DE112018007654T5

DE112018007654T5 - Erkennungsvorrichtung für pull-up-konfiguration

Info

Publication number: DE112018007654T5
Application number: DE112018007654.7T
Authority: DE
Inventors: Chia How Low
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2021-04-01
Also published as: CN113168390A; WO2020131088A1

Abstract

Beschrieben sind eine USB (Universal Serial Bus) -konforme Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Ermöglichen eines Suspend-Modus mit geringem Stromverbrauch. Die Vorrichtung erkennt und differenziert eine Pull-Up-Impedanz-Konfiguration für ein USB-Gerät, das an die Vorrichtung gekoppelt ist. Die Vorrichtung weist einen Signaldetektor (z.B. einen Rauschsperrenverstärker) auf, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals von dem USB-Gerät, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals von dem USB-Gerät, einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten Referenz aufweist. Die Vorrichtung weist ferner Folgendes auf: einen ersten Multiplexer, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll; und einen zweiten Multiplexer, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bei USB (Universal Serial Bus), wie z.B. USB 2.0, handelt es sich um älteres geistiges Eigentum (IP - Intellectual Property), wobei sich die USB-Spezifikation immer weiterentwickelt, um eine kostengünstige Plattformintegration zu ermöglichen und neue Merkmale zu unterstützen. Bei der älteren USB 2.0-Suspend-Modus-Konfiguration weist die schwache Pull-Up-Impedanz (Rpu - Pull-Up Impedance) eines USB-Gerätes einen Spezifikationsbereich von 900 Ω bis 1575 Ω auf und wird an einer 3,3 V (maximal 3,6 V) Stromversorgungsschiene terminiert. Die E/A (Eingang/Ausgang) -Stifte D+ oder D- des USB-Gerätes werden bei HS (High Speed)/FS (Full Speed) oder LS (Low Speed) -fähigen Konfigurationen während des Suspend-Modus (wobei z.B. die Leerlauf-Versorgungsspannung = VIHZ) auf 3,3 V hochgezogen. Das an das USB-Gerät gekoppelte Host-Gerät weist eine Pull-Down-Impedanz (Rpd - Pull-Down Impedance) gekoppelt an die E/A-Stifte D+ und D- an dem Host-Gerät auf. Diese E/A-Stifte müssen gemäß der USB-Host-Spezifikation bei 0 V gehalten werden, wenn ein Host-Anschluss des Host-Gerätes nicht über die E/A-Stifte D+ und D- mit jeglichem USB-Gerät verbunden ist.
Während des Suspend-Modus kann die Rpu einen Bereich von 7,2 kΩ bis 8,8 kΩ aufweisen und wird direkt an einer 5 V VBUS (einer Versorgungsschiene gemäß USB-Spezifikation) terminiert. An sich weist die Leerlaufspannung von VIHZ einen Bereich von 3,16 V bis 4,07 V auf, wenn Rpu- und VBUS-Spezifikationswerte des ungünstigsten Falls in Betracht gezogen werden. Zur Unterstützung der USB-C-Spezifikation kann die VBUS auf 5,5 V angehoben werden, und durch diese hohe VBUS steigt die VIHZ bis auf 4,26 V. Eine derartig hohe VIHZ während des Suspend-Modus verursacht Probleme mit der Transistorzuverlässigkeit am Host-Gerät. Zum Beispiel können Transistoren, die an fortgeschritteneren Prozessknoten, wie z.B. 14 nm (Nanometer) und darüber hinaus, hergestellt werden, bei derartig hohen VIHZ-Spannungen versagen. Das Eingehen auf ältere USB-Geräte sowie neue USB-Geräte unter Verwendung fortgeschrittener Transistoren am Host ist unter Zuverlässigkeits- und Stromverbrauchsaspekten eine Herausforderung.
Die hierin bereitgestellte Beschreibung des allgemeinen Standes der Technik dient dem Zweck der allgemeinen Vorstellung des Kontextes der Offenbarung. Wenn hierin nicht anders angegeben, stellen die in diesem Abschnitt beschriebenen Materialien keinen Stand der Technik für die Ansprüche in dieser Anmeldung dar und werden nicht durch Einschluss in diesen Abschnitt als Stand der Technik anerkannt.
Figurenliste
Die Ausführungsformen der Offenbarung werden anhand der unten bereitgestellten detaillierten Beschreibung und anhand der beigefügten Zeichnungen verschiedener Ausführungsformen der Offenbarung besser verstanden werden, welche jedoch nicht der Einschränkung der Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen, sondern lediglich der Erläuterung und dem Verständnis dienen sollen.

1 veranschaulicht ein älteres USB (Universal Serial Bus) 2.0-Gerät in einer verbundenen oder Suspend-Modus-Konfiguration mit einem Host-Gerät.
2 veranschaulicht eine Vorrichtung zur Verringerung einer Leerlaufspannung an den Stiften D+ und D- an einem Host-Gerät, welches USB 2.0-konform ist, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
3 veranschaulicht ein Diagramm, das einen überlappenden VIHZ-Spannungsbereich für den Betrieb verschiedener USB 2.0-konformer Geräte zeigt.
4 veranschaulicht ein Zeitverlaufsdiagramm für eine Host- und Geräte-Handshake-Sequenz und Zeiten, wenn Nebenschluss-Pull-Down-Geräte (oder Zweige) aktiviert sind, um die Zuverlässigkeit von Transistoren des Host-Gerätes zu schützen, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
5 veranschaulicht eine Vorrichtung zur Differenzierung einer Pull-Up-Konfiguration des Gerätes für den Schutz von Geräten und einen niedrigeren Stromverbrauch am Host in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
6 veranschaulicht einen Rauschsperrendetektor oder -verstärker, der zum Aktivieren oder Deaktivieren der Nebenschluss-Pull-Down-Geräte (oder Zweige) verwendet wird, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
7 veranschaulicht ein smartes Gerät oder ein Computersystem oder ein Ein-Chip-System (SoC - System-an-Chip) mit einer Vorrichtung zur Differenzierung einer Pull-Up-Konfiguration des Gerätes für den Schutz von Geräten und einen niedrigeren Stromverbrauch am Host gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Einige Ausführungsformen beschreiben eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen und Differenzieren einer Rpu-Design-Konfiguration eines Gerätes (z.B. eines USB 2.0-Gerätes) während eines Host-Geräteverbindungs-/Handshake-Ereignisses und zum Aktivieren von Nebenschlusszweigen, wenn Zuverlässigkeitsschutz erforderlich ist. Jedoch sind die Ausführungsformen nicht auf USB-konforme Geräte beschränkt. Andere Geräte, die mit hohen Versorgungsspannungen arbeiten, die an ein Host-Gerät gekoppelt werden sollen, werden auch durch die verschiedenen Ausführungsformen in Betracht gezogen. In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen deaktiviert die Vorrichtung des Host-Gerätes die Nebenschlusszweige, wenn die Stromversorgung zu den Rup-Widerständen an dem Gerät 3,3 V oder weniger beträgt.
In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung einen Signaldetektor (z.B. einen Rauschsperrendetektor oder -verstärker) auf, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals (z.B. D+), einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals (z.B. D-), einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten Referenz aufweist. In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung einen ersten Multiplexer auf, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll. In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung einen zweiten Multiplexer auf, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll. Die beiden Referenzen können differentielle Referenzen sein, die dem Signaldetektor das Erkennen einer kleinen Differenz zwischen den Signalen D+ und D- gestatten. Zum Beispiel kann der Signaldetektor eine Signaldifferenz erkennen, die so gering wie 50 mV ist. In diesem Beispiel können die beiden Referenzen in einem Bereich von 50 mV bis 60 mV eingestellt sein.
In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung eine Verriegelungsschaltung zum Verriegeln eines Ausgangs des Signaldetektors auf, wobei die Verriegelungsschaltung eine verriegelte Version des Ausgangs bereitstellen soll. In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung ein erstes Gerät (z.B. ein n-Gerät) zum Empfangen der verriegelten Version des Ausgangs und ein zweites Gerät (z.B. ein anderes n-Gerät) zum Empfangen der verriegelten Version des Ausgangs auf. In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung eine erste Reihe von Geräten (z.B. einen Nebenschlusszweig) gekoppelt an den ersten Eingang und das erste Gerät und eine zweite Reihe von Geräten (z.B. einen anderen Nebenschlusszweig) gekoppelt an den zweiten Eingang und das zweite Gerät auf. In verschiedenen Ausführungsformen werden, zum Schutz der Zuverlässigkeit von Transistoren an dem Host-Gerät, das erste und das zweite Gerät eingeschaltet, wenn der erste und der zweite Eingang an ein Gerät mit einer höheren Versorgungsspannung als etwa 3,3 V gekoppelt werden. In einigen Ausführungsformen werden das erste und das zweite Gerät ausgeschaltet, wenn die Versorgungsspannung weniger als etwa 4,25 V beträgt. In verschiedenen Beispielen hierin ist das Gerät ein USB (Universal Serial Bus) -konformes Gerät. Jedoch sind die Ausführungsformen nicht auf USB-konforme Geräte beschränkt. Andere Geräte, die mit hohen Stromversorgungen (z.B. 3,3 V und höher) arbeiten, sind hierin auch anwendbar. In einigen Ausführungsformen weisen die erste und die zweite Reihe von Geräten mindestens einen diodengeschalteten Transistor und mindestens ein Gerät, das durch eine analoge Vorspannung vorgespannt werden soll, auf. In einigen Ausführungsformen soll, wenn das Gerät ein USB-konformes Gerät ist, eine erste oder eine zweite Steuerung zum Steuern des ersten bzw. des zweiten Multiplexers eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite Referenz auswählen, wenn ein Gerät an die Vorrichtung angeschlossen wird und wenn ein Reset-Vorgang aktiviert ist.
Es gibt viele technische Auswirkungen verschiedener Ausführungsformen. Zum Beispiel gestatten die Vorrichtung und das Verfahren verschiedener Ausführungsformen, dass Hochspannungsgeräte, wie z.B. USB 2.0, an fortgeschrittene integrierte Schaltungen (z.B. integrierte Schaltungen, die auf 14 nm oder darüber hinaus basieren) angeschlossen werden. Diese fortgeschrittenen integrierten Schaltungen am Host können derartige Geräte sicher verwenden, während der Stromverbrauch gesenkt wird (z.B. um mindestens 5 mW pro USB-Anschluss). Dadurch können Schaltungen, die an fortgeschrittenen Technologieknoten hergestellt werden, weiterhin mit neuen und älteren Geräten arbeiten. Andere technische Auswirkungen werden aus den verschiedenen Ausführungsformen und Figuren ersichtlich sein.
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche Einzelheiten diskutiert, um eine gründlichere Erläuterung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Jedoch wird einem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auch ohne diese spezifischen Einzelheiten in der Praxis umgesetzt werden können. In anderen Fällen sind gut bekannte Strukturen und Geräte in Form von Blockdiagrammen anstatt im Detail gezeigt, um ein Verdecken von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den entsprechenden Zeichnungen der Ausführungsformen Signale durch Linien dargestellt sind. Einige Linien können dicker sein, um Signalpfade von höherer Bedeutung anzugeben, und/oder Pfeile an einem oder mehreren Enden aufweisen, um eine primäre Informationsflussrichtung anzugeben. Derartige Angaben sollen nicht einschränkend sein. Vielmehr werden die Linien in Verbindung mit einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen verwendet, um ein einfacheres Verständnis einer Schaltung oder einer logischen Einheit zu erleichtern. Jegliches dargestellte Signal, wie durch Designanforderungen oder -präferenzen vorgegeben, kann tatsächlich ein oder mehrere Signale aufweisen, die sich in beide Richtungen bewegen können und mit jeglicher geeigneten Art eines Signalschemas implementiert werden können.
Der Begriff „Gerät“ kann sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung gemäß dem Kontext der Nutzung dieses Begriffs beziehen. Zum Beispiel kann sich ein Gerät auf einen Stapel von Schichten oder Strukturen, eine einzelne Struktur oder Schicht, eine Verbindung verschiedener Strukturen mit aktiven und/oder passiven Elementen usw. beziehen. Im Allgemeinen ist ein Gerät eine dreidimensionale Struktur mit einer Ebene entlang der x-y-Richtung und einer Höhe entlang der z-Richtung eines kartesischen x-y-z-Koordinatensystems. Die Ebene des Gerätes kann auch die Ebene einer Vorrichtung sein, welche das Gerät aufweist.
In der gesamten Spezifikation und in den Ansprüchen bedeutet der Begriff „verbunden“ eine direkte Verbindung, wie z.B. eine elektrische, mechanische oder magnetische Verbindung zwischen den verbundenen Dingen, ohne jegliche Zwischengeräte.
Der Begriff „gekoppelt“ bedeutet eine direkte oder indirekte Verbindung, wie z.B. eine direkte elektrische, mechanische oder magnetische Verbindung zwischen den verbundenen Dingen oder eine indirekte Verbindung über ein oder mehrere passive oder aktive Zwischengeräte.
Der Begriff „benachbart“ bezieht sich hierin im Allgemeinen auf eine Position eines Dings, das sich neben (z.B. unmittelbar neben oder nahe bei, mit einem oder mehreren Dingen dazwischen) oder angrenzend an ein anderes Ding (z.B. daran anliegend) befindet.
Der Begriff „Schaltung“ oder „Modul“ kann sich auf eine oder mehrere passive und/oder aktive Komponenten beziehen, die zum Kooperieren miteinander geeignet sind, um eine gewünschte Funktion bereitzustellen.
Der Begriff „Signal“ kann sich auf mindestens ein Stromsignal, Spannungssignal, Magnetsignal oder Daten-/Taktsignal beziehen. Die Bedeutung von „ein/e“ und „der/die/das“ weist auch Mehrzahlreferenzen auf. Die Bedeutung von „in“ schließt „in“ und „an“ ein.
Der Begriff „Skalieren“ bezieht sich im Allgemeinen auf das Umwandeln eines Designs (Schema und Layout) von einer Prozesstechnologie in eine andere Prozesstechnologie und das anschließende Reduzieren des Layoutbereiches. Der Begriff „Skalieren“ bezieht sich im Allgemeinen auch auf eine Verkleinerung des Layouts und der Geräte innerhalb des gleichen Technologieknotens. Der Begriff „Skalieren“ kann sich auch auf das Anpassen (z.B. Verlangsamen oder Beschleunigen - d.h. Herunterskalieren bzw. Hochskalieren) einer Signalfrequenz relativ zu einem anderen Parameter, zum Beispiel dem Stromversorgungspegel, beziehen.
Die Begriffe „im Wesentlichen“, „eng“, „annähernd“, „nahe“ und „etwa“ beziehen sich im Allgemeinen auf innerhalb von +/-10 % eines Zielwertes liegend. Zum Beispiel bedeuten, wenn nicht im expliziten Kontext ihrer Verwendung anderweitig spezifiziert, die Begriffe „im Wesentlichen gleich“, „etwa gleich“ und „annähernd gleich“, dass zwischen so beschriebenen Dingen nicht mehr als eine nebensächliche Abweichung vorliegt. In der Technik beträgt eine derartige Abweichung üblicherweise nicht mehr als +/-10 % von einem vorbestimmten Zielwert.
Wenn nicht anderweitig spezifiziert, gibt die Verwendung der ordinalen Adjektive „erste/r/s“, „zweite/r/s“ und „dritte/r/s“ usw. zum Beschreiben eines gemeinsamen Objektes lediglich an, dass sich auf unterschiedliche Instanzen gleicher Objekte bezogen wird, und soll nicht implizieren, dass die so beschriebenen Objekte in einer gegebenen Sequenz, entweder zeitlich, räumlich, in einer Rangfolge oder in jeglicher anderen Art und Weise, vorliegen müssen.
Im Sinne der vorliegenden Offenbarung bedeuten die Phrasen „A und/oder B“ und „A oder B“ (A), (B) oder (A und B). Im Sinne der vorliegenden Offenbarung bedeutet die Phrase „A, B und/oder C“ (A), (B), (C), (A und B), (A und C), (B und C) oder (A, B und C).
Die Begriffe „linke/r/s“, „rechte/r/s“, „vordere/r/s“, „hintere/r/s“, „obere/r/s“, „untere/r/s“, „über“, „unter“ und dergleichen in der Beschreibung und in den Ansprüchen werden, wenn überhaupt, zu beschreibenden Zwecken verwendet und nicht notwendigerweise zum Beschreiben permanenter relativer Positionen. Zum Beispiel beziehen sich die Begriffe „über“, „unter“, „vordere/r/s“, „hintere/r/s“, „obere/r/s“, „untere/r/s“ und „auf‟ wie hierin verwendet, auf eine relative Position einer/s Komponente, Struktur oder Materials in Bezug auf andere referenzierte Komponenten, Strukturen oder Materialien innerhalb eines Gerätes, wo derartige physischen Beziehungen erwähnenswert sind. Diese Begriffe werden hierin lediglich zu beschreibenden Zwecken eingesetzt, und vorwiegend innerhalb des Kontextes der z-Achse eines Gerätes, und können sich daher auf eine Ausrichtung eines Gerätes beziehen.
Der Begriff „zwischen“ kann im Kontext der z-Achse, der x-Achse oder der y-Achse eines Gerätes eingesetzt werden. Ein Gerät, das sich zwischen zwei anderen Geräten befindet, kann direkt mit einem oder beiden dieser Geräte verbunden sein oder es kann durch ein oder mehrere dazwischenliegende Geräte von beiden der anderen beiden Geräte getrennt sein.
Der Begriff „Backend“ bezieht sich hierin im Allgemeinen auf einen Abschnitt eines Dies, welcher gegenüber einem „Frontend“ liegt und in welchem ein IC (integrierte Schaltung) -Package an IC-Die-Bumps gekoppelt ist. Zum Beispiel gelten Metallschichten höherer Ebenen (z.B. Metallschicht 6 und darüber in einem Zehn-Metall-Stack-Die) und entsprechende Durchkontaktierungen, die näher an einem Die-Package liegen, als Teil des Backends des Dies. Umgekehrt bezieht sich der Begriff „Frontend“ im Allgemeinen auf einen Abschnitt des Dies, der die aktive Region (in welcher z.B. Transistoren hergestellt werden) und Metallschichten tieferer Ebenen und entsprechende Durchkontaktierungen, die näher an der aktiven Region liegen (z.B. Metallschicht 5 und darunter in dem Zehn-Metall-Stack-Die-Beispiel), aufweist.
Es sei darauf hingewiesen, dass diejenigen Elemente der Figuren, welche die gleichen Bezugsziffern (oder Namen) wie die Elemente jeglicher anderen Figur aufweisen, in jeglicher Art und Weise ähnlich der beschriebenen arbeiten oder funktionieren können, jedoch nicht darauf beschränkt sind.
1 veranschaulicht ein System 100, das ein älteres USB (Universal Serial Bus) 2.0-Gerät in einer verbundenen oder Suspend-Modus-Konfiguration mit einem Host-Gerät aufweist. Das System 100 weist ein Host-Gerät 101 (z.B. ein Computergerät, einen Laptop, ein Smartphone, ein Tablet usw.), ein USB-Gerät 102 (z.B. einen Flash-Treiber, eine Kamera, einen Drucker usw.) und eine Übertragungsleitung 103 (z.B. ein USB-Kabel) auf. Andere Komponenten des Systems 100 sind der Einfachheit halber nicht gezeigt. Zum Beispiel sind die mechanische Schnittstelle des USB (Stecker und Buchse), Sender und Empfänger am Geräte- und Host-Ende usw. nicht gezeigt. Die Schalter SW1 und SW2 werden verwendet, um verschiedene Betriebsmodi zu ermöglichen, wie z.B. einen Suspend-Modus oder einen Verbindungsmodus. Diese Schalter können als Transistoren implementiert sein, wie z.B. als Durchlassgatter.
Bei neueren Host-Geräten werden die Geräte am Host 101 üblicherweise an fortgeschrittenen Prozessknoten (z.B. 14 nm und darüber hinaus) hergestellt. Umgekehrt variieren die Geräte und Stromversorgungen eines Gerätes 102 über ein breites Spektrum, weil es sich bei einigen Geräten um ältere Geräte handelt, die mit höheren Spannungen arbeiten, während es sich bei anderen Geräten um neuere Geräte handelt, die mit niedrigeren Spannungen arbeiten. Bei USB 2.0 handelt es sich um älteres geistiges Eigentum (IP - Intellectual Property), wobei sich die Spezifikation seit dem Jahr 2000 immer weiterentwickelt, um eine kostengünstige Plattformintegration und die Unterstützung neuer Merkmale zu ermöglichen. Bei der älteren USB 2.0-Suspend-Modus-Konfiguration wird ein schwacher Pull-Up (Spezifikationsbereich der Rpu 900-1575 Ohm) des Gerätes 102 an einer Versorgung von Vdd D = 3,3 V terminiert (wobei die maximale Vdd_D 3,6 V beträgt). Die E/A-Stifte D+ oder D- werden bei einem HS (High Speed)/FS (Full Speed) bzw. einem LS (Low Speed) -fähiges Gerät während des Suspend-Modus (Leerlaufspannung = VIHZ) auf 3,3 V hochgezogen. Hinweis: gemäß der USB 2.0-Host-Spezifikation muss die Rpd D+/D- auf 0 V halten, wenn der Host-Anschluss des Gerätes 101 nicht an jegliches Gerät angeschlossen ist.
Gemäß einem Technischen Änderungsauftrag (TÄA) - TÄA Widerstand - genehmigt durch das USB IF, kann ein USB 2.0-Gerätehersteller die D+/D- -Drähte während des Suspend-Modus durch Verwendung einer Rpu des Spezifikationsbereiches von 7,2 kOhm bis 8,8 kOhm hochziehen. Diese Rpus werden direkt an einer Vdd_D von 5 V terminiert, welche auch als die VBUS des Gerätes 102 bezeichnet wird. Ein Grund für diesen TÄA ist die Einsparung von Herstellungskosten für einen Plattform-Spannungsregler (VD). Durch diesen Anstieg in der VBUS und diese Änderung der Rpu liegt die VIHZ in einem Bereich von 3,16 V bis 4,07 V, wenn der ungünstigste Fall der Minimum- und Maximum-Spezifikation der Pull-Up-Rpu und der VBUS in Betracht gezogen wird. Mit einem weiteren TÄA 5,5 V VBUS zur Unterstützung der USB-C-Anforderung kann die VIHZ unter ungünstigsten Bedingungen bis auf 4,26 V ansteigen.

Tabelle 1 veranschaulicht den Maximalpegel der VIHZ in Übereinstimmung mit den TÄAs. Die maximale (max.) VIHZ kann die Zuverlässigkeitsgrenzen von Transistoren im Host-Gerät 101 verletzen. Zum Beispiel halten Transistoren, die mit der 14 nm FinFET (Fin-Feldeffekttransistor) -Prozesstechnologie hergestellt werden, eine derartig hohe VIHZ möglicherweise nicht aus. Es sei darauf hingewiesen, dass der aktuelle Spezifikationsbereich für die Rpd 14,25 kOhm bis 24,8 kOhm ist. Tabelle 1

USB 2.0-Spezifikation	Vdd_D	Gerät 102 Rpu (Ohm)	Host-Gerät 101 Rpd (Ohm)	VIHZ Maximalspannung (V)
Vor TAA	3,60	900	24800	3,47
Nach TAA Widerstand	5,25	7200	24800	4,07
Nach TAA Widerstand und VBUS	5,5	7200	24800	4,26

2 veranschaulicht eine Vorrichtung 200 zur Verringerung einer Leerlaufspannung an den Stiften D+ und D- an einem Host-Gerät, welches USB 2.0-konform ist, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. Zur Absicherung der Geräte am Host 201, die an D+ und D- -Leitungen gekoppelt sind, werden in einigen Ausführungsformen Gerätestapel 201a und 201b an die D+ und D- -Leitungen gekoppelt. Diese Gerätestapel werden als Nebenschlusszweige bezeichnet. In einigen Ausführungsformen sind die Gerätestapel parallel zu den Pull-Down-Widerständen Rpd geschaltet. In einigen Ausführungsformen weist jeder Gerätestapel die p-Geräte MP1 und MP2 und die n-Geräte MN1 und MN2 auf. Hier sind die Transistoren MP1 und MN1 diodengeschaltete Geräte (z.B. ist ein Gate des Transistors an den Drain des Transistors gekoppelt). In einigen Ausführungsformen sind die Transistoren MP2 und MN2 vorgespannt, um den Stromfluss durch den Nebenschlusszweig zu steuern. In einigen Ausführungsformen wird der Transistor MP2 durch „pbias“ vorgespannt, während der Transistor MN2 durch „nbias“ vorgespannt wird. Diese analogen Vorspannungssignale können durch jeglichen bekannten Referenzgenerator erzeugt werden.
In einigen Ausführungsformen sind die Nebenschlusszweige 201a und 201b schwache Pull-Down-Zweige, die sich wie Leaker verhalten. In einigen Ausführungsformen sind die Gerätestapel 201a und 201b ständig aktiv. Zum Beispiel sind die Gerätestapel 201a und 201b derart konfiguriert, dass sie durch die BIOS (Built-In Operating System) -Einstellung immer eingeschaltet sind. Hier bezieht sich ständig aktiv auf einen Zustand der Schaltung, die einen Pfad von einem hohen Spannungspotential zur Masse (z.B. von D+/D- zur Masse) aufweist.
Die Gerätestapel 201a und 201b liefern einen zusätzlichen Leaker-Pfad zusätzlich zum Rpd-Widerstandspfad zur Masse. An sich wird die VIHZ während des Suspend-Modus auf weniger als 3,6 V verringert, was niedrig genug sein kann, um die Gate-Transistor-Zuverlässigkeitsgrenzen zu erfüllen. Die Nebenschlusszweige 201a und 201b können weiter ausgebaut werden, damit sie stärker sind, wenn der TÄA VBUS angewandt wird. Der TÄA VBUS unterstützt einen höheren VBUS-Bereich von 5,25 V bis 5,5 V als die Maximalgrenze zum Erfüllen der USB-C-Anforderung. Der TÄA VBUS erhöht den Suspend-Leckstromverbrauch weiter, da die Nebenschlusszweige 201a und 201b stärker werden und mehr Strom zur Masse ableiten. Zum Beispiel „verbrennt“ das Host-Gerät 201 zusätzliche Leckage, wenn die D+ und D- E/A-Pads aufgrund der ständig aktiven Nebenschlusszweige 201a und 201b bei 3,3 V gehalten werden.
Während die Ausführungsform von 2 eine Lösung zum Schutz der Transistorzuverlässigkeit mit der USB 2.0-Spezifikation vor dem TÄA, nach dem TÄA Widerstand und nach dem TÄA VBUS bereitstellt, kann sie aufgrund der ständig aktiven Nebenschlusszweige in Leckstrom resultieren. Zum Beispiel beginnen die Nebenschlusszweige 201a und 201b erheblich Strom zu verbrauchen, nachdem die Spannungen an D+ und D- auf über 2,5 V hochgezogen wurden. Diese Nebenschlusszweige 201a und 201b werden stärker, wenn die Spannungen an D+/D- weiter ansteigen. Zum Beispiel würde, wenn die Spannung an D+/D-3,3 V beträgt, das Einschalten des schwächsten Nebenschlusszweiges bis zu mehr als 300 µW über PVT (Process, Voltage and Temperature - Prozess, Spannung und Temperatur) hinweg „verbrennen“. Diese Leckagezahl kann zwei bis drei Mal höher sein, wenn die Nebenschlusszweige weiter ausgebaut werden, um die Spezifikationsanforderungen des TÄA VBUS zu erfüllen.
Während die Ausführungsformen hier die Nebenschlusszweige 201a und 201b mit einer bestimmten Implementierung mit diodengeschalteten Transistoren und anderen Transistoren, die vorgespannt sind, beschreiben, sind die Nebenschlusszweige nicht auf diese Implementierung beschränkt. Es kann jegliche geeignete Implementierung, die einen schwachen Widerstandspfad von D+ und D- zur Masse bereitstellt, als die Nebenschlusszweige 201a und 201b zum Einsatz kommen.
3 veranschaulicht ein Diagramm 300, das einen überlappenden VIHZ-Spannungsbereich für den Betrieb verschiedener USB 2.0-konformer Geräte zeigt. Hier veranschaulicht ein Pfeil 301 den Bereich der VIHZ, wenn die Rpu an eine Vdd_D von 3,3 V gekoppelt ist. In diesem Fall beträgt die minimale VIHZ 2,7 V und die maximale VIHZ beträgt 3,47 V. Ein Pfeil 302 veranschaulicht den Bereich der VIHZ, wenn die Rpu an eine Vdd_D von VBUS gekoppelt ist. In diesem Fall beträgt die minimale VIHZ 2,92 V und die maximale VIHZ beträgt 4,25 V. Die überlappende VIHZ ist eine Region 303, wobei es sich um die Region zwischen den beiden Rpu-Designs handelt. In einigen Ausführungsformen können die Nebenschlusszweige 201a und 201b während der Region 303 ausgeschaltet sein, um den Suspend-Stromverbrauch zu verringern, während sie, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen, außerhalb der Region 303 eingeschaltet sind.
4 veranschaulicht ein Zeitverlaufsdiagramm 400 für eine Host- und Geräte-Handshake-Sequenz und Zeiten, wenn Nebenschluss-Pull-Down-Geräte (oder Zweige) aktiviert sind, um die Zuverlässigkeit von Transistoren des Host-Gerätes zu schützen, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. Das Zeitverlaufsdiagramm 400 zeigt ein Beispiel eines HS/FS-fähigen Gerätes während einer Handshake-Sequenz mit einem Host-Anschluss. Bei einem LS-Gerät ist der D- -Stift auf die VIHZ hochgezogen. Gemäß dem USB 2.0-Protokoll muss der Host-Anschluss sowohl D+ als auch D- durch eine schwache Rpd auf etwa 0 V halten, wenn kein Gerät an den Anschluss angeschlossen ist.

Nachdem ein Gerät an den Host-Anschluss angeschlossen und erkannt wurde und die VBUS bereit ist, zieht die Rpu von der Geräteseite die Spannung entweder an D+ oder D- auf etwa 3,3 V (VIHZ) hoch, in Abhängigkeit von der Gerätegeschwindigkeitsfähigkeit, um anzuzeigen, dass ein Geräteverbindungsereignis stattgefunden hat. Nach einem gewissen Zeitraum gibt der Host-Controller ein Reset-Signal aus, indem sowohl D+ als auch D- mit einem 45 Ohm Haupttreiber auf Masse heruntergezogen werden. Dies wird durch eine Region 401 angezeigt. Dadurch dass die Rpu bei 3,3 V 1,5 kΩ (oder bei 5 V 8 kΩ) beträgt, wird in der Region 401 eine Nicht-Null-SEO (Tiny J) eingehalten, wobei während des Reset-Zeitraums die Spannung an D+ etwas höher als der Spannungspegel an D- ist. Mit den Variationen einiger Parameter zeigt Tabelle 2, dass die Nicht-Null-Anschluss-Reset-Amplitude (D+ - D- oder umgekehrt) von 75,2 mV bis 187,7 mV mit 1,5 kOhm Rpu bei einer Vdd_D 3,3 V Konfiguration oder 21,5 mV bis 37,6 mV mit 8 kOhm Rpu bei einer Vdd_D 5 V Konfiguration variieren kann. Das Zeitverlaufsdiagramm zeigt, dass, durch das Deaktivieren der Nebenschlusszweige 201a und 201b, wenn die Rpu 1,5 kOhm bei einer Vdd_D von 3,3 V beträgt, und das Aktivieren der Nebenschlusszweige, wenn das Gerät angeschlossen ist und sich außerhalb der Reset-Region befindet, Suspend-Strom eingespart werden kann. In einigen Ausführungsformen können, wenn die Rpu 8 kOhm bei einer Vdd_D von VBUS beträgt, die Nebenschlusszweige 201a und 201b aktiviert sein, um Geräte am Host 201 zu schützen. Tabelle 2 zeigt tabellarisch eine Übersicht über die Anschluss-Reset-Amplitude mit unterschiedlichen Geräte-Rpu-Designkonfigurationen. Tabelle 2

Konfigurationen	Rpu bei 3,3 V		Rpu bei VBUS
Vdd_D (Geräteversorgungsknoten)	3,6	3	5,5	4,75
Schwache Rpu	900	1575	7200	8900
45 Ohm Rpd Terminierung	49,5	40,5	49,5	40,5
Tiny Y	187.7E-3	75.2E-3	37.6E-3	21.5E-3

5 veranschaulicht eine Vorrichtung 500 zur Differenzierung einer Pull-Up-Konfiguration des Gerätes für den Schutz von Geräten und einen niedrigeren Stromverbrauch am Host in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. Hier sind die Nebenschlusszweige 201a und 201b durch die Zweige 501a bzw. 501b ersetzt, welche an ein n-MN3- bzw. ein n-MN4-Gerät gekoppelt sind. Die Vorrichtung 500 weist ferner einen Signaldetektor und -verstärker 502, eine Verriegelung 503, einen Inverter 504 und die Multiplexer 505 und 506 auf. In einigen Ausführungsformen weist der Signaldetektor und -verstärker einen Rauschsperrenverstärker oder -detektor auf.
Die Empfindlichkeit des Signaldetektors und -verstärkers 502 hängt von den Referenzspannungen Ref+ und Ref- ab. In einigen Ausführungsformen sind die Referenzspannungen Ref+ und Ref- Differenzspannungen. In einigen Ausführungsformen können, während des Suspend-Modus, oder wenn sich die Spannungen an den D+ und D- -Leitungen in der VIHZ-Überlappungsregion 303 befinden, die Referenzspannungen Ref+ und Ref- angepasst werden, damit der Signaldetektor und -verstärker 502 den feinen Unterschied zwischen den D+ und D- -Spannungen, der in der Region 401 angegeben ist, erkennt. Zum Beispiel können während des Reset-Vorgangs, der unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde, Ref+ und Ref- auf eine Einstellung von 50 mV bis 60 mV eingestellt werden, um den Zustand in der Region 401 zu identifizieren und die Nebenschlusszweige 501a und 501b entsprechend zu steuern. Während die Ausführungsformen hier den Signaldetektor und -verstärker 502 als einen Rauschsperrendetektor oder -verstärker diskutieren, sind die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können auch andere Verstärker und/oder Komparatoren, die zum Erkennen eines feinen Unterschiedes zwischen D+ und D-, wie durch die Region 401 angegeben, in der Lage sind, zum Einsatz kommen.
In einigen Ausführungsformen ist ein Rauschsperrendetektor 502 derart konfiguriert, dass er während des Normalbetriebs (z.B. wenn er sich nicht im Suspend-Modus befindet) zwischen 100 mV und 150 mV auslöst und in der Lage ist, mit einer hohen Geschwindigkeit (z.B. 480 Mbps) zu arbeiten. Durch das Anpassen der Referenzspannungen Ref+ und Ref- kann der Rauschsperrendetektor 502 zum Beispiel bereits bei 50 mV und bis zu 162,5 mV auslösen. Die „Tiny J“ Amplitude in der Region 401 während eines Host-Resets kann unter Verwendung des Rauschsperrendetektors 502 erkannt werden, um die Geräte-Rpu-Designkonfiguration durch Verwendung von Ref+ und Ref- bei 50 mV-60 mV zu unterscheiden. „J“ bezieht sich hier auf das Umschalten von Signalen an den D+ und D- -Leitungen. In einigen Ausführungsformen liefern die Multiplexer 504 und 505 unterschiedliche Referenzspannungen (Vref1+/-, Vref2+/-, Vref3+/- und Vref4+/-) für unterschiedliche Betriebsmodi des Hosts 501 und des Gerätes 102. Während vier Referenzen als auswählbare Referenzen für jeden Multiplexer gezeigt sind, kann jegliche Zahl von Referenzen verwendet werden, solange sie Referenzen für den Normalbetrieb des Rauschsperrendetektors 502 und den Suspend-Modus-Betrieb des Gerätes 102 enthalten. An sich kann die Rup-Konfiguration des Gerätes 102 erkannt werden und „Tiny J“ (in der Region 401) wird während eines Host-Resets identifiziert. Der Rauschsperrendetektor 502 wird zum Erkennen der „Tiny J“ Amplitude und zum Entscheiden, wann eine Nebenschlussaktivierung oder -deaktivierung wünschenswert ist, verwendet.
In einigen Ausführungsformen können Referenzen, die als eine Eingabe in die Multiplexer 505 und 5-6 bereitgestellt werden, durch einen Spannungsteiler, wie z.B. eine Widerstandsleiter, erzeugt werden. Es können auch andere Mittel zum Erzeugen der Referenzen eingesetzt werden. Zum Beispiel können die Referenzen durch eine Bandabstandsreferenz zum Bereitstellen einer Basisreferenz und dann eine Spannungsleiter zum Erzeugen mehrerer Referenzen aus der Basisreferenz erzeugt werden.
Beim USB 2.0-Protokoll beginnen das Host-Gerät 501 und das Gerät 102 nach dem Erkennen eines Anschluss-Resets mit einer Reihe von Handshake-Transaktionen für eine vorbestimmte Zeit (z.B. länger als 2,5 µs). Die Reset-Dauer ist lang genug für das Host-Gerät 501, um den „Tiny J“ Pegel in der Region 401 zu erkennen und die Rpu-Konfiguration des Gerätes 102 zu differenzieren, um zu bestimmen, ob die Nebenschlusszweige 501a/b zum Schutz vor elektrischer Überbeanspruchung (EOS - Electric Overstress) und Alterung aktiviert werden sollen oder die Nebenschlusszweige 501a/b für Suspend-Stromeinsparungen deaktiviert werden sollen. Die Nebenschlusszweige 501a/b werden deaktiviert, wenn „Shunt_enb“ eine logische 0 ist, während die Nebenschlusszweige 501a/b aktiviert werden, wenn „Shunt_enb“ eine logische 1 ist.
Der HS-Betrieb, der den Rauschsperrendetektor 502 verwendet, um mit 480 Mbps zu arbeiten, kann starten, nachdem der Handshake-Prozess von 4 abgeschlossen ist, dessen Dauer im Millisekunden-Bereich liegen kann. An sich wird nur eine geringe oder keine signifikante Auswirkung auf die Leistung durch das Multiplexen der Referenzen für den Detektor 502 beobachtet. Nach einem Anschluss-Reset empfängt der Rauschsperrendetektor 502 die normalen Referenzspannungen und arbeitet im Normalmodus.
Der Ausgang „Aus“ löst als eine logische „1“ aus, wenn die Amplitude D+ minus D- (oder umgekehrt) höher als die differentielle Vref („Rref+“ - „Rref-“) ist, ansonsten löst „Aus“ als eine logische ,,0" aus. In einigen Ausführungsformen können die Signale Sel+[1:0] und Sel-[1:0] durch Konfigurationsregisterbits und ein Anschluss-Reset-Aktivierungssignal gegated werden. Eine Verriegelung 503 kann am Ausgang des Rauschsperrendetektors 502 hinzugefügt werden, um die Geräte-Rpu-Erkennungsinformationen nach einem Anschluss-Reset unbestätigt zu halten.

Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse des Rauschsperrendetektors 502 mit einer Einstellung von 50 mV Referenzspannung bei zwei unterschiedlichen Geräte-Rpu-Designkonfigurationen. Tabelle 3

Konfigurationen	Rpu bei 3,3 V		Rpu bei VBUS
Vdd_D (Gerätestromversorgung)	3,6	3	5,5	4,75
Schwache Rpu	900	1575	7200	8900
45 Ohm Rpd Terminierung	49,5	40,5	49,5	40,5
Tiny J	187.7E-3	75.2E-3	37.6E-3	21.5E-3
Einstellung der Rauschsperre Vref	50.0E-3	50.0E-3	50.0E-3	50.0E-3
„Shunt_en“	1	1	0	0
Nebenschlusszweige	Deaktivieren		Aktivieren

Ein Designer kann die Verriegelungsausgang („Shunt_en“) -Signalinformationen zum Aktivieren/Deaktivieren der Nebenschlusszweige 501a/b verwenden. In einigen Ausführungsformen werden die Nebenschlusszweige 501a/b voreingestellt aktiviert, da sie wenig Strom verbrauchen (z.B. verbrauchen die Nebenschlusszweige 501a/b Strom, wenn D+/D- höher als 2,5 V ist). In einigen Ausführungsformen kann eine Kombinationslogik hinzugefügt werden, um die Nebenschlusszweige 501a/b gleich nach dem Einschalten und nachdem das Gerät 102 angeschlossen und ein Anschluss-Reset bestätigt wurde zu aktivieren. An sich ist der Host 501 keinerlei Zuverlässigkeitsrisiko durch die D+ und D- -Signale ausgesetzt. In einigen Ausführungsformen kann der Host 501 sowohl D+ als auch D- durch seine schwache Rpd auf etwa 0 V halten, wenn das Gerät 101 nicht über die Übertragungsleitung 103 an das Host-Gerät 501 angeschlossen ist. In diesem Fall „verbrennen“ die Nebenschlusszweige 501a/b möglicherweise keinerlei Leckstrom bei D+/D- = 0 V.

Die Vorrichtung von 5 kann Strom sparen. Zum Beispiel werden im ungünstigsten Fall bis zu 3,7 mW eingespart, wenn 10 USB-Anschlüsse als Referenzpunkte herangezogen werden, wie in Tabelle 4 gezeigt. In einem Beispiel kann die Vorrichtung von 5 in einem aktuellen Chipsatz, der 14 USB 2.0-Anschlüsse verwendet, bis zu 5,2 mW einsparen. Tabelle 4

Suspend-Leckage pro Anschluss	Rpu bei 3,3 V
Mit den Nebenschlusszweigen 501a/b hinzugefügt (A)	340.9E-6
Ohne die Nebenschlusszweige 501a/b (A)	237.6E-6
Zusätzliche Leckage aufgrund der Nebenschlusszweige 501a/b (A)	103.3E-6
Zusätzlicher Strom aufgrund der Nebenschlusszweige 501a/b (W)	371.7E-6
10 Anschlüsse als Referenz (w)
10 Anschlüsse + Nebenschluss EIN mit Gerät 101 angeschlossen	12.3E-3
10 Anschlüsse + Nebenschluss AUS mit Gerät 101 angeschlossen	8.6E-3
10 Anschlüsse zusätzlich aufgrund der Nebenschlusszweige 501a/b	3.7E-3

Während die Ausführungsformen hier die Nebenschlusszweige 501a und 501b mit einer bestimmten Implementierung mit diodengeschalteten Transistoren und anderen Transistoren, die vorgespannt sind, beschreiben, sind die Nebenschlusszweige nicht auf diese Implementierung beschränkt. Es kann jegliche geeignete Implementierung, die einen schwachen Widerstandspfad von D+ und D- zur Masse bereitstellt, als die Nebenschlusszweige 501a und 501b zum Einsatz kommen.
6 veranschaulicht einen Rauschsperrendetektor oder -verstärker 600 (z.B. 502), der zum Aktivieren oder Deaktivieren der Nebenschluss-Pull-Down-Geräte (oder Zweige) verwendet wird, in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen weist eine Leseverstärkerverriegelung 600 die n-Eingangstransistoren MN1 und MN2 zum Empfangen von Eingangssignalen an den Knoten D- und D+ auf. In einer Ausführungsform werden kreuzgekoppelte invertierende Stufen, die aus den Transistoren MP2 und MN3 (Inverter 1) und den Transistoren MP4 und MN4 (Inverter 2) gebildet werden, an die n-Eingangstransistoren MN1 und MN2 an deren entsprechende Drain-Anschlüsse gekoppelt. In einigen Ausführungsformen werden die p-Transistoren MP1 und MP3 parallel an MP2 und MP4 gekoppelt, um die Transistoren MP4 und MP2 entsprechend auf unterschiedlichen Phasen des Taktsignals Clk zu aktivieren oder zu deaktivieren. In einigen Ausführungsformen werden die Ausgänge Vo+ (Aus) und Vo- (Aus-) an die Drains der Transistoren MN3 bzw. MN4 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen weist die Leseverstärkerverriegelung 600 eine schaltbare Stromquelle im Transistor MN5 auf, welche Strom an die Leseverstärkerverriegelung 600 bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen verbraucht die Leseverstärkerverriegelung 600 viel weniger Strom als jeglicher traditionelle Verstärker oder Komparator, weil die Stromquelle MN5 während der niedrigen Phase des Taktsignals Clk AUS ist. In einer derartigen Ausführungsform werden die Ausgänge Vo+ und Vo- durch die Transistoren MP1 und MP3, welche während der niedrigen Phase des Taktsignals Clk EIN sind, logisch hoch gehalten. Das Taktsignal Clk kann durch jegliche geeignete Quelle erzeugt werden (z.B. eine Phasenregelschleife, einen Zeichenoszillator usw.). In einigen Ausführungsformen tastet die Leseverstärkerverriegelung 600 die Eingangssignale D- und D+ während der hohen Phase des Taktsignals Clk ab. In einer derartigen Ausführungsform ist der Transistor MN5 EIN und agiert wie eine Stromquelle, während die Transistoren MP1 und MP3 AUS sind.
In einigen Ausführungsformen weist die auf einem Lese- (oder Abtast-) Verstärker basierende Verriegelung 600 zwei Betriebsphasen auf - eine Betriebsphase ist Reset und die andere Betriebsphase ist Evaluierung. In einigen Ausführungsformen werden, während der Reset-Betriebsphase, die differentiellen Ausgangsknoten Vo+ und Vo- gegen die Vdd (oder Vss in einer komplementären Struktur) kurzgeschlossen. In einigen Ausführungsformen werden die antiparallel gekoppelten Inverter (MN3/MP2 und MN4/MP4) gezwungen, gleiche Eingangs-/Ausgangsspannungen aufzuweisen. In einigen Ausführungsformen lädt, während der Evaluierungs-Betriebsphase, das differentielle Paar die beiden Ausgangsknoten Vo+ und Vo- mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf, weil der Strom, der durch das differentielle Paar fließt, eine Funktion der Eingangssignale Vin- und Vin+ ist. In einer derartigen Ausführungsform sehen die antiparallel gekoppelten Inverter (MN3/MP2 und MN4/MP4) eine Spannungsdifferenz an ihren Eingängen/Ausgängen und arbeiten mit einer positiven Rückkopplung. Die positive Rückkopplung verursacht eine Verstärkung der Spannungsdifferenz. Zum Beispiel wachsen die Eingänge/Ausgänge der antiparallel gekoppelten Inverter (MN3/MP2 und MN4/MP4) schnell auf ein solides Level einer logischen ,1' oder logischen ,0'. Daher wird eine kleine Spannung an den Abtastverstärkereingängen (D- und D+) auf ein logisches Signal verstärkt. In einigen Ausführungsformen folgt ein RS (Reset-Set) -Flipflop auf die Stufe der Leseverstärkerverriegelung 600, um eine voll funktionstüchtige Einheit zu bilden.
In einigen Ausführungsformen liegt, wenn MN5 eingeschaltet ist, ein Strom vor, der durch beide Seiten der Leseverstärkerverriegelung 600 verläuft. Wenn die Eingangsspannung zum Gate des MN1 höher als eine Eingangsspannung zum Gate von MN2 ist, dann ist der Strom durch die linke Seite der Leseverstärkerverriegelung 600 höher als auf der rechten Seite der Leseverstärkerverriegelung 600. Ein höherer Strom auf der linken Seite bedeutet, dass der Spannungsabfall über MP2 hinweg größer als der Spannungsabfall über MP4 hinweg ist, was bedeutet, dass eine Spannung an Vo+ höher als eine Spannung an Vo- ist. In diesem Beispiel weist der obere Abschnitt der Leseverstärkerverriegelung 600 zwei quergekoppelte Inverter auf, wobei der Eingang von jedem Gate an den Ausgang des anderen Gates gekoppelt ist. Diese beiden Inverter können eine positive Rückkopplung erzeugen, die Vo+ schnell dazu zwingt, Vdd zu werden und Vo- schnell dazu zwingt, GND (Masse) zu werden. Durch eine ähnliche Analyse ist zu sehen, dass, wenn die Eingangsspannung zum Gate von MN2 höher als die Eingangsspannung zum Gate von MN1 ist, Vo+ auf GND eingestellt ist und Vo- auf Vcc (Stromversorgung) eingestellt ist.
In einigen Ausführungsformen weisen die Transistoren MN1 und MN2 die gleiche Größe auf, die Transistoren MN3 und MN4 weisen die gleiche Größe auf, die Transistoren MP2 und MP4 weisen die gleiche Größe auf und die Transistoren MP1 und MP3 weisen die gleiche Größe auf. In einigen Ausführungsformen sind die Kondensatoren C1 und C2 Metallkondensatoren. In einigen Ausführungsformen sind die Kondensatoren C1 und C2 Transistorbasierte Kondensatoren. In einigen Ausführungsformen sind die Kondensatoren C1 und C2 Hybridkondensatoren (z.B. eine Kombination aus Metall- und Transistor-basierten Kondensatoren). In einigen Ausführungsformen werden die Kondensatoren im Frontend des Dies hergestellt. In einigen Ausführungsformen werden die Kondensatoren im Backend des Dies hergestellt. In einigen Ausführungsformen sind die Widerstände R1 und R2 Widerstände, die durch den Prozessknoten angeboten werden. In einigen Ausführungsformen sind die Widerstände R1 und R2 Transistoren, die in der linearen Region arbeiten.
7 veranschaulicht ein smartes Gerät oder ein Computersystem oder ein Ein-Chip-System (SoC - System-an-Chip) mit einer Vorrichtung zur Differenzierung einer Pull-Up-Konfiguration des Gerätes für den Schutz von Geräten und einen niedrigeren Stromverbrauch am Host gemäß einiger Ausführungsformen der Offenbarung. 7 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines mobilen Gerätes, bei welchem Schnittstellenverbinder mit flacher Oberfläche verwendet werden könnten. In einigen Ausführungsformen stellt das Rechengerät 1600 ein mobiles Rechengerät dar, wie z.B. ein Tablet, ein Mobiltelefon oder Smartphone, einen WLAN-fähigen E-Reader oder ein anderes drahtloses Mobilgerät. Es wird verstanden werden, dass bestimmte Komponenten allgemein gezeigt sind und dass nicht alle Komponenten eines derartigen Gerätes in dem Rechengerät 1600 gezeigt sind.
In einigen Ausführungsformen weist das Rechengerät 1600 einen ersten Prozessor 1610 mit einer Vorrichtung zur Differenzierung einer Pull-Up-Konfiguration des Gerätes für den Schutz von Geräten und einen niedrigeren Stromverbrauch am Host gemäß einiger diskutierter Ausführungsformen auf. Andere Blöcke des Rechengerätes 1600 können auch die Vorrichtung zur Differenzierung einer Pull-Up-Konfiguration des Gerätes für den Schutz von Geräten und einen niedrigeren Stromverbrauch am Host gemäß einiger Ausführungsformen aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung ein separater Block sein, der mit einem anderen der in 7 gezeigten Blöcke verbunden ist.
Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können auch eine Netzwerkschnittstelle innerhalb von 1670 aufweisen, wie z.B. eine drahtlose Schnittstelle, sodass eine Systemausführungsform in ein drahtloses Gerät, zum Beispiel ein Mobiltelefon oder einen PDA (Personal Digital Assistant), integriert werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 1610 ein oder mehrere physische Geräte aufweisen, wie z.B. Mikroprozessoren, Anwendungsprozessoren, Mikro-Controller, programmierbare Logikgeräte oder andere Verarbeitungsmittel. Zu den Verarbeitungsvorgängen, die durch den Prozessor 1610 durchgeführt werden, zählt die Ausführung einer Betriebsplattform oder eines Betriebssystems, auf welcher/welchem Anwendungen und/oder Gerätefunktionen ausgeführt werden. Zu den Verarbeitungsvorgängen zählen Vorgänge in Bezug auf E/A (Eingabe/Ausgabe) mit einem menschlichen Benutzer oder mit anderen Geräten, Vorgänge in Bezug auf das Leistungsmanagement und/oder Vorgänge in Bezug auf das Verbinden des Rechengerätes 1600 mit einem anderen Gerät. Zu den Verarbeitungsvorgängen können auch Vorgänge in Bezug auf Audio-E/A und/oder Anzeige-E/A zählen.
In einigen Ausführungsformen weist das Rechengerät 1600 ein Audio-Untersystem 1620 auf, welches Hardware (z.B. Audio-Hardware und Audioschaltungen) und Software (z.B. Treiber, Codecs) -Komponenten im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Audio-Funktionen an das Rechengerät darstellt. Zu Audio-Funktionen können Lautsprecher- und/oder Kopfhörerausgabe sowie Mikrofoneingabe zählen. Geräte für derartige Funktionen können in das Rechengerät 1600 integriert oder mit dem Rechengerät 1600 verbunden sein. In einer Ausführungsform interagiert ein Benutzer mit dem Rechengerät 1600 durch das Bereitstellen von Audiobefehlen, die durch den Prozessor 1610 empfangen und verarbeitet werden.
In einigen Ausführungsformen weist das Rechengerät 1600 ein Anzeige-Untersystem 1630 auf. Das Anzeige-Untersystem 1630 stellt Hardware (z.B. Anzeigegeräte) und Software (z.B. Treiber) -Komponenten dar, die eine visuelle und/oder taktile Anzeige für einen Benutzer zum Interagieren mit dem Rechengerät 1600 bereitstellen. Das Anzeige-Untersystem 1630 weist eine Anzeigeschnittstelle 1632 auf, welche den/das entsprechende/n Bildschirm oder Hardware-Gerät aufweist, der/das zum Bereitstellen einer Anzeige für einen Benutzer verwendet wird. In einer Ausführungsform weist die Anzeigeschnittstelle 1632 Logik getrennt vom Prozessor 1610 auf, um mindestens einen Teil der Verarbeitung in Bezug auf die Anzeige durchzuführen. In einer Ausführungsform weist das Anzeige-Untersystem 1630 ein Touchscreen (oder ein Touchpad) -Gerät auf, das sowohl Ausgabe als auch Eingabe an einen Benutzer bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen weist das Rechengerät 1600 einen E/A-Controller 1640 auf. Der E/A-Controller 1640 stellt Hardware-Geräte und Software-Komponenten in Bezug auf die Interaktion mit einem Benutzer dar. Der E/A-Controller 1640 ist zum Managen von Hardware geeignet, die Teil des Audio-Untersystems 1620 und/oder des Anzeige-Untersystems 1630 ist. Außerdem veranschaulicht der E/A-Controller 1640 einen Verbindungspunkt für zusätzliche Geräte, die mit dem Rechengerät 1600 verbunden werden, über welche ein Benutzer mit dem System interagieren könnte. Zum Beispiel können zu Geräten, die an das Rechengerät 1600 angeschlossen werden können, Mikrofongeräte, Lausprecher- oder Stereosysteme, Videosysteme oder andere Anzeigegeräte, Tastatur- oder Tastenfeldgeräte oder andere E/A-Geräte zur Verwendung mit spezifischen Anwendungen, wie z.B. Kartenlesegeräte oder andere Geräte, zählen.
Wie oben angegeben, kann der E/A-Controller 1640 mit dem Audio-Untersystem 1620 und/oder dem Anzeige-Untersystem 1630 interagieren. Zum Beispiel kann eine Eingabe über ein Mikrofon oder ein anderes Audiogerät eine Eingabe oder Befehle für eine oder mehrere Anwendungen oder Funktionen des Rechengerätes 1600 bereitstellen. Außerdem kann eine Audioausgabe anstelle oder zusätzlich zu einer Anzeigeausgabe bereitgestellt werden. In einem anderen Beispiel agiert, wenn das Anzeige-Untersystem 1630 einen Touchscreen aufweist, das Anzeigegerät auch als ein Eingabegerät, welches zumindest teilweise durch den E/A-Controller 1640 gemanagt werden kann. Es können auch zusätzliche Tasten oder Schalter an dem Rechengerät 1600 vorliegen, um E/A-Funktionen bereitzustellen, die durch den E/A-Controller 1640 gemanagt werden.
In einigen Ausführungsformen managt der E/A-Controller 1640 Geräte wie z.B. Beschleunigungsmesser, Kameras, Lichtsensoren oder andere Umweltsensoren oder andere Hardware, die in dem Rechengerät 1600 enthalten sein können. Die Eingabe kann Teil einer direkten Benutzerinteraktion sein sowie Umwelteingaben in das System bereitstellen, um dessen Vorgänge zu beeinflussen (wie z.B. das Filtern von Rauschen, das Anpassen von Anzeigen zur Helligkeitserkennung, das Anwenden eines Blitzes für eine Kamera oder andere Merkmale).
In einigen Ausführungsformen weist das Rechengerät 1600 das Leistungsmanagement 1650 auf, welches die Batteriestromnutzung, das Laden der Batterie und Merkmale in Bezug auf den Stromsparbetrieb managt. Das Speicheruntersystem 1660 weist Speichergeräte zum Speichern von Informationen in dem Rechengerät 1600 auf. Der Speicher kann nichtflüchtige (der Zustand ändert sich nicht, wenn die Stromzufuhr zum Speichergerät unterbrochen wird) und/oder flüchtige (der Zustand ist unbestimmt, wenn die Stromzufuhr zum Speichergerät unterbrochen wird) Speichergeräte aufweisen. Das Speicheruntersystem 1660 kann Anwendungsdaten, Benutzerdaten, Musik, Fotos, Dokumente oder andere Daten sowie Systemdaten (egal ob langfristig oder temporär) in Bezug auf die Ausführung der Anwendungen und Funktionen des Rechengerätes 1600 speichern.
Elemente von Ausführungsformen werden auch als ein maschinenlesbares Medium (z.B. der Speicher 1660) zum Speichern der computerausführbaren Anweisungen (z.B. Anweisungen zum Implementieren jeglicher anderen hierin diskutierten Prozesse) bereitgestellt. Das maschinenlesbare Medium (z.B. der Speicher 1660) kann Flash-Speicher, optische Platten, CD-ROMs, DVD-ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetische oder optische Karten, Phasenwechselspeicher (PCM - Phase Change Memory) oder andere Arten von maschinenlesbaren Medien, die zum Speichern elektronischer oder computerausführbarer Anweisungen geeignet sind, aufweisen, jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können Ausführungsformen der Offenbarung als ein Computerprogramm heruntergeladen werden (z.B. BIOS), welches mit Hilfe von Datensignalen über eine Kommunikationsverbindung (z.B. ein Modem oder eine Netzwerkverbindung) von einem entfernten Computer (z.B. einem Server) an einen anfordernden Computer (z.B. einen Client) übertragen werden kann.
In einigen Ausführungsformen weist das Rechengerät 1600 die Konnektivität 1670 auf. Die Konnektivität 1670 weist Hardware-Geräte (z.B. drahtlose und/oder verdrahtete Verbindungselemente und Kommunikationshardware) und Software-Komponenten (z.B. Treiber, Protokollstapel) auf, um dem Rechengerät 1600 das Kommunizieren mit externen Geräten zu ermöglichen. Das Rechengerät 1600 könnte aus separaten Geräten, wie z.B. aus anderen Rechengeräten, drahtlosen Zugangspunkten oder Basisstationen, sowie Peripheriegeräten, wie z.B. Headsets, Druckern oder anderen Geräten, bestehen.
Die Konnektivität 1670 kann mehrere unterschiedliche Arten von Konnektivität aufweisen. Verallgemeinernd ist das Rechengerät 1600 mit der Mobilfunkkonnektivität 1672 und der Drahtloskonnektivität 1674 veranschaulicht. Die Mobilfunkkonnektivität 1672 bezieht sich im Allgemeinen auf Mobilfunknetzkonnektivität, die durch drahtlose Träger bereitgestellt wird, wie sie z.B. durch GSM (Global System for Mobile Communications) oder Variationen oder Ableitungen davon, CDMA (Code Division Multiple Access) oder Variationen oder Ableitungen davon, TDM (Time Division Multiplexing) oder Variationen oder Ableitungen davon oder andere Mobilfunkdienststandards bereitgestellt wird. Die Drahtloskonnektivität (oder drahtlose Schnittstelle) 1674 bezieht sich auf drahtlose Konnektivität, bei welcher es sich nicht um Mobilfunk handelt, und dazu können persönliche Netzwerke (wie z.B. Bluetooth, Near Field usw.), Lokalbereichsnetzwerke (wie z.B. Wi-Fi) und/oder Weitbereichsnetzwerke (wie z.B. WiMax) oder andere drahtlose Kommunikation zählen.
In einigen Ausführungsformen weist das Rechengerät 1600 Peripherieverbindungen 1680 auf. Die Peripherieverbindungen 1680 weisen Hardware-Schnittstellen und Verbindungselemente sowie Software-Komponenten (z.B. Treiber, Protokollstapel) zur Herstellung von Peripherieverbindungen auf. Es wird verstanden werden, dass das Rechengerät 1600 sowohl ein peripheres Gerät („zu“ 1682) zu anderen Rechengeräten sein könnte als auch periphere Geräte („von“ 1684) damit verbunden aufweisen könnte. Das Rechengerät 1600 weist üblicherweise ein „Docking“-Verbindungselement zum Verbinden mit anderen Rechengeräten für Zwecke wie das Managen (z.B. Herunterladen und/oder Hochladen, Ändern, Synchronisieren) von Inhalt auf dem Rechengerät 1600 auf. Außerdem kann ein Docking-Verbindungselement es dem Rechengerät 1600 gestatten, sich mit bestimmten Peripheriegeräten zu verbinden, welche dem Rechengerät 1600 das Steuern von Inhalt, der zum Beispiel an audiovisuelle oder andere Systeme ausgegeben wird, gestatten.
Zusätzlich zu einem proprietären Docking-Verbindungselement oder anderer proprietärer Verbindungshardware kann das Rechengerät 1600 die Peripherieverbindungen 1680 auch über übliche oder standardbasierte Verbindungselemente herstellen. Zu üblichen Arten können ein USB (Universal Serial Bus) -Verbindungselement (welches jegliche einer Reihe von unterschiedlichen Hardware-Schnittstellen aufweisen kann), DisplayPort, einschließlich MDP (MiniDisplayPort), HDMI (High Definition Multimedia Interface), Firewire oder andere Arten zählen.
Eine Bezugnahme in der Spezifikation auf „eine Ausführungsform“, „einige Ausführungsformen“ oder „andere Ausführungsformen“ bedeutet, dass ein/e bestimmte/s Merkmal, Struktur oder Eigenschaft, das/die in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben ist, mindestens in einigen Ausführungsformen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Ausführungsformen enthalten ist. Die verschiedenen Stellen des Auftretens von „eine Ausführungsform“ oder „einige Ausführungsformen“ beziehen sich nicht notwendigerweise alle auf die gleichen Ausführungsformen. Wenn die Spezifikation angibt, dass eine Komponente, ein Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft enthalten sein „kann“ oder „könnte“, muss die/das bestimmte Komponente, Merkmal, Struktur oder Eigenschaft nicht unbedingt enthalten sein. Wenn sich die Spezifikation oder die Ansprüche auf „ein“ Element beziehen, bedeutet dies nicht, dass nur eines der Elemente vorliegt. Wenn sich die Spezifikation oder die Ansprüche auf „ein zusätzliches“ Element beziehen, schließt dies nicht aus, dass mehr als eines des zusätzlichen Elements vorliegt.
Außerdem können die bestimmten Merkmale, Strukturen, Funktionen oder Eigenschaften in jeglicher geeigneten Art und Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. Zum Beispiel kann eine erste Ausführungsform überall dort mit einer zweiten Ausführungsform kombiniert werden, wo die bestimmten Merkmale, Strukturen, Funktionen oder Eigenschaften im Zusammenhang mit den beiden Ausführungsformen einander nicht ausschließen.
Während die Offenbarung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen davon beschrieben wurde, werden dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet angesichts der vorstehenden Beschreibung viele Alternativen, Modifikationen und Variationen derartiger Ausführungsformen offensichtlich sein. Die Ausführungsformen der Offenbarung sollen alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Variationen als in den breiten Umfang der angehängten Ansprüche fallend umschließen.
Außerdem können gut bekannte Strom-/Erdungsverbindungen zu Chips mit integrierten Schaltungen (IC - Integrated Circuit) und anderen Komponenten innerhalb der vorliegenden Figuren gezeigt sein oder auch nicht, der Einfachheit der Veranschaulichung und Diskussion halber und um die Offenbarung nicht zu verdecken. Ferner können Anordnungen in Form von Blockdiagrammen gezeigt sein, um ein Verdecken der Offenbarung zu vermeiden, sowie angesichts der Tatsache, dass Spezifika in Bezug auf eine Implementierung derartiger Blockdiagrammanordnungen sehr stark von der Plattform abhängen, innerhalb welcher die vorliegende Offenbarung implementiert werden soll (d.h. derartige Spezifika sollten gut innerhalb der Kenntnisse eines Fachmanns auf dem Gebiet liegen). Wo spezifische Einzelheiten (z.B. Schaltungen) zum Beschreiben von Beispielausführungsformen der Offenbarung dargelegt sind, sollte es für einen Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass die Offenbarung auch ohne diese oder mit einer Variation dieser spezifischen Details in der Praxis umgesetzt werden kann. Die Beschreibung ist daher als veranschaulichend anstatt als einschränkend zu betrachten.
Die folgenden Beispiele sind zur Veranschaulichung der verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt. Diese Beispiele können in jeglicher geeigneten Art und Weise voneinander abhängen.
Beispiel 1: Eine Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Signaldetektor, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals, einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten Referenz aufweist; einen ersten Multiplexer, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll; und einen zweiten Multiplexer, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll.
Beispiel 2: Die Vorrichtung von Beispiel 1, welche eine Verriegelungsschaltung zum Verriegeln eines Ausgangs des Signaldetektors aufweist, wobei die Verriegelungsschaltung eine verriegelte Version des Ausgangs bereitstellen soll.
Beispiel 3: Die Vorrichtung von Beispiel 2, welche ein erstes Gerät zum Empfangen der verriegelten Version des Ausgangs; und ein zweites Gerät zum Empfangen der verriegelten Version des Ausgangs aufweist.
Beispiel 4: Die Vorrichtung von Beispiel 3, welche eine erste Reihe von Geräten, die an den ersten Eingang und das erste Gerät gekoppelt sind; und eine zweite Reihe von Geräten, die an den zweiten Eingang und das zweite Gerät gekoppelt sind, aufweist.
Beispiel 5: Die Vorrichtung von Beispiel 4, wobei das erste und das zweite Gerät einen ersten bzw. einen zweiten n-Transistor aufweisen.
Beispiel 6: Die Vorrichtung von Beispiel 4, wobei das erste und das zweite Gerät eingeschaltet werden, wenn der erste und der zweite Eingang an ein Gerät mit einer höheren Versorgungsspannung als etwa 3,3 V gekoppelt werden.
Beispiel 7: Die Vorrichtung von Beispiel 6, wobei das erste und das zweite Gerät ausgeschaltet werden, wenn die Versorgungsspannung weniger als etwa 4,25 V beträgt.
Beispiel 8: Die Vorrichtung von Beispiel 7, wobei das Gerät ein USB (Universal Serial Bus) -konformes Gerät ist.
Beispiel 9: Die Vorrichtung von Beispiel 4, wobei die erste und die zweite Reihe von Geräten mindestens einen diodengeschalteten Transistor und mindestens ein Gerät, das durch eine analoge Vorspannung vorgespannt werden soll, aufweisen.
Beispiel 10: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 9, wobei der Signaldetektor einen Rauschsperrenverstärker aufweist.
Beispiel 11: Die Vorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 9, wobei der erste und der zweite Multiplexer durch eine erste bzw. eine zweite Steuerung steuerbar sind und wobei mindestens eine der ersten und der zweiten Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite Referenz auswählen soll.
Beispiel 12: Die Vorrichtung von Beispiel 11, wobei die erste oder die zweite Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite Referenz auswählen soll, wenn ein Gerät an die Vorrichtung angeschlossen wird und wenn ein Reset-Vorgang aktiviert ist.
Beispiel 13: Eine Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen ersten Eingangsanschluss, der an eine erste Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen zweiten Eingangsanschluss, der an eine zweite Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen Rauschsperrenverstärker, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals von dem ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals von dem zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgang aufweist; eine erste Reihe von Geräten, die an den ersten Eingangsanschluss und ein erstes Gerät gekoppelt sind; und eine zweite Reihe von Geräten, die an den zweiten Eingangsanschluss und ein zweites Gerät gekoppelt sind, wobei das erste und das zweite Gerät durch den Ausgang des Rauschsperrenverstärkers gemäß Spannungspegeln des ersten und des zweiten Datensignals an dem ersten bzw. dem zweiten Eingangsanschluss gesteuert werden.
Beispiel 14: Die Vorrichtung von Beispiel 13, wobei der Rauschsperrenverstärker einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten einstellbaren Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten einstellbaren Referenz aufweist.
Beispiel 15: Die Vorrichtung von Beispiel 14, welche Folgendes aufweist: einen ersten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste einstellbare Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll; und einen zweiten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite einstellbare Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll.
Beispiel 16: Die Vorrichtung von Beispiel 15, wobei der erste und der zweite Multiplexer durch eine erste bzw. eine zweite Steuerung steuerbar sind und wobei mindestens eine aus der ersten und der zweiten Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite einstellbare Referenz auswählen soll.
Beispiel 17: Die Vorrichtung von Beispiel 13, wobei die erste oder die zweite Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite einstellbare Referenz auswählen soll, wenn ein Gerät an die Vorrichtung angeschlossen wird und wenn ein Reset-Vorgang aktiviert ist.
Beispiel 18: Die Vorrichtung von Beispiel 13, welche eine Verriegelungsschaltung aufweist, die an den Ausgang des Rauschsperrenverstärkers gekoppelt ist, wobei die Verriegelungsschaltung eine verriegelte Version des Ausgangs des Rauschsperrenverstärkers an das erste und das zweite Gerät bereitstellen soll.
Beispiel 19: Ein System, welches Folgendes aufweist: einen Speicher; einen Prozessor, der an den Speicher gekoppelt ist, wobei der Prozessor eine USB (Universal Serial Bus) -konforme Schaltung aufweist, welche eine Vorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 12 aufweist; und eine Antenne, um dem Prozessor das Kommunizieren mit einem anderen Gerät zu gestatten.
Beispiel 20: Ein System, welches Folgendes aufweist: einen Speicher; einen Prozessor, der an den Speicher gekoppelt ist, wobei der Prozessor eine USB (Universal Serial Bus) -konforme Schaltung aufweist, welche eine Vorrichtung nach einem der Beispiele 13 bis 18 aufweist; und eine Antenne, um dem Prozessor das Kommunizieren mit einem anderen Gerät zu gestatten.
Beispiel 21: Eine Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen ersten Eingangsanschluss, der an eine erste Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen zweiten Eingangsanschluss, der an eine zweite Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen Rauschsperrenverstärker, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals von dem ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals von dem zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgang aufweist; eine erste Reihe von Geräten, die an den ersten Eingangsanschluss und ein erstes Gerät gekoppelt sind; und eine zweite Reihe von Geräten, die an den zweiten Eingangsanschluss und ein zweites Gerät gekoppelt sind, wobei das erste und das zweite Gerät durch den Ausgang des Rauschsperrenverstärkers gemäß einer Pull-Up-Konfiguration eines Gerätes, das an den ersten bzw. zweiten Eingangsanschluss gekoppelt ist, gesteuert werden.
Beispiel 22: Die Vorrichtung von Beispiel 21, wobei der Rauschsperrenverstärker einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten einstellbaren Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten einstellbaren Referenz aufweist.
Beispiel 23: Die Vorrichtung von Beispiel 21, welche Folgendes aufweist: einen ersten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste einstellbare Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll; und einen zweiten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite einstellbare Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll.
Es wird eine Zusammenfassung bereitgestellt, die dem Leser das Feststellen der Natur und der Quintessenz der technischen Offenbarung gestattet. Die Zusammenfassung wird mit dem Verständnis eingereicht, dass sie nicht zum Begrenzen des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Die folgenden Ansprüche werden hiermit in die detaillierte Beschreibung eingeschlossen, wobei jeder Anspruch für sich selbst als eine separate Ausführungsform steht.

Claims

Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Signaldetektor, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals, einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten Referenz aufweist; einen ersten Multiplexer, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll; und einen zweiten Multiplexer, der an den Signaldetektor gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche eine Verriegelungsschaltung zum Verriegeln eines Ausgangs des Signaldetektors aufweist, wobei die Verriegelungsschaltung eine verriegelte Version des Ausgangs bereitstellen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 2, welche ein erstes Gerät zum Empfangen der verriegelten Version des Ausgangs; und ein zweites Gerät zum Empfangen der verriegelten Version des Ausgangs aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, welche eine erste Reihe von Geräten, die an den ersten Eingang und das erste Gerät gekoppelt sind; und eine zweite Reihe von Geräten, die an den zweiten Eingang und das zweite Gerät gekoppelt sind, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste und das zweite Gerät einen ersten bzw. einen zweiten n-Transistor aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste und das zweite Gerät eingeschaltet werden, wenn der erste und der zweite Eingang an ein Gerät mit einer höheren Versorgungsspannung als etwa 3,3 V gekoppelt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das erste und das zweite Gerät ausgeschaltet werden, wenn die Versorgungsspannung weniger als etwa 4,25 V beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Gerät ein USB (Universal Serial Bus) -konformes Gerät ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Reihe von Geräten mindestens einen diodengeschalteten Transistor und mindestens ein Gerät, das durch eine analoge Vorspannung vorgespannt werden soll, aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Signaldetektor einen Rauschsperrenverstärker aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste und der zweite Multiplexer durch eine erste bzw. eine zweite Steuerung steuerbar sind und wobei mindestens eine der ersten und der zweiten Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite Referenz auswählen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die erste oder die zweite Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite Referenz auswählen soll, wenn ein Gerät an die Vorrichtung angeschlossen wird und wenn ein Reset-Vorgang aktiviert ist.
Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen ersten Eingangsanschluss, der an eine erste Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen zweiten Eingangsanschluss, der an eine zweite Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen Rauschsperrenverstärker, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals von dem ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals von dem zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgang aufweist; eine erste Reihe von Geräten, die an den ersten Eingangsanschluss und ein erstes Gerät gekoppelt sind; und eine zweite Reihe von Geräten, die an den zweiten Eingangsanschluss und ein zweites Gerät gekoppelt sind, wobei das erste und das zweite Gerät durch den Ausgang des Rauschsperrenverstärkers gemäß Spannungspegeln des ersten und des zweiten Datensignals an dem ersten bzw. dem zweiten Eingangsanschluss gesteuert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Rauschsperrenverstärker einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten einstellbaren Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten einstellbaren Referenz aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, welche Folgendes aufweist: einen ersten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste einstellbare Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll; und einen zweiten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite einstellbare Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste und der zweite Multiplexer durch eine erste bzw. eine zweite Steuerung steuerbar sind und wobei mindestens eine aus der ersten und der zweiten Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite einstellbare Referenz auswählen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die erste oder die zweite Steuerung eine Referenz zwischen etwa 50 mV und 60 mV als die erste oder die zweite einstellbare Referenz auswählen soll, wenn ein Gerät an die Vorrichtung angeschlossen wird und wenn ein Reset-Vorgang aktiviert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, welche eine Verriegelungsschaltung aufweist, die an den Ausgang des Rauschsperrenverstärkers gekoppelt ist, wobei die Verriegelungsschaltung eine verriegelte Version des Ausgangs des Rauschsperrenverstärkers an das erste und das zweite Gerät bereitstellen soll.
System, welches Folgendes aufweist: einen Speicher; einen Prozessor, der an den Speicher gekoppelt ist, wobei der Prozessor eine USB (Universal Serial Bus) -konforme Schaltung aufweist, welche eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist; und eine Antenne, um dem Prozessor das Kommunizieren mit einem anderen Gerät zu gestatten.
System, welches Folgendes aufweist: einen Speicher; einen Prozessor, der an den Speicher gekoppelt ist, wobei der Prozessor eine USB (Universal Serial Bus) -konforme Schaltung aufweist, welche eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18 aufweist; und eine Antenne, um dem Prozessor das Kommunizieren mit einem anderen Gerät zu gestatten.
Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen ersten Eingangsanschluss, der an eine erste Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen zweiten Eingangsanschluss, der an eine zweite Anschlussimpedanz gekoppelt ist; einen Rauschsperrenverstärker, der einen ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Datensignals von dem ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Datensignals von dem zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgang aufweist; eine erste Reihe von Geräten, die an den ersten Eingangsanschluss und ein erstes Gerät gekoppelt sind; und eine zweite Reihe von Geräten, die an den zweiten Eingangsanschluss und ein zweites Gerät gekoppelt sind, wobei das erste und das zweite Gerät durch den Ausgang des Rauschsperrenverstärkers gemäß einer Pull-Up-Konfiguration eines Gerätes, das an den ersten bzw. zweiten Eingangsanschluss gekoppelt ist, gesteuert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Rauschsperrenverstärker einen dritten Eingang zum Empfangen einer ersten einstellbaren Referenz und einen vierten Eingang zum Empfangen einer zweiten einstellbaren Referenz aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, welche Folgendes aufweist: einen ersten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der erste Multiplexer selektiv die erste einstellbare Referenz aus ersten mehreren Referenzen bereitstellen soll; und einen zweiten Multiplexer, der an den Rauschsperrenverstärker gekoppelt ist, wobei der zweite Multiplexer selektiv die zweite einstellbare Referenz aus zweiten mehreren Referenzen bereitstellen soll.