TWI461921B

TWI461921B - 電子裝置及其雷電連接器之模式切換方法

Info

Publication number: TWI461921B
Application number: TW101124809A
Authority: TW
Inventors: Chen Yi Chu; Chih Pang Hsu; Ching Hang Chen
Original assignee: Asustek Comp Inc
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-11-21
Also published as: TW201324162A

Description

電子裝置及其雷電連接器之模式切換方法

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於電子裝置中的的雷電連接器之模式切換方法。

具有雷電連接器(Thunderbolt connecter)的單一傳統電子裝置只能固定地執行主機(Host)模式與端點設備(end-point device)模式其中一種。傳統技術在同一個電子裝置上沒辦法動態地切換執行主機模式與端點設備模式。

本發明提供一種電子裝置及其雷電連接器之模式切換方法，利用此雷電連接器之模式切換方法可使此電子裝置既可作為主機，亦可作為端點設備。

本發明提供一種電子裝置。此電子裝置包括核心單元、週邊裝置、雷電(以下稱Thunderbolt)連接器、Thunderbolt控制器單元、第一切換電路以及第二切換電路。核心單元具有第一高速週邊裝置元件互連(Peripheral Component Interconnect Express，以下稱PCIE)連接端與第二PCIE連接端。週邊裝置具有一個PCIE連接端。Thunderbolt連接器與Thunderbolt控制器單元耦接，其中Thunderbolt控制器單元具有主機模式與端點設備模式。第一切換電路的第一共同端耦接至週邊裝置的PCIE連接端，第一切換電路的第一選擇端耦接至核心單元的第一PCIE連接端。第二切換電路的第一共同端耦接至Thunderbolt控制器單元的第一PCIE連接端，第二切換電路的第一選擇端耦接至核心單元的第二PCIE連接端，以及第二切換電路的第二選擇端耦接至第一切換電路的第二選擇端。

本發明提供一種電子裝置的雷電(Thunderbolt)連接器之模式切換方法。此Thunderbolt切換方法包括提供Thunderbolt控制器單元，此Thunderbolt控制器單元具有主機模式與端點設備模式；當Thunderbolt控制器單元操作於主機模式時，將Thunderbolt控制器單元耦接至電子裝置的核心單元，且將電子裝置的週邊裝置耦接至核心單元；當Thunderbolt控制器單元操作於端點設備模式時，將週邊裝置耦接至Thunderbolt控制器單元。

基於上述，本發明所提供的電子裝置可利用第一切換單元與第二切換單元變換核心單元、週邊裝置以及Thunderbolt控制器單元三者之間的耦接關係，以使本發明所提供的電子裝置不只可作為主機，亦可作為端點設備。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為依據本發明一實施例之電子裝置100的功能方塊示意圖。電子裝置100包括核心單元110、高速週邊裝置元件互連(Peripheral Component Interconnect Express，以下稱PCIE)設備120、雷電(以下稱Thunderbolt)連接器130、Thunderbolt控制器單元140、第一切換電路150、第二切換電路160。核心單元110具有PCIE連接端111與PCIE連接端112。週邊裝置120具有PCIE連接端121。週邊裝置120可以是連接於PCIE匯流排(bus)上的任何設備，例如為通用序列匯排流(Universal Serial Bus，以下稱USB)晶片、無線區域網路(wireless local area network，以下稱WLAN)晶片或是外部串列進階技術附接(External Serial Advanced Technology Attachment，以下稱ESATA)晶片等。電子裝置100可以經由不同的週邊裝置連接至不同的週邊設備(peripheral devices)。

Thunderbolt連接器130與Thunderbolt控制器單元140的Thunderbolt連接端耦接。Thunderbolt控制器單元140可以透過Thunderbolt連接器130與外部Thunderbolt裝置連接。其中，Thunderbolt控制器單元140可以動態地被設定為主機(host)模式與端點設備模式(end-point device)。主機模式可例如為路由器(router)模式，但本發明實施例中的主機模式並不限於為路由器模式。當在主機模式時，電子裝置100實行為Thunderbolt主機。當在端點設備模式時，電子裝置100實行為端點設備。

第一切換電路150與第二切換電路160可以是任何具有信號路徑接換功能的電路，例如Q-switch、多工器(multiplexer)、開關等。第一切換電路150可以選擇性地將共同端151電性連接至選擇端152與153其中一者，而第二切換電路160可以選擇性地將共同端161電性連接至選擇端162與163其中一者。第一切換電路150的共同端151耦接至週邊裝置120的PCIE連接端121。第一切換電路150的選擇端152耦接至核心單元110的PCIE連接端111。第二切換電路160的共同端161耦接至Thunderbolt控制器單元140的PCIE連接端141。第二切換電路160的選擇端162耦接至核心單元110的PCIE連接端112。第二切換電路160的選擇端163耦接至第一切換電路150的選擇端153。

在一些實施例中，Thunderbolt控制器單元140可以依據使用者的指令而選擇性地操作於主機模式或端點設備模式。在另一些實施例中，Thunderbolt控制器單元140可以依據核心單元110是否致能(enable)而選擇性地操作於主機模式或端點設備模式。依照實際產品的設計需求，核心單元110被致能或禁能(disable)的手段可以是任何方式。例如，當核心單元110處於睡眠模式(sleep mode，例如S3模式)、休眠模式(hibernation mode，例如S4模式)或關機(例如S5模式)時，或核心單元110處於其他禁能狀態的模式時，Thunderbolt控制器單元140可以操作於端點設備模式。除了上述的三個模式之外，本發明的其他實施例並不受限於上述的模式中，也可在其他模式中完成。例如，在核心單元110處於正常操作模式情況下，核心單元110的PCIE連接端111與112被禁能(或turn off)。此時，雖然核心單元110處於正常操作模式，然而對於Thunderbolt控制器單元140而言，核心單元110是禁能的。當PCIE連接端111與112被禁能時，Thunderbolt控制器單元140可以操作於端點設備模式。

當核心單元110處於正常操作模式(例如S0模式或處於其他致能狀態的模式)時，Thunderbolt控制器單元140可以操作於主機模式。除了上述的模式之外，本發明的其他實施例並不受限於上述的模式中，也可在其他模式中完成。

當Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式時，第一切換電路150的共同端151耦接至第一切換電路150的選擇端152。第二切換電路160的共同端161耦接至第二切換電路160的選擇端162。如此一來，會形成週邊裝置120以及Thunderbolt控制器單元140會分別與核心單元110的PCIE連接端111與112耦接，且週邊裝置120以及Thunderbolt控制器單元140彼此不耦接的情形。因此，電子裝置100可以作為Thunderbolt主機，核心單元110可以透過PCIE連接端111與第一切換電路150使用週邊裝置120，以及核心單元110可以透過PCIE連接端112、第二切換電路160與Thunderbolt控制器單元140使用Thunderbolt連接器130所連接的外部端點設備(例如外部硬碟、顯示器、通信網路等)。

當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，核心單元110可被禁能(例如進入S3、S4或S5模式或核心單元110處於其他禁能狀態的模式)，核心單元110亦可依然處於致能(或正常操作模式)情況下。在其他實施例中，核心單元110在致能(或正常操作模式)情況下，Thunderbolt控制器單元140亦可以被動態設定操作於端點設備模式或主機模式。

第一切換電路150的共同端151耦接至第一切換電路150的選擇端153，第二切換電路160的共同端161耦接至第二切換電路160的選擇端163。如此一來，會形成核心單元110未與週邊裝置120、Thunderbolt控制器單元140耦接，且週邊裝置120與Thunderbolt控制器單元140相互耦接的情形。因此，電子裝置100可以作為Thunderbolt端點設備。也就是說，外部Thunderbolt主機可以透過Thunderbolt連接器130、Thunderbolt控制器單元140、第二切換電路160與第一切換電路150使用電子裝置100內部的週邊裝置120。因此，使用者可利用如筆記型電腦(Note Book)或是其他操作於Thunderbolt主機模式的電子裝置，透過Thunderbolt連接器130、Thunderbolt控制器單元140使用週邊裝置120所連接的介面/資源。

圖2為依據本發明一實施例之電子裝置200的功能方塊示意圖。圖2所示實施例可以參照圖1的相關說明而類推之。請參照圖2，電子裝置200包括核心單元210、週邊裝置221、週邊裝置222、週邊裝置223、週邊裝置224、Thunderbolt連接器230、Thunderbolt控制器單元240、第一切換電路250、第二切換電路260。週邊裝置221~224 可以是任何連接至PCIE匯流排的設備，例如週邊裝置221可為USB主控制器(host controller)晶片，週邊裝置222可為WLAN晶片，週邊裝置223可為ESATA晶片，而週邊裝置224還可為其他的電腦週邊裝置。

於本實施例中，核心單元210包括中央處理單元211以及南橋晶片212。中央處理單元211耦接至南橋晶片212。南橋晶片212具有8個PCIE連接端(P₁ ~P₈ )。第一切換電路250共有8個選擇端(C₁ ~C₈ )以及4個共同端(X₁ ~X₄ )。第二切換電路260共有8個選擇端(A₁ ~A₈ )以及4個共同端(Y₁ ~Y₄ )。南橋晶片212的PCIE連接端P₁ ~P₄ 分別耦接至第一切換電路250的選擇端C₁ ~C₄ 。南橋晶片212的PCIE連接端P₅ ~P₈ 分別耦接至第二切換電路260的選擇端A₅ ~A₈ 。第一切換電路250的選擇端C₅ ~C₈ 分別耦接至第二切換電路260的選擇端A₁ ~A₄ 。第一切換電路250的共同端X₁ 耦接至週邊裝置221的PCIE連接端U₁ 。第一切換電路250的共同端X₂ 耦接至週邊裝置222的PCIE連接端U₂ 。第一切換電路250的共同端X₃ 耦接至週邊裝置223的PCIE連接端U₃ 。第一切換電路250的共同端X₄ 耦接至週邊裝置224的PCIE連接端U₄ 。第二切換電路250的共同端Y₁ ~Y₄ 耦接至Thunderbolt控制器單元220的PCIE連接端E₁ ~E₄ 。

當Thunderbolt控制器單元240操作於主機模式時，第一切換電路250的共同端X₁ ~X₄ 分別耦接至第一切換電路250的選擇端C₁ ~C₄ ，而第二切換電路260的共同端Y₁ ~Y₄ 分別耦接至第二切換電路260的選擇端A₅ ~A₈ 。如此一來，核心單元210的中央處理單元211可透過南橋晶片212與第一切換電路250使用週邊裝置221~224。同時，核心單元210的中央處理單元211亦可透過南橋晶片212與第二切換電路260耦接至Thunderbolt控制器單元240，因此中央處理單元211可透過操作於主機模式的Thunderbolt控制器單元240使用Thunderbolt連接器230所耦接的外部Thunderbolt設備(例如外部硬碟、顯示器、通信網路等)。

當Thunderbolt控制器單元240操作於端點設備模式時，核心單元210可被禁能。在另一實施例中當Thunderbolt控制器單元240操作於端點設備模式時，核心單元210亦可在致能(或正常操作模式)情況下。在Thunderbolt控制器單元240操作於端點設備模式的狀態下，第一切換電路250的共同端X₁ ~X₄ 分別耦接至第一切換電路250的選擇端C₅ ~C₈ ，且第二切換電路260的共同端Y₁ ~Y₄ 耦接至第二切換電路260的選擇端A₁ ~A₄ 。如此一來，核心單元210未耦接於週邊裝置221~224與Thunderbolt控制器單元240，且週邊裝置221~224與Thunderbolt控制器單元240耦接。因此，外部的Thunderbolt主機(例如筆記型電腦)可透過Thunderbolt連接器230、Thunderbolt控制器單元240、第二切換電路260與第一切換電路250使用週邊裝置221~224。

圖3為依據本發明一實施例之電子裝置300的功能方塊示意圖。圖3所示實施例可以參照圖1與圖2的相關說明而類推之。電子裝置300與電子裝置100大致上相似，差異在於電子裝置300的核心單元310包括中央處理單元(Central Processing Unit)313，以及PCIE裝置320包括繪圖處理單元(Graphics Processing Unit)322。中央處理單元313透過PCIE連接端311與第一切換單元150的選擇端152耦接。中央處理單元313透過PCIE連接端312與第二切換單元160的選擇端162耦接。繪圖處理單元322則透過PCIE連接端321與第一切換單元150的共同端151耦接。第一切換單元150的選擇端153與第二切換單元160的選擇端163耦接。

當Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式時，繪圖處理單元322以及Thunderbolt控制器單元140會分別經由第一切換電路150與第二切換單元160耦接至中央處理單元313。中央處理單元313可透過第一切換單元150使用繪圖處理單元322，以加速影像處理的能力以及減少中央處理單元313的負擔。同時，中央處理單元313亦可透過第二切換單元160與Thunderbolt控制器單元140使用連接於Thunderbolt連接器130的外部端點設備(例如外部硬碟、顯示器、通信網路等)。

當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，中央處理單元313會被禁能(例如進入S3、S4或S5模式或處於其他禁能狀態的模式)。在另一實施例中，當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，中央處理單元313亦可維持在致能(或正常操作模式)情況下。在Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式的情況下，繪圖處理單元322經由第一切換電路150與第二切換電路160耦接至雷電控制器單元140，以及中央處理單元313未耦接至繪圖處理單元322與Thunderbolt控制器單元140。如此一來，外部的Thunderbolt主機(例如筆記型電腦)可透過Thunderbolt連接器130與Thunderbolt控制器單元140使用繪圖處理單元322以進行影像處理。

圖4為依據本發明一實施例之電子裝置400的功能方塊示意圖。圖4所示實施例可以參照圖1、圖2與圖3的相關說明而類推之。電子裝置400與電子裝置300大致上相似，差異在於電子裝置400的核心單元410除了包括中央處理單元413，更包括北橋晶片414。北橋晶片414與中央處理單元413耦接。北橋晶片414透過PCIE連接端411與第一切換單元150的選擇端152耦接。北橋晶片414透過PCIE連接端412與第二切換單元160的選擇端162耦接。繪圖處理單元322則透過PCIE連接端321與第一切換單元150的共同端151耦接。第一切換單元150的選擇端153與第二切換單元160的選擇端163耦接。

當Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式時，繪圖處理單元322以及Thunderbolt控制器單元140會分別與北橋晶片414的PCIE連接端411與412耦接。此時，中央處理單元413可透過北橋晶片414及第一切換單元150使用繪圖處理單元322，以加速影像處理的能力以及減少中央處理單元413的負擔。同時，中央處理單元413亦可透過北橋晶片414、第二切換單元160與Thunderbolt控制器單元140使用連接於Thunderbolt連接器130的外部端點設備(例如外部硬碟、顯示器、通信網路等)。

當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，北橋晶片414會被禁能。在另一實施例中，當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，北橋晶片414亦可維持在致能(或正常操作模式)情況下。在Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式的情況下，北橋晶片414未與繪圖處理單元322及Thunderbolt控制器單元140耦接，且繪圖處理單元322與Thunderbolt控制器單元140互相耦接。如此一來，外部的Thunderbolt主機(例如筆記型電腦)可透過Thunderbolt連接器130與Thunderbolt控制器單元140使用繪圖處理單元322以進行影像處理。

圖5為依據本發明一實施例之電子裝置500的功能方塊示意圖。圖5所示實施例可以參照圖1至圖4的相關說明而類推之。請參照圖5，電子裝置500包括核心單元510、週邊裝置120、Thunderbolt連接器130、Thunderbolt控制器單元140、第一切換單元150、第二切換單元160、第三切換單元520以及繪圖處理單元530。核心單元510包括南橋晶片514與中央處理單元515，且南橋晶片514與中央處理單元515耦接。南橋晶片514的PCIE連接端511耦接至第一切換單元150的選擇端152。南橋晶片514的PCIE連接端512耦接至第二切換單元160的選擇端162。南橋晶片514的PCIE連接端512耦接至第二切換單元160的選擇端166。中央處理單元515的PCIE連接端516耦接至第三切換單元520的選擇端522。第二切換單元160的共同端161與Thunderbolt控制器單元140的PCIE連接端141耦接。第二切換單元160的共同端165與Thunderbolt控制器單元140的PCIE連接端142耦接。第三切換單元520的選擇端523耦接第二切換單元160的選擇端164。第三切換單元520的共同端521耦接繪圖處理單元530的PCIE連接端531。

當Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式時，第一切換電路150的共同端151耦接至第一切換電路150的第一選擇端152。第二切換電路160的共同端161耦接至第二切換電路160的選擇端162。第二切換電路160的共同端165耦接至第二切換電路160的選擇端166。第三切換電路520的共同端521耦接至第三切換電路520的選擇端522。因此，中央處理器515會透過南橋晶片514與週邊裝置120耦接，在此，週邊裝置120可例如為USB主控制器晶片、WLAN晶片、ESATA晶片或其他低速週邊裝置。中央處理器515會透過PCIE連接端516耦接至繪圖處理單元530等高速週邊裝置。如此一來，中央處理器515可透過南橋晶片514使用週邊裝置120，亦可使用繪圖處理單元530以加強影像處理之能力以及減少中央處理器515的負擔。除此之外，中央處理器515還可透過南橋晶片514、第二切換電路160與Thunderbolt控制器單元140 使用連接於Thunderbolt連接器130的外部Thunderbolt端點設備。

當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，中央處理單元513與南橋晶片514會被禁能。在另一實施例中，當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，中央處理單元513與南橋晶片514亦可維持在致能(或正常操作模式)情況下。在Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式的情況下，第一切換電路150的共同端151耦接至第一切換電路150的選擇端153。第二切換電路160的共同端161耦接至第二切換電路160的選擇端163。第二切換電路160的共同端165耦接至第二切換電路160的選擇端164。第三切換電路520的共同端521耦接至第三切換電路520的選擇端523。因此，Thunderbolt控制器單元140透過第二切換電路160與第一切換單元150耦接至週邊裝置120，以及Thunderbolt控制器單元140透過第二切換電路160與第三切換單元520耦接至繪圖處理單元530。外部的Thunderbolt主機(例如筆記型電腦)可透過Thunderbolt連接器130與Thunderbolt控制器單元140使用例如為USB等低速傳輸的週邊裝置120以及繪圖處理單元530這種高速傳輸的裝置。

圖6A為依照本發明一實施例說明圖1所繪示的Thunderbolt控制器單元140的功能方塊示意圖。圖2的Thunderbolt控制器單元240與圖3至圖5的Thunderbolt控制器單元140亦可參照圖6A的說明而類推之。請參照圖6A，Thunderbolt控制器單元140包括記憶體143以及Thunderbolt控制晶片144。記憶體143可為任何類型的記憶體，例如可為非揮發性記憶體(Non-volatile Memory，NVM)。舉例來說，記憶體143可以是唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體(FLASH memory)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(EEPROM)、可程式化記憶體(PROM)或是可抹除可程式化記憶體(EPROM)等等。在其他實施例中，記憶體143亦可為揮發性記憶體，像是隨機存取記憶體(RAM)。其中，所述揮發性記憶體可以由電池供應電源，以保持所述揮發性記憶體所儲存的資料。

記憶體143包括主機模式韌體143a與端點設備模式韌體143b。Thunderbolt控制晶片144透過PCIE連接端141耦接至第二切換電路160的共同端161。Thunderbolt控制晶片144亦耦接至記憶體143以及Thunderbolt連接器130。

當Thunderbolt控制晶片144執行主機模式韌體143a時，Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式。當Thunderbolt控制晶片144執行端點設備模式韌體143b時，Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式。若要將Thunderbolt控制器單元140從主機模式切換至端點設備模式，則須先重置(reset)Thunderbolt控制晶片144，再讓Thunderbolt控制晶片144執行其中的端點設備模式韌體143b。同樣地，若要將Thunderbolt控制器單元140從端點設備模式切換至主機模式，則須先重置Thunderbolt控制晶片144，再讓Thunderbolt控制晶片144執行其中的主機模式韌體143a。

圖6B為依照本發明另一實施例說明圖1所繪示的Thunderbolt控制器單元140的功能方塊圖。圖2的Thunderbolt控制器單元240與圖3至圖5的Thunderbolt控制器單元140亦可參照圖6B的說明而類推之。請參照圖6B，Thunderbolt控制器單元140包括Thunderbolt控制晶片144、第一記憶體145、第二記憶體146以及開關147。第一記憶體145與第二記憶體146亦可為任何類型的記憶體，例如可為非揮發性記憶體或是揮發性記憶體。舉例來說，第一記憶體145與第二記憶體146可以是ROM)、FLASH memory、EEPROM、PROM或是EPROM等等。第一記憶體145與第二記憶體146若為揮發性記憶體，則所述揮發性記憶體可以由電池持續供應電源，以保持第一記憶體145與第二記憶體146所儲存的資料。

Thunderbolt控制晶片144透過PCIE連接端141耦接至第二切換電路160的共同端161。Thunderbolt控制晶片144亦與Thunderbolt連接器130耦接。第一記憶體145的內容包含主機模式韌體145a。第二記憶體146的內容包含端點設備模式韌體146a。開關147的選擇端147a耦接至第一記憶體145，開關147的選擇端147b耦接至第二記憶體146，開關147的共同端147c耦接至Thunderbolt控制晶片144。

當開關147的共同端147c與選擇端147a耦接時，Thunderbolt控制晶片144與第一記憶體145耦接，因此Thunderbolt控制晶片144經由開關147讀取並執行主機模式韌體145a，此時Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式。

當開關147的共同端147c與選擇端147b耦接時，Thunderbolt控制晶片144與第二記憶體146耦接。在重置Thunderbolt控制晶片144後，Thunderbolt控制晶片144經由開關147讀取並執行第二記憶體146內的端點設備模式韌體146a，此時Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式。

本發明另一實施例的電子裝置可有兩個Thunderbolt控制器單元。

圖7為依據本發明一實施例之電子裝置700的功能方塊示意圖。圖7所示實施例可以參照圖1至圖5、圖6A、圖6B的相關說明而類推之。圖7所示電子裝置700與圖2所示電子裝置200大致上相似，差別在於增加了繪圖處理單元530以及第三切換電路710及第四電路單元720，而且Thunderbolt控制器單元240替換為兩個Thunderbolt控制器單元740與770以及記憶體790，Thunderbolt連接器230更換為兩個Thunderbolt連接器730、780。其中，中央處理單元211具有4個PCIE連接端T₁ ~T₄ ，南橋晶片212具有12個PCIE連接端(P₁ ~P₁₂ )。Thunderbolt控制器單元740具有PCIE連接端R₁ ~R₈ ，Thunderbolt控制器單元770 具有PCIE連接端Q₁ ~Q₈ 。第三切換電路710具有選擇端D₁ ~D₈ 以及共同端V₁ ~V₄ ，第四切換電路720具有選擇端N₁ ~N₈ 以及共同端Z₁ ~Z₄ ，繪圖處理單元530具有4個PCIE連接端G₁ ~G₄ 。

第三切換電路710的選擇端D₁ ~D₄ 耦接至中央處理單元211的PCIE連接端T₁ ~T₄ 。第三切換電路710的選擇端D₅ ~D₈ 耦接至第四切換電路720的選擇端N₅ ~N₈ 。第三切換電路710的共同端V₁ ~V₄ 耦接至繪圖處理單元530的PCIE連接端G₁ ~G₄ 。第四切換電路720的選擇端N1~N4耦接至南橋晶片212的PCIE連接端P₉ ~P₁₂ 。第四切換電路720的共同端Z₁ ~Z₄ 耦接至Thunderbolt控制器單元770的PCIE連接端Q₁ ~Q₄ 。Thunderbolt控制器單元740的PCIE連接端R₁ ~R₄ 耦接至第二切換電路260的共同端Y₁ ~Y₄ 。Thunderbolt控制器單元740耦接至Thunderbolt控制器單元770。Thunderbolt控制器單元740耦接至Thunderbolt連接器730。Thunderbolt控制器單元770耦接至Thunderbolt連接器780。

記憶體790亦可為任何類型的記憶體，例如可為非揮發性記憶體或是揮發性記憶體。舉例來說，記憶體143可以是ROM、FLASH記憶體、EEPROM、PROM或是EPROM等等。在其他實施例中，記憶體790若為揮發性記憶體，則所述揮發性記憶體可以由電池持續供應電源，以保持所述揮發性記憶體所儲存的資料。在另一實施例中，記憶體 790可以參照圖6B中關於記憶體145、記憶體146與開關147的相關說明而類推之。

圖7所示實施例可參照圖2的相關說明而類推之。Thunderbolt控制器單元740耦接至記憶體790。記憶體790包括主機模式軔體791以及端點設備模式軔體792。當Thunderbolt控制器單元740讀取並執行記憶體790內的主機模式軔體791時，Thunderbolt控制器單元740操作於主機模式。當Thunderbolt控制器單元740讀取並執行記憶體790內的端點設備模式軔體792時，Thunderbolt控制器單元740操作於端點設備模式。Thunderbolt控制器單元770耦接至記憶體760。記憶體760包括主機模式軔體761以及端點設備模式軔體762。類似於Thunderbolt控制器單元740切換操作模式的實施方式，Thunderbolt控制器單元770亦可以動態地改變操作模式為主機模式或端點設備模式。Thunderbolt控制器單元770與記憶體760的實現方式可以參照Thunderbolt控制器單元740與記憶體790的相關說明，因此不在此贅述。

當Thunderbolt控制器單元740與770操作於主機模式時，第一切換電路250的共同端X₁ ~X₄ 分別耦接至第一切換電路250的選擇端C₁ ~C₄ 。第二切換電路260的共同端Y₁ ~Y₄ 分別耦接至第二切換電路260的選擇端A₅ ~A₈ 。第三切換電路710的選擇端D₁ ~D₄ 分別耦接至第三切換電路710的共同端V₁ ~V₄ 。第四切換電路720的選擇端N₁ ~N₄ 分別耦接至第四切換電路720的共同端Z₁ ~Z₄ 。如此一來，核心單元210中的中央處理單元211可透過南橋晶片212與第一切換電路250使用週邊裝置221~224。中央處理單元211可透過第三切換電路710使用繪圖處理單元530。中央處理單元211可透過南橋晶片212、第二切換電路260與Thunderbolt控制器單元740使用Thunderbolt連接器730所耦接的外部Thunderbolt設備。中央處理單元211還可透過南橋晶片212、第四切換電路720與Thunderbolt控制器單元770使用Thunderbolt連接器780所耦接的外部Thunderbolt設備。因此，在主機模式下電子裝置700能提高資訊傳輸的速度。另外，由於Thunderbolt控制器單元740與Thunderbolt控制器單元770相互耦接，因此連接於Thunderbolt連接器730的外部Thunderbolt設備及連接於Thunderbolt連接器780的外部Thunderbolt設備可透過Thunderbolt控制器單元740與770互相傳輸資訊，以提高資訊傳輸的速度。

當Thunderbolt控制器單元740與770操作於端點設備模式時，中央處理單元211及/或南橋晶片212會被禁能。在另一實施例中，當Thunderbolt控制器單元740與770操作於端點設備模式時，中央處理單元211與南橋晶片212亦可在致能(或正常操作模式)情況下。在Thunderbolt控制器單元740與770操作於端點設備模式的情況下，第一切換電路250的共同端X₁ ~X₄ 分別耦接至第一切換電路250的選擇端C₅ ~C₈ 。第二切換電路260的共同端Y₁ ~Y₄ 分別耦接至第二切換電路260的選擇端A₁ ~A₄ 。第三切換電路 710的共同端V₁ ~V₄ 分別耦接至第三切換電路710的選擇端D₅ ~D₈ 。第四切換電路720的共同端Z₁ ~Z₄ 分別耦接至第四切換電路720的選擇端N₅ ~N₈ 。因此，外部的Thunderbolt主機(例如筆記型電腦)可透過Thunderbolt連接器730、Thunderbolt控制器單元740、第二切換電路260與第一切換電路250使用週邊裝置221~224。同理，外部的Thunderbolt主機可透過Thunderbolt連接器780、Thunderbolt控制器單元770、第四切換電路720與第三切換電路710使用繪圖處理單元530。因此，在端點設備模式下外部的Thunderbolt主機能與更多的週邊裝置相連。而且Thunderbolt連接器730及780所耦接的外部設備依然可直接互相傳輸資訊。

圖8為依據本發明一實施例的電子裝置800的功能方塊圖。電子裝置800與電子裝置100大致上相似，但電子裝置800更包括了微控制器(Micro-Controller)801。圖1至圖8所示實施例可以相互參照其相關說明而類推之。請參照圖8，微控制器801與第一切換電路150、第二切換電路160、核心單元110以及Thunderbolt控制器單元140耦接。

當使用者要將電子裝置800操作在主機模式時，使用者可以透過操作介面下達模式切換指令給微控制器801。微控制器801依據所述模式切換指令而對應控制Thunderbolt控制器單元140、第一切換電路150與第二切換電路160。依據微控制器801的控制，第一切換電路150 使選擇端152與共同端151相互耦接，第二切換電路160使選擇端162與共同端161耦接。還有，微控制器801還會控制Thunderbolt控制器單元140的操作模式切換為主機模式。

當使用者要將電子裝置800操作在端點設備模式時，使用者可以透過操作介面下達模式切換指令給微控制器801。微控制器801會依據所述模式切換指令而對應控制Thunderbolt控制器單元140、第一切換電路150與第二切換電路160。依據微控制器801的控制，第一切換電路150的選擇端153與共同端151耦接，第二切換電路160的選擇端163與共同端161耦接。還有，微控制器801還會控制Thunderbolt控制器單元140的操作模式切換為端點設備模式。另外，微控制器801會禁能核心單元110(例如控制核心單元110進入S3、S4或S5模式或處於其他禁能狀態的模式)。在另一實施例中，當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，微控制器801會控制核心單元110保持在致能(或正常操作模式)情況下。

本領域之技術人員可以依照本實施例的教示，將本實施例之內容類推應用於前述圖1至圖7所示實施例中。例如，微控制器801還可應用於圖2、圖3、圖4、圖5、圖7所繪示的實施例中。

圖9為依據本發明一實施例的電子裝置100的Thunderbolt模式切換方法的程序900的流程圖。請參照圖1與圖9，在步驟S901中，提供具有主機模式與端點設備模式的Thunderbolt控制器單元140。在步驟S902中，判斷是否將Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式。若步驟S902判斷要操作於主機模式，則進行步驟S903，否則進行步驟S904(亦即將Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式)。

在步驟S903中，當Thunderbolt控制器單元140操作於主機模式時，將Thunderbolt控制器單元140耦接至電子裝置100的核心單元110，且將電子裝置100的週邊裝置120耦接至核心單元110。如此一來，核心單元110便可使用週邊裝置120以及Thunderbolt連接器130所連接的外部端點設備。

在步驟S904中，當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，將Thunderbolt控制器單元140不耦接至核心單元110，將週邊裝置120不耦接至核心單元110，且將週邊裝置120耦接至Thunderbolt控制器單元140。如此一來，外部的Thunderbolt主機(例如筆記型電腦)可透過Thunderbolt連接器130與Thunderbolt控制器單元140使用週邊裝置120。

圖10為依據本發明另一實施例的電子裝置的Thunderbolt模式切換方法的程序1000的流程圖。程序1000的步驟大致上與程序900的步驟相同，差異在於步驟S904替換為步驟S1004。在步驟S1004比起步驟S904更包括了當Thunderbolt控制器單元140操作於端點設備模式時，禁能核心單元110。

圖11為依據本發明另一實施例的電子裝置的 Thunderbolt模式切換方法的程序1100的流程圖。程序1100的步驟大致上與程序900的步驟相同，差異在於執行完成步驟S903後，會再執行步驟S1105，以及執行完成步驟S904後，會再執行步驟S1106。在步驟S1105中，Thunderbolt控制器單元140將會執行包括於Thunderbolt控制器單元140的記憶體中的主機模式韌體。在步驟S1106中，Thunderbolt控制器單元140將會執行包括於Thunderbolt控制器單元140的記憶體中的端點設備模式韌體。值得一提的是，在另一未繪示實施例中，步驟S904還可替換為步驟S1004。

圖12為依據本發明另一實施例的電子裝置的Thunderbolt模式切換方法的程序1200的流程圖。程序1200中的步驟S901~S904皆與圖9相同。而在程序1200中，執行完成步驟S903後，會執行步驟S1205判斷原本Thunderbolt控制器單元140是否操作於主機模式，也就是判斷原本Thunderbolt控制器單元140是否執行主機模式韌體。若步驟S1205的判斷結果為是，則進入步驟S1206，保持原狀繼續由Thunderbolt控制器單元140執行主機模式軔體。若步驟S1205的判斷結果為否，則進入步驟S1207，重置Thunderbolt控制器單元140並使Thunderbolt控制器單元140執行主機模式軔體。

而在執行完步驟S904後，還會再執行步驟S1205以判斷原本Thunderbolt控制器單元140是否執行主機模式韌體。若步驟S1205的判斷結果為是，則進入步驟S1208，重置Thunderbolt控制器單元140並使Thunderbolt控制器單元140執行端點設備模式軔體。若步驟S1205的判斷結果為否，則進入步驟S1206，保持原狀繼續由Thunderbolt控制器單元140執行端點設備模式軔體。

綜上所述，本發明所提供的電子裝置及其Thunderbolt切換方法可利用切換第一切換電路與第二切換電路的選擇端與共同端之間的耦接關係以使Thunderbolt控制器單元操作於主機模式或端點設備模式。因此，不同於傳統的Thunderbolt控制器，本發明所提供的電子裝置其中的Thunderbolt控制器單元既可作為主機使用外部的端點設備，亦可作為端點設備由外界的使用者使用與Thunderbolt控制器單元耦接的週邊裝置。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300、400、500、700、800‧‧‧電子裝置

110、210、310、410、510‧‧‧核心單元

111、112、121、141、142、311、312、321、411、412、511~513、516、531、E₁ ~E₄ 、G₁ ~G₄ 、P₁ ~P₁₂ 、Q₁ ~Q₄ 、R₁ ~R₄ 、U₁ ~U₄ ‧‧‧PCIE連接端

120、221~224、320‧‧‧週邊裝置

130、230、730、780‧‧‧Thunderbolt連接器

140、240、740、770‧‧‧Thunderbolt控制器單元

143、760、790‧‧‧記憶體

143a、145a、761、791‧‧‧主機模式韌體

143b、145b、762、792‧‧‧端點設備模式韌體

144‧‧‧Thunderbolt晶片

145‧‧‧第一記憶體

146‧‧‧第二記憶體

147‧‧‧開關

147a、147b、152、153、162~164、166、522、523、A₁ ~A₈ 、C₁ ~C₈ 、D₁ ~D₈ 、N₁ ~N₈ ‧‧‧選擇端

147c、151、161、165、521、V₁ ~V₄ 、X₁ ~X₄ 、Y₁ ~Y₄ 、Z₁ ~Z₄ ‧‧‧共同端

150、250‧‧‧第一切換電路

160、260‧‧‧第二切換電路

211、313、413、515‧‧‧中央處理單元

212、514‧‧‧南橋晶片

322、414、530‧‧‧繪圖處理單元

520、710‧‧‧第三切換電路

720‧‧‧第四切換電路

801‧‧‧微控制器

900、1000、1100、1200‧‧‧程序

S901~S904、S1004、S1105、S1106、S1205~S1208‧‧‧步驟

圖1為依據本發明一實施例之電子裝置的功能方塊示意圖。

圖2為依照本發明一實施例之電子裝置的功能方塊示意圖。

圖3為依照本發明一實施例之電子裝置的功能方塊示意圖。

圖4為依照本發明一實施例之電子裝置的功能方塊示意圖。

圖5為依照本發明一實施例之電子裝置的功能方塊示意圖。

圖6A、6B為依照本發明實施例說明圖1所繪示之Thunderbolt控制器單元的功能方塊示意圖。

圖7為依照本發明一實施例之電子裝置的功能方塊示意圖。

圖8為依照本發明一實施例之電子裝置的功能方塊示意圖。

圖9為依據本發明一實施例的電子裝置的Thunderbolt模式切換方法的流程圖。

圖10為依據本發明一實施例的電子裝置的Thunderbolt模式切換方法的流程圖。

圖11為依據本發明一實施例的電子裝置的Thunderbolt模式切換方法的流程圖。

圖12為依據本發明一實施例的電子裝置的Thunderbolt模式切換方法的流程圖。

100‧‧‧電子裝置

110‧‧‧核心單元

111、112、121、141‧‧‧PCIE連接端

120‧‧‧週邊裝置

130‧‧‧雷電連接器

140‧‧‧雷電控制器單元

152、153、162、163‧‧‧選擇端

151、161‧‧‧共同端

150‧‧‧第一切換電路

160‧‧‧第二切換電路

Claims

一種電子裝置，包括：一核心單元，具有一第一高速週邊裝置元件互連(Peripheral Component Interconnection Express,PCIE)連接端與一第二PCIE連接端；一週邊裝置，具有一PCIE連接端；一雷電連接器；一雷電控制器單元，耦接至該雷電連接器，其中該雷電控制器單元具有一主機模式與一端點設備模式；一第一切換電路，其一第一共同端耦接至該週邊裝置的該PCIE連接端，該第一切換電路的一第一選擇端耦接至該核心單元的該第一PCIE連接端；以及一第二切換電路，其一第一共同端耦接至該雷電控制器單元的一第一PCIE連接端，該第二切換電路的一第一選擇端耦接至該核心單元的該第二PCIE連接端，以及該第二切換電路的一第二選擇端耦接至該第一切換電路的一第二選擇端。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當該雷電控制器單元操作於該主機模式時，該第一切換電路的該第一共同端耦接至該第一切換電路的該第一選擇端，該第二切換電路的該第一共同端耦接至該第二切換電路的該第一選擇端；以及當該雷電控制器單元操作於該端點設備模式時，該第一切換電路的該第一共同端耦接至該第一切換電路的該第二選擇端，該第二切換電路的該第一共同端耦接至該第二切換電路的該第二選擇端。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該核心單元包括一中央處理單元，該週邊裝置包括一繪圖處理單元；當該雷電控制器單元操作於該主機模式時，該繪圖處理單元經由該第一切換電路耦接至該中央處理單元，而該雷電控制器單元經由該第二切換電路耦接至該中央處理單元；以及當該雷電控制器單元操作於該端點設備模式時，該繪圖處理單元經由該第一切換電路與該第二切換電路耦接至該雷電控制器單元。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該核心單元包括一北橋晶片，該週邊裝置包括一繪圖處理單元；當該雷電控制器單元操作於該主機模式時，該繪圖處理單元經由該第一切換電路耦接至該北橋晶片，而該雷電控制器單元經由該第二切換電路耦接至該北橋晶片；以及當該雷電控制器單元操作於該端點設備模式時，該繪圖處理單元經由該第一切換電路與該第二切換電路耦接至該雷電控制器單元。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該核心單元包括一南橋晶片，而該第一切換電路的該第一選擇端耦接至該南橋晶片；當該雷電控制器單元操作於該主機模式時，該週邊裝置經由該第一切換電路耦接至該南橋晶片，而該雷電控制器單元經由該第二切換電路耦接至該南橋晶片；以及當該雷電控制器單元操作於該端點設備模式時，該週邊裝置經由該第一切換電路與該第二切換電路耦接至該雷電控制器單元。
如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中該核心單元還包括一中央處理單元，而該電子裝置更包括：一繪圖處理單元，具有一PCIE連接端；以及一第三切換電路，其一第一共同端耦接至該繪圖處理單元的PCIE連接端，該第三切換電路的一第一選擇端耦接至該中央處理單元，而該第三切換電路的一第二選擇端耦接至該第二切換電路的一第三選擇端；其中該第二切換電路的一第二共同端耦接至該雷電控制器單元的一第二PCIE連接端；當該雷電控制器單元操作於該主機模式時，該繪圖處理單元經由該第三切換電路耦接至該中央處理單元；以及當該雷電控制器單元操作於該端點設備模式時，該繪圖處理單元經由該第三切換電路與該第二切換電路耦接至該雷電控制器單元。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該雷電控制器單元包括：一記憶體，其內容包含一主機模式韌體以及一端點設備模式韌體；以及一雷電控制晶片，耦接至該第二切換電路的該第一共同端與該記憶體；其中當該雷電控制晶片執行該主機模式韌體時，該雷電控制器單元操作於該主機模式；以及當該雷電控制晶片執行該端點設備模式韌體時，該雷電控制器單元操作於該端點設備模式。
如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該雷電控制晶片被重置後執行該主機模式韌體，以從該端點設備模式切換至該主機模式；以及該雷電控制晶片被重置後執行該端點設備模式韌體，以從該主機模式切換至該端點設備模式。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該雷電控制器單元包括：一雷電控制晶片，耦接至該第二切換電路的該第一共同端；一第一記憶體，其內容包含一主機模式韌體；一第二記憶體，其內容包含一端點設備模式韌體；以及一開關，該開關的一第一選擇端耦接至該第一記憶體，該開關的一第二選擇端耦接至該第二記憶體，該開關的一共同端耦接至該雷電控制晶片；其中當該雷電控制晶片經由該開關讀取並執行該主機模式韌體時，該雷電控制器單元操作於該主機模式；以及當該雷電控制晶片經由該開關讀取並執行該端點設備模式韌體時，該雷電控制器單元操作於該端點設備模式。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該週邊裝置包括一通用序列匯排流晶片、一無線區域網路晶片或一外部串列進階技術附接晶片。
一種電子裝置的雷電連接器之模式切換方法，包括：提供一雷電控制器單元，其中該雷電控制器單元具有一主機模式與一端點設備模式；當該雷電控制器單元操作於該主機模式時，將該雷電控制器單元耦接至該電子裝置的一核心單元，且將該電子裝置的一週邊裝置耦接至該核心單元；以及當該雷電控制器單元操作於該端點設備模式時，將該週邊裝置耦接至該雷電控制器單元。
如申請專利範圍第11項所述電子裝置的雷電連接器之模式切換方法，其中當該雷電控制器單元操作於該端點設備模式時，該核心單元被禁能。
如申請專利範圍第11項所述電子裝置的雷電連接器之模式切換方法，更包括：當該雷電控制器單元執行一主機模式韌體時，該雷電控制器單元操作於該主機模式；以及當該雷電控制器單元執行該端點設備模式韌體時，該雷電控制器單元操作於該端點設備模式。
如申請專利範圍第13項所述電子裝置的雷電連接器之模式切換方法，更包括：重置該雷電控制器單元以及由該雷電控制器單元執行該主機模式韌體，以從該端點設備模式切換至該主機模式；以及重置該雷電控制器單元以及由該雷電控制器單元執行該端點設備模式韌體，以從該主機模式切換至該端點設備模式。
如申請專利範圍第11項所述電子裝置的雷電連接器之模式切換方法，其中該週邊裝置包括一繪圖處理單元、一通用序列匯排流晶片、一無線區域網路晶片或一外部串列進階技術附接晶片或任一PCIE裝置。