技術：
DiiVA (數字視頻和音頻的互動界面)是個雙向視頻和音頻的接口，允許雙向傳輸無壓縮的高清視頻，以及多聲道音頻，通過單一電纜以高帶寬的數據傳送。DiiVA除了有專門用於傳輸未壓縮的視頻像素數據通道和同步的單向視頻通道之外，還同時實現了連結雙向混合數據通道，可以運載不同類型的數據，包括但不是限於音頻數據、控制數據、乙太網數據 和批量數據。
USB(通用串行總線)規範廣泛被使用，用來建立各種設備和主機控制器，如個人電腦，之間的通信，現已有效地再一些先前實施的接口上，如串行和並行接口上。因此，實有需要提出在例如DiiVA的網絡中可靠傳輸USB數據的方法和系統。

發明內容
本發明之目的在提供一種多媒體USB數據傳輸透過數字視頻和音頻(DiiVA)的交互界面方法及系統，以在DiiVA的網絡中可靠傳輸USB數據。
依據本發明之一特色，本發明提出一種系統，包括一個USB主機控制器和至少一個USB設備；一個第一設備，其通過一個上遊USB埠連接到該USB主機控制器；一個第二設備，其通過一個下遊USB埠連接到該USB設備；和一個網絡，其配置為根據USB協議在第一和第二次設備間傳輸數據，並包括一個混合連結；其中該混合連結被配置為通過在上下遊USB埠之間傳送至少一個線路狀態信息包及至少一個USB數據包而遞送遵守USB協議的內容，該線路狀態信息包包含與一個或多個事件有關的封包的線路狀態信息。
依據本發明之另一特色，本發明提出一通過連結第一個和第二個設備的網絡以進行USB數據通信的方法，包括上遊的USB埠和下遊USB埠之間，通過在網絡中的雙向混合連結，傳送至少一個LineState信息包，上遊USB埠連結第一個設備到USB主機控制器，下遊USB埠連結第二個設備到一個USB設備；通過的上遊USB埠和下遊USB埠之間的雙向混合連結傳送至少一個USB數據包；執行USB枚舉和USB暫停/恢復操作，使用LineState信息包；其中LineState信息包封包有關一個或多個事件的信息。


附圖披露了說明性的實施例。這些實施例並不表示所有可能的實例.其他的實施例也可能體現除此以外或其他的可能使用。當同一數字被使用在不同的的圖中時，這數字是被用來指出相同或類似的組件或步驟。圖I是USB連結到DiiVA網絡的示意圖，根據一目前披露的實施例。
圖2是一個框圖顯示USB數據在DiiVA網絡中通信的系統設置，根據目前申請披露的實施例。圖3說明USB的周轉期限制，根據目前申請披露的一個體現實施例圖4A說明了一個在混合連結中USB數據包的範例，根據目前申請披露的一個體現實施例。圖4B的列表說明了再圖3中混合連結裡USB數據包的SSINFO信息域區。圖5以示意圖描述了高速USB總線枚舉的一個範例，根據目前申請披露的一個體現實施例。圖6說明了在DiiVA USB的控制傳輸範例，根據目前申請披露的一個體現實施例。。
具體實施例方式 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明。目前申請披露，方法和系統被披露在如DiiVA的網絡中做USB數據和多媒體數據的傳輸，也包括一個雙向混合鏈結以及單向鏈結。DiiVA是一雙向視頻和音頻的接口，允許雙向傳輸無壓縮的高清視頻，以及多聲道音頻，通過單一電纜以高帶寬的數據傳送。尤其是DiiVA應用一個雙向混合連結，可攜帶音頻、控制和批量(乙太網和USB)數據，和狀態信息。DiiVA也包含單向視頻連結，專門攜帶無壓縮視頻畫素數據和同步化。在某些實施例中，DiiVA纜線包含四對絞線，其中一對是混合連結，其他三對構成單向視頻連結。DiiVA允許用戶從他們的數位電視或其他DiiVA節點來連接、設定和控制多重消費電子裝置(範例包括但不限於DVD播放器、數字錄象機、機頂盒、個人計算機、攝錄像機、攝相機、和家庭視聽系統等等)。有關USB的完整細節可供參考，如"USB 2. O規範"和"USB 3. O規範，"，可在網際網路上取得，且在此被完整參考引用。在目前申請披露的實施例中的技術，可在其他系統中被用來傳輸多媒體數據和網絡管理(例如其他非DiiVA系統)，包含可在單一纜在線同時做單向和雙向數據傳輸。討論說明性的實施例。其他的實施例也可能體現除此以外或其他的可能使用。圖I以示意圖說明一個USB連接到DiiVA網絡的範例。如圖I所示，目前披露的某些實施例中，一個或多個DiiVA混合鏈結在DiiVA網絡110中作為延伸USB連結。利用目前實施例所述的方法和系統，DiiVA的USB可無縫地連接一個USB主機120到至少一個USB裝置130到DiiVA網絡110。DiiVA網絡可總體包含USB裝置130，而功能有如USB裝置130是唯一藉由USB電纜和一個USB上遊接口，即一個面對上遊的USB接口，連接到USB主機120，圖2是一示意性的塊狀圖說明了一種系統200設置在DiiVA網路210進行USB數據通信，根據目前披露的一個實施例。該系統200包括USB主機控制器220 (例如個人電腦)連接到至少一個USB設備230 (其中的例子包括，但不限制於，網絡攝像機或記憶棒)通過USB連接。USB連接需要兩個DiiVA設備，DiiVA設備A(參考數字205所示)和DiiVA設備B (參考數字206所示)，其中一個連接到USB主機220，另一個連接到USB設備230。
在圖2中所示的實施例，USB主機220連接到DiiVA設備A(205)中的USB上遊埠22，和USB設備230連接至Ij DiiVA設備B (206)的USB下遊埠 226。一般情況下，DiiVA設備可以有多個USB上遊埠或多個USB下遊埠，如圖2所示。總括而言，系統200因此包括第一個DiiVA設備205通過上遊USB埠 225連接到USB主機控制器220。第二個DiiVA206設備通過下遊USB埠 226，連接到USB設備230 ;所以DiiVA網絡連接兩個DiiVA設備 205 和 206。DiiVA網絡210包含至少一個雙向DiiVA混合連結240，並根據USB協議之間在第一次的DiiVA設備205和第二個DiiVA設備206通過連結傳輸數據。DiiVA網絡210中的組件，包括但不限於混合連結240和第一和第二次的DiiVA設備205、206在內，都包括硬體(如處理器或控制器)設置為執行本披露中所述的功能。網絡210是回應於USB主機控制器220，在上遊USB埠 225和下遊USB埠 226之間，以符合USB協議內容傳輸通過混合連結240至少一個連結線狀態信息包和至少一個 USB數據包，。第一的205和第二的206DiiVA設備，每個包含一個USBPHY (物理層)232通過接口 236連接到邏輯模塊234。邏輯模塊234可能是具有雙向連接收發器，且設置為執行多協議數據的運行和分享。在一些實施例中，該接口 236是UTMI (USB 2. O標準。收發器宏單元接口)或ULPI (UTMI+Low Pin接口)。在其他的實施例，可能使用除了 UTMI或ULPI以外的接口。一般情況下，USB協議依賴於行的狀態信息或與D+D-狀態和周轉時間和電纜長度的限制。而DiiVA網絡，沒有保證交付的時間，所以需要長時間。圖3說明了這種周轉時間在USB情形的約束，根據目前披露的一個實施例。USB協議定義了最長周轉時間限制，如果回應仍未在給定的時間完成，它已被視為錯誤。然而，DiiVA協議本身並不保證混合鏈路傳輸的延遲時間。為了克服這一限制，USB在DiiVA中的使用USB流量控制協議裡NAK來中斷/批量/控制等的傳輸。USB協議定義的周轉時間和包間延遲的最短和最長時間值。最短的期間內可以藉由緩衝控制通過USB數據的數據包來控制。但因為DiiVA網絡有本身的網絡延遲，而且並不能保證包間延遲，不能很容易的滿足最長期限。此問題對周轉時間有兩種影響一種是當USB主機等待時，另一種是當USB設備等待時，如圖3所示。目前申請披露中，DiiVA針對USB的特定協議，可以克服這些限制。範例包括但不限於線狀態仿真、流量控制機制和投機性的ACK/NACK。通過使用這些協議，任何USB設備點對點連接到任何USB主機，都可以通過DiiVA網絡實現。多個點對點連接也可能藉DCL管理下達成。USB連線狀態信息僅在USB主機和USB設備連接時可以提供。然而，如圖2所示，DiiVA網絡210和USB主機220以及230的USB設備並不直接連接，因此連線狀態信息不是隨時可用。在DiiVA中，所有的連線狀態信息和一般USB數據包都是以混合連結數據包的形式傳遞。在目前披露的一些實施例，連線狀態信息在UTMI (或ULPI)界面260於USB主機220和USB設備230，都是藉混合連結USB數據包由DiiVA網絡210到另一邊的USB主機220和USB設備230的。通過混合連結240傳播的封裝的連線狀態信息包可包含有關一個或多個事件的連線狀態信息。圖4A闡釋了這種混合連結USB包400，根據目前披露的一個實施例。數據源和目的地的信息，即確切的USB埠，可以由相結合的CH ID和服務ID的信息來指定。在混合連結USB數據包中，除了數據源和目的地的信息之外，還可包含多種其它USB相關信息。混合連結USB數據包中的SSINFO欄位域區帶有這些信息。圖4B的列表說明信息的連線狀態有關的事件，4A圖中所示那些信息存在混合連結USB數據包中的SSINFO欄位域區。在圖4B列表中顯示，前綴的UU_表示從USB上遊面向埠到USB下遊面向埠中數據包的方向。UD_的前綴前綴表示相反的方向。圖4B中的J狀態和K狀態的定義，比照在在USB 2. O規範中full-speed USB的定義。在位16、27、之間地址和端點的欄位域區，指示出通用USB包USB地址和USB端點。
藉由使用連線狀態信息包，如圖4a和圖4B中所述，如USB枚舉，USB暫停/恢復，等動作，可以通過DiiVA網絡執行流控制。在圖2中所示的系統200中，傳輸的USB埠將連線所有狀態信息打包，並傳輸到接收的USB埠交換信息。接收的USB埠設置UTMI或ULPI接口來模擬傳輸來的USB埠的連線狀態行為。一些實施例，在上遊USB埠 225是傳輸的USB埠，下遊的USB埠 226是接收的USB埠。在其他的實施例中，上遊USB埠 225是接收的USB埠，下遊的USB埠226傳輸的USB埠。在USB中枚舉是一個確定何種設備已連接到總線的過程，以及決定需要哪些參數(如電力消耗，終結點的數目等)。因此，在USB設備首先連接到USB主機時，將啟動USB設備枚舉過程。USB主機將設備分配一個唯一的地址，並設置配置，從而可以將數據傳輸到總線上的設備。圖5的示意圖闡釋了方法500在DiiVA網絡中執行高速USB枚舉的例子，根據目前披露的一個實施例。在這實施例中，高速USB設備連接到US下遊埠 515，如步驟510所示，此步驟即是USB設備連接。一個UD FS DEVICE READY的數據包518發送到USB上遊埠 516。USB主機連接，如中所示的步驟520，此步驟即USB主機接入。USB上遊埠 516檢測到VBus的聲明。USB上遊埠 516發送UU VBUS DETECT 524到USB下遊埠 515，然後USB下遊埠 515解除VBus，如圖所示的解除步驟525。USB上遊埠 516發送UU VBUS ENABLE 532到USB下遊埠 515，然後USB下遊埠 515確定匯流排，步驟522。USB下遊埠 515檢測到J狀態，步驟534，並向516的USB上遊埠發送UD J狀態536。USB上遊埠 516從USB主機，步驟540，檢測到USB復位，並發送UU USB復位542。然後USB下遊埠 515檢測出K晶片，步驟546，然後發送UD K狀態544。USB下遊埠 515檢測SEO狀態，並發送UD SEO狀態548。在步驟550中，檢測到切換K-J Chirps，並將UU K狀態552和UU J狀態554發送到USB下遊埠 515。最後在步驟560，從USB主機檢測到S0F，這時高速枚舉就已完成。在目前披露的其他實施例，USB全速枚舉和/或USB低速枚舉可能被執行。這些實施例形式，在執行全速枚舉可能包括將全速USB設備連接到下遊USB埠，並將一個FS Device Ready的事件數據包發送到上遊USB埠 ；
附加USB主機控制器，當匯流排確定時，上遊USB埠發送匯流排檢測的事件數據包到下遊的USB埠，和由下遊USB埠解除匯流排的肯定。
上遊的USB埠將Bus EnabIe事件數據包發送到下遊USB埠，和由下遊USB埠送肯定到匯流排；
下遊的USB埠檢測到J狀態，並發送J狀態事件的數 據包；
上遊USB埠檢測到從USB主機控制器發出的USB重置復位，並發送USB重置事件數據包；和
在上遊USB埠中檢測到J狀態，並將J狀態事件的數據包發送到下遊USB埠 ；和探測到從USB主機發出的SOF，於是便完成全速度枚舉。可能在其他的實施例中，可能執行低速枚舉。這些實施例形式，在執行低速枚舉可能發生的包括
在下遊USB埠連接了低速USB設備，並將LS Device Ready的事件數據包發送到上遊USB埠 ；
附加了 USB主機控制器，並有VBus的肯定，上遊USB埠發送VBus detect事件數據包到下遊USB埠，而由下遊USB埠解除VBus的肯定；
上遊USB埠將VBus Enable事件數據包發送到下遊USB埠，由下遊USB埠送出Vbus的肯定；
下遊USB埠檢測K的狀態，並發送K狀態事件的數據包；
上遊USB埠檢測到USB主機控制器發出的USB重置復位，並發送USB Reset的事件數據包；
上遊USB埠檢測K的狀態，並將K狀態事件數據包發送到下遊USB埠；和 從USB主機檢測到SOF的數據包，於是低速枚舉完成。可能在一些實施例中，可能執行一個USB暫停和恢復的操作。在這些實施例形式中，可以執行下列行為
檢測3ms的閒置狀態，並生成3ms閒置事件數據包和送到下遊埠 ；如果之前的速度是高速USB，上遊埠以USB的規格和UTMI的規格，來檢查3ms空閒是否是暫停狀態或是USB重置復位；和
如果上遊USB埠檢測到K狀態，上遊USB埠生成的K狀態的事件包和去恢復狀態。在IN的網路交換時，USB主機預計如果IN在最長的周轉時間之內發生，則可以收到數據包或握手(handshake)。在OUT的網路交換時，在OUT/SETUP和數據送出之後，需要有相同的握手限制。要解決這一問題，在USB主機端，DiiVA設備的USB上遊面向的埠使用NAK和流量控制的機制，圖6中所示。這是目前披露的一個實施例。在安裝階段610，USB上遊埠 625收到SETUP，並送出SETUP的USB數據包到USB埠下遊626。下遊USB埠 626緩衝此SETUP —直到在下遊USB埠有下一個數據可用。與此同時，上遊USB埠 625發送投機性的ACK，即使從USB設備並沒有可用的ACK。當數據到達下遊USB埠 626時，下遊USB埠 626開始送出SETUP和數據，並收到ACK。在數據/狀態階段610中，IN和OUT的發生如下所示上遊USB埠 625接收到IN，並傳遞到下遊USB埠 626。下遊USB埠 626發出IN，並從USB設備獲得的回應。與此同時，上遊USB埠 625中首先發送對應IN的NAK或者OUT/數據，直到從USB設備得到數據或是握手。在USB設備方面，如果USB設備發送出IN的NAK或是OUT/數據及NAK到達USB上遊埠 625，USB上遊埠 625則取消阻止下一步的未來IN或OUT/數據，並提供了對下遊USB埠 626再次發送IN或OUT/數據到USB設備，與NAK握手到USB主機。如果USB設備對應IN發送的數據或對應0UT/DATA送出ACK，並數據或ACK到達USB上遊埠 625，USB下遊埠 626對應於IN的網路交換的ACK回應，並送出此IN的數據或是OUT的ACK到USB的上遊埠 625。USB上遊埠 625發送的數據的下一個可用的IN或ACK下一個可用的OUT/數據。USB上遊埠 625始終回應ACK對應於SETUP網路交換，因為依據USB規範，當它接收到SETUP或數據時，必須以ACK回應。USB下遊埠 626直到下一個未來數據在USB的下遊埠 626可用之前會緩衝OUT 或SETUP，以保證OUT/SETUP及數據的包間的延遲。USB支持許多不同類型的數據傳輸同步、中斷、批量和控制轉移。同步傳輸發生一些保證的數據速率，但可能會丟失數據的情形，例如，即時的音頻或視頻。中斷傳輸用於設備需要保證快速反應(有限定的最長等待時間)，例如滑鼠、鍵盤等。批量傳輸是用於大型的零星傳輸，使用所有剩餘的可用帶寬，但沒有保障的帶寬或延遲，例如文件傳輸等。控制轉移通常用於送短、簡單的命令到設備上和狀態的回應，使用例子如，通過第O個總線控制管道。除了通過發送NAK的使用流量控制機制在IN或OUT/數據，同步傳輸使用零數據和管道在IN網路交換形勢下。對於第一次多個同步傳輸的IN下，上遊USB埠以零數據回應，是符合USB的規範。這第一次IN被傳遞到下遊USB埠，並從同步的USB設備中獲取數據。這第一個數據當它到達USB上遊模塊時，也用於回復下一個同步IN，。在這種方式下，USB主機從USB設備接收到的延遲和流水線的同步數據。如果USB主機停止發送同步IN，最後一個剩餘的數據數據包將被拋棄。一個同步OUT的網路交換，將被在沒有NAK的傳遞到下遊USB埠。為了保持之間的包間延遲OUT和數據，在下遊USB埠數據可用之前，應保持緩衝OUT。為了作出適當回應對於無NAK反應的同步IN，同步上遊USB埠應知道哪些USB地址和USB端點用於同步傳輸。若要獲取此信息，DiiVA USB應該要有能力從USB設備描述符中進行解碼。解碼描述符可以通過分析混合連結USB數據包，或者下遊USB埠可能有USB主機能力執行枚舉和在上遊USB埠連接到下遊USB埠之前，就讀出從USB設備的描述符。解碼方法的描述符是與實現方法相關，也有其他可能的實現方法。依據USB規格、高帶寬同步IN的終結點必須根據數據大小支持PID的數據序列。因為從同步USB設備的數據大小各異，每個微幀中的Ins數目每一幀中是不同在。因此，只需從上遊USB埠到下遊USB埠提供同步IN的機制，並不能滿足USB規格。DiiVA USB支持高帶寬同步IN在終結點是按下面的方法每個微幀中只傳送第一次的同步IN。當下遊USB埠接收的同步數據本身根據數據的PID來決定多少IN需要發送。如果第一個數據PID是DATAO，則下遊USB埠應該像上面流水線同步傳輸的方案。如果第一個數據PID是DATA2，則下遊USB埠在微型幀中生成兩個相同的IN。如果第一個數據PID是DATA1，相對的下遊USB埠將生成一個相同IN.上遊USB埠應該有足夠的緩衝，來儲存每個框架高帶寬同步終結點中的最大數據的大小。一些實施例中，提供USB數據通過帶有同步IN符記於混合連結的方法可包括下列數據的數據包使用零數據和流水線IN的數據，其中的可能狀態的數目取決於連接的延遲；第一，或第一次多種，同步的IN數據包，一個上遊埠反應一個或多個零數據包；當送出比如說第一，或第一次多個，同步IN數據包，發送給下遊的埠，並從同步的USB設備裡接受DATAO或DATAl或DATA2的數據包；
流水線這些數據包來回復同步IN的數據包；
如果USB主機停止發送同步IN數據包，則刪除最後剩餘的數據；和 上遊USB埠，由從數據包的數據流的監控和解碼USB描述符，找出哪些終結點和地址是用於同步的終結點，。一些實施例中，提供USB數據通過帶有同步OUT符記的混合連結的方法可包括 向下遊埠發送同步OUT網路交換，其中的上遊埠的發送不根據USB協議；
下遊USB埠緩衝OUT數據，直到有可用的DATAO，DATAl，DATA2或MDATA數據包；當有可用的DATAO，DATAl，DATA2或MDATA數據包時，發送OUT數據包和DATA0，DATA1，DATA2或MDATA數據包到USB設備；和
上遊USB埠，從數據包的數據流的監控和解碼USB描述符中，找出哪些終結點和地址是用於同步終結點。目前披露，異步傳輸的USB數據也可以在執行使用DiiVA具體協議。在一些實施例中，USB數據可能由異步IN符記傳遞，通過執行下列行為
上遊USB埠接收IN數據包，並輸送到下遊USB埠 ；
下遊USB埠發送IN數據包和從USB設備接收到數據包或握手的數據包；
上遊USB埠發送NAK數據包，並阻止傳輸下一個IN數據包和NAK數據包，直到收到從USB設備傳來的有效反應；
如果USB設備為IN數據包來發送NAK數據包，且從下遊的上遊USB埠 USB埠，上遊USB埠解除封鎖下一個IN數據包，並將再次輸送到下遊的埠到USB設備；
如果USB設備發送DATAO或DATAl數據包，或者是DATAl的數據包送達上遊USB埠，下遊埠將送一個ACK數據包來應對，並向上遊埠送出DATAO或DATAl數據包。和上遊埠為了下一個IN數據包而發送DATAO或DATAl數據包，。在一些實施例中，USB數據可能交付與異步OUT符記傳遞，通過執行下列行為 上遊USB埠接收OUT數據包和一個DATAO或一個DATAl數據包，並將其輸送到下遊
USB 埠 ；
下遊USB埠緩衝OUT數據包，直到有可用的DATAO或DATAl數據包，並在有可用DATAO或DATAl數據包時，發送OUT數據包和DATAO或DATAl數據包到USB設備；
上遊USB埠為OUT網路交換發送出NAK數據包，並不送出下一個OUT和DATAO或DATAl數據包，直到下遊USB埠是可用的；
如果USB設備以OUT網路交換發送一個NAK數據包，以及下遊USB埠將NAK數據包發送到上遊USB埠 ；則上遊USB埠向下遊港口送出下一個傳入OUT數據包和DATAO或DATAl數據包。
如果USB設備發送ACK數據包，上遊埠會發送ACK，為了下一個OUT網路交換。目前披露中，USB數據傳輸可能會使用執行PING數據包。在一些實施例中，PING協議實現時USB主機獲取OUT網路交換的NAK。在這些實施例形式，上遊USB埠以NAK回應，但並不提供PING數據包到下遊USB埠。上遊USB埠阻斷PING，並不斷發送NAK直到從USB設備得到OUT網路交換的可用反應。如果USB設備為OUT網路交換而發送出NAK數據包，USB上遊埠的下一步對ping反應的ACK，也為下一步OUT網路交換反應送出ACK。這最後的OUT網路交換不會傳遞到下遊USB埠，因為USB設備已經接受了第一個OUT網路交換。如果USB設備反應NAK於OUT網路交換，上遊USB埠提供下一個PING到USB下 遊的埠。如果USB設備為PING反應ACK，且PING到達了 USB上遊模塊。USB上遊模塊進行下一步的PING響應的ACK，並反應的ACK為下一步的OUT網路交換。這最後的OUT網路交換會被傳遞到該USB設備，且預計將得到ACK的反應如果USB設備為了 PING而反應送出NAK，且PING到達上遊USB埠，則上遊USB埠為下一步PING反應NA，並且PING再次傳遞到該USB設備。上述步驟將重複直到USB設備進行PING反應的ACK。該方案遵循上述步驟當USB設備反應ACK。總括而言，提供通過使用USB PING數據包的混合連結傳遞數據的一種方法可包括
上遊USB埠反應NAK數據包給OUT網路交換；
上遊USB埠，應對NAK的數據包，並送出PING數據包到下遊USB埠 ；
上遊USB埠，不提供PING數據包，並繼續發送NAK數據包，直到從USB設備有可用的反應;
如果USB設備為OUT網路交換而反應NAK數據包，上遊USB埠，為下一步傳入PING數據包的ACK數據包來應對，並出下一個ACK來應對下一個OUT網路交換；
其中最後的OUT網路交換不傳遞到下遊USB埠 ；
如果USB設備為OUT網路交換而反應NAK數據包，和NAK數據包傳遞到上遊USB埠，則上遊USB埠提供下一個PING數據包到下遊USB埠 ；
如果USB設備反應PING數據包以NAK數據包和NAK數據包被傳遞給上遊USB埠，則上遊USB埠提供下一個PING數據包到下遊USB埠 ；
如果USB設備反應PING數據包的ACK數據包，和ACK數據包被傳遞給上遊USB埠，則上遊USB埠提供下一個PING數據包到下遊USB埠 ；
下一個OUT網路交換將以ACK數據包反應；和
傳遞這些OUT數據包和DATAO或DATAl數據包到下遊USB埠，以發送到USB設備。在其他的實施例中，PING用於沒有前面的OUT網路交換。在這些實施例形式，上遊USB埠對NAK反應，並提供PING到USB下遊的埠。上遊USB埠並不傳遞PING，只保持發送NAK，直到得到USB設備可用的反應。如果USB設備進行PING反應的ACK，上遊USB埠進行下一步的PING反應的ACK，也為下一步的OUT網路交換反應的ACK。在這種情況下，這最後OUT網路交換被傳遞到USB下遊埠與第一種方案不同的，是因為尚未有OUT網路交換被傳遞到該USB設備。如果USB設備反應NAK的PING，且PING到達上遊USB埠，則上遊USB埠進行下一步的PING反應以NAK，並傳遞PING到USB下遊的埠。重複此步驟，直到下遊USB埠從USB設備中獲取ACK。然後遵循上文所述的USB設備ACK反應的行為。時USB設備為OUT網路交換反應NYET，DiiVA USB模塊把NYET當作為ACK，而上遊USB埠始終發送ACK而不是NYET。總括而言，提供通過使用USB PING數據包的混合連結傳遞數據的一種方法可包括
上遊USB埠來應對NAK數據包，並將PING數據包輸送到下遊USB埠 ；
上遊USB埠，不提供PING數據包傳遞，並繼續發送NAK數據包，直到從USB設備有可 用的反應；
如果USB設備反應PING數據包的ACK數據包，且ACK數據包被傳遞給上遊USB埠、上遊USB埠未來應對下一步的PING數據包的ACK數據包以ACK，也應對下一步的OUT網路交換以ACK ;和
傳遞OUT數據包和DATAO或DATAl數據包到下遊埠 ；
凡有上遊USB埠在收到PING數據包之前不會有OUT網路交換。在一些實施例中，DiiVA網絡中的USB地址管理可如下所示來執行。上遊USB埠可以連接到任何樞紐下遊埠，並帶有各種USB地址的數據包可播送出到上遊USB埠。上遊USB埠應能夠識別哪些USB地址是指派給上遊USB埠，它應該不回應給任何其他USB設備的通用USB數據包。上遊USB埠檢測到USB重置後時，上遊USB埠只接受有USB地址為O的通用USB數據包。通過監視和解碼SET ADDRESS標準USB設備請求，上遊USB埠識別哪些USB地址是指派給下遊USB埠中的USB設備。檢測SET ADDRESS標準USB設備請求後，上遊USB埠只回應的新分配USB地址的通用USB數據包。如果在上遊USB埠中檢測到USB重置，它將分配的USB地址重置為0，並等待SET ADDRESS標準USB設備再次請求。解碼SET ADDRESS設備請求是特定的實現。總言，DiiVA網絡中的USB地址管理方法可包括
上遊的USB埠檢測到USB重置後，上遊USB埠只接受有USB地址為O的數據包。上遊埠識別到哪些USB地址分配給下遊的埠的USB設備的，藉由監測和解碼SETADDRESS標準USB設備請求；檢測SET ADDRESS標準USB設備請求後，上遊埠僅應對有新USB地址的數據包，配有SET ADDRESS標準USB設備請求；
USB重置重分配的USB地址置為0，並再次等待SET ADDRESS標準USB設備請求。在一些實施例中，DiiVA網絡中，保持活躍轉發可如下所示執行。當枚舉狀態是LS ENUM DONE時，上遊USB埠啟動監視線路狀態。當第一次切換線路狀態被檢測時，它被視為作為第一個保持活躍信號。上遊USB埠設置內部計時器為T保持活躍狀態，當逾期時，它開始再次監視線路狀態切換來檢測保持活躍狀態。在一些實施例，T保持活躍設置為O. 98ms。保持活躍信號通過UU保持活躍傳送到USB下遊模塊。總括而言，DiiVA網絡中執行USB低速保持活躍信號的方法可包括低速USB枚舉完成後，上遊USB埠開始監控線路狀態；
當第一次更改線路狀態被檢測到時，則認為這是第一次保持活躍狀態信號；
上遊USB埠設置內部計時器為T保持活躍，逾期時，上遊USB埠監測線路狀態是否再次切換，以檢測保持活躍和傳送保持活躍事件數具包到下遊USB埠。目前披露，方法和系統被描述有關DiiVA、USB和多媒體數據的傳送和DiiVA的網絡化管理。組件、步驟、特徵、對象、好處和已經討論過的優點是只是說明性的。沒有人，也對他們來說，有關的討論旨在限制以任何方式保護的範圍。雖然某些實施例已被描述的系統和方法DiiVA USB數據傳輸有關，是應該理解以及其他實施例可用於在這些實施例中隱式的概念。此外考慮了其他無數的實施例，包括實施例有更少的、額外的和/或不同的組件，步驟、特徵、對象、優點和優勢。組件和步驟還可能安排並以不同的方式訂購。已聲明或說明的什麼也不被為了對公眾造成的任何組件、步驟、特徵、對象、效益、優勢或相當於一種奉獻。
目前申請披露中，有關通過DiiVA傳輸USB和多媒體數據，和DiiVA網絡管理相關所敘述的方法和系統。所敘述之組件、步驟、特徵、對象、優點和優勢主要是說明性質的。他們或相關的的描述，都不是意圖要用任何方法來限制所保護的範圍。然而某些實施例敘述有關通過DiiVA做USB數據傳輸之系統和方法，應該理解為這些實施例中隱含的概念，同樣可使用於及其他的實施例。此外考慮了其他許多的可能實施例，包括實施例中有更少、額外的和/或不同的組件、步驟、特徵、對象、優點和優勢。組件和步驟還可能安排並以不同的方式排列。所有已聲明或說明的，意圖不在於被造成在公眾領域減低了任何組件、步驟、特徵、對象、效益、優勢等等。目前申請披露中，當引用單數的元素時，它並不意味著"有一個，並且只有唯一"，除非特別註明，而應理會成"一個或更多「。對此申請披露，所有的結構和功能上等同於整個此披露的已知，或描述了各種實施例的元素，或後來被稱為普通技能在藝術，都明確納入本參考中
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種系統，包括 一個USB主機控制器和至少一個USB設備； 一個第一設備，其通過一個上遊USB埠連接到該USB主機控制器； 一個第二設備，其通過一個下遊USB埠連接到該USB設備；和 一個網絡，其配置為根據USB協議在第一和第二次設備間傳輸數據，並包括一個混合連結； 其中該混合連結被配置為通過在上下遊USB埠之間傳送至少一個線路狀態信息包及至少一個USB數據包而遞送遵守USB協議的內容，該線路狀態信息包包含與一個或多個事件有關的封包的線路狀態信息。
2.如權利要求I所述的系統， 其中混合連結被配置為執行一個USB枚舉協議和USB暫停/恢復協議，通過網絡根據線狀態信息包，USB枚舉協議組成的包含以下其一一高速枚舉協議；一全速枚舉議議；和一低速枚舉議議；
3.如權利要求I所述的系統，其中至少第一個設備與第二個設備其一是DiiVA設備；和 其網絡是一個DiiVA網絡，和混合連結是DiiVA雙向連結，被配置為雙向多協議通過傳輸數據，但並無保證數據傳輸的時間。
4.如權利要求I所述的系統,其中事件包括至少其一一個LineChange事件,一個USB重置事件，一個3ms空閒事件，一個VBus檢測事件、一個VBus啟用事件、一個USB主機未準備就緒事件、一個保持活躍事件、一個FS設備準備就緒事件、一個LS設備準備就緒事件和設備斷接事件；和 其中的LineChange事件包括至少其一 SEO (單端零)事件、J狀態事件和K狀態事件。
5.如權利要求I所述的系統，其中第一個和第二個設備，每個包括USB物理層通過接口連接到邏輯模塊；和 其中第一和第二次設備進一步包括一個收發器具有雙向連接和配置為執行並共享多協議數據。
6.如權利要求5所述的系統，其中接口包括一個UTMI(USB 2. O標準收發器宏單元接口 )和ULPI (UTMI+低針數接口 )。
7.如權利要求I所述的系統，其中上遊USB埠和下遊USB埠分別是其一 傳輸的USB埠，配置為封包和傳輸所有線路狀態信息；和 接收的USB埠，配置來設置界面，以模擬傳輸USB埠的LineState行為。
8.如權利要求I所述的系統，其中第一個和第二個設備中至少一個包括多重USB埠。
9.如權利要求I所述的系統，其中USB主機控制器進一步配置為通過網絡執行至少其一 =USB頻流控制協議；USB PING協議；USB地址管理；和USB低轉速Ke印-Alive信號。
10.如權利要求I所述的系統，其中網絡包括一條纜線同時具有單向和雙向連結。
11.一通過連結第一個和第二個設備的網絡以進行USB數據通信的方法，包括 上遊的USB埠和下遊USB埠之間，通過在網絡中的雙向混合連結，傳送至少一個LineState信息包，上遊USB埠連結第一個設備到USB主機控制器，下遊USB埠連結第二個設備到一個USB設備；通過的上遊USB埠和下遊USB埠之間的雙向混合連結傳送至少一個USB數據包；執行USB枚舉和USB暫停/恢復操作，使用LineState信息包； 其中LineState信息包封包有關一個或多個事件的信息。
12.如權利要求11所述的的方法，其中一個或多個事件包括至少其一 LineChange事件,USB重置事件,3ms空閒事件,VBus檢測事件、VBus啟用事件、USB主機未就緒事件、保持活躍事件、FS設備準備就緒事件、LS設備準備就緒事件和設備斷接事件；和 其中LineChange事件包括至少其一一個SEO (單端零)事件、J狀態事件和K狀態事件。
13.如權利要求11所述的的方法，其中網絡是DiiVA網絡，和雙向混合連結被配置以傳輸雙向多協議數據，但並無保證數據傳輸的時間。
14.如權利要求11所述的的方法,其中USB枚舉包括高速枚舉；而執行高速枚舉的行為包括 在一個高速USB設備附加到下遊USB埠之後，將FS設備準備就續事件包發送到上遊USB 埠 ； 附加USB主機控制器，和當VBus確立，上遊USB埠發送VBus檢測事件數據包到下遊USB埠且在下遊USB埠解除確立VBus ； 上遊USB埠傳送VBus啟用事件包到下遊USB埠；下遊USB埠確立VBus ； 下遊USB埠檢測J狀態，並發送J狀態事件包； 上遊USB埠從USB主機控制器檢測USB重置事件和發送USB重置事件包； 在上遊USB埠中檢測J狀態，並將J狀態事件包發送到下遊USB埠 ； 在上遊USB埠中檢測K Chirp,並將K狀態事件據包發送到下遊USB埠 ； 在上遊的USB埠中檢測SEO狀態，並將SEO狀態事件包發送到下遊的USB埠 ； 在下遊的USB埠中檢測切換K-J Chirp並將K狀態事件包和J狀態事件包發送到上遊USB埠 ；和 從USB主機檢測SOF數據包，完成高速枚舉。
15.如權利要求11所述的的方法,其中USB枚舉包括全速枚舉；執行全速枚舉的行為包括 將全速USB設備連接到下遊USB埠，並將一個FS設備準備就續事件包發送到上遊USB 埠 ； 附加USB主機控制器，當VBus確立，上遊USB埠發送VBus檢測事件包到下遊USB埠和在下遊的USB埠解除確立VBus ； 上遊USB埠將VBus啟用事件包發送到下遊USB埠，下遊USB埠確立Vbus ； 下遊USB埠檢測J狀態，並發送J狀態事件包； 上遊USB埠，從USB主機控制器檢測USB重置和發送USB重置事件包； 在上遊USB埠中檢測J狀態，並將J狀態事件包發送到下遊USB埠；和 從USB主機檢測SOF數據包，完成全速度枚舉。
16.如權利要求11所述的的方法，其中USB枚舉包括低轉速枚舉，其中執行低轉速枚舉的行為包括下遊USB埠連接了低速USB設備，並將LS設備準備就續事件包發送到上遊USB端Π ； 附加USB主機控制器，當VBus確立，上遊USB埠發送VBus檢測事件包到下遊USB埠和在下遊USB埠解除確立VBus ； 上遊USB埠將VBus啟用事件數據包發送到下遊USB埠，並確立Vbus ； 下遊USB埠檢測K狀態，並發送K狀態事件包； 上遊USB埠，從USB主機控制器檢測USB重置和發送USB重置事件包； 上遊USB埠檢測K狀態，並將K狀態事件數據包發送到下遊USB埠 ；和 從USB主機檢測SOF數據包，完成低轉速枚舉。
17.如權利要求11所述的的方法,其進一步包含執行暫停和恢復；其中執行暫停和恢復的行為包括 檢測3ms空閒狀態，並生成3ms空閒事件包和將其傳送到下遊埠 ； 如果先前的速度是高速USB，上遊埠根據USB規格和UTMI規格檢查3ms空閒是否暫停狀態或USB重置；和 如果上遊USB埠檢測K狀態，上遊USB埠生成K狀態事件包和做恢復狀態。
18.如權利要求11所述的的方法，其進一步組成傳送USB數據的行為通過混合數據鏈路的非等時性的IN令牌，行為包括 上遊USB埠接收IN數據包，並將其輸送到下遊USB埠 ； 下遊USB埠發送IN數據包，和從USB設備接收一數據包或握手數據包； 上遊USB埠發送NAK數據包和用NAK數據包阻止下一個進入的IN據包，直到USB設備回應有空； 如果USB設備發送NAK數據包給IN數據包，NAK數據包從下遊USB埠到達上遊USB埠，上遊USB埠疏通下一個傳入的IN數據包，並將輸送到下遊埠將數據包再發送到USB設備 如果USB設備發送DATAO或DATAl數據包和DATAO或DATAl數據包到達在上遊USB埠，下遊USB埠回應ACK數據包和傳送DATAO或DATAl數據包到上遊埠 ；和上遊埠發送DATAO或DATAl數據包給下一個可用IN數據包。
19.如權利要求11所述的的方法，其進一步組成行為傳送USB數據與非等時性的OUT令牌，行為包括 上遊USB埠接收一個OUT數據包和DATAO或DATAl數據包其一，並將輸送到下遊USB埠 ； 下遊USB埠緩衝OUT數據包，直到DATAO或DATAl數據包是可用的，當DATAO或DATAl的數據包可用時，發送OUT數據包和DATAO或DATAl數據包到USB設備； 上遊USB埠發送一個NA數據包做OUT交換，且不傳送下一個傳入的OUT數據包和DATAO或DATAl數據包執倒，直到下遊USB埠回應是可用的； 如果USB設備發送一個NAK數據包做OUT交換，和下遊USB埠將NAK數據包發送到上遊USB埠 ；上遊USB埠向下遊埠再傳送下一個傳入的OUT數據包和DATAO或DATAl數據包 如果USB設備發送一個ACK數據包，上遊埠發送ACK做下一個交換。
20.如權利要求11所述的的方法，其中USB設備包含一個等時性USB設備，並進一步包含用等時性令牌傳送USB數據的行為，行為包括 DATA數據包使用零數據和流水線操作IN DATA，其中的IN DATA狀態數目取決於連接的潛伏期； 第一個，或第一個多重等時性數據包，上遊USB埠回應一個或多個零數據包； 傳送第一個，或第一個多重，IN數據包給下遊USB埠和從等時性的USB設備接收DATAO 或 DATAl 或 DATA2 數據包； 流水線操作這些數據包來回復等時性的IN數據包； 如果USB主機停止發送等時性數據包中，丟棄最後和剩餘的數據；和上遊USB埠，找出哪個終端和等時性終端使用的地址，由從數據包頻流來監控和解碼USB描述符。
21.如權利要求11所述的的方法，其進一步組成通過混合數據連結等時性OUT令牌傳送US數據的行為,行為包括 向下遊埠發送等時性OUT交換，根據USB協議上遊埠不發送； 下遊USB埠緩衝OUT數據包直到DATAO或DATAl或DATA2或MDATA數據包是可用的； 當DATAO或DATAl或DATA2或MDATA數據包是可用時，發送OUT數據包和和DATAO或DATAl或DATA2或MDATA數據包到USB設備；和 上遊USB埠，找出哪些終結端和地址是用於等時終端，從數據包頻流來監控和解碼USB描述符。
22.如權利要求11所述的的方法，其中上遊USB埠被配置為用NAK數據包回應OUT交換；並進一步組成利用一個USB PING數據包來傳送USB數據的行為，行為包括 上遊USB埠用NAK數據包回應OUT交換； 上遊USB埠用NAK數據包回應，並將輸送PING數據包到下遊USB埠 ； 上遊USB埠不傳送PING數據包，並繼續發送NAK數據包，直到從USB設備的反應是可用的； 如果USB設備用ACK數據包反應OUT交換，上遊USB埠用ACK數據包響應下一個傳入的PING數據包，並用ACK數據包回應下一個OUT交換；最後一個OUT交換不傳送到下遊USB 埠 ； 如果USB設備用NAK數據包響應OUT交易和NAK數據包傳遞到上遊USB埠，上遊USB埠傳宋下一個PING數據包到下遊USB埠 ； 如果USB設備用NAK數據包帶PING數據包回應，而NAK數據包被傳遞到上遊USB埠，上遊USB埠傳送下一個PING數據包到下遊USB埠 如果USB設備用ACK數據包帶PING數據包回應，而ACK數據包被傳遞到上遊USB埠，上遊USB埠響應ACK數據包給下一個PING數據包； 下一個OUT交換回應ACK數據包；和 傳送這些OUT數據包和DATAO或DATAl數據包到下遊USB埠，發送到USB設備。
23.如權利要求11所述的的方法，其中上遊USB埠沒有先前的OUT交換，進一步組成的使用USB PING數據包傳送USB數據行為，行為包括上遊USB埠回應NAK數據包，並將PING數據包輸送到下遊USB埠 ； 上遊USB埠，不傳送PING數據包，並繼續發送NAK數據包，直到從USB設備的反應是可用的； 如果USB設備用ACK數據包回應PING數據包，而ACK數據包被傳遞給上遊USB埠，上遊USB埠用ACK數據包來應對下一個PING數據包，用ACK數據包響應廈一個OUT交換；和 傳送OUT數據包和DATAO或DATAl數據包到下遊USB埠。
24.如權利要求11所述的的方法,其中進一步組成網絡中USB地址管理的，行為包括 在上遊USB埠中檢測到USB重置後，上遊USB埠接受唯一有USB地址的數據包； 上遊埠辨識哪些USB地址分配給下遊埠的USB設備，用監測和解碼SET ADDRESS標準USB設備請求； 在檢測到SET ADDRESS標準USB設備請求之後，上遊埠僅應對分配到SET ADDRESS標準USB設備要求的新USB地址有所回應； USB重置重分配的USB地址設置為O並再等待SET ADDRESS標準USB設備請求。
25.如權利要求11所述的的方法，其進一步組成在網絡中USB保持活躍信號得行為，包括 低速USB枚舉完成後，上遊USB埠開始監控Iinestate ； 當檢測到第一次更改Iinestate時，視為第一個保持活躍信號；和上遊USB埠設置內部計時器給T保持活躍，和逾期時，上遊USB埠監測Iinestate是否再次切換，以檢測保持活躍，並傳遞保持活躍事件數據包到下遊USB埠。
26.如權利要求25所述的的方法，其中T保持活躍設置為約O.95ms和約O. 99ms之間。
全文摘要
本發明公開了一種系統，其透過DiiVA網絡以傳遞USB資料，該系統包含一個USB主機控制器，至少一個USB設備，第一DiiVA設備通過上遊USB埠連接到USB主機控制器；第二DiiVA設備通過下遊USB埠連接到USB設備；和根據USB協議，經由一DiiVA雙向混合連結，一個網絡配置為在第一DiiVA和第二DiiVA設備間傳輸數據；透過遞送於上遊USB埠和下遊USB埠之間的混合連結之至少一LineState信息包及至少一USB數據包，網絡響應USB主機控制器以遞送遵守USB協議之內容。
文檔編號H04L29/06GK102835091SQ201180005935
公開日2012年12月19日 申請日期2011年1月12日 優先權日2010年1月12日
發明者李東允, 愛德華·派克, 約翰·哈恩, 馬恩克·古普塔, 保羅·海寧吳爾福, 金秉原, 金尚萬, 趙書載 申請人:凌旭(美國)公司