信号传输系统、接口设备和信号传输方法

摘要

提供一种包括信息处理设备和接口设备的信号传输系统。所述信息处理设备将传输数据编码为不包括直流分量的代码，并且所述信息处理设备在将代码叠加在直流功率上的同时传输所述代码。所述代码的极性在每半个时钟周期反转。所述接口设备检测从所述信息处理设备接收的信号的极性反转周期，并且所述接口设备基于检测结果再现时钟。

说明书

技术领域

本发明涉及信号传输系统、接口设备和信号传输方法。

背景技术

如笔记本型个人计算机(下文称为笔记本PC)的信息处理设备通过施加来自内置电池或AC适配器的DC功率来运行。在笔记本PC中，为了小型化的目的除去了接口或者减少了接口的数目。在一些这样的笔记本PC中，外部连接其上安装扩展端口的接口设备以扩展接口。通过串行传输系统在接口设备和笔记本PC之间执行信号传输。在串行传输系统的情况下，数据在编码后传输。在这点上，例如，曼彻斯特(Manchester)编码系统或AMI(交替传号反转(Alternate Mark Inversion))编码系统用作编码系统。例如，日本专利申请公开(JP-A)No.1991-109843公开了一种通过AMI码传输数据的技术，所述AMI码是双极性码的代表性示例。JP-A No.1991-109843还公开了一种技术，其中在由信号电平的中间值表示的同时传输数据时钟，并且基于该信号电平在接收端再现该数据时钟。

发明内容

然而，不幸的是，当用户回到办公室或家里时，用户需要将笔记本PC连接到AC适配器和接口设备两者。取决于接口设备的类型，增加了PC连接器的布线的数目，从而扩大了连接器或增加了成本。在对接台(docking station)的情况下，可以仅通过将笔记本PC放置在对接台上来使用笔记本PC，因此与接口设备不同，其消除了不便性。然而，增加了布线的数目以增加PC连接器的信号线的数目，从而扩大了连接器或增加了成本。例如，经常地，当在布线存在于各种接口(如USB、LAN和显示器)的每一个中时、简单生产具有接口设备和AC适配器的功能的设备时，扩大的尺寸或者增加的成本变得麻烦。USB代表通用串行总线。LAN代表局域网。

需要一种用户友好的、低成本的信号传输系统、接口设备和信号传输方法，其中信号在叠加在电功率上的同时在接口设备和信息处理设备之间传输，从而减少了数据信号线的数目。

根据本发明的实施例，提供一种包括信息处理设备和接口设备的信号传输系统，其中所述信息处理设备包括：数据编码单元，其将数据编码为第一传输数据，所述第一传输数据不包括直流分量；信号发送单元，其将由所述数据编码单元产生的所述第一传输数据的信号叠加在直流电流上，并且通过预定信号线将叠加信号发送到所述接口设备；以及信号分离单元，其通过所述预定信号线接收其上叠加了所述直流电流的第二传输数据的信号，并且将接收的信号分离为所述第二传输数据的信号和所述直流电流，并且所述接口设备包括：数据输入和输出端子，其用于提供和馈送数据；信号分离单元，其通过预定信号线接收其上叠加了所述直流电流的所述第一传输数据的信号，并且将接收的信号分离为所述第一传输数据的信号和所述直流电流；信号接收单元，其接收所述第一传输数据的信号；时钟再现单元，其从由所述信号接收单元接收的所述第一传输数据的信号再现时钟；数据解码单元，其使用由所述时钟再现单元再现的时钟解码所述第一传输数据，并且将解码的所述第一传输数据提供到所述数据输入和输出端子；数据编码单元，其使用由所述时钟再现单元再现的时钟，将所述第二传输数据编码为不包括直流分量的码形，所述第二传输数据从所述数据输入和输出端子馈送；以及信号发送单元，其将由所述数据编码单元产生的所述第二传输数据的信号叠加在所述直流电流上，并且通过所述预定信号线发送叠加数据。所述信息处理设备的所述数据编码单元可以将传输数据编码为其极性在每半个时钟周期反转的码形。所述时钟再现单元可以检测数据信号的极性反转周期，并且所述时钟再现单元基于检测结果再现时钟。所述信息处理设备还可以包括：内部二次电池，其提供所述直流电流；以及电压感测单元，其感测由所述信号分离单元分离的所述直流电流的电压，其中当由所述电压感测单元感测的电压等于或低于预定值时，所述信号发送单元停止对所述内部二次电池充电的充电电路。当从接口提供所述直流电流时，所述信息处理设备可以使用所述直流电流操作，当不从接口提供所述直流电流时，所述信息处理设备可以使用从所述内部二次电池提供的所述直流电流操作，并且所述信息处理设备可以将传输数据叠加在从二次电池提供的所述直流电流上。当所述信息处理设备提供所述直流电流时，所述接口设备可以使用所述直流电流操作。

根据本发明的另一实施例，提供一种接口设备，包括：数据输入和输出端子，其用于提供和馈送数据；信号分离单元，其通过预定信号线接收其上叠加了直流电流的第一传输数据的信号，并且将接收的信号分离为所述第一传输数据的信号和所述直流电流；信号接收单元，其通过所述预定信号线接收所述第一传输数据的信号，所述第一传输数据的信号以不包括直流分量的代码编码；时钟再现单元，其从由所述信号接收单元接收的所述第一传输数据的信号再现时钟；数据解码单元，其使用由所述时钟再现单元再现的时钟解码所述第一传输数据，并且将解码的所述第一传输数据提供到所述数据输入和输出端子；数据编码单元，其使用由所述时钟再现单元再现的时钟，将所述第二传输数据编码为不包括直流分量的码形，所述第二传输数据从所述数据输入和输出端子馈送；以及信号发送单元，其将所述直流电流叠加在由所述数据编码单元产生的所述第二传输数据的信号上，并且通过所述预定信号线发送叠加数据。所述信号接收单元可以通过所述预定信号线接收所述第一传输数据的信号，所述第一传输数据被编码为其极性在每半个时钟周期反转的码形。所述时钟再现单元可以检测数据信号的极性反转周期，并且所述时钟再现单元基于检测结果再现时钟。

根据本发明的另一实施例，提供一种信息处理设备，包括：数据编码单元，其将数据编码为第一传输数据，所述第一传输数据不包括直流分量；信号发送单元，其将由所述数据编码单元产生的所述第一传输数据的信号叠加在直流电流上，并且通过预定信号线将叠加信号发送到所述接口设备；以及信号分离单元，其通过所述预定信号线接收其上叠加了所述直流电流的第二传输数据的信号，并且将接收的信号分离为所述第二传输数据的信号和所述直流电流。所述数据编码单元可以将传输数据编码为其极性在每半个时钟周期反转的码形。所述接口设备还可以包括：电流提供端子，从外部电源提供交流电到所述电流提供端子；以及转换电路，其将提供到所述电流提供端子的所述交流电转换为所述直流电流，其中所述信号发送单元在将所述第二传输数据的信号叠加在从所述转换电路提供的所述直流电流的同时，发送所述第二传输数据的信号。所述接口设备还可以包括电流提供端子，将所述直流电流提供到所述电流提供端子，其中所述信号发送单元在将所述第二传输数据的信号叠加在从所述电流提供端子提供的所述直流电流的同时，发送所述第二传输数据的信号。所述数据编码单元可以将所述第二传输数据编码为从至少包括AMI(交替传号反转)码、CMI(编码传号反转)码、部分响应码、曼彻斯特码和包括AM(振幅调制)调制的双相码的组选择的码形。

根据本发明的另一实施例，提供一种接口设备，包括：数据输入和输出端子，其用于提供和馈送数据；信号接收单元，其通过预定信号线接收叠加信号，第一传输数据的信号和直流电流叠加在所述叠加信号中，所述第一传输数据的信号被编码为不包括直流分量的代码；信号分离单元，其将由所述信号接收单元接收的所述叠加信号分离为所述第一传输数据的信号和所述直流电流；时钟再现单元，其从由所述信号分离单元分离的所述第一传输数据的信号再现时钟；数据解码单元，其使用由所述时钟再现单元再现的时钟解码所述第一传输数据，并且将解码的所述第一传输数据提供到所述数据输入和输出端子；数据编码单元，其使用由所述时钟再现单元再现的时钟，将所述第二传输数据编码为不包括直流分量的码形，所述第二传输数据从所述数据输入和输出端子馈送；以及信号发送单元，其将由所述数据编码单元产生的所述第二传输数据的信号叠加在所述直流电流上，并且通过所述预定信号线发送叠加数据。所述信号接收单元可以通过所述预定信号线接收所述第一传输数据的信号，所述第一传输数据被编码为其极性在每半个时钟周期反转的码形。所述时钟再现单元可以检测数据信号的极性反转周期，并且所述时钟再现单元基于检测结果再现时钟。

根据本发明的另一实施例，提供一种信号传输方法，包括以下步骤：使用信息处理设备将数据编码为第一传输数据，所述第一传输数据不包括直流分量；使用信息处理设备将由数据编码单元产生的所述第一传输数据的信号叠加在直流电流上，并且使用信息处理设备通过预定信号线将叠加信号发送到所述接口设备；使用信息处理设备通过所述预定信号线接收其上叠加了所述直流电流的第二传输数据的信号，并且使用信息处理设备将接收的信号分离为所述第二传输数据的信号和所述直流电流；使用接口设备通过用于提供和馈送数据的数据输入和输出端子提供和馈送数据；使用所述接口设备通过预定信号线接收其上叠加了所述直流电流的所述第一传输数据的信号，并且使用所述接口设备将接收的信号分离为所述第一传输数据的信号和所述直流电流；使用所述接口设备通过所述预定信号线接收所述第一传输数据的信号；使用所述接口设备从在信号接收步骤中接收的所述第一传输数据的信号再现时钟；使用所述接口设备使用在时钟再现步骤中再现的时钟解码所述第一传输数据，并且使用所述接口设备将解码的所述第一传输数据提供到所述数据输入和输出端子；使用所述接口设备，用在时钟再现步骤中再现的时钟将所述第二传输数据编码为不包括直流分量的码形，所述第二传输数据从所述数据输入和输出端子馈送；以及使用所述接口设备将在数据编码步骤中产生的所述第二传输数据的信号叠加在所述直流电流上，并且使用所述接口设备通过所述预定信号线发送叠加数据。

根据本发明的另一实施例，提供一种信号传输方法，包括以下步骤：通过用于提供和馈送数据的数据输入和输出端子提供和馈送数据；通过预定信号线接收其上叠加了直流电流的第一传输数据的信号，并且将接收的信号分离为所述第一传输数据的信号和所述直流电流；通过所述预定信号线接收所述第一传输数据的信号，所述第一传输数据的信号被编码为不包括直流分量的代码；从在信号接收步骤中接收的所述第一传输数据的信号再现时钟；使用在时钟再现步骤中再现的时钟解码所述第一传输数据，并且将解码的第一传输数据提供到所述数据输入和输出端子；使用在时钟再现步骤中再现的时钟将第二传输数据编码为不包括直流分量的码形，所述第二传输数据从所述数据输入和输出端子馈送；以及将所述直流电流叠加在数据编码步骤中产生的所述第二传输数据的信号上，并且通过所述预定信号线发送叠加数据。

根据本发明的另一实施例，提供一种信号传输方法，包括以下步骤：通过用于提供和馈送数据的数据输入和输出端子提供和馈送数据；通过预定信号线接收叠加信号，第一传输数据的信号和直流电流叠加在所述叠加信号中，所述第一传输数据的信号被编码为不包括直流分量的代码；将在信号接收步骤中接收的所述叠加信号分离为所述第一传输数据的信号和所述直流电流；从在信号分离步骤中分离的所述第一传输数据的信号再现时钟；使用在时钟再现步骤中再现的时钟解码所述第一传输数据，并且将解码的第一传输数据提供到所述数据输入和输出端子；使用在时钟再现步骤中再现的时钟将第二传输数据编码为不包括直流分量的码形，所述第二传输数据从所述数据输入和输出端子馈送；以及将在数据编码步骤中产生的所述第二传输数据的信号叠加在所述直流电流上，并且通过所述预定信号线发送叠加数据。

如上所述，在本发明的实施例中，在将信号叠加在电功率上的同时在接口设备和信息处理设备之间传输所述信号，可以大大减少接口设备和信息处理设备之间的数据信号线的数目，以降低接口的成本和对于用户的不便性。

附图说明

图1是图示过去的信号传输系统的说明图；

图2是图示过去的信号传输系统的功能配置图；

图3是图示过去的信号传输系统的说明图；

图4是图示过去的信号传输系统的功能配置图；

图5是图示根据本发明的第一实施例的信号传输系统的说明图；

图6是图示第一实施例的信号传输系统的功能配置图；

图7是图示根据本发明的第二实施例的接口设备的说明图；

图8是图示第二实施例的信号传输系统的功能配置图；

图9是图示第二实施例的接口设备的说明图；

图10是图示根据本发明的第三实施例的信号传输系统的说明图；

图11是图示第三实施例的信号传输系统的功能配置图；

图12是图示关于第三实施例的接口设备的电源状态的说明图；

图13是图示根据本发明的第四实施例的信号传输系统的说明图；

图14是图示第四实施例的接口设备的说明图；

图15是图示第四实施例的信号传输系统中的编码方法的示例的说明图；

图16是示意性地图示第四实施例的信号传输系统中的代码的频率谱的说明图；

图17是示意性地图示第四实施例的信号传输系统中的信号波形的说明图；

图18是图示第四实施例的信号传输系统中的叠加电路的说明图；以及

图19是图示第四实施例的信号传输系统中的信号处理单元的说明图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同功能和结构的结构元件用相同的参考标号表示，并且省略这些结构元件的重复说明。

[描述的流程]

下面将说明描述的流程。首先，将参照图1到4简要描述信号传输系统的各种模式。

然后，将参照图5到17描述根据本发明的实施例的信号传输系统。最后，总结各实施例的技术思想，并且将简要描述从所述技术思想获得的效果。

(描述项目)

1.问题的组织

1-1.信号传输系统10的系统配置

1-2.信号传输系统30的系统配置

1-3.关于信号传输系统10和30的问题

2.实施例

2-1.本发明的第一实施例：信号传输系统100的系统配置

2-2.本发明的第二实施例：信号传输系统200的系统配置

2-3.本发明的第三实施例：信号传输系统300的系统配置

2-4.本发明的第四实施例：信号传输系统400的系统配置

2-5.编码系统

2-6.叠加电路

2-7.信号处理单元

2-8.总结

1.问题的组织

在详细描述实施例的技术之前，将简要总结要由本发明实施例的技术解决的问题。

1-1.信号传输系统10的系统配置

图1是图示信号传输系统10的说明图。信号传输系统10包括笔记本PC1、AC适配器2和接口盒3。笔记本PC 1通过施加来自AC适配器2的DC功率来运行。在笔记本PC 1中，为了小型化的目的，去除了接口或者减少了接口的数目。因此，可以通过连接到接口盒3来扩展接口。

图2是图示图1的信号传输系统10的功能配置图。电源11提供电功率到笔记本PC 1的设备12。电源11还提供功率到接口盒3。接口盒3接收从笔记本PC 1提供的DC功率。在接口盒3和笔记本PC 1之间提供用于内置接口的信号线。为了在接口盒3中提供USB 7、LAN 8和显示器9的端子，在接口盒3中提供USB电路4、以太网(注册商标)电路5和显示器电路6。在笔记本PC 1和USB电路4、以太网(注册商标)电路5和显示器电路6的每一个之间提供信号线。

1-2.信号传输系统30的系统配置

图3是图示信号传输系统30的说明图。信号传输系统30包括笔记本PC1、AC适配器22和对接台23。如图3所示，用户可以通过将笔记本PC 1置于对接台23上来扩展接口。在此情况下，AC适配器22连接到对接台23。笔记本PC 1接收从对接台23提供的电功率。多个接口并入可以连接到笔记本PC1的对接台23。

图4是图示图3的信号传输系统的功能配置图。AC适配器22连接到对接台23以提供DC功率。对接台23中的DC电源33分支馈送的DC功率，将分支的DC功率之一提供到笔记本PC 1，而另一个用于对接台23中每个电路的功率。根据内置接口在对接台23和笔记本PC 1之间提供布线。为了在对接台23中提供USB 27、LAN 28和显示器29的端子，需要USB电路24、以太网(注册商标)电路25和显示器电路26并入对接台23。还需要在笔记本PC 1和USB电路24、以太网(注册商标)电路25和显示器电路26的每一个之间提供信号线。

1-3.关于信号传输系统10和30的问题

在图1到4的信号传输系统10和30中，需要将笔记本PC 1连接到AC适配器2和22以及接口盒3或对接台23。当使用笔记本PC 1时，将笔记本PC 1连接到AC适配器2和接口盒3两者是不方便的。另一方面，即使当对接台23与笔记本PC 1一起使用时，尽管不同于接口盒3而消除了不便性，但是增加了布线的数目，并且增加了PC连接器的信号线的数目，这导致扩大的或昂贵的连接器。因此，在随后提到的实施例中，提出了解决问题的技术。

2.实施例

下面将描述本发明的实施例。在实施例中，接口盒的功能并入AC适配器中，以便消除在使用中将笔记本PC连接到AC适配器和接口盒两者的这种不便性。

2-1.本发明的第一实施例：信号传输系统100的系统配置

将参照图5和6描述根据本发明的第一实施例的信号传输系统100的系统配置。图5是图示第一实施例的信号传输系统100的说明图。尽管在图5中笔记本PC示意性地图示为信号传输系统100的信息处理设备101的示例，但是下述技术的应用范围不限于笔记本PC。

如图5所示，信号传输系统100包括信息处理设备101和接口设备103。装备接口的AC适配器的接口设备103从AC功率产生DC功率，接口设备103将部分DC功率提供到其电路操作，并且接口设备103将其余功率提供到信息处理设备101。各种接口并入接口设备103。如图5所示，例如，在接口设备103中提供USB端子124、LAN端子125和显示器端子126。从信号传输的观点需要接口设备103和信息处理设备101相互连接。在第一实施例中，接口数据信号叠加在DC功率上以提供简单连接。

图6是图示第一实施例的信号传输系统100的功能配置图。接口设备103和信息处理设备101通过一对布线连接。为了减少EMI，期望布线是具有屏蔽结构的共轴线或双绞线。

下面将描述信息处理设备101。信息处理设备101包括电源电路111、信号处理单元112和叠加/分离单元113。叠加/分离单元113将传输数据的信号叠加在直流电流上，并且叠加/分离单元113提取接收数据的信号。信号处理单元112复用从处理器等到各种接口的传输数据以执行适当编码，以便将传输数据叠加在直流功率上，并且信号处理单元112将编码的数据提供到叠加/分离单元113。信号处理单元112将从叠加/分离单元113馈送的接收数据解码为其中复用各种接口的多条数据的复用数据，并且信号处理单元112将复用数据分离为各种接口的多条数据，以将各种接口的多条数据提供到处理器。电源电路111是包括在信息处理设备101中的内部电源。

然后将描述接口设备103。接口设备103包括电源电路121、信号处理单元122、叠加/分离单元123和各种接口(USB端子124、LAN端子125和显示器端子126)。电源电路121从交流电流产生直流电流。将产生的直流电流提供到信号处理单元122、USB端子124、LAN端子125和显示器端子126。叠加/分离单元123在将直流电流叠加在接口的数据信号上的同时，通过电缆将直流电流提供到信息处理设备101。叠加/分离单元123将传输数据的信号叠加在直流电流上，并且叠加/分离单元123从叠加在直流电流上的信号提取接收数据的信号。信号处理单元122复用来自作为数据输入和输出端子的各种接口的多条传输数据，信号处理单元122执行复用数据的编码以便将复用数据叠加在直流电流上，并且信号处理单元122将编码数据提供到叠加/分离单元123。信号处理单元122解码复用数据，其中复用来自从叠加/分离单元123馈送的接收数据的各种接口的多条数据。信号处理单元122将复用数据分离为各种接口的多条数据，并且信号处理单元122将各种接口的多条数据提供到各接口。

2-2.本发明的第二实施例：信号传输系统200的系统配置

将参照图7到9描述根据本发明的第二实施例的信号传输系统200的系统配置。在信号传输系统200中，如图8所示，接口设备203插入在AC适配器202和信息处理设备101之间。图7是接口设备203的说明图。如USB端子124、LAN端子125和显示器端子126的各种接口并入接口设备203。接口设备203将直流电流从AC适配器202中继到信息处理设备101。各种接口的数据线叠加在接口设备203和信息处理设备101之间，并且各种接口可以仅通过与信息处理设备101的直流功率输入的简单连接而使用。

图8是图示第二实施例的信号传输系统200的系统配置示例的说明图。具有与信号传输系统100的功能基本相同功能的组件由相同的标号指定，并且不重复描述。在第二实施例的信号传输系统200中，接口设备203插入在AC适配器202和信息处理设备101之间，以便扩展接口。接口设备203的直流输入端子具有与信息处理设备101的直流输入端子相同的形状。在接口设备203和信息处理设备101之间，接口的数据信号叠加在直流电流上。

图9是图示第二实施例的信号传输系统200的功能配置图。具有与信号传输系统100的功能基本相同功能的组件由相同的标号指定，并且不重复描述。信号传输系统200包括信息处理设备101、接口设备203和AC适配器202。接口设备203包括电源电路221。在第二实施例的信号传输系统200中，接口设备203插入在AC适配器202和信息处理设备101之间，以便扩展接口。电源电路221从自AC适配器202提供的直流电流产生接口设备203的各电路所需的直流功率。将产生的直流电源提供到信号处理单元122和各种接口电路。将从AC适配器202提供的直流电流提供到叠加/分离单元123，并且叠加/分离单元123将接口数据信号叠加在直流电流上，以便通过电缆将叠加数据提供到信息处理设备101。

2-3.本发明的第三实施例：信号传输系统300的系统配置

将参照图10到12描述根据本发明的第三实施例的信号传输系统300的系统配置。图10是图示第三实施例的信号传输系统300的系统配置示例的说明图。在第三实施例的信号传输系统300中，从第二实施例的信号传输系统200的配置移除AC适配器。有时如笔记本PC的信息处理设备301通过电池而不使用AC功率来操作。在此情况下，需要将DC功率从信息处理设备301提供到接口设备303。

图11是图示第三实施例的信号传输系统300的功能配置图。具有与信号传输系统100的功能基本相同功能的组件由相同的标号指定，并且不重复描述。信息处理设备301包括叠加/分离单元313和二极管328。接口设备303包括电源电路321。电源电路321通过叠加/分离单元123从信息处理设备301接收DC功率，并且电源电路321产生接口设备303所需的功率。叠加/分离单元313将数据的传输信号叠加在直流功率上，并且叠加/分离单元313提取数据的接收信号。随后将参照图12详细描述由包括在信息处理设备301中的二极管328发挥的功能。信号处理单元112复用来自处理器等的各种接口的多条传输数据，信号处理单元112适当地执行复用数据的编码，以便将复用数据叠加在直流功率上，并且信号处理单元112将叠加数据提供到叠加/分离单元313。信号处理单元112解码信号复用数据，其中复用来自从叠加/分离单元313馈送的接收数据的各种接口的多条数据，信号处理单元112将解码数据分离为各种接口的多条数据，并且信号处理单元112将各种接口的多条数据提供到处理器等。

在第三实施例的信号传输系统300的配置中，如图11所示，将直流功率从信息处理设备301提供到接口设备303。在像第二实施例的信号传输系统200将AC适配器连接到接口设备303的情况下，将直流功率提供到接口设备303和信息处理设备301。也就是说，在信息处理设备301中，需要提供对应于直流功率的提供或接收的机制，因为按场合需要提供或接收直流功率。将参照图12描述该机制。

图12是当信息处理设备301提供或接收直流功率时、用于实现控制二次电池(电池)的充电功能的机制的电路的说明图。首先，将描述从电源端子1207提供的DC功率的电压(高)高于信息处理设备301的电池1203的输出电压(低)的情况。将从电源端子1207馈送的直流功率提供到开关(SW)1206、电压检测电路1205(电压检测)和电源电路1201。将直流功率提供到电源电路1201，并且将功率提供到信息处理设备301的电路。电压检测电路1205检测DC功率的电压(高)。电压检测电路1205提供意味着接通的控制信号到开关(SW)1206。因此，开关(SW)1206变为接通状态以提供功率到充电电路1202。因为电池1203的输出电压低于在电源端子1207的电压的输出电压，所以二极管1204变为截止状态，以将电池1203和电源端子1207电断开。

接下来，将描述从信息处理设备301提供直流功率的情况。因为没有从电源端子1207提供功率，所以二极管1204变为导通状态，以电连接电池1203和电源端子1207。电压检测电路1205检测电池1203的输出电压(低)。因为电压检测电路1205提供意味着关断的控制信号到开关1206，所以充电电路1202不操作。将直流功率提供到电源电路1201，以提供功率到信息处理设备301的各电路。直流功率从电源端子1207提供到外部(接口设备303)。

2-4.本发明的第四实施例：信号传输系统400的系统配置

将参照图13和14描述根据本发明的第四实施例的信号传输系统400的系统配置。图13是图示第四实施例的信号传输系统400的系统配置示例的说明图。第四实施例的信号传输系统400包括信息处理设备401、AC适配器402和对接台403。图14是图示第四实施例的信号传输系统400的功能配置图。具有与信号传输系统100的功能基本相同功能的组件由相同的标号指定，并且不重复描述。对接台403通过其上叠加了接口的数据信号的直流电源线连接到信息处理设备401。

信号传输系统400包括信息处理设备401、对接台403和AC适配器402。信息处理设备401包括电源电路411、信号处理单元412和叠加/分离单元413。对接台403包括电源电路221、信号处理单元122、叠加/分离单元123和各种接口(USB端子124、LAN端子125和显示器端子126)。

电源电路221从AC功率产生直流功率。将产生的直流电源提供到信号处理单元122和各种接口电路(USB端子124、LAN端子125和显示器端子126)。还将直流功率提供到叠加/分离单元123。叠加/分离单元123将接口的数据信号叠加在直流功率上，并且叠加/分离单元123通过电缆将叠加数据提供到信息处理设备401。叠加/分离单元123将传输数据的信号叠加在直流功率上，并且叠加/分离单元123提取接收数据的信号。信号处理单元122复用来自各种接口的多条传输数据，信号处理单元122适当地执行编码，以便将复用数据叠加在直流功率上，并且信号处理单元122将编码数据提供到叠加/分离单元123。信号处理单元122解码复用数据，其中复用来自从叠加/分离单元123馈送的接收数据的各种接口的多条数据，信号处理单元122将解码数据分离为各种接口的多条数据，并且信号处理单元122将多条数据提供到各接口。

信息处理设备401的叠加/分离单元413将传输数据的信号叠加在直流功率上，并且叠加/分离单元413从叠加在直流电流上的信号提取接收数据的信号。信号处理单元412复用来自处理器等的各种接口的多条传输数据，信号处理单元412适当地执行编码，以便将复用数据叠加在直流功率上，并且信号处理单元412将编码数据提供到叠加/分离单元413。信号处理单元412解码复用数据，其中复用来自从叠加/分离单元413馈送的接收数据的各种接口的多条数据，信号处理单元412将解码的数据分离为各种接口的多条数据，并且信号处理单元412将多条数据提供到处理器等。信息处理设备401可以从连接到AC适配器的直流电源端子和对接台的连接端子两者接收直流功率。例如，提供二极管415和416，使得即使当信息处理设备401连接到直流电源端子或连接端子以提供功率到信息处理设备401时，直流电源端子和连接端子也不相互干扰。

2-5.编码系统

将参照图15到17描述第四实施例的编码系统。图15是图示第四实施例的编码方法和码形的示例的说明图。图16是图示第四实施例的代码的频率谱的示例的说明图。图17是图示在传输第四实施例的代码中观察的实际信号波形的示例的说明图。在各个实施例的信息处理设备中，信号处理单元112和412(下文中使用信号处理单元112进行描述)将传输数据编码为信号波形。

参照图15，如上所述，信号处理单元122将每个分开的数据信号编码为码形。该码形不包括直流分量，并且该码形的极性在每半个时钟周期反转。为了产生该码形，信号处理单元122将每个分开的数据信号编码为不包括直流分量的代码。例如，曼彻斯特码、AMI码、CMI码(编码传号反转码)、如AM调制的双相码、部分响应码和双极性相位码用作不包括直流分量的代码。AMI代表交替传号反转。例如，在使用具有100％的占空比的AMI码的情况下，产生图15A所示的代码(下文中称为代码(A))。

在馈送数据1的情况下，代码(A)通过切换动作(toggle action)变为电势1或电势-1。另一方面，在馈送数据0的情况下，代码(A)变为电势0。在图15中，代码(A)具有Fb的传输速率和1/Fb的比特间隔。在产生代码(A)后，信号处理单元122使用加法器ADD将时钟(B)同步地加到代码(A)。如图15所示，加到代码(A)的时钟(B)具有代码(A)的传输速率Fb的一半的频率。因此，时钟(B)具有2/Fb的周期。时钟(B)的振幅设为代码(A)的振幅的两倍。当加法器ADD将时钟(B)加到代码(A)时，从加法器ADD提供的代码(下文中称为代码(C))具有图15C中示出的码形。尽管时钟(B)的振幅设为代码(A)的振幅的两倍，但是可以使用任何振幅的时钟(B)，只要时钟(B)的振幅大于代码(A)的振幅。

需要在代码(A)和时钟(B)的边缘相互匹配的同时，使用加法器ADD将代码(A)和时钟(B)同步相加。因此，尽管时钟(B)的频率变为代码(A)的传输速率Fb的一半，但是可以通过检测代码(C)的上升和尾部边缘从代码(C)再现时钟(B)。如图15所示，代码(C)具有六个振幅值-3、-2、-1、1、2和3。与代码(A)相比，发现数据0对应于代码(C)的振幅-2和2，而数据1对应于其它振幅。因此，可以使用阈值L1、L2、L3和L4解码数据。使用阈值L0检测代码(C)的极性反转，使得可以基于检测的极性反转周期再现时钟(B)。

尽管需要在数据1和数据0之间区分四个阈值L1、L2、L3和L4，但是当代码(C)通过绝对值电路以将负振幅值折叠到正侧时，用于在数据1和数据0之间区分的阈值的数目可以减少为两个。除了使用绝对值的方法外，提出用于减少用来在数据1和数据0之间区分的阈值的数目的各种方法。例如，在从代码(C)减去时钟(B)之后，可以相互区分数据1和数据0。对于从代码(C)在数据1和数据0之间区分的方法可以进行各种修改。如上所述，可以容易地从代码(C)检测时钟(B)。因此，在接收端消除PLL的使用，从而有助于省电。此外，代码(C)不包括直流分量，使得可以在代码(C)叠加在包括直流分量的驱动信号上的同时传输代码(C)。

接下来，参照图16和17，图17图示代码(C)的实际测量眼图(eye pattern)的示例。代码(C)具有圆形的(rounded)信号波形，因为在传输代码(C)时截止高频。图16图示代码(C)的频率谱。频率谱的峰值出现在Fb/2的频率的位置。线谱存在于Fb/2的频率的位置。在图16的频率谱中，零点存在于频率Fb、2Fb、3Fb、...。从图16的频率谱，还可以确认代码(C)不包括直流分量。

因此，即使如上所述在代码叠加在直流功率上的同时传输代码，使用不包括直流分量的代码也可以容易地从直流功率分离代码。在将时钟分量添加到代码的同时传输代码，检测接收信号的极性反转周期，并且基于检测结果再现时钟，使得可以减小电路规模，这是因为在信号接收端不提供PLL。这对于要求小型化和低轮廓(low-profile)的设备(如AC适配器、对接台和接口盒)是显著有利的。

2-6.叠加电路

图18是图示叠加电路的示例的说明图。电感(L)1602连接到直流电源电路1601。电容器(C)1604连接到编码电路1603。电容器(C)1607通过BPF(带通滤波器)1606连接到解码电路1605。如图18所示，电感(L)1602、电容器(C)1604和电容器(C)1607的端子结合并且连接到连接端子1608。因为高频分量不通过电感(L)1602，所以电感(L)1602阻止数据信号侵入电源电路，并且电感(L)1602提高了在连接端子1608处高频带中的阻抗。根据需要将LPF(低通滤波器)插入直流电源电路1601和电感(L)1602之间，这允许增强阻止数据信号侵入的效果。另一方面，低频分量不通过电容器(C)，使得电容器(C)可以阻止直流功率对数据传输和接收(编码电路1603和解码电路1605)的影响。BPF 1606是降低除了由数据信号占据的频带外的频率的噪声、以便增强数据接收和解码能力的滤波器。

2-7.信号处理单元

图19是图示信号处理单元122(或412)的框图。假设提供三种接口。信号处理单元122包括数据复用单元1901、数据分离单元1902和对应于各种接口的协议转换单元1910、1920和1930。数据复用单元1901是在执行传输数据的时分复用的同时提供从每个接口馈送的传输数据的串行数据的电路。数据分离单元1902分离来自时分复用的接收数据的每个接口中的数据，并且数据分离单元1902将数据提供为串行数据。

协议转换单元1910包括传输数据转换单元1911和接收数据转换单元1912。传输数据转换单元1911为了数据叠加的目的转换并且串行化从各种接口馈送的多条传输数据，并且传输数据转换单元1911将数据提供到数据复用单元1901。接收数据转换单元1912根据需要并行化从数据分离单元1902馈送的串行数据，接收数据转换单元1912将并行数据转换为适于接口的数据，并且接收数据转换单元1912将数据提供到接口电路。在一些接口中，只传输数据或只接收数据。

类似地，协议转换单元1920包括传输数据转换单元1921和接收数据转换单元1922。传输数据转换单元1921为了数据叠加的目的转换并且串行化从各种接口馈送的多条传输数据，并且传输数据转换单元1921将数据提供到数据复用单元1901。接收数据转换单元1922根据需要并行化从数据分离单元1902馈送的串行数据，接收数据转换单元1922将并行数据转换为适于接口的数据，并且接收数据转换单元1922将数据提供到接口电路。在一些接口中，只传输数据或只接收数据。

类似地，协议转换单元1930包括传输数据转换单元1931和接收数据转换单元1932。传输数据转换单元1931为了数据叠加的目的转换并且串行化从各种接口馈送的多条传输数据，并且传输数据转换单元1931将数据提供到数据复用单元1901。接收数据转换单元1932根据需要并行化从数据分离单元1902馈送的串行数据，接收数据转换单元1932将并行数据转换为适于接口的数据，并且接收数据转换单元1932将数据提供到接口电路。在一些接口中，只传输数据或只接收数据。

2-8.总结

最后，简要总结实施例的信息处理设备的功能配置和通过功能配置获得的效果。

实施例的信号传输系统的功能配置可以表示如下。信号传输系统包括信息处理设备和接口设备。

信息处理设备包括将第一传输数据编码为波形的数据编码单元。在该波形中，不包括直流分量并且在每半个时钟周期反转极性。如上所述，第一传输数据不包括直流分量，使得可以在将第一传输数据叠加在从直流电源提供的功率信号上的同时传输第一传输数据。第一传输数据包括其极性反转的时钟分量。因此，可以通过检测包括在第一传输数据中的极性反转周期在不使用PLL的情况下再现时钟。信息处理设备包括信号发送单元，在将通过数据编码单元的编码处理产生的第一传输数据的信号叠加在直流电流上的同时，所述信号发送单元通过预定信号线将所述第一传输数据的信号发送到接口设备。例如，信号发送单元可以通过一个同轴电缆将第一传输数据发送到接口设备。

信息处理设备包括信号分离单元。信号分离单元通过预定信号线接收其上叠加了直流电流的第二传输数据的信号，并且信号分离单元将接收信号分离为第二传输数据的信号和直流电流。如上所述，因为第一传输数据不包括直流分量，所以容易分离第二传输数据。

接口设备包括数据输入和输出端子、信号分离单元和信号接收单元。数据输入和输出端子用于提供和馈送数据。信号分离单元通过预定信号线接收其上叠加了直流电流的第一传输数据的信号，并且信号分离单元将接收信号分离为第一传输数据的信号和直流电流。信号接收单元接收第一传输数据的信号。接口设备包括数据解码单元。数据解码单元使用由时钟再现单元再现的时钟解码第一传输数据，并且数据解码单元将解码的第一传输数据提供到数据输入和输出端子。接口设备包括数据编码单元。数据编码单元使用由时钟再现单元再现的时钟，将从数据输入和输出端子馈送的第二传输数据编码为不包括直流分量的码形。

数据编码单元将第一传输数据编码为代码。具有Fb的传输速率的代码不包括直流分量。在代码中，第一比特值由多个第一振幅值表示，而第二比特值由不同于第一振幅值的第二振幅值表示。因此，将时钟同步地添加到不包括直流分量的代码，从而产生具有波形的第一数据信号。结果，可以在第二传输数据信号叠加在直流电流上的同时传输第二传输数据信号，并且可以在接口设备中不使用PLL的情况下再现时钟。

数据编码单元包括信号发送单元，其在将直流电流叠加在通过编码处理产生的第二传输数据的信号上的同时，通过预定信号线发送所述第二传输数据的信号。接口设备包括时钟再现单元。时钟再现单元检测由信号接收单元接收的第一传输数据的信号拥有的极性反转周期，并且时钟再现单元基于检测结果再现时钟。如上所述，检测第一传输数据的信号拥有的极性反转周期，这允许基于检测结果容易地再现时钟。因此，除了来自第一传输数据的信号的时钟外，数据解码单元可以使用由时钟再现单元再现的时钟解码数据。在上述配置中，可以大大减少用于接口设备和信息处理设备之间的数据传输的信号线的数目。接口设备可以并入AC适配器中。

信息处理设备可以包括以下组件。信息处理设备还包括内部电源和电压感测单元。内部电源提供直流电流。内部电源(二次电池)的输出通过二极管连接到电源线，并且当在不能使用外部电源时使用信息处理设备时可以使用内部电源。

电压感测单元检测由信号分离单元分离的直流电流的电压。当由电压感测单元感测的电压低于预定值时，信号发送单元停止对内部二次电池充电的功能。当电压等于或大于预定值时，做出从外部提供功率的决定，以便将充电二次电池的功能置于操作状态。

接口设备可以包括以下组件。接口设备可以包括电流提供端子和转换电路。电流提供端子可以提供来自外部电源的交流电。转换电路可以将提供到电流提供端子的交流电转换为直流电流。在将第二传输数据的信号叠加在从转换电路提供的直流电流上的同时，信号发送单元可以发送第二传输数据的信号。

接口设备可以包括以下组件。接口设备可以包括电流提供端子。可以将直流电流提供到电流提供端子。在将第二传输数据的信号叠加在从电流提供端子提供的直流电流上的同时，信号发送单元可以发送第二传输数据的信号。也就是说，接口电路可以并入AC适配器。因此，在如笔记本PC的信息处理设备中消除了布线的不便性。

数据编码单元将第二传输数据编码为从至少包括AMI码、CMI码、部分响应码、曼彻斯特码和包括AM调制的双相码的组选择的码形。当选择代码之一时，该代码不包括直流分量，使得可以避免直流功率的影响。

实施例的接口设备可以表示如下。接收设备包括数据输入和输出端子、叠加/分离单元、信号接收单元、时钟再现单元、数据解码单元、数据编码单元和信号发送单元。信号接收单元通过预定信号线接收叠加信号。在叠加信号中，编码为码形的第一传输数据的信号和直流电流相互叠加。该码形不包括直流分量，并且该码形的极性在每半个时钟周期反转。在叠加/分离单元将由数据编码单元的编码处理产生的第二传输数据的信号叠加在直流电流上的同时，信号发送单元通过预定信号线发送所述第二传输数据的信号。也就是说，接口设备可以提供和接收功率。

由信号传输系统执行的信号传输方法可以总结如下。首先，信息处理设备执行数据编码步骤、叠加/分离步骤和信号发送步骤。在数据编码步骤中，将第一传输数据编码为码形。该码形不包括直流分量，并且该码形的极性在每半个时钟周期反转。在信号发送步骤中，通过预定信号线将由数据编码方法的编码处理产生的第一传输数据的信号发送到接口设备。在叠加/分离步骤中，将由数据编码方法的编码处理产生的第一传输数据的信号叠加在直流电流上，并且将接收信号分离为第二传输数据的信号和直流电流。

接口设备执行输入和输出步骤、信号接收步骤、时钟再现步骤、数据解码步骤、数据编码步骤和信号发送步骤。在输入和输出步骤中，通过用于提供和馈送数据的数据输入和输出端子提供和馈送数据。在信号接收步骤中，通过预定信号线接收其上叠加了直流电流的信号，并且从接收信号接收第一传输数据的信号。在时钟再现步骤中，检测由在信号接收步骤中接收的第一传输数据的信号拥有的极性反转周期，并且基于检测结果再现时钟。在数据解码步骤中，使用在时钟再现步骤中再现的时钟解码第一传输数据，并且将解码的第一传输数据提供到数据输入和输出端子。在数据编码步骤中，使用在时钟再现步骤中再现的时钟，将从数据输入和输出端子馈送的第二传输数据编码为不包括直流分量的码形。在信号发送步骤中，将直流电流叠加在由数据编码步骤中的编码处理产生的第二传输数据上，并且通过预定信号线发送叠加数据。通过使用信号传输方法，可以将接口设备并入AC适配器。

由信号传输系统执行的以下信号传输方法也总结如下。接口设备执行信号接收步骤、信号分离步骤、时钟再现步骤、数据解码步骤、数据编码步骤和信号发送步骤。具体地，在信号接收步骤中，通过预定信号线接收叠加信号。在叠加信号中，编码为码形的第一传输数据的信号和直流电流相互叠加。该码形不包括直流分量，并且该码形的极性在每半个时钟周期反转。在信号发送步骤，将由数据编码步骤中的编码处理产生的第二传输数据的信号叠加在直流电流上，并且通过预定信号线发送叠加数据。在信号传输方法中，功率可以提供到接口设备，并且从接口设备接收功率。

如上所述，在使用实施例的接口的信号传输系统中，接口设备并入AC适配器，并且不需要提供PC中的接口设备专用的端子。配备接口的AC适配器和PC可以通过类似于DC电源电缆的简单连接电缆连接，并且接口设备和信息处理设备也可以通过简单连接电缆连接。

(评论)

信号处理单元122是数据编码单元、时钟再现单元和数据解码单元的示例。叠加/分离单元113、123、313、123和413是信号叠加/分离单元的示例。信号处理单元112和412是数据编码单元的示例。

本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在权利要求或其等同物的范围内。

本申请包含涉及于2008年11月26日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-301445中公开的主题，在此通过引用并入其全部内容。