[发明专利]具有全双工差分对的USB接口上的以太网

说明书

所公开的系统和方法允许主机设备使用经由USB端口和USB连接(例如，USB电缆)提供的以太网通信或者USB通信来与外部设备通信。该主机设备可以包括处理器、耦合到该处理器的以太网介质接入控制(MAC)电路、耦合到该处理器的USB控制器、经由该USB连接耦合到外部设备的USB端口，以及响应于模式选择信号被耦合在该USB端口与以太网MAC电路或USB控制器之间的收发机。该主机设备也可以包括响应于确定该外部设备是USB设备还是以太网设备而生成该模式选择信号的检测电路。

技术领域

本发明实施例一般涉及计算机联网，并且尤其涉及在USB接口上提供以太网通信。

相关技术背景

用于连接计算机、外部外围设备以及网络的各种接口标准被采用来提供简单的高速连通性。例如，通用串行总线(USB)是通常用于将计算机(诸如PC和膝上型计算机)连接到各种各样的外围设备(诸如，鼠标、键盘、打印机、闪存驱动器以及类似物等)的高速串行总线协议，而以太网协议是用于在局域网(LAN)和广域网(WAN)二者中连接计算机的联网标准。

更具体地，USB协议已被开发以为PC用户提供用来将极广范围的多样化外围设备连接到他们的电脑的增强且易用的接口。USB的开发最初是为膝上型计算机考虑所驱使的，其极大地受益于小外形的外围设备连接器。此外，USB设备是热插拔的，这意味着它们可以被连接到PC或者从PC断开连接而不要求PC关闭电源。

以太网协议(被包含在IEEE 802.3系列标准中)允许若干种不同介质(包括，例如，同轴电缆、双绞电缆(例如，CAT-5和CTA-6电缆)，以及光纤缆线)上的以太网通信。以太网经由介质接入控制(MAC)层处的网络接入并通过共有寻址格式定义了用于物理层(PHY)的数种布线和信令标准。MAC层是七层开放系统互连(OSI)模型中规定的数据链路层的子层，并且担当逻辑链路控制(LLC)子层与网络的物理(PHY)层之间的接口。

对于许多主机设备(诸如PC)而言，以太网技术被嵌入在该设备的主板内，从而使得该主机设备可以很容易地经由附连到该设备中所提供的以太网端口的以太网电缆来连接到以太网。例如，许多现代以太网端口包括与以太网双绞电缆(例如，CAT-5和CAT-6电缆)配对的RJ 45连接器。然而，由于相对于较小的计算设备(诸如，超薄笔记本计算机、智能电话和平板计算机)而言以太网端口的形状因子相对较大，因此这些较小的计算设备中有许多都不包括与以太网电缆配对的以太网端口。

对于不包括以太网端口的主机设备来说，可以使用该设备的USB端口(其比RJ 45端口小得多)来提供以太网功能性。对于此类设备，用户可以将USB到以太网适配器附连到该设备的可用USB端口之一来为该设备提供以太网功能性。在操作中，这些USB到以太网适配器提供了主机设备的USB端口与该适配器的以太网端口之间的接口，以太网网络可以使用以太网电缆(诸如CAT-5电缆)来被连接到该以太网端口。

虽然在允许主机设备使用其USB端口(例如，而非以太网端口)连接到以太网网络方面是有效的，但是常规的USB到以太网适配器可能是昂贵的，可能消耗大量功率，并且可能包括复杂的电路组件阵列。例如，常规的USB到以太网适配器一般包括用以与主机设备的USB端口通信的USB控制器、用以经由该适配器的以太网端口来与以太网电缆通信的以太网PHY、以及用以促成该适配器的USB控制器与以太网PHY之间的通信的以太网MAC。对于此类系统，该主机设备一般包括经由USB控制器耦合到其USB端口的以太网MAC。

由此，需要消耗更少功率、采用更少电路系统并且允许更大吞吐量的具有更小形状因子的USB到以太网适配器和相关的主机设备架构。

概述