CN101019087B - 用于访问通用串行总线网络的系统和方法 - Google Patents

用于访问通用串行总线网络的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种计算设备(100)，其包括功能电路(112)、为功能电路(112)可访问的收发器接口(110)、和为收发器接口(110)可访问的并且被配置为与通用串行总线可兼容介质耦合的通用串行总线收发器(108)。收发器接口(110)被配置为经由通用串行总线收发器(108)向主机设备(102)提供包括第一功率设置的第一组配置数据。通用串行总线收发器(108)被配置为响应于一个暂停信号从通用串行总线介质中电断开和电重新连接到通用串行总线介质。收发器接口(108)还被配置为在电重新连接之后提供包括第二功率设置的第二组配置数据。

Description

用于访问通用串行总线网络的系统和方法
技术领域
一般来讲，本公开涉及用于访问通用串行总线网络的系统和方法。
背景
通用串行总线(USB)已经变为用于数字计算系统的公用数据和通信链路。已经将USB端口集成到诸如个人计算机(PC)之类的通用设备、诸如打印机之类的外围设备、诸如便携式音频与视频播放器之类的嵌入系统、诸如外部和便携式硬盘驱动器和外部闪速存储器之类的存储设备、诸如键盘和数据收集设备之类的输入设备，以及网络设备中。通常，USB允许主机设备，经常为PC，与客户设备，诸如外围设备、存储设备、以及网络设备相连接。通用串行总线也允许集线器设备与主机以及若干客户设备相耦合。经常，集线器设备提供四个或更多通用串行总线(USB)端口用于附加其它客户设备并且允许和主机设备通信。通常，集线器设备允许单个通用串行总线从主机设备输出以访问一个或多个客户设备。
当客户设备通过集线器设备或者直接连到主机设备，附于USB网络时，客户设备在连接电路内引起电压方面的特征改变，其表明所述客户设备的存在。主机设备或者直接或者经由一个集线器设备向附加的USB设备发送对配置数据的请求。在直接连接的情况中，主机设备向客户设备发送请求，其随后提供配置数据到主机设备。可替换地，主机设备发送请求到集线器设备。集线器设备表明附加到集线器设备的外围设备的存在并且主机经由集线器设备向外围设备发送对配置数据的请求。
作为响应，客户设备转送配置数据到主机设备。配置数据通常包括与功率设置有关的参数。根据通用串行总线规范，客户设备可以在启动和连接时达到最大值100毫安。然而客户设备，通过所述配置数据，可以请求额外功率，直到500毫安。经由通用串行总线将主机设备通过USB标准限制到最大功率输出。因而，主机设备可以根据所述配置数据决定是否允许客户设备连接到网络。例如，当其它客户设备被从网络抽运功率时和当通过连接客户设备请求的额外功率将导致总功率消耗超过可允许的最大值时，主机设备可以阻止连接设备连接到网络。当特殊的客户设备被拒绝访问网络时，主机设备发出暂停信号，限制客户设备的对网络和功率的访问。通常，当处于暂停模式时允许客户设备使用500微安(μa)的功率。
在一些实施例中，USB客户设备可以向主机设备提供超过一种的配置。配置可以以配置描述符提供，该配置描述符规定配置数目并提供所述配置。然而，不同的操作系统以不同的方式选择性地处理这些附加配置。例如，操作系统通常选择低功率配置。在可替换的例子中，
Figure S05817576820070117D000022
操作系统通常选择第一配置。对于根据有效功率提供不同功能性的设备，配置的选择影响客户设备的性能和操作。因而，当附加到在市场中使用的各种主机设备时，客户设备的制造商已经限制对客户设备性能的控制。因此，一种选择通用串行总线配置的改善的方法将是所希望的。
附图的简要描述
参考附图本公开可以被更好的理解，并且它大量的特征和优点对于本领域中的那些普通技术人员来说变得显而易见。
附图1包括计算系统的示例性实施例的一举例说明。
附图2包括由诸如附图1的示例性的计算系统之类的计算系统使用的示例性的方法的举例说明。
附图说明
在一种特殊的实施例中，所述公开是指一种计算设备，诸如一个通用串行总线(USB)客户设备。所述计算设备包括功能电路，为功能电路可访问的收发器接口和为收发器接口可访问的一通用串行总线收发器。将USB收发器配置为与USB介质，诸如USB可兼容电缆或USB插头耦合。将收发器接口配置为经由USB收发器向主机设备提供包括第一功率设置的第一组配置数据。将通用串行总线收发器配置为响应于发自主机设备的暂停信号从USB介质电断开和电重新连接到USB介质。将收发器接口配置为根据电重新连接提供包括第二功率设置的第二组配置数据。计算设备可以被包括在计算系统中，其中具有主机侧USB接口的主机设备与连接到客户设备的USB介质连接。
在另一个示例性实施例中，本公开是指一种经由USB连接建立客户设备和主机设备之间连接的方法。客户设备包括与耦合到主机设备的USB可兼容介质耦合的USB收发器。所述方法包括经由USB收发器向主机设备提供第一组配置数据。第一组配置数据包括具有第一参数值的参数。所述方法进一步包括从主机设备中接收暂停信号并且响应于所述来自于主机设备的暂停信号电断开USB收发器。所述方法也可以包括在电断开之后电连接到USB连接并且向主机设备提供第二组配置数据。第二组配置数据包括具有第二参数值的参数。在一种特殊的实施例中，所述参数与功率设置有关。
在一种特殊的实施例中，本公开是指一种计算设备，该计算设备包括功能电路、为功能电路可访问的收发器接口、和为收发器接口可访问的且被配置为与通用串行总线可兼容介质耦合的通用串行总线收发器。收发器接口被配置为向主机设备提供包括第一功率设置的第一组配置数据。通用串行总线收发器被配置为从通用串行总线介质电断开和电重新连接到通用串行总线介质。收发器接口被进一步地配置为响应于电重新连接提供包括第二功率设置的第二组配置数据。
在另一个示例性实施例中，本公开是指一种经由通用串行总线连接从客户设备到主机设备建立连接的方法。客户设备包括与通用串行总线可兼容介质耦合的通用串行总线收发器。本方法包括向主机设备经由通用串行总线收发器提供第一组配置数据。第一组配置数据包括具有第一参数值的参数。本方法进一步地包括在通用串行总线收发器处接收暂停信号并且响应于所述暂停信号从通用串行总线连接电断开通用串行总线收发器。
在进一步的示例性实施例中，本公开是指一个系统，包括一具有主机侧通用串行总线端口的主机设备、一连接到主机侧通用串行总线端口的通用串行总线可兼容介质、和一客户设备。客户设备包括功能电路、为功能电路可访问的收发器接口、和为收发器接口可访问的并且被配置为与通用串行总线可兼容介质耦合的一通用串行总线收发器。收发器接口被配置为经由通用串行总线收发器向主机设备提供包括第一功率设置的第一组配置数据。通用串行总线收发器被配置为响应于发自主机设备的暂停信号从通用串行总线可兼容介质电断开和电重新连接到通用串行总线可兼容介质。
附图1包括计算系统100的示例性实施例的一个举例说明。计算系统100包括经由诸如USB可兼容电缆之类的USB可兼容介质106连接到客户设备104的主机设备102。可替换地，主机设备102可以经由一个或多个集线器设备(未示出)被通信地耦合到客户设备104。
客户设备104包括一个或多个功能电路112，功能电路112访问接口110以经由收发器108使用USB特殊通信来通信。功能电路112可以由各种配置为提供本设备所期望的功能的硬件和软件部件形成。例如，客户设备104可以包括一个或多个功能电路112以提供诸如数据存储，数据输出，数据输入，网络访问，和它们的组合之类的功能。例如，客户设备104可以包括功能电路112，诸如起存储数据作用的硬盘驱动器或闪速存储器。在另一个示例性实施例中，功能电路112可以提供有线或无线网络访问，诸如通过调制解调器或无线网络卡。在特殊的实施例中，无线网络卡可以被配置为利用诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11，IEEE802.15，或IEEE802.16之类的网络标准访问无线网络。可替换地，调制解调器可以被提供用于访问基于以太网和互联网络协议(IP)的网络。在进一步的示例性实施例中，功能电路112可以形成输出设备，诸如打印机。在另一个示例性实施例中，功能电路112可以形成便携式音频设备或便携式视频设备。
在一种特殊的实施例中，功能电路112可以被配置为以一个或多个模式操作。该一个或多个模式的每一个可以具有特殊的功率消耗分布图并且可以提供不同程度的功能性。例如，在高功率消耗模式中，功能电路112可以提供一个或多个特征。然而，在低功率消耗模式中，功能电路112可以提供少数特征。例如，无线访问电路可以在高功率模式下或在低功率模式下操作。高功率模式可以提供对位于比那些在低功率模式下可经由无线访问电路访问的网络访问点远的距离处的网络访问点的访问。
在一种特殊的实施例中，功能电路112可以包括可再充电的电源元件，诸如电池或大的电容器。当在高功率消耗模式时，功能电路112可以允许再充电所述可再充电的电源元件。在低功率消耗配置中，功能电路112可以阻止再充电所述可再充电的电源元件或可以从可再充电的电源元件中汲取功率以补偿经由USB接口不提供的功率使用。
当客户设备104与USB网络耦合时，客户设备104引起在USB网络内，诸如在主机设备102或在集线器设备中电压方面的变化，表明所述客户设备104的存在。当直接连接到主机设备102时，主机设备102识别出客户设备104的存在并且请求配置数据。当客户设备104与集线器(未示出)连接时，集线器识别出客户设备104的存在。主机设备102周期性地访问集线器设备以确定客户设备104是否存在并且发送一个请求给客户设备104以获取一组配置数据。
该组配置数据一般包括表明客户设备104优选的功率设置的参数。在一种特殊的实施例中，客户设备104可以提供包括与不同的功能元件，诸如在客户设备104内的功能电路112有关的配置的该组配置数据。根据USB规范，客户设备104被限制在500毫安的最大功率使用。
然而，根据USB规范主机设备102在其可允许的功率输出方面受限制。类似地，通电的集线器设备(未示出)也在它们允许的功率输出方面受限制。当根据在USB规范中提供的限制客户设备104请求超过可用功率的功率使用时，主机设备102或集线器(未示出)可能中止所述客户设备104。在一种示例性实施例中，主机设备102发送暂停信号给客户设备104，阻止客户设备104访问所述USB网络。
响应于暂停信号，客户设备104可以使得收发器108从USB介质106电断开。这个电断开可以不必是从USB可兼容介质106中完整的物理断开。而是，当电断开客户设备104时，收发器108的电断开导致由主机102或集线器(未示出)识别的在USB网络内的电压信号方面的变化。
收发器108可以被电重新连接，向主机102或集线器设备(未示出)表明新的客户设备104与USB网络连接。客户设备104一旦从主机102中接收一个请求就可以向主机102发送第二组配置数据。例如，USB接口110可以包括表明特殊的组的配置数据的配置标记，所述特殊的组的配置数据将响应于从主机设备102接收的请求而被发送给主机设备102。当首次连接到USB网络时，配置标记可以表明第一组配置数据将响应于一个请求而被发送。刚一接收暂停信号，接口110就调节配置标记以表明第二组配置数据将响应于一个随后的请求而被发送。一旦收发器108被重新连接，客户设备104和，在特殊的实施例中，USB接口110，可以访问配置标记以确定表明第二功率分布图的第二配置数据将响应于随后的请求而被传送给主机设备102。
根据所述由主机设备102接受的配置数据，功能电路112可以被置于一个与该配置兼容的模式。例如，当主机设备102接受第一配置时，功能电路112可以以第一模式操作。然而，当主机设备102发送暂停信号给客户设备104时，配置标记可以被改变，收发器108可以电断开以及重新连接到USB网络并且第二配置数据可以响应于随后的请求被转送给主机设备102。因此，功能电路112可以以第二模式操作。在特殊的实施例中，第一配置是比第二配置大的功率配置。在一个特殊的实施例中，第二配置包括低功率配置，诸如至多使用100毫安的功率配置。
虽然系统100显示为具有主机设备102，USB介质106，诸如电缆，和连接到USB介质106的客户设备104，可以用USB连接器，诸如USB插头或接收器配置客户设备104，该USB连接器直接耦合到主机102或集线器(未示出)上。附图2包括一种用于在客户设备和主机设备之间建立通信链路的示例性方法200的举例说明。客户设备和通用串行总线网络刚一连接，主机设备就可以识别出客户设备的存在。在举例说明的方法200中，客户设备从主机设备中接收配置数据的请求，如在步骤202所示。客户设备提供具有参数的第一配置数据，该参数具有第一参数值，如在204所示。在一种特殊的实施例中，参数与功率设置有关。
主机设备可以确定和客户设备建立通信链路是否是允许的并且根据所述确定主机可以或不可以发送暂停信号。当客户设备没有接收暂停信号时，正如在206所示出的，客户设备可以在功能电路中建立第一模式，正如在208所示出的。例如，主机设备可以确定和客户设备的通信是允许的并且可以和客户设备建立网络地址和网络设置。
可替换地，主机设备可以确定客户设备的功率消耗超过了USB网络内的可用功率。在这种情况下，当功率不足以操作客户设备或满足客户设备配置时主机设备可以发送暂停信号给客户设备。当接收暂停信号时，正如在206所示出的，客户设备可以从USB网络中电断开，正如在210所示出的。例如，客户设备可以使得收发器从网络中电断开，向网络表明客户设备已经移除。在一个实施例中，设备保留成与网络的物理接触，诸如与网络介质，主机设备，或集线器设备耦合。电断开收发器产生电信号给主机设备或集线器以表明客户设备不再是经由网络可访问的。
在一种特殊的实施例中，当接收到暂停信号时，配置标记可以在客户设备的接口中改变以表明一旦随后的重接或响应于随后的来自于主机设备的请求，第二配置数据将被发送。这个配置标记也可能影响或指向客户设备的功能电路将操作的模式。
客户设备可以电重新连接到网络，正如在212所示出的。电重新连接产生由集线器设备或主机设备解释的电信号作为客户设备的物理重接，表明客户设备经由网络访问的可用性。
一旦电重新连接到网络，主机可以识别客户设备的存在并且请求配置数据。客户设备从主机中接收请求，正如在214所示出的，并且提供第二配置数据，正如在216所示出的。第二配置数据可以包括具有第二参数值的参数。例如，当参数与功率设置有关时，第二参数值可以表明比第一参数值低的功率设置。在一种特殊的实施例中，客户设备的接口访问配置标记，确定第二配置数据响应于一个请求将被发送给主机设备并且提供第二配置数据给主机设备。在一种特殊的实施例中，第二配置数据表明表示100毫安消耗的功率设置，该功率设置被定义为是可用的和USB规范一致。
响应于提供第二配置数据，客户设备的功能电路可以以第二模式操作，正如在218所示出的。例如，配置标记可以被访问以确定功能电路的模式。当配置标记表明第二配置数据将响应于主机请求而被提供时，功能电路可以被放置在与第二配置数据兼容的第二操作模式。
例如，对于无线网络访问设备，当接受第一配置时可以把功能电路放置在高功率模式下并且当由主机设备接受第二配置时放置在低功率模式下。在另一个实例中，可再充电电池当接受第一配置时可以被再充电并且当由主机设备接受第二配置时可以被阻止再充电或可以用作电源。在一种特殊的实施例中，便携式音频播放器当接受第一配置时可以再充电电池并且当接受第一配置时也可以允许数据传送和程序更新。
在可替换的实施例中，主机可以发送进一步的暂停信号并且根据断开和重新连接所述客户设备收发器可以提供第三配置数据。
以上公开的客户设备的特殊的实施例允许客户侧协商通用串行总线设置。在一些常规的USB设备中，主机设备被配置为确定与客户侧访问所述通用串行总线网络有关的允许的设置。例如，在一些USB系统中，根据客户提供的配置数据，主机设备确定客户设备是否可以访问所述网络并且当功率使用处于超过可用功率时暂停客户设备访问所述网络。与此相反，作为在此公开的客户设备的特殊的实施例提供多模态功能并且客户设备可以确定满足由网络提供的可用功率的特殊的配置和功能。
以上公开的主题将被考虑为是例证性的，而不是限制性的，并且所附的权利要求是用来覆盖所有这样的落在本发明的真实范围内的修改、改进、及其他实施例。因此，到法律允许的最大程度，本发明的范围将由对下列权利要求和它们的等价物的最广泛的允许的解释来确定，并且不应该由上述详细说明来约束或限制。

Claims (25)

1.一种计算设备，包括：
配置为提供该设备所期望功能的功能电路；
为功能电路可访问的一收发器接口；和
为收发器接口可访问的并且配置为与通用串行总线可兼容介质耦合的一通用串行总线收发器，其中所述收发器接口被配置为向主机设备提供包括第一功率设置的第一组配置数据，将所述通用串行总线收发器配置为从通用串行总线介质电断开和电重新连接到所述通用串行总线介质，所述收发器接口被进一步的配置为响应于电重新连接提供包括第二功率设置的第二组配置数据。
2.如权利要求1所述的计算设备，其中所述通用串行总线收发器被配置为响应于暂停信号从所述通用串行总线介质电断开。
3.如权利要求1所述的计算设备，其中第一功率设置大于第二功率设置。
4.如权利要求1所述的计算设备，其中第二功率设置不大于100毫安。
5.如权利要求1所述的计算设备，其中第一功率设置大于100毫安。
6.如权利要求1所述的计算设备，其中所述收发器接口包括一配置标记以表明是第一组配置数据还是第二组配置数据将被提供给-主机设备。
7.如权利要求1所述的计算设备，其中所述功能电路包括闪速存储器。
8.如权利要求1所述的计算设备，其中所述功能电路包括一可再充电的元件。
9.如权利要求8所述的计算设备，其中所述可再充电的元件在对应于第二组配置数据的第二操作模式下是无效的。
10.如权利要求8所述的计算设备，其中所述可再充电的元件在对应于第一组配置数据的第一操作模式下是有效的。
11.如权利要求1所述的计算设备，其中当提供第二组配置数据时在低功率模式下配置功能电路。
12.如权利要求1所述的计算设备，其中所述功能电路是具有高功率模式和低功率模式的无线网络访问设备。
13.如权利要求1所述的计算设备，其中该第一功率设置是高功率设置而该第二功率设置是低功率设置，并且其中该功能电路以高功率消耗模式工作以便对可再充电电源元件再充电并以低功率消耗模式工作以便防止对该可再充电电源元件的充电。
14.一种经由一通用串行总线连接从一客户设备到一主机设备建立连接的方法，所述客户设备包括与一通用串行总线可兼容介质耦合的一通用串行总线收发器，所述方法包括：
经由所述通用串行总线收发器提供第一组配置数据给所述主机设备，第一组配置数据包括第一功率设置；
在所述通用串行总线收发器处接收暂停信号；和
响应于接收到所述暂停信号从所述通用串行总线连接中电断开所述通用串行总线收发器。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括：
在电断开之后电重新连接到所述通用串行总线连接；和
提供第二组配置数据给所述主机设备，第二组配置数据包括第二功率设置。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括响应于接收所述暂停信号改变一配置标记，所述配置标记表明第二组配置数据将被提供。
17.如权利要求15所述的方法，进一步包括根据所述配置标记选择所述设备的操作模式。
18.如权利要求14所述的方法，进一步包括从所述主机设备接收请求。
19.如权利要求18所述的方法，其中响应于接收所述请求第一组配置数据被提供。
20.如权利要求14所述的方法，其中在所述第一功率设置超过所述主机设备的通用串行总线网络内的可用功率时从所述主机设备发送该暂停信号。
21.一种系统，包括：
具有一主机侧通用串行总线端口的一主机设备；
连接到所述主机侧通用串行总线端口的一通用串行总线可兼容介质；和
一客户设备，包括：
配置为提供该设备所期望功能的功能电路：
为功能电路可访问的一收发器接口；和
为所述收发器接口可访问的并且配置为与一通用串行总线可兼容介质耦合的一通用串行总线收发器，其中所述收发器接口被配置为经由所述通用串行总线收发器向所述主机设备提供包括第一功率设置的第一组配置数据，所述通用串行总线收发器配置为响应于一发自所述主机设备的暂停信号从通用串行总线可兼容介质电断开和电重新连接到所述通用串行总线可兼容介质，该收发器接口被进一步配置为响应于电重新连接而提供包括第二功率设置的第二组配置数据。
22.如权利要求21所述的系统，其中第一功率设置具有比第二功率设置大的功率消耗率。
23.如权利要求21所述的系统，其中第二功率设置代表100毫安的消耗。
24.如权利要求21所述的系统，其中所述收发器接口包括配置标记以表明功率模式设置。
25.如权利要求21所述的系统，其中在所述第一功率设置超过所述主机设备的通用串行总线网络内的可用功率时从所述主机设备发送该暂停信号。
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