CN101308482B

CN101308482B - 作为主机与元件转换的电子装置

Info

Publication number: CN101308482B
Application number: CN2008101339116A
Authority: CN
Inventors: 李泳德
Original assignee: Asustek Computer Inc
Current assignee: Asustek Computer Inc
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: CN101308482A

Abstract

本发明公开一种作为主机与元件转换的电子装置，包括：主机控制单元，有第一数据端与第一电源电压输出端；元件插座，有第二数据端与第二电源电压输出端；多路复用器的二输入端分别连接至第一数据端与第二数据端；外部电压检测控制电路，连接至第一电源电压输出端与第二电源电压输出端，并产生选择信号至多路复用器的选择端，且有第三电源电压输出端；接口转换电路，连接至多路复用器的输出端以及第三电源电压输出端；及，存储装置，连接至接口转换电路；其中，当元件插座提供第二电源电压时，第三电源电压输出端输出第二电源电压，且多路复用器的输出端与第二数据端连接。本发明的电子装置可作为主机或者元件。

Description

作为主机与元件转换的电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种作为主机与元件转换的电子装置。

背景技术

通用串行总线(universal serial bus，以下简称USB)的规格问世之后，许多计算机外设元件，例如打印机、扫描机、存储装置，都可以利用USB接口来与计算机之间做数据的传递。

根据USB的规格，电子装置可区分为USB主机(USB Host)以及USB元件(USB Device)。一般来说，USB主机中具有一主机控制单元(Hostcontroller)，主机控制单元可以提供+5V电压源至USB元件。再者，主机控制单元还可以经由使用者的控制发出指令至USB元件并且控制USB元件的动作，例如个人计算机以及笔记本电脑即可视为USB主机。而USB元件可连接至USB主机，并且接收USB主机所供应的+5V电压源以及根据USB主机所传递的指令来动作。

请参照图1A，其所示为已知USB主机中的主机插座(host receptacle)。此主机插座称为A型插座(Type-A receptacle)为最常见的主机插座，通常在台式计算机以及笔记本电脑都可以看到。此主机插座中包括四个接触脚位，包括一电压提供脚位(voltage providing pin，Vcc_P)、一接地脚位(GND pin)、二差动数据脚位(differential data pin，D+，D-)。主机插座除了A型插座之外，还包括小A形插座(mini Type-A receptacle)、微A形插座(micro Type-Areceptacle)等等。

请参照图1B，其所示为已知USB元件中的元件插座(device receptacle)。此元件插座称为B型插座(Type-B receptacle)，包括四个接触脚位，包括一电压接收脚位(voltage receiving pin，Vcc_R)、一接地脚位(GND pin)、二差动数据脚位(differential data pin，D+，D-)。元件插座除了B型插座之外，还包括小B形插座(mini Type-B receptacle)、微B形插座(micro Type-B receptacle)等等。

一般来说，连接于USB主机以及USB元件之间的缆线(cable)二端皆为插头(plug)，而USB主机以及USB元件上仅有主机插座以及元件插座。再者，A型插头(未示出)仅能插入于A型插座，B型插头(未示出)仅能插入于B型插座。也就是说，当使用者欲将具有A型插座的USB主机连接至具有B型插座的USB元件，则缆线的一端必须为A型插头，另一端必须为B型插头。

请参照图2，其所示为一网络媒体播放机(network media player)示意图。网络媒体播放机100包括一网络插座112、一音像端(AV terminal)114、一主机插座116、一处理单元(processing unit)110、一主机控制单元(Hostcontroller)120、一接口转换电路(interface converting unit)130、以及一存储装置(storage unit)140。其中，处理单元110连接至一网络插座112，例如RJ45插座，使得处理单元110可以连接至因特网。而处理单元110还可处理音像数据，并且经由音像端(AV terminal)114将音像数据传递至外部显示装置用以播放音像数据。而为了能够存储音像数据，网络媒体播放机110还包括一存储装置140，例如串行式先进技术连接(Serial Advanced TechnologyAttachment，以下简称SATA)SATA硬盘或者并联式先进技术连接(ParallelAdvanced Technology Attachment，以下简称PATA)PATA硬盘，用以存储音像数据。

以SATA硬盘为例，处理单元110与存储装置140之间还包括一主机控制单元120、一接口转换电路130，而主机控制单元120的一第一USB端口(first USB port)122连接至接口转换电路130。也即，第一USB端口122上的电压提供脚位、接地脚位、以及二差动数据脚位皆连接至接口转换电路130。而接口转换电路130连接至存储装置140用以将符合USB接口的存取命令与数据转换为符合SATA接口的存取命令与数据。

因此，当网络媒体播放机110需要读取存储装置140内的数据时，处理单元110会发出一读取命令至主机控制单元120。而主机控制单元120会将读取命令转换为符合USB接口的读取命令至接口转换电路130。而接口转换电路130会将符合USB接口的读取命令转换为符合SATA接口的读取命令至存储装置140。因此，存储装置140即可将读取命令相对应的读取数据输出至接口转换电路130。而接口转换电路130还可将读取数据转换为符合USB接口的读取数据至主机控制单元120，并且最后传递至处理单元110。同理，当网络媒体播放机100需要写入存储装置140的数据也是需要经过类似的转换程序，因此不再详述。

再者，一主机控制单元120的一第二USB端口124可以连接至主机插座116用以连接至其它的USB元件，例如外接式存储装置，使得主机控制单元120也可以存取外接式存储装置。而由上述的描述可知，此网络媒体播放机100即为一USB主机。

基本上，网络媒体播放机100可利用因特网连接至远程的多媒体服务器(media server)并接收多媒体服务器所提供的音像数据。再者，当处理单元110接收多媒体服务器所提供的音像数据后即可于外部显示装置上播放音像数据。当然，经由使用者的控制，由多媒体服务器所接收的音像数据也可以存储在存储装置140内。而存储在存储装置140内的音像数据或者文件也可以被处理单元读取而利用外部显示装置来播放。

再者，由于网络媒体播放机100为一USB主机，因此可插入一USB元件，例如外接式存储装置。而使用者也可以将音像数据或者文件存储在外接式存储装置，并将外接式存储装置连接至主机插座116。因此，处理单元110即可控制主机控制单元120来存取外接式存储装置中的音像数据或者文件，并播放音像数据或者文件或者将音像数据或文件存储至存储装置140。

一般来说，USB电子装置于设计时即会将其定位为USB主机或者USB元件，并没有USB电子装置可同时作为USB主机或者USB元件。以上述的网络媒体播放机100为例，很明显地为一USB主机。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种作为主机与元件转换的电子装置，电子装置可作为主机或者元件，以改善现有技术的缺点。

因此，本发明提出一种作为主机与元件转换的电子装置，包括：一主机控制单元，包括有一第一数据端与一第一电源电压输出端，其输出一第一电源电压；一元件插座，包括一第二数据端与一第二电源电压输出端；一多路复用器的一第一输入端连接至第一数据端，多路复用器的一第二输入端连接至第二数据端；一外部电压检测控制电路，连接至第一电源电压输出端以及第二电源电压输出端，并产生一选择信号至多路复用器的一选择端，且具有一第三电源电压输出端；一接口转换电路，连接至多路复用器的一输出端以及第三电源电压输出端；以及，一存储装置，连接至接口转换电路；其中，当元件插座的第二电源电压输出端提供一第二电源电压到外部电压检测控制电路时，外部电压检测控制电路的第三电源电压输出端输出第二电源电压，且多路复用器的输出端与第二数据端连接。

本发明的有益效果在于提出一种可作为USB主机或USB元件的电子装置，使得电子装置同时具有USB主机与USB元件的功能。

为了能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1A所示为已知USB主机中的主机插座。

图1B所示为已知USB元件中的元件插座。

图2所示为一网络媒体播放机示意图。

图3所示为本发明实施例的一网络媒体播放机示意图。

图4所示为本发明的外部电压检测控制电路。

具体实施方式

请参照图3，其所示为本发明实施例的一网络媒体播放机示意图。网络媒体播放机200包括一网络插座212、一音像端214、一主机插座216、一处理单元210、一主机控制单元220、一接口转换电路230、一存储装置240、一多路复用器(multiplexer)250、一外部电压检测控制电路(outside voltagedetecting and controlling circuit)260、与一元件插座218。

处理单元210连接至一网络插座212，例如RJ45插座，使得处理单元210可以连接至因特网。而处理单元210还可处理音像数据，并且经由音像端214将音像数据传递至外部显示装置用以播放音像数据。再者，处理单元210还连接至一主机控制单元220，而主机控制单元的一第二USB端口224可以连接至一主机插座216用以连接至其它的USB元件，例如外接式存储装置，使得主机控制单元220可以存取外接式存储装置。此时，网络媒体播放机200可视为一USB主机。

根据本发明的实施例，主机控制单元220的一第一USB端口222中的二差动数据脚位D+/D-以及元件插座218上的二差动数据脚位D+/D-分别连接至多路复用器250的第一输入端Lo以及第二输入端Hi，而多路复用器的输出端O则连接至接口转换电路230的二差动数据脚位D+/D-。

再者，主机控制单元220的电压提供脚位Vcc_P1以及元件插座218上的电压接收脚位Vcc_R1连接至外部电压检测控制电路260。当元件插座218并未与一USB主机连接时，元件插座218上的电压接收脚位Vcc_R1无法接收到任何电压，因此，外部电压检测控制电路260的选择端Sel输出一低电平Lo的选择信号至多路复用器250，进而使得第一USB端口222中的二差动数据脚位D+/D-连接至多路复用器250的输出端。同时，外部电压检测控制电路260会将第一USB端口222中电压提供脚位Vcc_P1所提供的电源电压传送至接口转换电路230。此时，存储装置240是受控于网络媒体播放机200中的主机控制单元220。

当一USB主机插入元件插座218时，元件插座218上的电压接收脚位Vcc_R1接收到该USB主机所提供的一电源电压，因此，外部电压检测控制电路260的选择端Sel输出一高电平Hi的选择信号至多路复用器250，进而使得主机插座218中的二差动数据脚位D+/D-连接至多路复用器250的输出端。同时，外部电压检测控制电路260会隔绝第一USB端口222上电压提供脚位Vcc_P1所提供的电源电压，并且将元件插座218上电压接收脚位Vcc_R1所接收到的电源电压传递至接口转换电路230。此时，元件插座218上电压接收脚位Vcc_R1所提供的电源电压可让存储装置240动作，并且存储装置240是受控于外部的USB主机。

根据本发明的实施例，当任一USB主机连接至网络媒体播放机200的元件插座218时，此元件插座218中的电压接收脚位Vcc_R1会接收到一电源电压并传递至外部电压检测控制电路260，因此，外部电压检测控制电路260会控制多路复用器250使得多路复用器250的二差动数据端D+/D-连接至元件插座218的二差动数据脚位D+/D-。同时，外部电压检测控制电路260会隔绝第一USB端口222上电压提供脚位Vcc_P1提供至接口转换电路230的电源电压，并且使得元件插座218中的电压接收脚位Vcc_R1可提供电源电压至接口转换电路230。此时，网络媒体播放机200即可视为一USB元件。

请参照图4，其所示为本发明的外部电压检测控制电路。外部电压检测控制电路包括三个PMOS晶体管M1、M2、M3以及四个电阻R1、R2、R3、R4。其中，电压提供脚位Vcc_P1连接至第一PMOS晶体管M1源极S1；第一PMOS晶体管M1栅极G1连接至电压接收脚位Vcc_R1以及选择端Sel。第一电阻R1连接于第一PMOS晶体管M1源极S1与栅极G1之间；第二电阻R2连接于第一PMOS晶体管M1栅极G1与接地端之间。

再者，第二PMOS晶体管M2漏极D2连接至第一PMOS晶体管M1漏极D1；第二PMOS晶体管M2源极S2连接至一电源电压输出端Vcc；第二PMOS晶体管M2栅极G2接到G3。再者，第三PMOS晶体管M3漏极D3连接至第一PMOS晶体管M1栅极G1；第三PMOS晶体管M3源极S3连接至电源电压输出端Vcc。第三电阻R3连接于第三PMOS晶体管M3源极S3与栅极G3之间；第四电阻R4连接于第三PMOS晶体管M3栅极G3与接地端之间。根据本发明的实施例，第三PMOS晶体管M3仅利用其漏极D3与源极S3之间的本体二极管D2(body diode)，因此，第三PMOS晶体管M3也可以利用一二极管来取代；再者，R1为100KΩ、R2为10KΩ、R3为10KΩ、R4为100KΩ；且三个PMOS晶体管(M1、M2、M3)的阈值电压(thresholdvoltage，Vt)为-1V。

当USB主机未插入网络媒体播放机200的元件插座218时，电压提供脚位Vcc_P1提供一电源电压(+5V)。因此，第一PMOS晶体管M1源极S1的电压为5V(VS1＝5V)；第一PMOS晶体管M1栅极G1的电压为0.45V(VG1＝0.45V)。很明显地，第一PMOS晶体管M1的栅极G1与源极S1的电压为-4.55V(VG1S1＝-4.55V)小于阈值电压(Vt＝-1V)，使得第一PMOS晶体管M1开启，电压提供脚位Vcc_P1提供的电源电压(+5V)可经由第二PMOS晶体管M2内的本体二极管D2传递至电压输出端Vcc。并且，选择端Sel的电压等于第一PMOS晶体管M1栅极G1电压为0.45V(VG1＝Vsel＝0.45V)，因此选择端Sel输出一低电平Lo的选择信号。

当USB主机插入网络媒体播放机200的元件插座218时，电压接收脚位Vcc_R1提供一电源电压(+5V)。因此，第一PMOS晶体管M1源极S1的电压为5V(VS1＝5V)；第一PMOS晶体管M1栅极G1的电压为5V(VG1＝5V)。很明显地，第一PMOS晶体管M1的栅极G1与源极S1的电压为0V(VG1S1＝0V)，大于阈值电压(Vt＝-1V)，使得第一PMOS晶体管M1关闭，电压提供脚位Vcc_P1的电源电压(+5V)无法传递至电压输出端Vcc。

再者，第三PMOS晶体管M1漏极D3的电压为5V(VD3＝5V)；第三PMOS晶体管M3栅极G3的电压为0V(VG3＝0V)。很明显地，第三PMOS晶体管M3的栅极G3与漏极D3的电压为-5V(VG3D3＝-5V)，小于阈值电压(Vt＝-1V)，使得第三PMOS晶体管M3开启，电压接收脚位Vcc_R1提供的电源电压(+5V)可传递至电压输出端Vcc。并且，选择端Sel的电压等于第一PMOS晶体管M1栅极G1电压为5V(VG1＝Vsel＝5V)，因此选择端Sel输出一高电平Hi的选择信号。再者，该第三PMOS晶体管M3中的本体二极管D2可以隔绝电压接收脚位Vcc_R1提供的电源电压(+5V)传递至电压提供脚位Vcc_P1。

因此，本发明的优点在于提供一种可作为USB主机或USB元件的网络媒体播放机。当外部的一USB主机连接至网络媒体播放机的元件插座时，USB主机可以控制网络媒体播放机内的存储装置，就算在网络媒体播放机为关机(power down)状态，USB主机也可以提供电源至存储装置。再者，当外部的一USB元件连接至网络媒体播放机的主机插座时，网络媒体播放机可以控制USB元件，并且将USB元件与存储装置作数据的交换。

再者，本发明并非限定于网络媒体播放机。当任何的电子装置运用本发明而使得电子装置可以成为USB主机或者USB元件皆是属于本发明的范围。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种作为主机与元件转换的电子装置，其特征是，包括：

主机控制单元，包括有第一数据端与第一电源电压输出端，上述第一电源电压输出端输出第一电源电压；

元件插座，包括第二数据端与第二电源电压输出端；

多路复用器，上述多路复用器的第一输入端连接至上述第一数据端，上述多路复用器的第二输入端连接至上述第二数据端；

外部电压检测控制电路，连接至上述第一电源电压输出端以及上述第二电源电压输出端，并产生选择信号至上述多路复用器的选择端，且具有第三电源电压输出端；

接口转换电路，连接至上述多路复用器的输出端以及上述第三电源电压输出端；以及

存储装置，连接至上述接口转换电路；

其中，当上述元件插座的上述第二电源电压输出端没有提供上述第二电源电压到上述外部电压检测控制电路时，上述外部电压检测控制电路的上述第三电源电压输出端输出上述第一电源电压，且上述多路复用器的上述输出端与上述第一数据端连接，当上述元件插座的上述第二电源电压输出端提供第二电源电压到上述外部电压检测控制电路时，上述外部电压检测控制电路的上述第三电源电压输出端输出上述第二电源电压，且上述多路复用器的上述输出端与上述第二数据端连接。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，其中上述主机控制单元还包括第一端口与第二端口，上述第一端口包括上述第一数据端与上述第一电源电压输出端，上述第二端口包括第三数据端与第四电源电压输出端。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征是，其中上述电子装置还包括主机插座连接至上述主机控制单元的上述第二端口，使得外部元件通过上述主机插座与上述第二端口连接。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征是，其中上述主机插座为通用串行总线主机插座，包括二个差动数据脚位、一个电压提供脚位与一个接地脚位，上述通用串行总线主机插座与外部通用串行总线元件连接。

5.根据权利要求2所述的电子装置，其特征是，其中上述主机控制单元的上述第一端口与上述第二端口皆为通用串行总线端口，且每一个上述通用串行总线端口包括二个差动数据脚位、一个电压提供脚位与一个接地脚位。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，其中上述元件插座为通用串行总线元件插座，包括二个差动数据脚位、一个电压接收脚位与一个接地脚位，上述通用串行总线元件插座与外部通用串行总线主机连接。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，其中上述存储装置为硬盘。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其特征是，其中上述接口转换电路可将符合通用串行总线接口的信号以及符合硬盘接口的信号作转换。

9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，其中上述外部电压检测控制电路包括：

第一PMOS晶体管，其源极连接至上述第一电源电压输出端，其栅极连接至上述第二电源电压输出端；

第一电阻，连接于上述第一PMOS晶体管源极与栅极之间；

第二电阻，连接于上述第一PMOS晶体管栅极与接地端之间；

二极管，具有阳极连接至上述第一PMOS晶体管漏极，具有阴极连接至上述第三电源电压输出端；

第三PMOS晶体管，其源极连接至上述第三电源电压输出端，其漏极连接至上述第二电源电压输出端；

第三电阻，连接于上述第三PMOS晶体管源极与栅极之间；以及

第四电阻，连接于上述第三PMOS晶体管栅极与上述接地端之间；

其中，上述第一PMOS晶体管栅极可产生上述选择信号。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征是，其中上述二极管为第二PMOS晶体管内的本体二极管。