用于多分支數字總線的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于多分支數字總線的方法和裝置
[0001] 優先權
[0002] 本專利申請要求于2014年3月17日提交的并且名稱為"METHODSANDAPPARATUS FORMULTI-DROPDIGITALBUS"的共同擁有、共同未決的美國專利申請序列號14/216, 370 的優先權，其要求于2013年3月15日提交的并且名稱為"METHODSANDAPPARATUSFOR MULTI-DROPDIGITALBUS"的共同擁有、共同未決的美國臨時專利申請序列號61/799,016 的優先權，上述每一者全文以引用方式并入。
【背景技術】
[0003] 1.摶術領域
[0004] 本公開整體涉及數字總線技術領域，并且在一個示例性實施例中更具體地涉及實 時數字音頻總線操作。
[0005] 2.背景摶術
[0006] 某些工業設計考慮對于消費電子設備而言尤為重要；這些考慮通常包括成本、尺 寸和功率消耗。設備制造商不斷尋求改進和優化設備設計以迎合消費者變化的口味。具有 顯著可察覺的影響的一個領域是數字音頻總線構造。
[0007] 簡而言之，數字音頻設備通過將音頻信號轉換為數字信號或將數字信號轉換為音 頻信號來記錄、存儲以及復制聲音。現有的消費電子設備常常被裝備到多個數字音頻外圍 設備。此類數字音頻外圍設備的常見實例包括例如揚聲器、耳機、麥克風、錄音機等。
[0008] 無處不在的數字音頻設備已為刺激新設備功能和用途提供了獨特的機會。此類功 能可包括例如音頻設備聯網、輕型設備外圍設備等。遺憾的是，現有的數字音頻總線技術需 要大量的設備"基板面"（即管腳和封裝），從而限制了積極的形狀因數設計。因此，需要新 的經改進的數字音頻總線技術。
【發明內容】
[0009] 本公開通過提供特別是改進的裝置和方法來滿足上述需求，該改進的裝置和方法 涉及用于實時數字音頻總線操作的方法和裝置。
[0010] 在一個方面，公開了數字總線架構。在一個實施例中，架構包括雙向的時分復用 (TDM)信令協議，其中該協議在接口上針對實時數字數據來啟用多分支連通性。在一種變型 中，架構進一步包括三電平信令方案，該三電平信令方案被配置為使得第一總線節點能夠 向一個或多個其他總線節點提供時鐘和數據信號，和/或從其他總線節點中的任一總線節 點接收時鐘和數據信號。
[0011] 在另一個實施例中，數字總線架構包括：時分復用（TDM)信令協議，該TDM信令協 議被配置為傳輸包括實時數字數據的時鐘信號，該時鐘信號被配置為在接口上針對實時數 字數據來啟用多分支連通性。
[0012] 在另一方面，公開了數字音頻網絡。在一個實施例中，網絡包括一個或多個總線節 點，每個節點可包括一個或多個音頻源和音頻宿，該網絡被配置為根據如下方法來操作，該 方法包括總線節點對音頻網絡的控制進行仲裁，并傳輸具有邊沿過渡的實時時鐘和具有邏 輯電平的數據。在一種變型中，總線節點從網絡的總線節點中的任一總線節點接收時鐘和 數據。
[0013] 在另一方面，公開了一種操作包括一個或多個總線節點的數字音頻網絡的方法， 其中每個節點包括一個或多個音頻源和/或音頻宿。在一個實施例中，該方法包括對音頻 網絡的控制進行仲裁、接收待傳輸至一個或多個總線節點中的至少一個總線節點的音頻數 據以及傳輸具有邊沿過渡和邏輯電平的實時時鐘，其中實時時鐘至少基于所接收的音頻數 據來配置。
[0014] 在另一方面，公開了簡化的數字數據接口。在一個實施例中，該接口包括雙線式信 令導體接口和邏輯部件，該邏輯部件被配置為在導體接口上實施時分傳輸協議，以便針對 數字數據的傳輸來啟用單端信令。
[0015] 在另一個實施例中，簡化的數字數據接口包括雙線式信令導體接口和邏輯部件， 該邏輯部件被配置為在導體接口上實施時分傳輸協議，以便針對數字音頻數據的接收來啟 用單端信令。
[0016] 本領域的普通技術人員參考如下附圖和示例性實施例的詳細描述將會立即理解 本文所述的其他特征和優點。
【附圖說明】
[0017] 圖1為一個示例性音頻源的邏輯框圖。
[0018] 圖2為與圖1所示的示例性音頻源一起使用的一個簡化的單端三電平總線驅動器 的邏輯框圖。
[0019] 圖3為與圖1所示的示例性音頻源一起使用的一個簡化的差分三電平總線驅動器 的邏輯框圖。
[0020] 圖4為一個示例性音頻宿的邏輯框圖。
[0021] 圖5為與圖4所示的示例性音頻宿一起使用的簡化的時鐘和數據恢復電路的一個 示例性配置的邏輯框圖。
[0022] 圖6為表示一個示例性時分復用（TDM)總線的邏輯框圖，該示例性TDM總線能夠 根據本文所述的各種原理在多個連接節點（"多分支"功能）上進行雙向數據傳輸。
[0023]圖7為根據本文所述的各種原理的用于雙向音頻總線操作的方法的一個實施例 的邏輯流程圖。
[0024] 圖8為根據本文所述的各種原理生成用于在音頻總線上傳輸音頻數據的時鐘信 號的方法的一個實施例的邏輯流程圖。
[0025] 圖9為根據本文所述的各種原理的節點從在音頻總線上所接收到的時鐘信號得 出音頻數據的方法的一個實施例的邏輯流程圖。
[0026] 所有圖片:?版權2012_2014AppleInc?保留所有權利。
【具體實施方式】
[0027] 現在參考附圖，其中類似的標號是指類似的部件。
[0028] 綜述
[0029] 就消費設備而言，越來越小的設備形狀因數對部件的尺寸提出了要求。數字總線 技術（諸如音頻總線）對總體設備尺寸具有顯著影響。例如，除了總體部件尺寸之外（例 如音頻1C)，將信號路由穿過擁塞的電路板也增加了總體電路板尺寸。因此，本發明的各個 實施例涉及減小數字總線尺寸和功能。具體地，雙向的時分復用（TDM)信令協議在小形狀 因數接口上針對實時音頻來啟用多分支（例如多設備、多節點等）連通性。例如，公開了一 種三電平信令方案，該三電平信令方案使得第一總線節點能夠向一個或多個其他總線節點 提供時鐘和數據信號，和/或從其他總線節點中的任一總線節點接收時鐘和數據信號。
[0030] 如在下文中所述的，示例性數字音頻網絡包括一個或多個總線節點，其中每個節 點可具有一個或多個音頻源和/或音頻宿。在操作期間，總線節點可對音頻網絡的控制進 行仲裁，以及傳輸具有邊沿過渡（即在上升邊沿或下降邊沿上）的實時時鐘和具有邏輯電 平（例如邏輯高、邏輯低）的數據。另選地，總線節點可從網絡的總線節點中的任一總線節 點接收時鐘和數據。總線節點的電路構造的相對簡易性可有利地支持廉價部件和外圍設備 制造。類似地，雙向音頻總線信令的靈活性使得節點能夠與其他節點協作以用于各種功能 和/或能力。
[0031]示例件實施例的詳細描沐
[0032] 現對示例性實施例進行詳細描述。盡管這些實施例主要以數字音頻總線的上下文 進行討論，但是應當理解，本文所述的各種原理具有更廣泛的適用性。例如，類似的系統可 由例如數字多媒體（視頻和音頻應用）和/或其他輕型實時應用來使用。
[0033]現有的數字音頻摶術-
[0034] 已設計針對數字音頻技術的現有方案以適應各種使用場景。例如，最常使用的兩 種數字音頻總線技術是：S/PDIF(Sony/Philips數字互連格式）和USB(通用串行總線）。
[0035]S/H)IF提供可在合理的短距離內操作的高數據速率數字音頻總線技術。傳統地用 于家庭影院和其他數字高保真系統中，S/PDIF基于AES3互連標準，并可承載脈沖編碼調制 (PCM)音頻的信道，或另選的多信道壓縮環繞聲格式（例如，數字影院系統（DTS)、杜比數字 等）。遺憾的是，s/roiF局限于單向鏈路并要求顯著的接收器復雜度。具體地，s/roiF僅 支持生成音頻數據幀的單個音頻源。成幀的音頻數據由音頻宿進行解碼。由于針對s/roiF 的有限的格式約束，S/roiF局限于點對點連接，并且無法支持更復雜的拓撲（諸如音頻聯 網所要求的）。
[0036]USB是基于主/從拓撲的通用數字總線技術。USB已成為用于計算機外圍設備的 事實標準，并在許多數字音頻應用中常用。然而，USB基于不適用于某些應用的成批分組化 數據傳輸。具體地，所謂的"實時音頻"應用與USB"盡力而為"遞送相比要求更嚴格的遞 送保證。由于實時音頻應用中的瞬時數據間隙將導致可感知的"滴答聲"或其他音頻偽影， 因此USB音頻解決方案傳統上依賴于作為安全裕度的大音頻數據緩沖區。另外，USB設