具体实施方式

图1是图示根据示例实施例的连接到主机106的外围设备104的框图100。外围设备104包括经由eUSB2总线116连接到外围片上系统(SoC)112的eUSB2外围中继器108。外围SoC112可以是处理器、控制器等。

参考图1，主机106包括经由eUSB2总线128与主机SoC124互连的主机中继器120。主机106经由USB 2.0总线132连接到外围设备104。因此，USB 2.0总线用作主机108和外围设备之间的外部连接，而eUSB2总线116用于芯片间互连(例如，互连eUSB2外围中继器108和外围SoC112)。

在操作中，主机106通过USB 2.0总线132向外围设备104传输下行数据包。外围中继器108将接收的USB 2.0信号形式的下行数据包转变为eUSB2 信号形式的下行信号，并且通过eUSB2总线116将下行数据包发送到外围 SoC112。外围SoC112可以用通过eUSB2总线116传输到外围中继器108的上行数据包来响应主机。外围中继器108将eUSB2信号形式的上行数据包转变为USB 2.0信号形式的上行数据包，并且通过USB 2.0总线132将上行数据包传输到主机106。因此，外围中继器108将USB 2.0信号转变为enUSB2信号，反之亦然。

尽管本文中参考eUSB2中继器描述了示例实施例，但是该描述也适用于 USB 2.0转接驱动器和eUSB2转接驱动器。本文中描述的技术可用于降低 eUSB2中继器、USB 2.0转接驱动器和eUSB2转接驱动器的功耗。该描述适用于可以驻留在外围设备内或主机设备内的中继器。

图2是根据示例实施例的eUSB2外围中继器108的更详细框图。eUSB2 外围中继器108包括USB 2.0端口204，其被配置为与USB 2.0总线208介接 (interface)。USB 2.0总线208提供到诸如主机106的外部设备的连接(如图 1所示)。USB 2.0端口204包括USB发射器212和USB接收器216。eUSB2 外围中继器108通过USB接收器216通过USB 2.0总线208从主机接收下行数据包，并且通过USB发射器212通过USB 2.0总线208向主机传输上行数据包。

继续参考图2，eUSB2外围中继器108还包括配置为与eUSB2总线224 介接的eUSB2端口220。eUSB2总线224提供与外围SoC112的芯片间互连 (如图1所示)。eUSB2端口224包括eUSB2发射器228和eUSB2接收器232。 eUSB2外围中继器108通过eUSB2接收器232通过eUSB2总线224从外围 SoC112或另一设备接收上行数据包，并且通过eUSB2发射器228通过eUSB2总线224将下行数据包传输到外围SoC112(如图1所示)或另一设备。

在一个方面中，微帧起始包(μSOF)用于校准eUSB2中继器108(或USB 2.0转接驱动器)。μSOF指示长度为125μs的微帧的起始。μSOF每125μs 在USB 2.0总线208上周期性地广播。

在一个示例实施例中，在数据总线(例如，USB 2.0总线208或eUSB2 总线224)上检测μSOF，并且定时器设置有多个阈值时段，用于控制(即，停用和启用)一个或多个发射器。根据连接中使用的设备类型，可以使用多种发射器组合：USB 2.0和USB 2.0；eUSB2和eUSB2；以及eUSB2和USB 2.0。在这些组合中，可以控制一个或两个发射器。在一个示例实施例中，可以控制2个USB 2.0发射器中的一个或两个。在另一示例实施例中，可以控制2 个eUSB2发射器中的一个或两个。在又一示例实施例中，可以控制eUSB2发射器或USB 2.0发射器中的一个或两个。

在一个示例实施例中，可以使用静噪电路(图2中未示出)来检测μSOF。通过在USB2.0总线208空闲时锁定μSOF并且关闭(即停用)eUSB2和USB 2.0发射器228、212中的一者或两者，降低了功耗。

在一个示例实施例中，eUSB2中继器108通过依赖多个阈值时段同时降低功耗来重复同步数据包(即，时间关键数据)和异步数据包(即，批量数据)。因为同步数据包在微帧的开始被捆绑，所以发射器212、228中的一者或两者在同步数据被传输后关闭。通过在微帧开始时将发射器212、228保持在活动状态并且通过选择大于正常数据包间间隙的关闭阈值，同步数据包被传输。发射器212、228在微帧的空闲部分期间被停用并且在下一个μSOF之前被重新启用。

在一个示例实施例中，如果异步数据包在发射器212、228被停用之后在微帧中延迟到达，则异步数据包被丢弃。然而，因为主机必须支持丢弃的异步数据包的重试，发射器212、228被重新启用到活动状态并且在接下来的8 个微帧内保持在活动状态以允许最大重试次数。

在μSOF即将到来之前，发射器212、228处于活动状态。当在总线(例如，USB 2.0总线208)上检测到μSOF时，确定在μSOF之后的第一阈值时段期间微帧中是否包含任何数据包。第一阈值时段可以设置为微帧长度的百分比。在一个示例实施例中，第一阈值时段可以是31.25μs。第一阈值时段也称为T OFF时段并且可以例如是31.25μs。在另一个示例实施例中，在接收到用于连续校准的μSOF之后更新第一阈值。

如果在μSOF之后的第一阈值时段期间至少一个数据包包含在微帧中，则发射器212、228保持在活动状态以允许发射器212、228发射数据包。然而，如果在μSOF之后的第一阈值时段期间没有数据包包含在微帧中，则发射器212、228从活动状态转换为关闭状态。在关闭状态中，发射器212、228 被停用。发射器212、228保持在关闭状态直到微帧结束之前的切回时段之前。发射器212、228在微帧结束之前的切回时段之前从关闭状态转换到活动状态以确保发射器212、228准备好下一个微帧。切回时段大于发射器转换到活动状态所需的最大时间。然而，如果在关闭状态期间的任何时间接收到数据包，则发射器212、228从关闭状态转换到活动状态。

如果数据包在发射器处于关闭状态时到达，则数据包将被丢弃。然而，如果数据数据包被丢弃，则发射器212、228从关闭状态转换到活动状态。因为丢弃的数据包被重试，所以当数据包被重试时，发射器212、228转换到活动状态以进行传输。

当数据包到达同时发射器212、228被停用时，发射器212、228按照正常顺序被启用。因为它需要1.4μs才能完全重新启用重复，所以在此期间收到的额外数据包将被丢弃。在一个示例实施例中，如果数据包被丢弃，则发射器212、228转换到活动状态并且在接下来的8个微帧中保持在活动状态。

在本说明书的范围内的变化是可能的。在一个示例实施例中，在μSOF 即将到来之前，发射器212、228可以处于待机状态而不是处于活动状态。在待机状态下，电流被分流到地而不是被驱动到负载。发射器212、228从待机状态转换到活动状态以传输数据包。

尽管发射器在待机状态下保持空闲，但电流被分流到地以将内部节点和偏置回路保持在正常水平，从而允许快速转换到活动状态。当发射器从待机状态转换到活动状态时，电流会简单地切换回负载。结果，发射器在待机状态下的功耗大约等于活动状态下的功耗。

图3A-图3D图示了根据示例实施例的USB 2.0总线208上的各种数据包结构和发射器的各种状态的时序图。例如，发射器可以是USB 2.0发射器212 或eUSB2发射器228。

参考图3A，最初发射器处于活动状态并且在USB 2.0总线208上检测到μSOF。在μSOF之后的第一阈值时段期间，发射器保持活动状态。由于在第一阈值时段内不存在数据包，发射器从活动状态转换到关闭状态。在微帧结束之前的切回时段之前，发射器从关闭状态转换到活动状态，以准备下一个μSOF的到来。切回时段大于发射器转换到活动状态所需的最大时间。

参考图3B，在μSOF之后的第一阈值时段期间，微帧中包含若干数据包。因此，发射器保持在活动状态以允许发射器传输数据包。在这种情况下，在整个微帧期间不会停用发射器。

参考图3C，在μSOF之后的第一阈值时段期间，微帧中包含若干数据包。因此，发射器保持在活动状态。在第一阈值时段期间接收到数据包之后，USB 2.0总线208保持空闲一段时间直到延迟数据包到达。延迟数据包是由发射器处理的并且传输的重试的数据包。在这种情况下，在整个微帧期间不会停用发射器。

参考图3D，在第一阈值时段内不存在数据包。因此，发射器在第一阈值时段之后从活动状态转换到关闭状态。然而，在发射器处于关闭状态的同时，延迟数据包到达微帧。由于在关闭状态下接收延迟数据包，延迟数据包被丢弃并且发射器从关闭状态转换到活动状态。收到重试的数据包，重试的数据包重复成功。因此，如果在停用发射器的同时接收到数据包，则重新启用发射器。在一个示例实施例中，如果数据包被丢弃，则发射器转换到活动状态并且在接下来的8个微帧内保持在活动状态以允许最大重试次数。

在另一示例实施例中，如果在μSOF之后的第一阈值时段期间微帧中不包含数据包，则发射器从活动状态转换为关闭状态。然而，如果在μSOF之后的第一阈值时段期间至少一个数据包包含在微帧中，则发射器在第二阈值时段内保持在活动状态。在第二阈值时段之后，允许发射器从活动状态转换到关闭状态。在微帧结束之前的切回时段之前，发射器再次从关闭状态转换到活动状态。如果在关闭状态期间接收到数据包，则该数据包被丢弃，然后发射器从关闭状态转换到活动状态以准备传输重试的数据包。在一个示例实施例中，第二阈值时段的长度是第一阈值时段的长度的两倍。

图4A-图4D图示了根据示例实施例的USB 2.0总线208上的各种数据包结构和发射器的各种状态的时序图。例如，发射器可以是USB 2.0发射器212 或eUSB2发射器228。

参考图4A，最初发射器处于活动状态并且在USB 2.0总线208上检测到μSOF。在μSOF之后的第一阈值时段内，发射器保持活动状态。由于在第一阈值时段期间不存在数据包，发射器在第一阈值时段后从活动状态转换为关闭状态。在微帧结束之前的切回时段之前，对于下一个μSOF的到达，发射器从关闭状态转换到活动状态。切回时段大于发射器转换到活动状态所需的最大时间。

参考图4B，在μSOF之后的第一阈值时段期间，微帧中包含若干数据包。因此，发射器保持在活动状态以允许发射器传输数据包。然而，如果在第二阈值时段内没有接收到新的数据包，则发射器从活动状态转换到关闭状态。在微帧结束之前的切回时段之前，发射器再次从关闭状态转换到活动状态。在这种情况下，因为在第一阈值时段中接收到若干数据包，所以发射器保持在活动状态。为了降低功耗，如果在第二阈值时段内没有接收到新的数据包，则允许发射器从活动状态转换到关闭状态。

参考图4C，在μSOF之后的第一阈值时段期间，微帧中包含若干数据包。因此，发射器保持在活动状态以允许发射器传输数据包。类似于图4B中的场景，在第二阈值时段中没有接收到新的数据包。因此，为了降低功耗，允许发射器在第二阈值时段之后从活动状态转换到关闭状态。在第二阈值时段之后，发射器从活动状态转换到关闭状态。在发射器被停用后，延迟数据包到达，其被丢弃。因此，发射器从关闭状态转换到活动状态以传输重试的数据包。

参考图4D，在μSOF之后的第一阈值时段期间，微帧中不包含数据包。因此，发射器在第一阈值时段之后从活动状态转换到关闭状态。发射器处于关闭状态的同时到达的延迟数据包被丢弃。发射器从关闭状态转换到活动状态以传输重试的数据包。重试的数据包重复成功。

虽然使用两个阈值时段比仅使用单个阈值时段产生更高的功率效率，但是使用两个阈值时段也增加了系统错误的风险。

各种说明性部件、块、模块、电路和步骤在本文中以它们的功能的一般术语进行描述。这种功能是作为硬件还是软件来实现，取决于特定的应用程序和对整个系统施加的设计约束。

在权利要求的范围内，在所描述的实施例中的修改是可能的，并且其他实施例也是可能的。