CN101582827A - 数据传输桥接装置及其控制芯片与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输桥接装置及其控制芯片与方法。该装置是采用通用序列总线的规格来传输数据，其包括：一第一连接接口、一第二连接接口及一控制芯片。其中，第一连接接口是用以连接一第一主机端装置，而第二连接接口是用以连接一第二主机端装置或一从属端装置。再者，控制芯片是连接第一连接接口及第二连接接口，并且进一步包含有两条传输路径，用以侦测第二连接接口所连接的装置，而切换选择该两条传输路径的其中之一来进行第一连接接口及第二连接接口之间的数据传输。藉此，以达到方便主机端装置与其它装置进行桥接及传输数据的目的。

Description

数据传输桥接装置及其控制芯片与方法

技术领域

本发明是涉及一种数据传输桥接装置，特别是指一种采用通用序列总线(USB)的规格，并可切换来桥接传输两台主机端装置的数据的数据传输桥接装置及其控制芯片与方法。

背景技术

由于科技的快速成长，使得计算机的普及率及使用率大幅地增加。此外，目前几乎大部分的数据(包括影音、通讯、文书等数据)部可以透过计算机来制作及处理，因此，使用者在计算机上所储存的档案数据的数量也就会日益增加。

在数据量增加的情形下，相对的，数据的传递便成为使用者常常会需要进行的动作之一。而在远距离的数据传递方面，目前最普遍的就是透过因特网的联机来达到数据传递的目的。而在近距离或相邻的两台计算机主机之间欲进行数据传递时，除了可以透过设定局域网络的方式来传递之外，一般目前的作法大致还有以下几种方式：

1、透过网络线跳线对接的方式来直接连接两台计算机主机。然而此种方式，使用者必须额外要随时准备有已跳线的网络线。

2、透过近距离无线电频率(RF)的方式来传输，例如：蓝牙、红外线等。但是此种方式，两台计算机主机方面都必须要有支持无线电频率传输的模块，并且在联机时必须要再进行两方的确认设定，才可以进行资料的传递。

3、透过另外的行动储存装置，如：随身碟、行动硬盘等装置来间接地进行数据的传递。但此种方式必须分别在两台计算机主机上进行如插入装置、复制档案、贴上档案等操作动作才可完成数据的传输，其传输效率较差。

然而，综观上述几种近距离的计算机主机间的传递方式，虽然第三种传递方式的传输效率较差，却也是目前使用者较常使用的方式之一。其原因除了行动储存装置可以长时间地储存数据，而让数据具有可携式的优点之外，另一重要的因素是在于大部分的行动储存装置是采用通用序列总线(USB)的规格来设计，因此其随插即用的特点，让使用者不需进行任何设定即可方便进行连接。

因此，要如何设计出统合上述几种传输方式的优点的数据传输桥接装置及方法，以让使用者能够方便且有效率地进行相邻两台计算机主机间的数据传递，便是目前值得加以研究开发的地方。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，设计出位于附近的两个装置之间的数据传输桥接装置，其可透过主动侦测所连接的装置的类型来进行切换不同的传输路径，不仅可兼容支持主机端装置对从属端装置的数据传输，其重点更是可直接支持两台主机端装置之间的数据传输，并且由于是搭配通用序列总线的规格来设计，因此具有随插即用的特性。藉此，以达到方便主机端装置与其它任何装置进行桥接及传输数据的目的。此外，因两个装置之间是直接进行数据传输，因此更可以具有较佳的传输效率。

为了达到上述目的，根据本发明所提出的一方案，提供一种数据传输桥接装置，是采用通用序列总线的规格来传输数据，其包括：一第一连接接口、一第二连接接口及一控制芯片。其中，第一连接接口是用以连接一第一主机端装置，而第二连接接口是用以连接一第二主机端装置或一从属端装置。再者，控制芯片是连接该第一连接接口及该第二连接接口，并且进一步包含有二传输路径，用以侦测该第二连接接口所连接的装置，而切换选择该二传输路径的其中之一来进行第一连接接口及第二连接接口之间的数据传输。

为了达到上述目的，根据本发明所提出的另一方案，提供一种数据传输桥接装置的控制芯片，该数据传输桥接装置是包含一第一连接接口及一第二连接接口，而该控制芯片包括：一第一通用序列总线控制器、一第二通用序列总线控制器、一旁通电路(Bypass Circuit)单元、一侦测单元及一中央处理单元。其中，第一通用序列总线控制器是连接该第一连接接口，并且与该第一连接接口所连接的一第一主机端装置完成联机而进行数据传输。第二通用序列总线控制器是连接第一通用序列总线控制器及该第二连接接口，并且当该第二连接接口是连接一第二主机端装置时，该第二通用序列总线控制器是与该第二主机端装置完成联机，进而再与该第一通用序列总线控制器形成桥接传输。而旁通电路单元是连接该第二连接接口，并且当该第二连接接口是连接一从属端装置时，该旁通电路单元是直接接通该第一通用序列总线控制器及该第二连接接口，以提供该第一主机端装置与该从属端装置进行主从运作。此外，侦测单元是自动切换运作于一虚拟主机状态及一虚拟从属状态，用以判断该第二连接接口所连接的装置，以产生一侦测信号，进而再由中央处理单元接收该侦测信号，并根据该侦测信号来控制该第二通用序列总线控制器及该旁通电路单元的其中之一进行启动运作。

为了达到上述目的，根据本发明所提出的再一方案，提供一种数据传输桥接方法，是用于连接一第-主机端装置及一外接装置，该方法的步骤包括：首先，运作于一虚拟从属状态，以产生一查询(Inquire)信号给该外接装置，并且在取得该外接装置的响应后，判断出该外接装置是为一第二主机端装置。进而切换成一桥接传输路径，以完成与该第二主机端装置的联机，并透过该桥接传输路径来桥接传输该第一主机端装置与该第二主机端装置之间的数据。接着，再切换运作于-虚拟主机状态，以确认接收到该外接装置所产生的一查询信号，而判断出该外接装置是为从属端装置，于是便切换成一旁通传输路径(Bypass Path)，以藉由该旁通传输路径来让该第一主机端装置与该从属端装置进行主从运作。藉此，透过交互切换于该虚拟从属状态及该虚拟主机状态，以侦测出该外接装置是为第二主机端装置或从属端装置，进而完成该第一主机端装置与该外接装置之间的数据传输。

以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本发明为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其它目的及优点，将在后续的说明及图式中加以阐述。

附图说明

图1是本发明数据传输桥接装置的实施例方块图；

图2是本发明数据传输桥接装置的实施例电路示意图；

图3是本发明数据传输桥接装置的第一应用实施例示意图；

图4是本发明数据传输桥接装置的第二应用实施例示意图；

图5是本发明数据传输桥接装置的控制芯片的实施例方块图；

图6是本发明数据传输桥接方法的实施例流程图。

其中，附图标记

数据传输桥接装置 1

第一连接接口 11

第二连接接口 12

转接器 121

延伸传输线 122，122’

控制芯片 13

第一通用序列总线控制器 131

第二通用序列总线控制器 132

旁通电路单元 133

侦测单元 134

中央处理单元 135

缓冲单元 136

记忆单元 14

第一主机端装置 2

主机处理单元 21

第二主机端装置 3

从属端装置 4

通用序列总线桥接传输线 5

具体实施方式

本发明是透过简单的硬件架构来设计出位于附近的两个装置之间的数据传输桥接装置，其主要是提供有不同的传输路径，以透过主动侦测所连接的装置的类型来进行切换传输路径，不仅可支持原本主机端装置对从属端装置的主从运作，更可以用来直接桥接两个主机端装置而进行之间的数据传输，并且本发明由于是搭配通用序列总线(USB)的规格来设计，因此更具有随插即用的效果。以达到方便使用者在主机端装置与其它任何装置之间进行桥接及传输数据的目的。

请同时参考图1及图2，为本发明数据传输桥接装置的实施例方块图及其电路示意图。如图所示，本实施例提供一种数据传输桥接装置1，其包括：一第一连接接口11、一第二连接接口12、一控制芯片13及一记忆单元14。其中，第一连接接口11是用来连接一第一主机端装置2，而第二连接接口12则是可用来连接一第二主机端装置3或一从属端装置4。

控制芯片13是连接于第一连接接口11及第二连接接口12之间，并且在控制芯片13中是设计提供有两条传输路径(图末示)，进而控制芯片13是用以侦测第二连接接口12目前所连接的装置，而来切换选择该两条传输路径的其中之一以进行传输第一连接接口11及第二连接接口12之间的数据。而由于本实施例是符合通用序列总线的规格，因此数据传输桥接装置1是必须依据通用序列总线的一种装置类别(Class)来设计，而本实施例的数据传输桥接装置1为了能顺利支持第一主机端装置2对第二主机端装置3的桥接传输，因此数据传输桥接装置1的控制芯片13是采用微软^TM所制定的一使用者定义的类别规格(User Defined Class)来设计。

再者，上述在控制芯片13中所包含的两条传输路径可例如是一桥接传输路径及一旁通传输路径(Bypass Path)。并且控制芯片13是会针对第二连接接口12而自动不断地交互切换于一虚拟主机状态及一虚拟从属状态，以用来判断第二连接接口12目前连接的是第二主机端装置3或从属端装置4，以进而切换选择桥接传输路径或旁通传输路径。

而熟悉该项技术者应可了解，一般在进行通用序列总线的装置连接时，相对位于从属端的装置是会产生一查询(Inquire)信号给相对位于主机端的装置，而等到位于主机端的装置响应该查询信号后，方可达成联机。因此，本实施例中，在第一连接接口11连接到第一主机端装置2时，控制芯片13是会产生查询信号给第一主机端装置2，并且等到第一主机端装置2完成响应之后，便完成与第一主机端装置2的联机。

而相同的，当目前使用者是连接第二主机端装置3于第二连接接口12，并且控制芯片13对第二连接接口12亦是交互切换于该虚拟从属状态时，控制芯片13同样会产生查询信号给第二主机端装置3，进而在取得第二主机端装置3的响应之后，得以确认目前第二连接接口12所连接的也是属于主机端的装置，于是控制芯片13便会切换成为桥接传输路径，以顺利完成桥接第一主机端装置2及第二主机端装置3，而来进行彼此之间的数据传输。

另一方面，若使用者目前是将从属端装置4连接于第二连接接口12，并且控制芯片13对第二连接接口12是交互切换于该虚拟主机状态时，控制芯片13便会判断是否有接收到从属端装置4所产生的查询信号，以在判断接收到从属端装置4所产生的查询信号后，确认目前第二连接接口12所连接的是属于从属端的装置，于是控制芯片13便会切换成为旁通传输路径，而此时的数据传输桥接装置1仅仅作为中介传输(类似一般所知的通用序列总线集线器(Hub))的作用，以直接提供第一主机端装置2与从属端装置4进行主从关系的运作。

最后，数据传输桥接装置1中记忆单元14是连接控制芯片13，单纯用以存放控制芯片13运作时所需的程序及数据。而在实际设计上，记忆单元14亦可以是整合于控制芯片13之中。藉此，本实施例所提及的数据传输桥接装置1的架构藉由自动侦测切换即可达成支持主机端装置对从属端装置的主从运作，以及两个主机端装置之间的桥接传输运作的作用。

请再参考图3，为本发明数据传输桥接装置的第一应用实施例示意图。由于本发明的架构简单，因此如图3所示，本实施例的数据传输桥接装置1是可成型为一通用序列总线桥接传输线5，并且其中的第一连接接口11及第二连接接口12是采用通用序列总线的A型式(A-Type)公接头的设计，以分别用来连接第一主机端装置2及第二主机端装置3。再者，若第二连接接口12欲连接从属端装置4(一般为通用序列总线的B型式母接头)时，则可再进一步搭配连接一转接器121来改变第二连接接口12的接头型式，以成为通用序列总线的B型式公接头。藉此，让使用者仅需藉由同一条通用序列总线桥接传输线5即可用来作为一般连接从属端装置4的主从运作，以及作为桥接第一主机端装置2及第二主机端装置3而进行数据传输的功能。

当然，关于第二连接接口12的接头型式并非仅限制于本应用实施例的态样。在实际应用设计时，第二连接接口12亦可直接是采用通用序列总线的A型式公接头及通用序列总线的B型式公接头的双接头型式的设计。或者，第二连接接口12亦可以是采用通用序列总线的B型式公接头的设计，而搭配另一转接器来转换成为通用序列总线的A型式公接头的设计等。除此之外，其它的接头型式亦都可涵盖在本发明所界定的专利范围内，在此就不一一列举。

请再参考图4，为本发明数据传输桥接装置的第二应用实施例示意图。本应用实施例的数据传输桥接装置1是有别于第一应用实施例中的应用态样，是直接将数据传输桥接装置1内设于第一主机端装置2(如笔记型计算机)中，并且第一连接接口11是直接内接于第一主机端装置2中的主机处理单元21。换句话说，也就是让第一连接接口11是固定连接于第一主机端装置2。

而图4中的第二连接接口12是设计为一般笔记型计算机所提供通用序列总线连接端口(通用序列总线的A型式母接头)。以使第二连接接口12可以进一步分别透过-延伸传输线122，122’来连接从属端装置4(如卡片阅读机)及第二主机端装置3，并且其中的延伸传输线122，122’只需为单纯的通用序列总线传输线即可。如此一来，让使用者在操作本实施例中所揭露的第一主机端装置2时，透过第二连接接口12的对外连接，除了可以连接一般所使用的从属端装置4之外，亦可直接连接第二主机端装置3，以直接进行两台主机端装置之间的数据传输。

为了进一步说明本发明详细的技术特征及内容，请继续参考以下的实施例说明。

请参照图5，为本发明数据传输桥接装置的控制芯片的实施例方块图。如图所示，本实施例提供一种数据传输桥接装置1的控制芯片13，其包括：一第一通用序列总线控制器131、一第二通用序列总线控制器132、一旁通电路(Bypass Circuit)单元133、一侦测单元134、一中央处理单元135及一缓冲单元136。其中，第一通用序列总线控制器131及第二通用序列总线控制器132即是前面所提及的采用使用者定义的类别规格来设计。

第一通用序列总线控制器131是连接数据传输桥接装置1的第一连接接口11，用以在第一连接接口11连接第一主机端装置2时，产生查询信号给第一主机端装置2，并等第一主机端装置2响应该查询信号后，完成彼此之间的联机，以进行数据传输。

第二通用序列总线控制器132是连接第一通用序列总线控制器131以及数据传输桥接装置1的第二连接接口12，用以在第二连接接口12是连接第二主机端装置3时，进行启动运作，以发出查询信号给第二主机端装置3，并完成彼此之间的联机，以进行数据传输，进而第二通用序列总线控制器132再与所连接的第一通用序列总线控制131形成桥接传输。

旁通电路单元133是连接于第一通用序列总线控制器131及第二连接接口12之间，并且当第二连接接口12是连接从属端装置4时，进行启动运作，以直接进行接通第一通用序列总线控制器131及第二连接接口12，以让第一通用序列总线控制器131得以顺利响应从属端装置4所产生的查询信号，进而让第一主机端装置2与从属端装置4进行主从关系的运作。

侦测单元134同样是连接第二连接接口12，并且侦测单元134会自动交互切换于一虚拟主机状态及一虚拟从属状态，以用来判断第二连接接口12目前所连接的装置，而产生一侦测信号。而中央处理单元135是用以接收该侦测信号，并根据该侦测信号来控制第二通用序列总线控制器132及旁通电路单元133的其中之一进行启动运作。

其中，当侦测单元134切换于虚拟从属状态时，侦测单元134会产生查询信号给第二连接接口12所连接的装置，并且在取得第二连接接口12所连接的装置的响应后，侦测单元134会产生一桥接侦测信号，以让中央处理单元135是依据该桥接侦测信号来启动第二通用序列总线控制器132进行运作，进而得以完成与第一通用序列总线控制器131的连接。

此外，当侦测单元134切换于虚拟主机状态，并且也接收到第二连接接口12所连接的装置所产生的查询信号时，侦测单元134是会产生一从属侦测信号，以让中央处理单元135是依据该从属侦测信号来启动旁通电路单元133进行运作。而换句话说，当中央处理单元135是启动旁通电路单元133进行运作时，控制芯片13中的控制器仅会有第一通用序列总线控制器131是处于运作状态，而控制芯片13此时即是类似集线器芯片的作用，以单纯进行中介传输。

而缓冲单元136是可进一步连接于第一通用序列总线控制器131及第二通用序列总线控制器132之间，用以缓冲及暂存两个控制器彼此之间所传输的数据。进而避免第一主机端装置2与第二主机端装置3之间所传输的数据产生遗失的情形。藉此，以完成控制芯片13的架构设计。

请再参考图6，为本发明数据传输桥接方法的实施例流程图。如图所示，本实施例提供一种数据传输桥接方法，其步骤包括：首先，进行连接一第一主机端装置2及一外接装置(S601)，以便进行第一主机端装置2与该外接装置之间的数据传输。

接着，切换运作于一虚拟从属状态，以产生一查询信号给外接装置(S603)，并且随之加以判断是否取得该外接装置的响应(S605)。若步骤(S605)的判断结果是有取得该外接装置的响应信号时，便可判断出该外接装置是一第二主机端装置3(S607)，此时则会进行切换成一桥接传输路径，以完成与第二主机端装置3的联机(S609)。最后，透过桥接传输路径来桥接传输第一主机端装置2及第二主机端装置3之间的数据(S611)。而在进行桥接传输的同时，更进一步会随时进行判断使用者是否有更换连接外接装置(S613)，若判断结果没有更换连接其它的外接装置，则继续进行桥接传输第一主机端装置2及第二主机端装置3之间的数据；而若使用者有更换连接其它的外接装置时，则会在重复执行步骤(S603)及其后的步骤。

而若步骤(S605)的判断结果是没有取得该外接装置的响应时，则表示目前连接的外接装置并非是属于主机端的装置。于是，便会再自动切换运作于一虚拟主机状态(S615)，并且进一步进行确认是否接收到该外接装置所产生的查询信号(S617)。此时，若接收到该外接装置所产生的查询信号，则可判断出目前连接的外接装置是从属端装置4(S619)，并且切换成一旁通传输路径(S621)，进而藉由旁通传输路径的导通，使第一主机端装置2与从属端装置4得以直接进行主从关系的运作(S623)。当然，在步骤(S623)之后，同样会随时进行判断使用者是否有更换连接其它的外接装置(S625)，若判断结果没有更换连接其它的外接装置，则继续进行第一主机端装置2与从属端装置4之间的主从关系的运作；反之若使用者有更换连接其它的外接装置时，则会在重复执行步骤(S603)及其后的步骤。

再者，若上述步骤(S617)的确认结果为否的话，则表示目前所连接的外接装置亦并非属于从属端的装置，因此则再重复执行步骤(S603)，以再切换运作于虚拟从属状态，而继续进行后续对外接装置的侦测。藉此，透过自动交互切换于虚拟从属状态及虚拟主机状态的运作，得以顺利侦测出目前连接的外接装置是第二主机端装置3或从属端装置4，以对应切换不同的传输路径来运作，进而完成第一主机端装置2与外接装置之间的数据传输。

综上所述，本发明设计出的数据传输桥接装置，其可透过主动侦测所连接的装置的类型来进行切换不同的传输路径，不仅可支持主机端装置对从属端装置的数据传输，更是可直接支持两台主机端装置之间的数据传输，并且由于是搭配通用序列总线的规格来设计，因此具有随插即用的特性。藉此，以达到方便主机端装置与其它任何装置进行桥接及传输数据的目的。此外，因两个装置之间是直接进行数据传输，因此更可拥有较佳的传输效率。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种数据传输桥接装置，其特征在于，是采用通用序列总线的规格来传输数据，包括：

一第一连接接口，是连接一第一主机端装置；

一第二连接接口，是连接一第二主机端装置或一从属端装置；

一控制芯片，是连接该第一连接接口及该第二连接接口，并包含二传输路径，且且来侦测该第二连接接口所连接的装置，以切换选择该二传输路径的其中之一来进行该第一连接接口及该第二连接接口之间的数据传输。

2.根据权利要求1所述的数据传输桥接装置，其特征在于，所述数据传输桥接装置是成型为一通用序列总线桥接传输线。

3.根据权利要求1所述的数据传输桥接装置，其特征在于，所述控制芯片是进一步包含一桥接传输路径及一旁通传输路径。

4.根据权利要求3所述的数据传输桥接装置，其特征在于，所述控制芯片对该第二连接接口是自动交互切换于一虚拟主机状态及一虚拟从属状态，以用来判断该第二连接接口所连接的装置，进而切换选择该旁通传输路径及该桥接传输路径。

5.根据权利要求4所述的数据传输桥接装置，其特征在于，当该控制芯片对该第二连接接口是切换于该虚拟主机状态，并且接收到该第二连接接口所连接的装置所产生的一查询信号时，该控制芯片是确认该第二连接接口是连接该从属端装置，而切换成为该旁通传输路径，以提供该第一主机端装置与该从属端装置进行主从运作。

6.根据权利要求5所述的数据传输桥接装置，其特征在于，当该控制芯片对该第二连接接口是切换于该虚拟从属状态，并且该控制芯片所产生的一查询信号是取得该第二连接接口所连接的装置的响应时，该控制芯片是确认该第二连接接口是连接该第二主机端装置，而切换成为该桥接传输路径，以桥接该第一主机端装置与该第二主机端装置而来进行数据传输。

7.一种数据传输桥接装置的控制芯片，其特征在于，该数据传输桥接装置是包含一第一连接接口及一第二连接接口，而该控制芯片包括：

一第一通用序列总线控制器，是连接该第一连接接口，并且与该第一连接接口所连接的一第一主机端装置完成联机而进行数据传输；

一第二通用序列总线控制器，是连接该第一通用序列总线控制器及该第二连接接口，而当该第二连接接口是连接一第二主机端装置时，该第二通用序列总线控制器是与该第二主机端装置完成联机，并且与该第一通用序列总线控制器形成桥接传输；

一旁通电路单元，是连接该第二连接接口，并且当该第二连接接口是连接一从属端装置时，该旁通电路单元是直接接通该第一通用序列总线控制器及该第二连接接口，以提供该第一主机端装置与该从属端装置进行主从运作；

一侦测单元，是自动交互切换于一虚拟主机状态及一虚拟从属状态，用以判断该第二连接接口所连接的装置，以产生一侦测信号；

一中央处理单元，是接收该侦测信号，并根据该侦测信号来控制该第二通用序列总线控制器及该旁通电路单元的其中之一进行启动运作。

8.根据权利要求7所述的数据传输桥接装置的控制芯片，其特征在于，当该侦测单元是切换于该虚拟主机状态，并且接收到该第二连接接口所连接的装置是产生一查询信号时，该侦测单元是产生一从属侦测信号，使该中央处理单元是依据该从属侦测信号来启动该旁通电路单元。

9.根据权利要求8所述的数据传输桥接装置的控制芯片，其特征在于，当该侦测单元是切换于该虚拟从属状态，并且该侦测单元所产生的一查询信号是取得该第二连接接口所连接的装置的响应时，该侦测单元是产生一桥接侦测信号，使该中央处理单元是依据该桥接侦测信号来启动该第二通用序列总线控制器。

10.一种数据传输桥接方法，其特征在于，是用于连接一第一主机端装置及一外接装置，其步骤包括：

运作于一虚拟从属状态，以产生一查询信号给该外接装置，并且在取得该外接装置的响应后，判断出该外接装置是为一第二主机端装置；

切换成一桥接传输路径，以完成与该第二主机端装置的联机，并透过该桥接传输路径来桥接传输该第一主机端装置与该第二主机端装置之间的数据；

运作于一虚拟主机状态，以确认接收到该外接装置所产生的一查询信号，而判断出该外接装置是为一从属端装置；

切换成一旁通传输路径，以藉由该旁通传输路径来让该第一主机端装置与该从属端装置进行主从运作；

透过交互切换于该虚拟从属状态及该虚拟主机状态，以侦测出该外接装置是为该第二主机端装置或该从属端装置，进而完成该第一主机端装置及该外接装置之间的数据传输。

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