[发明专利]具有比特级确收和纠错的串行接口

说明书

L·米什拉、R·韦斯特费尔特和G·威利

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年6月14日提交的美国专利申请No.15/182,328以及于2015年6月19日提交的美国临时申请No.62/182,270的权益。

技术领域

本申请涉及集成电路接口，尤其涉及具有比特级确收和纠错的串行接口。

背景

通用输入/输出(GPIO)使得集成电路设计者能够提供可以为特定应用定制的普适引脚。例如，取决于用户需要，GPIO引脚可以被编程为输出引脚或者输入引脚。GPIO模块或者外围设备通常将控制基于接口要求而能变动的引脚群。因为GPIO引脚的可编程性，所以它们一般被包括在微处理器和微控制器应用中。例如，移动设备中的应用处理器可以使用数个GPIO引脚来进行握手信令，诸如进行与调制解调器处理器的处理器间通信(IPC)。

对于此类握手信令，若边带信号必须既被处理器传送又被其接收，那么该边带信号被视为是“对称”的。如果存在需要被交换的n个对称的边带信号，那么每个处理器要求n*2个GPIO端子(一个GPIO端子传送给定信号并且一个GPIO端子接收该信号)。例如，调制解调器处理器与应用处理器之间的对称IPC接口可以包括五个信号，这转化成结果所得的IPC信令需要10个GPIO引脚。IPC通信需要如此之多的GPIO引脚增加了制造成本。此外，为IPC投入过多的GPIO引脚限制了针对其他系统级外围接口的GPIO可用性。这个问题不能够通过将IPC通信移到处理器之间的主数据总线上来得到解决，因为如此就可能违反了某些角条件。

为了缓解常规GPIO系统所遭受的引脚需求，已经开发了“虚拟”GPIO架构，其中多个GPIO信号诸如通过有限状态机(FSM)被串行化到单个传送引脚上。该FSM从混合GPIO接口接收多个GPIO信号，并且该GPIO接口进而从处理器接收该多个GPIO信号。GPIO接口被认为是“混合”GPIO，因为它还与传送常规GPIO信号的常规GPIO引脚对接。在专用传送引脚上携带的常规GPIO信号与虚拟GPIO信号之间的区别对于处理器而言是透明的。这是相当有利的，因为处理器不需要软件修改以通过混合GPIO接口来通信。关于传输，处理器由此向混合GPIO接口呈递一组GPIO信号。取决于可用的常规GPIO引脚的数目，混合GPIO接口将GPIO信号的第一子集呈递给常规GPIO引脚以用于常规GPIO传输。相反，混合GPIO接口将GPIO信号的其余子集呈递给FSM，该FSM串行化该其余子集并且在专用传送引脚上传送该其余子集。

专用传送引脚通过合适的传输线(诸如电路板迹线)耦合到接收方集成电路的专用接收引脚。以上讨论的传送方集成电路由此还包括用于从远程集成电路接收所传送的虚拟GPIO信号的专用接收引脚。FSM将收到虚拟GPIO信号解串行化为收到GPIO信号的第一集合。类似地，该FSM通过常规GPIO引脚来接收收到GPIO信号的第二集合。收到GPIO信号的第一和第二集合随后可以按常规方式被呈递给处理器。由此，给定的收到GPIO信号是在专用接收引脚上作为虚拟GPIO信号接收的、还是在常规GPIO信号上接收的对于处理器而言是透明的。处理器由此关于传输或接收不需要软件修改。

虚拟GPIO信号在帧中传送。在一个实施例中，每一帧可包括来自每一虚拟GPIO信号的一个或多个比特，以使得帧长度取决于虚拟GPIO信号的数目。随着虚拟GPIO信号的数目的增大，此类实施例中的帧长度也将增大。这种经增大的帧长度增加了关于传送每一帧所需的时间的等待时间。如果因差错而需要重传帧，则结果所得的等待时间可能超过系统要求。

相应地，在本领域中需要用于串行接口的改进的纠错技术。

概述