CN101276316B - 用于控制主机设备与usb设备之间的通信的装置、方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制主机设备与USB设备之间的通信的装置、方法及系统。该装置包括：控制器，用于执行针对第一设备和第二设备之间的通信的操作；以及第一处理器，用于根据指示第一设备和第二设备之间的通信状态的信息来选择性地停止控制器的操作。因此，即使通过USB将USB设备与主机连接，USB设备也可以执行特定的功能。

Description

用于控制主机设备与USB设备之间的通信的装置、方法及系统
相关申请的引用
本申请要求了2007年3月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2007-31732的优先权，其公开在此合并作为参考。
技术领域
本发明的方面涉及用于控制主机设备与USB设备之间的通信的装置、方法及系统，以及更具体地涉及USB设备及其相应的方法，该USB设备甚至可以用于当主机上没有执行操作时在物理上没有切断与该主机设备的连接的情况下通过USB的通信或充电过程。
背景技术
创建通用串行总线(USB)用来标准化用计算机和计算机外围设备(例如，鼠标、键盘、打印机、调制解调器或者扬声器)之间的连接的接口。通过USB的通信加快了对诸如驱动器之类的复杂适配器的安装和卸载。由于上述原因，目前USB成为大多数PC中的标准设备。近来，USB用于传输不仅来自计算机外围设备(例如调制解调器或者打印机)而且来自家庭多媒体设备(例如电话或者音频播放器)的数据和语音。甚至在将数据从蜂窝电话或者数码相机传输至主机设备时使用USB。
图1示出了通过USB线缆120与主机设备100连接的USB设备100。通过将USB线缆120连接到USB设备110中所包括的USB连接器112，将USB设备110与主机设备100相连。USB设备110和主机设备100通过连接的USB线缆120彼此传输/接收来自对方的数据。可以使用计算机外围设备和多媒体设备作为USB 110。可以使用PC作为主机设备100。
图2示出了主机设备200和USB设备210之间的数据传输结构。主机设备200包括客户端软件202和多个存储缓冲器204。管道216与缓冲器204中的每个相连。管道216与USB设备210中的端点214相连，因此管道216作为用于主机设备200和USB设备210之间的通信的隧道。将端点214聚集在一起以形成接口212。主机设备200中的客户端软件202通过通信装置与USB设备210进行通信。如上所述，通过端点214在主机设备200和USB设备210之间执行数据传输。数据传输总是以主机控制器(未示出)处理USB设备210的端点214的形式来实现的。在没有请求或者允许的情况下，USB设备210不能传输数据。
图3是主机设备300与USB设备330之间的数据处理的流程图。图3示出了主机设备300、USB控制器310以及中央处理单元CPU)320之间的数据处理，具体示出了成批数据传输。USB控制器310和CPU 320是USB设备330的一部分。
在操作301中，应用程序发起数据传输。在操作302中，主机设备300准备将要传输的数据分组。在操作303中，在准备好数据分组时，主机设备300将准备好的数据分组传输至USB设备330的USB控制器310。在操作311中，USB控制器310检查端点是否针对接收自主机设备300的数据分组而就绪。如果该端点就绪，则执行操作312。如果该端点尚未就绪，则执行操作315。
在操作312中，如果该端点处于就绪状态，USB控制器310接收数据。在操作313中，USB控制器310将端点的状态设置为忙碌状态，并在操作314中，USB控制器向主机设备300传输ACK分组。如果在操作313中将端点状态设置为忙碌状态，则USB控制器310通过中断USB设备330的CPU 320来向CPU320通知所设置的状态，同时在操作316中执行操作314。如果该端点不处于就绪状态，则USB控制器310在操作315中向主机设备300传输NACK分组。
考虑主机设备300，主机设备300在操作304中检查接收自USB控制器310的数据分组。如果接收到的数据分组是ACK分组，则执行操作305。如果接收到的数据分组是NACK分组，在操作307中进行数据重传。在操作305中，主机设备300检查是否传输所有的数据。如果所有的数据都已传输，则数据处理结束。如果没有传输所有的数据，则在操作306中传输下一个数据。
考虑CPU 320，在操作321中，CPU 320通过例如在存储器中对所接收的数据进行读取和存储来处理接收自主机设备300的数据。在操作322中，CPU 320将端点的状态设置为就绪状态并允许USB控制器310接收下一个数据。CPU 320在操作323中处理所接收的数据，并在操作324中将处理后的数据返回到USB控制器310。
如上所述，当USB设备330与主机设备300连接时，因为通信处理(即，数据传输/接收)总是从主机设备300开始，所以USB设备330不能确认主机设备300将在什么时候传输数据。因此，在USB通信期间，USB设备330不能执行USB设备的其他特定操作。根据接收自主机设备300的数据类型来确定USB设备330的操作，此外用于USB设备330与主机设备300之间的通信处理的容量较大。因此，当USB设备330在不知道主机设备300的状态的情况下执行任何操作时，USB设备330与主机设备300之间的通信可能与USB设备330所执行的特定操作冲突。这可能中断USB设备330与主机设备300之间的通信。
发明内容
本发明的各方面提供了用于控制主机设备与USB设备之间的通信的方法、装置及系统。更具体地，本发明的各方面提供了USB设备及其相应的方法，该USB设备甚至可以用于当主机上没有通过控制主机设备与USB设备之间的通信而执行操作时在物理上没有切断与主机设备的USB连接的情况下使用USB的通信或充电过程。
根据本发明的方面，提供了一种用于第一设备与第二设备之间的通信的装置。该装置包括：控制器用于执行第一设备与第二设备之间的通信操作；以及第一处理器，用于根据指示第一设备与第二设备之间的通信状态的信息来选择性地停止控制器的操作。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于与第一设备进行通信的第二设备的通信控制方法。该方法包括获得用于指示第一设备与第二设备之间的通信状态的信息；以及根据所获得的信息选择性地停止第一设备与第二设备之间的通信操作。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读记录介质。该计算机可读介质在其上记录了用于执行上述通信控制方法的程序。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制第一设备与第二设备之间的通信的系统。该系统包括：第一设备；第二设备，用于执行与第一设备的通信操作并根据指示与第一设备的通信状态的信息来停止操作；以及第三设备，用于根据指示第一设备与第二设备之间的通信状态的信息来执行第一设备与第二设备之间的通信操作。
根据用于控制主机设备与USB设备之间的通信的装置、方法及系统，当第一设备与第二设备之间的通信状态为空闲状态时，USB设备即使与第一设备连接也可以执行其特定功能。
本发明的附加方面和/或优点将在下文描述中加以说明，并在描述中显而易见，或可通过发明的实践学习到。
附图说明
结合下文附图，从下面对实施例的描述中，本发明的这些和/或其他的方面和优点将显而易见，并更容易理解，在附图中：
图1示出了通过USB线缆与主机设备连接的USB设备；
图2示出了用于主机设备与USB设备之间的数据传输的结构；
图3是主机设备与USB设备之间的数据处理的流程图；
图4A示出了在USB设备与主机设备之间的通信状态为空闲状态时根据本发明的实施例的USB设备的操作；
图4B示出了在USB设备与主机设备之间的通信状态为操作状态时图4A中所示的USB设备的操作；
图5是根据本发明实施例的USB设备根据USB海量存储类规范向主机设备传输数据/从主机设备接收数据的处理流程图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例，在全文中，类似附图标记表示类似单元。下文将参照附图，对实施例进行描述，来解释本发明。
图4A示出了在USB设备410与主机设备400之间的通信状态为空闲状态时根据本发明的实施例的USB设备410的操作。USB设备410可以是诸如台式计算机、膝上型计算机、移动电话、个人娱乐设备或者个人数字助理之类的包括USB端口的任何设备。尽管对于USB来描述本发明，本发明并不受限于此；本发明的方案可以应用于使用诸如IEEE 1394(火线)之类的其它已知标准和协议来进行通信的设备。可以采用有线或者无线标准，包括无线USB。
USB设备410包括微型计算机(MICOM)412、中央处理单元(CPU)414及USB控制器416。USB设备410根据USB设备410与主机设备400之间的通信状态来改变其操作。USB设备410与主机设备400之间的通信状态与主机设备400的操作状态相对应。USB设备410与主机设备400之间的通信状态可以划分为：操作状态，其中在USB设备410与主机设备400之间交换操作数据；以及空闲状态，其中在USB设备410与主机设备400之间不交换操作数据。根据主机设备处于操作状态或是空闲状态，USB设备410执行与主机设备400的不同通信。
现在将参照图4A，描述当USB设备410与主机设备400之间的通信状态为空闲状态时USB设备410的操作。通常，当USB控制器416向与同USB设备410相连的主机设备400传输数据或从该主机设备400接收数据时，MICOM 412在主机设备400不执行涉及USB设备410的任何操作时，存储在主机设备400与USB控制器之间传输/接收的数据。
当主机设备400处于空闲状态时，MICOM 412从主机设备400获得指示该主机设备400处于空闲状态的数据，并通知CPU 414该主机设备400处于空闲状态，并连续响应主机设备400所传输的USB-连接确认数据。尽管图4A中所示的MICOM 412位于USB设备410内，但是也可以将MICOM 412安装在USB设备410的外部。如上所述，当主机设备400处于空闲状态时，MICOM 412向主机设备400发送数据/从主机设备400接收数据，而不在USB控制器416与主机设备400之间交换操作数据。因此，USB设备410即使与主机设备410相连也可以执行其自身的特定操作。
CPU 414控制整个USB设备410，包括USB控制器416的操作。根据USB设备410的策略，在确定了USB设备410不需要USB传送时，CPU 414停止对USB控制器416的操作。在主机设备400处于空闲状态时，CPU 414控制USB控制器416不向主机设备400传输数据/从主机设备400接收数据。
图4B示出了在USB设备410与主机设备400之间的通信状态为操作状态时图4A中所示的USB设备410的操作。当主机设备400进行操作并由此进入操作状态时，MICOM 412从主机设备400获得指示主机设备400处于操作状态的数据，并向CPU 414通知主机设备400处于操作状态。MICOM 412通过连续向主机设备400传输NACK分组来延迟主机设备400和USB控制器416之间的数据传输/接收。对于在主机设备400与USB控制器416之间传输/接收、并在主机设备400处于空闲状态时被存储的数据，MICOM412从停止USB控制器416的阶段中恢复与USB控制器416的通信。
当MICOM 412通过连续传输NACK分组来延迟主机设备400与USB控制器416之间的数据传输/接收时，CPU 414驱动USB控制器416向主机设备400传输数据/从主机设备400接收数据。如上所述，当CPU 414驱动USB控制器416向主机设备400传输数据/从主机设备400接收数据时，USB控制器416通过向主机设备400传输数据/从主机设备400接收数据来执行与主机设备400的通信。由于已经恢复了存储在MICOM 412中的先前数据，USB控制器416传输/接收数据。在USB控制器416与主机设备400相互传输/接收下一个数据时，MICOM 412中继在USB控制器416与主机设备400之间所传输/接收的数据。一旦USB控制器416与主机设备400重新通信并相互传输/接收下一个数据，MICOM 412移除所存储的数据并存储新数据。
图5是根据本发明的实施例的USB设备根据USB海量存储类规范向主机设备500传输数据/从主机设备接收数据的处理流程图。图5示出了主机设备500从如图4A与4B中所示的空闲状态转变为操作状态时在USB设备与主机设备500之间传输/接收数据的过程。在图5中，使用USB设备所分成的MICOM 502、CPU504/USB控制器506来例证主机设备500与USB设备之间的数据传输/接收。
在操作510中，主机设备500从操作状态变为空闲状态。在操作515中，主机设备500将指示主机设备500处于空闲状态的数据发送到MICOM 502。根据USB海量存储类规范，主机设备500通过向MICOM 502传输数据“TEST_UNIT_READY”来通知MICOM 502主机设备500处于空闲状态。然而，根据USB类规范的类型，执行用于通知主机设备500处于空闲状态的数据传输可以由另一过程代替。例如，根据MTP类规范，主机设备500不传输数据，并且在预定周期内不传输数据时，MICOM 502可以确认主机设备500处于空闲状态。
在操作520中，MICOM 502通知CPU 504主机设备500处于空闲状态。在操作525中，CPU 504确认主机设备500处于空闲状态。在操作530中，USB控制器506向主机设备500传输用于指示主机设备500处于空闲状态的数据。根据USB海量存储类规范，USB控制器506将数据“TEST_UNIT_READY”握手交换给主机设备500。同时，MICOM 502中继在USB控制器506与主机设备500之间传输的数据。
在操作535中，根据USB设备的策略，CPU 504停止USB控制器506向主机设备500传输数据/从主机设备500接收数据的操作。因此，在主机设备500处于空闲状态时，USB控制器506不直接向主机设备500传输数据/直接从主机设备500接收数据。
在操作540中，主机设备500向USB设备传输用于确认USB设备与USB设备之间的连接的数据。MICOM 502向主机设备500传输与接收数据相应的数据。由于对确认与USB设备之间的连接的数据的响应较为简单，因此MICOM 502代替USB控制器506传输相应的数据。因此，USB设备可以执行它的其它特定功能。根据USB海量存储类规范，主机设备500向MICOM 502传输数据“TEST_UNIT_READY”，并且MICOM 502对数据“TEST_UNIT_READY”作出响应。此时，USB设备可以执行特定功能。
在操作545中，主机设备500从空闲状态改变为操作状态。在操作550中，主机设备500向MICOM 502传输用于指示主机设备500处于操作状态的数据。在主机设备500通过USB与USB设备进行通信时，主机设备500可以通过传输所使用的数据来通知MICOM 502主机设备500处于操作状态。根据USB海量存储类规范，主机设备500通过向MICOM 502传输数据“READ_10”来通知MICOM 502主机设备500处于操作状态。响应于从主机设备500传输到MICOM502的数据，需要接收与所传输的数据相对应的数据，而不是接收对传输数据的简单响应。
在操作555中，MICOM 502向主机设备500传输NACK分组。与传输用以确认与USB设备的连接的数据不同，在操作550中从主机设备500传输到MICOM 502的数据需要相应的数据，但是MICOM502可能无法传输相应的数据。因此，MICOM 502向主机设备500传输NACK分组，以便延迟对相应的数据的传输。该传输延迟持续直至在USB控制器506与主机设备500之间的数据通信恢复。
在操作560中，MICOM 502通知CPU 504主机设备500的状态已经变为操作状态。在操作565中，USB控制器506重新操作用于向主机设备500传输数据/从主机设备500接收数据。在操作570中，USB控制器506恢复对于存储在MICOM 502中的数据的USB通信。当主机设备500处于空闲状态时，MICOM 502存储在USB控制器506与主机设备500之间的传输/接收的数据。USB控制器506恢复在MICOM502中所存储的数据，并从初始阶段恢复到在USB控制器506不处于操作状态之前所执行的通信阶段。
在操作575中，MICOM 502向USB控制器506传输接收自主机设备500的数据。根据USB海量存储类规范，MICOM 502向USB控制器506传输数据“READ_10”。在操作580中，USB控制器506通过向主机设备500传输与接收自MICOM 502的数据相对应的数据，来向主机设备500直接传输数据/从主机设备500直接接收数据。根据USB海量存储类规范，USB控制器506对数据“READ_10”作出响应。在主机设备500与USB设备之间所传输的命令不同于上述所给出的，并且可能取决于USB设备所属于的特定设备类型。在操作585中，USB控制器506通过向主机设备500传输数据/从主机设备500接收数据来执行USB通信。此时，MICOM 502中继在USB控制器506与主机设备500之间传输/接收的数据。
本发明可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。该计算机可读记录介质是可以存储其后可由计算机系统读取的数据的任意数据存储设备。该计算机可读记录介质还包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、DVD、磁带，软盘、光数据存储设备和载波(例如通过互联网的数据传输)。该计算机可读记录介质还可以分布在与计算机系统相连的网络中，因此以分布式方式来存储并执行该计算机可读代码。此外，用于实现本发明的功能性程序、代码及代码段可以很容易为本发明所属领域中的技术人员所理解。
尽管说明并描述了本发明的一些实施例，本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的原理和精神的前提下，本实施例可以发生改变，本发明的范围在权力要求及其等同物中限定。

Claims (11)

1.一种USB设备，用于控制所述USB设备与主机设备进行的通信，所述USB设备包括：
控制器，用于执行主机设备与USB设备之间的通信操作；
第一处理器，用于从主机设备获得指示主机设备与USB设备之间的通信状态的信息，以及在所获得的信息指示所述通信状态是空闲状态时，与主机设备进行通信，并存储主机设备与USB设备之间的通信内容，其中在所述空闲状态中在主机设备和控制器之间不交换操作数据；
第二处理器，用于在第一处理器所获得的信息指示所述通信状态是空闲状态时，停止所述控制器的操作。
2.根据权利要求1所述的USB设备，其中，在所述信息指示所述通信状态是操作状态时，所述第二处理器维持所述控制器的操作，其中在所述操作状态中在主机设备和控制器之间交换操作数据。
3.根据权利要求2所述的USB设备，其中
在所述信息指示所述通信状态是操作状态时，所述USB设备不能执行自身的特定操作。
4.根据权利要求1所述的USB设备，其中
在所述信息指示所述通信状态是空闲状态时，第二处理器允许所述USB设备即使与主机设备相连也执行自身的特定操作。
5.根据权利要求2所述的USB设备，其中，在所述信息指示所述通信状态是操作状态时，第一处理器延迟主机设备与控制器之间的通信，向控制器传输所存储的通信内容以使控制器恢复针对主机设备与USB设备之间的通信的所停止的操作。
6.根据权利要求1所述的USB设备，其中：
在所述信息指示所述通信状态是空闲状态时，第一处理器代替控制器在主机设备与控制器之间交换数据。
7.根据权利要求5所述的USB设备，其中，所述第二处理器通过向所述主机设备传输NACK分组来延迟所述主机设备与所述USB设备之间的通信。
8.根据权利要求1所述的USB设备，其中，指示所述状态是空闲状态的所述信息是TEST_UNIT_READY分组。
9.根据权利要求1所述的USB设备，其中，指示所述状态是空闲状态的所述信息是在预定时间段内所述主机设备与所述USB设备通信失败的标志。
10.一种在与主机设备进行通信的USB设备中执行的通信控制方法，所述USB设备包括第一处理器、第二处理器和控制器，所述方法包括：
通过所述第一处理器获得用于指示主机设备与USB设备之间的通信状态的信息；以及
在所获得的信息指示所述通信状态是空闲状态时，通过所述第一处理器与主机设备进行通信并存储主机设备与USB设备之间的通信内容，以及通过所述第二处理器停止所述控制器的操作，其中在所述空闲状态中在主机设备和所述控制器之间不交换操作数据。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括，在所述信息指示所述通信状态是操作状态时，通过第二处理器维持所述控制器的操作，其中在所述操作状态中在主机设备与所述控制器之间交换操作数据。
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