CN101601001B - 对单独串行接口的多个连接 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将设备的第一开关单元切换为状态集中状态的方法、计算机程序产品、设备和系统，其中所述设备包括第一串行接口和第二串行接口，该第一串行接口和第二串行接口的每个都包括电源线以及至少一个数据线，并且其中所述第一开关单元耦合至所述第一串行接口和所述第二串行接口二者的电源线，其中所述状态集包括：第一状态，用于将所述第一串行接口的所述电源线连接至所述第二串行接口的所述电源线；以及第二状态，用于所述第一开关单元将所述第一串行接口的所述电源线连接至第一附加电源线，所述第一附加电源线配置为连接至第一电源。

Description

对单独串行接口的多个连接
技术领域
本发明涉及用于例如USB接口的第一串行接口和第二串行接口的方法、设备、计算机程序产品和系统。
背景技术
USB是一种在称为主机的复杂设备(例如，PC)与称为设备的已连接外围设备(例如，鼠标，键盘等)之间提供快速线缆数据连接的技术。
USB标准已经扩展为包括USB便携式(on-The-Go，OTG)附录中的移动设备之间的连接。该附录允许在该连接任一端处的外围设备发挥主机或者设备的作用。初始作用由线缆连接的方向(也即，插入外围设备的插头A或者B的类型)来确定。
插入有USB OTG A插头的外围设备称为A设备，其中A设备在连接期间供电，并且最初将发挥主机作用。插入有USB OTG B插头的外围设备称为B设备，其中B设备从A设备获得供电并且最初发挥设备作用。
由于USB提供了从一个设备向另一个供电的能力，还可以制造使用USB端口的充电器。这种充电器目前在USB实现者论坛2006年7月22日的白皮书“USB charging white paper(USB充电白皮书)”中进行了定义。这种USB充电器的检测需要充电器在D+线被拉高并且D-线被拉低时，在D-线上输出逻辑高。
很多外围设备只提供有一个单独USB连接器。这显现出了以下问题：例如借助于上述充电器为USB单元充电、并同时经由所述USB单元的单独USB连接器将数据传递给其他USB设备，由此不能实现OTG功能。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的特别是提供一种支持经由单独串行连接器的增强的同时充电与去往其他设备的数据传递的方法、计算机程序、计算机程序产品、设备和系统。
提出一种设备，包括：第一串行接口和第二串行接口，每个串行接口都包括电源线以及至少一个数据线；耦合至所述第一串行接口和所述第二串行接口的电源线的第一开关单元，其中在第一状态中，所述第一开关单元将所述第一串行接口的电源线连接至所述第二串行接口的电源线，并且其中在第二状态中，所述第一开关单元将所述第一串行接口的电源线连接至第一附加电源线，所述第一附加电源线配置为连接至第一电源；并且所述设备包括控制器，其配置用于控制所述第一开关单元。
所述第一串行接口和所述第二串行接口可以是任意类型的串行接口，其配置用于借助于电源线来传输功率，并且配置用于经由所述至少一个数据线来传输数据。例如，所述串行接口可以代表USB接口，但是其也可以代表任何其他串行接口。
例如，所述设备可以经由第一串行接口连接至第一电子单元，并且所述设备可以经由第二串行接口连接至第二电子单元。第一和第二电子单元可以配置用于经由所述串行接口的至少一个数据线来进行通信。
在所述第一开关单元的第一状态中，所述第一电子单元可以经由所述第一和第二串行接口的连接的电源线来从第二电子单元充电。在所述第一开关单元的第二状态中，第一电子单元可以从设备的第一附加电源线来充电。第一附加电源线可以连接至位于设备中的内部充电器，其中所述内部充电器可以连接至第一电源，或者所述第一电源线可以连接至位于所述设备外部、并连接至第一电源的外部充电器。
由此，按照本发明的设备允许经由一个单独串行接口连接器同时将第一电子单元连接至第二电子单元，并同时对第一电子单元充电。充电可以由所述设备的电源来执行，或者由连接至第二接口的第二电子单元来执行，这可以取决于连接至所述设备的电子单元的类型。
由此，实现了提高的灵活性，因为第一电子单元可以从两个不同的源来进行充电。此外，关于第一电子单元的实现复杂性得以降低，因为只需要一个串行接口连接器而不是两个连接器，便可以分离地和同时地进行充电以及提供向第二电子单元的数据传送。
按照本发明的设备的实施方式，所述第一和第二串行接口是USB接口。
由此，每个第一USB接口和第二USB接口可以包括差分数据线，也即D+和D-线，并且电源线可以对应于VBUS线。
例如，所述设备可以经由第一USB接口连接至第一USB单元，并且所述设备可以经由第二USB接口连接至第二USB单元。第一和第二USB单元可以经由D+和D-线来进行通信，其中第一接口的D+管脚可以连接至第二接口的D+管脚，并且其中第一接口的D-管脚可以连接至第二接口的D-管脚。
在所述第一开关单元的第一状态中，所述第一USB单元可以从第二USB单元充电，这例如是在第一USB单元表示USB OTG B设备并且第二USB设备表示USB OTG A设备(例如，主机充电器)的情况下，或者反之亦然，第一USB单元可以为第二USB单元充电，这例如是在第一USB单元表示USB OTG A设备并且第二USB单元表示USB OTG B设备的情况下。在所述第一开关单元的第二状态中，USB单元可以从所述设备的第一电源线充电。第一电源线可以连接至位于所述设备中的内部充电器，其中所述内部充电器可以连接至第一电源，或者第一电源线可以连接至位于所述设备外部、并且连接至第一电源的外部充电器。
由此，按照本发明的设备允许经由一个单独的USB连接器同时将第一USB单元连接至第二USB单元，并同时为第一USB单元充电。充电可以由所述设备的电源来执行，或者可以由连接至第二接口的第二USB单元来执行，这可以取决于连接至所述设备的USB单元的类型。例如，在任何应用数据传送期间的USB充电可以经由第一USB单元的单独USB连接器来执行。
由此，实现了灵活性的提升，因为第一USB单元可以从两个不同的源进行充电。此外，关于第一USB单元的实现复杂度得以降低，因为只需要一个USB连接器而不是两个USB连接器，便可以用于分离地充电以及与第二USB单元的连接。
按照本发明的设备的实施方式，所述设备包括用于将第一附加电源线连接至第一电源的接口。
例如，主电源可以经由所述连接器而连接至所述设备，以便为所述第一附加电源线供电。所述主电源可以包括或者可以表示所述第一电源。
备选地，充电器可以经由所述连接器而连接至所述设备。例如，在串行接口表示USB接口的情况下，USB充电器可以经由所述连接器而连接至所述设备。在这种情况下，USB充电器具有：干线(mains)连接器；变压装置，用于生成指定的VBUS电压(例如，5V)；线缆以及USB连接器，用于将VBUS电压提供给USB设备以便充电。由此，所述设备的所述连接器是USB连接器。该实施方式具有如下优点：所提供的电压不需要在所述设备内进行变压，因为其已经提供了正确的电压电平。
按照本发明的设备的实施方式，如果所述第一附加电源线连接至所述第一电源，则所述控制器将第一开关单元切换为第二状态。
由此，当从第一电源为所述设备供电时，则连接至第一接口的第一电子单元(例如，USB单元)可以由所连接的第一电源来充电。对于充电器或者主机充电器作为第二电子单元连接至第二接口的情况而言，控制器可以可选地将第一开关单元切换至第一状态，以便由所连接的充电器或者主机充电器来为第一电子单元充电。
按照本发明的设备的实施方式，所述设备包括充电器标识单元，其配置用于检测连接至第二串行接口的充电器，并且其中，如果在第二串行接口处检测到充电器，则所述控制器将所述第一开关单元切换为第一状态。
所述充电器标识可以取决于串行接口的类型。
例如，在第一和第二串行接口表示USB接口的情况下，所述充电器标识可以通过检测第二接口的D+和D-管脚的电平来执行，例如，可以通过D+高和D-低以及例如第二接口的VBUS的电压来指示充电器。
按照本发明的设备的实施方式，所述设备包括第二开关单元，其分别耦合至所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，并且耦合至第二串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，并且其中，在第一状态中，所述第二开关单元将所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的所述至少一个数据线分别连接至所述第二串行接口的所述至少一个数据线中相应的至少一个数据线，并且其中，在第二状态中，所述第二开关单元禁用从第一串行接口到第二串行接口的数据通行。
由此，在所述第一状态中，启用所述第一串行接口和所述第二串行接口之间的数据通行。
按照本发明的设备的实施方式，所述第一和第二串行接口是USB接口，并且所述第一和第二USB接口的所述电源线表示VBUS电源线，其中所述第二开关单元分别耦合至所述第一和第二USB接口的D+和D-管脚，其中在所述第一状态中，所述第二开关单元将第一和第二USB接口的D+管脚彼此连接，并将第一和第二USB接口的D-管脚彼此连接。
由此，在第一状态中，启用所述第一USB接口和所述第二USB接口之间的数据通行。例如，在第二状态中，第一接口的D+和D-管脚和/或第二接口的D+和D-管脚可以被短路，其中在接口处被短路的D+和D-管脚指示按照USB OTG规则的充电器。由此，为了指示第一接口处和/或第二接口处的充电器，也可以使用该第二状态。
按照本发明的设备的实施方式，在所述第二状态的第一子状态中，所述第二开关单元将所述第一USB接口的D+管脚和D-管脚一起短路，以便指示充电器，并且如果在第二USB接口处检测到充电器，则所述第二开关单元切换至所述第一子状态。
例如，可以通过切换第一USB接口的相应D+和D-管脚之间的阻抗来执行所述短路。由此，可以降低或者消除RF干扰。此外，可以应用静电放电器之类的其他滤波器装置，以便降低可能干扰所述设备的RF干扰。
按照本发明的设备的实施方式，所述设备配置用于经由第一USB接口的ID管脚进行通信。
例如，为了提供完全的OTG功能，所述设备应当能够经由第一接口与连接的第一USB单元通信。按照USB标准，B插头的ID管脚是悬空的(floating)，并且A插头的ID管脚接地。由此，可以将第一接口的ID管脚用于与兼容的USB单元进行数据通信，例如，通过将5线缆线连接至第一接口，该第一接口在其末端具有适于连接至USB单元的USB插口的USB B插头。为了进行经由第一接口的ID管脚的这一通信，所述设备可以包括通信单元，其可以连接至所述控制器。任何适当的链路系统都可以用于与所连接的USB单元的这一通信。
此外，例如，所述设备可以配置用于经由第一USB接口的ID管脚来发射和/或接收射频(RF)信号。这例如可以用于经由所述设备将来自附件的FM天线信号旁路到连接至第一USB接口的USB单元。
按照本发明的设备的实施方式，所述经由ID管脚的通信由双阻抗增强控制接口(ECI)链路中断来执行。
按照本发明的设备的实施方式，当USB单元连接至第一USB接口时，如果所述USB单元适于经由第一USB接口的ID管脚与所述设备通信，并且没有在第二USB接口处检测到充电器，则所述设备将第二开关单元切换至第一状态，并且其中，如果所述USB单元不适于经由第一USB接口的ID管脚来与所述设备通信，则所述设备将第二开关单元切换至第二状态。
由此，可以仅在所述设备和连接至第一接口的USB单元可以彼此通信的情况下，才提供通过所述设备的数据传送。否则，所述设备可以仅提供有限的功能，例如，仅有充电。
按照本发明的设备的实施方式，在USB OTG B设备连接至第二USB接口的情况下，控制器将第一开关单元切换至第二状态的第一子状态，其中在所述第一子状态中，第一开关单元将第一USB接口的VBUS连接至第一附加电源线，并且将第二USB接口的VBUS连接至第二附加电源线。
该第二附加电源线可以连接至独立的第二电源，以便为连接至第二接口的第二USB单元供电。如果该第二附加电源可以表示可以从第一电源供电的内部电源，则该第二附加电源还可以连接至所述设备的连接器。
按照本发明的设备的实施方式，在USB OTG B设备连接至第二USB接口的情况下，并且在连接至第一USB接口的所述USB单元适于经由第一USB接口的ID管脚与所述设备通信的情况下，所述设备经由ID管脚发信号给所述USB单元以切换为主机作用。
由此，提供了完全的USB OTG功能，因为连接至第二接口的USB OTG B设备需要A设备作为对手(antagonist)，也即，主机设备。因此，经由ID管脚的通信确保了OTG功能。
按照本发明的设备的实施方式，在USB OTG A设备连接至第二USB接口，并且连接至第一USB接口的所述USB单元适于经由第一USB接口的ID管脚与所述设备通信的情况下，则所述设备经由ID管脚发信号给所述USB单元以切换为外围设备作用。
由此，提供了完全的USB OTG功能，因为连接至第二接口的USB OTG A设备需要B设备作为对手，也即，外围设备。因此，经由ID管脚的通信确保了OTG功能。
按照本发明的设备的实施方式，所述设备包括连接至第二USB接口的VBUS的泄漏开关电路，其中所述泄漏开关电路配置用于切换到用于按照USB OTG标准的VBUS负载范围来补偿VBUS负载的状态。
由此，VBUS可以满足标准和OTG附录中定义的VBUS阻抗和功耗值。
按照本发明的设备的实施方式，如果连接至第一USB接口的所述USB单元适于经由第一USB接口的ID管脚与所述设备通信，并且如果在操作期间所述第一电源从所述设备移除，则所述控制器将第一开关单元切换为第一状态，并且继而如果USB OTG B设备连接至第二USB，则经由ID管脚发信号给USB单元以打开其电源。
如果在操作期间第一电源被移除，例如，从设备连接器断开，则将第一开关单元切换为第一状态，以便将第一接口的VBUS连接至第二接口的VBUS。如果第二USB单元是OTG A设备，则对连接至第一接口的第一USB单元的电源由A设备提供，并且如果第二USB不是OTG A设备，则经由通信单元发信号给连接至第一接口的第一USB单元以打开其电源，以便为连接至第二接口的第二USB单元供电。
由此，即使在移除第一电源时，也能够确保供电。
按照本发明的设备的实施方式，如果连接至第一USB接口的所述USB单元适于经由第一USB接口的ID管脚与所述设备通信，并且如果在操作期间所述第一电源连接至所述设备，则控制器将第一开关单元切换为第二状态，并且如果USB OTG B设备连接至第二USB，则经由ID管脚发信号给USB单元以关闭其电源。
如果在操作期间检测到移除的第一电源连接至所述设备，则将第一开关单元切换为第二状态，并且如果第二USB单元不是OTG A设备，则经由通信单元发信号给连接至第一接口的第一USB单元以关闭其电源。
按照本发明的设备的实施方式，所述设备配置用于切换为双路(dual)充电模式，其中第一开关单元切换为第二状态的第一子状态，并且其中在所述第一子状态中，第一开关单元将第一USB接口的VBUS连接至第一附加电源线，并且将第二USB接口的VBUS连接至第二附加电源线，并且其中，所述第二开关单元切换为第二状态的第二子状态，其中在所述第二子状态中，所述第二开关单元将第一USB接口和第二USB接口的D+和D-管脚短路在一起，以指示充电器。
例如，在第二状态的此第一子状态中，第一附加电源线可以将第一接口的VBUS连接至第一充电器，以便对连接至第一接口的USB单元充电，并且第二接口的VBUS连接至第二附加电源线，其中所述第二附加电源线可以由第二充电器提供，或者备选地也由第一充电器提供。
按照本发明的设备的实施方式，所述第一接口表示USB微型B插头。
按照USB微型B插头，ID管脚是悬空的，并且由此可以用于如上所述的与所连接的USB单元的通信。例如，微型B插头可以位于连接至所述设备的5线缆线的末端。
按照本发明的设备的实施方式，所述第二接口表示USB微型AB插口。
由此，任何USB微型插头可以连接至所述微型AB插口。按照OTG规则，经由第一接口的ID管脚上的通信链路，可以发信号给连接至第一接口的兼容USB单元以相应地发挥主机或者设备的作用。
此外，提出了一种方法，所述方法包括：将设备的第一开关单元切换为来自状态集的状态，其中所述设备包括第一串行接口和第二串行接口，所述第一和第二串行接口中的每一个包括电源线以及至少一个数据线，并且其中所述第一开关单元耦合至所述第一串行接口和所述第二串行接口二者的电源线；其中所述状态集包括：第一状态，用于将所述第一串行接口的电源线连接至所述第二串行接口的电源线；以及第二状态，用于将所述第一串行接口的电源线连接至第一附加电源线，所述第一附加电源线配置为连接至第一电源。
关于所提出的设备的实施方式的阐释对于所提出的方法同样成立。
此外，提出一种计算机程序产品，其中计算机程序代码存储在计算机可读介质上，该计算机程序代码实现上文提出的方法。
此外，提出一种具有存储于其上的计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括指令，所述指令可操作以使处理器执行上文提出的方法。
此外，提出一种设备，所述设备包括第一串行接口装置和第二串行接口装置，所述第一和第二串行接口装置的每一个包括电源线以及至少一个数据线，所述设备还包括用于切换的第一装置，其耦合至所述第一串行接口装置和所述第二串行接口装置的电源线，其中在第一状态中，所述用于切换的第一装置将所述第一串行接口装置的电源线连接至所述第二串行接口装置的电源线，并且其中在第二状态中，所述用于切换的第一装置将所述第一串行接口装置的电源线连接至第一附加电源线，所述第一附加电源线配置为连接至第一电源；并且所述设备包括用于控制的装置，其配置用于控制所述用于切换的第一装置。
最后，提出一种系统，所述系统包括上文提出的设备，以及适于连接至所述第一串行接口的电子单元。
例如，适于连接至第一串行接口的所述电子单元可以表示移动电话或者手持设备。
按照本发明的所述系统的实施方式，所述第一和第二串行接口是USB接口，并且所述电子单元是USB单元。
按照本发明的所述系统的实施方式，所述USB单元配置用于经由第一USB接口的ID管脚与所述设备通信。
例如，所述USB单元可以配置用于借助于经由第一USB接口的ID管脚的通信来检测所连接的设备，并且其可以经由该通信来传送对设备的所述检测的积极结果。例如，如果上述ECI链路中断被用于经由ID管脚的通信，则在所述检测的积极结果的情况下，USB单元可以允许设备经由ID管脚来使用低阻抗中断。该许可可以保证兼容性，并且其可以保证不会错误地命令连接至第一USB接口的没有准备好的USB单元。
本发明的这些以及其他方面将参考此后描述的实施方式进行说明，并由此变得易见。
附图说明
在附图中示出：
图1a：按照本发明的设备的第一示例性实施方式的框图；
图1b：按照本发明的设备的第二示例性实施方式的框图；
图1c：按照本发明的设备的第一开关单元的示例性实施方式的框图；
图2：按照本发明的设备的第三示例性实施方式的框图；
图3a：按照本发明的设备的第二开关单元的第一示例性实施方式的框图；
图3b：按照本发明的设备的第二开关单元的第二示例性实施方式的框图；
图4：按照本发明实施方式的系统的示例性实施方式；
图5：按照本发明的设备的示例性控制链路和示例性控制级的框图；
图6：按照本发明的设备的示例性开关布置的框图；
图7：按照本发明实施方式的系统的另一示例性实施方式的框图；
图8：按照本发明实施方式的系统的又一示例性实施方式的框图；
图9a/图9b：按照本发明的方法的示例性实施方式的流程图；
图10：按照本发明实施方式的系统的另一示例性实施方式的框图。
具体实施方式
图1a描绘了按照本发明的设备1的第一示例性实施方式的框图。该设备包括：第一串行接口10；第二串行接口20；以及第一开关单元130，其耦合至第一串行接口10的电源线11和第二串行接口20的电源线21。所述第一串行接口10包括至少一个数据线12，并且所述第二串行接口20包括至少一个数据线22。所述第一开关单元130配置用于：在第一状态中，将所述第一串行接口10的电源线11、111’连接至所述第二串行接口20的电源线21、121’，并且所述第一切换单元130配置用于：在第二状态中，将所述第一串行接口10的电源线11连接至第一附加电源线160，其中所述第一附加电源线160配置为例如由连接器150连接至第一电源。设备1还包括控制器140，其配置用于控制所述第一切换单元130。
例如，所述设备1可以经由第一串行接口10连接至第一电子单元，并且所述设备1可以经由第二串行接口20连接至第二电子单元。如图1a中示例性描绘的，第一和第二电子单元可以经由第一和第二接口10、20的至少一个数据线12、22来通信，其中第一串行接口10的至少一个数据线12中的每一个可以连接至第二串行接口20的至少一个数据线22中的相应数据线。例如，设备1可以包括用于切换数据线的第二开关单元(图1a和图1b中未示出)。
此外，在所述第一开关单元130的第一状态中，第一电子单元可从第二电子单元充电，这例如是在第二电子单元表示配置用于供电的电子设备的情况下，或者反之亦然，第一电子单元可以为第二电子单元充电，这例如是在第一电子单元表示配置用于供电的电子设备的情况下。在所述第一开关单元的第二状态中，第一电子单元可以从设备1的第一附加电源线160充电。例如，该设备可以包含位于连接器150与第一附加电源线160之间的内部充电器(图1a中未示出)。
图1b描绘了按照本发明的设备100的第二示例性实施方式的框图，其中第二示例性实施方式基于第一实施方式，并且其中第一串行接口10、110表示USB接口110(I1)，并且第二串行接口20、120表示USB接口120(I2)。由此，关于第一示例性实施方式的阐释对于该第二示例性实施方式同样成立。下面的实施方式并不限于排他地使用USB接口作为串行接口，USB接口110、120也可由其他适当的接口取代。
设备100包括：第一USB接口110(I1)；第二USB接口120(I2)；以及第一开关单元130，其耦合至第一USB接口110的VBUS111和第二USB接口120的VBUS 121。所述第一开关单元130配置用于：在第一状态中，将所述第一USB接口110的VBUS 111(也即，电源线)连接至所述第二USB接口120的VBUS 121(也即，电源线)，并且所述第一开关单元130配置用于：将所述第一USB接口110的VBUS 111连接至第一附加电源线160，其中所述第一附加电源线160配置为例如由连接器150连接至第一电源。设备100还包括控制器140，其配置用于控制所述第一开关单元130。
例如，所述设备100可以经由第一USB接口110连接至第一USB单元，并且所述设备100可以经由第二USB接口120连接至第二USB单元。如图1b中示例性描绘的，第一和第二USB单元可以经由D+和D-线来通信，其中D+和D-线连接至第一和第二接口110、120的相应D+管脚112、122和D-管脚113、123。此外，在所述第一开关单元130的第一状态中，第一USB单元可以从第二USB单元充电，这例如是在第一USB单元表示USB OTG B设备并且第二USB单元表示USB OTG A设备(例如，主机充电器)的情况下，或者反之亦然，第一USB单元可以为第二USB单元充电，这例如是在第一USB单元表示USB OTG A设备并且第二USB表示USB OTG B设备的情况下。在所述第一开关单元的第二状态中，第一USB单元可以从设备100的第一附加电源线160充电。例如，该设备可以包含位于连接器150与第一附加电源线160之间的内部充电器(图1中未示出)。
由此，按照本发明的设备100允许经由一个单独的USB连接器同时将第一USB单元连接至第二USB单元，并同时为第一USB单元充电。充电可以由设备100的内部电源来执行，或者由连接至第二接口120的第二USB单元来执行，这可以取决于连接至设备100的USB单元的类型。例如，任何应用数据传送期间的USB充电可以经由第一USB单元的单独USB连接器来执行。
关于按照本发明的这些第一和第二示例性实施方式的阐释和优点对于后续示例性实施方式同样成立。因此，第一串行接口10的至少一个数据线12对应于第一USB接口110的D+管脚112和D-管脚113，并且第一串行接口10的电源线11对应于第一USB接口110的VBUS管脚111。对于第二串行接口20和第二USB接口120，至少一个数据线22对应于第二USB接口120的D+管脚122和D-管脚123，并且电源线21对应于第二USB接口120的VBUS管脚121。
图1c中描绘了按照本发明的设备1、100的所述第一开关单元130的示例性实施方式的框图。此示例性第一开关单元130’包括三个开关S1、S2和S3，其中第三开关S3是可选的。在所述第一开关单元130’的第一状态期间，第一开关S1闭合，由此第一接口110的VBUS 111’连接至第二接口120的VBUS 121’，并且第二开关S2以及可选的第三开关S3可以打开。在所述第一开关单元130’的第二状态中，第二开关S2闭合，以便将第一附加电源线160连接至第一接口110的VBUS 111’，第一开关S1可以打开。此外，可选的开关S3可以闭合，以便将第二接口120的VBUS 121’连接至可选的第二附加电源线161。该可选的第二附加电源线可以连接至图1a、图1b中描绘的例如去往独立的第二电源的连接器150，从而为连接至第二接口120的第二USB单元供电。例如，第一附加电源线160可以连接至配置为连接至第一电源的内部充电器，以便为连接至第一接口110的第一USB单元充电。∏-阵列中的这三个开关S1、S2、S3提供了完全的OTG复本。经由连接器141，开关S1、S2、S3可以连接至控制器140。
可以按照如下方式来控制第一开关单元130，即，如果垂直的开关S2、S3之一闭合，则水平开关S1必须打开。这可以由连接至连接器160的控制器(例如，图1a、图1b中描绘的控制器140)来控制。例如，第一开关单元130还可以包括硬件单元，例如硬件门，以确保在潜在的软件崩溃的情况下不会出现错误状态。
图2描绘了按照本发明的设备200的第三示例性实施方式的框图，其中该设备可以包括图1c中描绘的所述第一开关单元130’的示例性实施方式。第一附加电源线160连接至内部充电器285，并且第二附加电源线161连接至内部功率单元286，其中内部充电器285和内部功率单元286二者都连接至连接器250。第一开关单元130’的开关S1、S2、S3经由连接器141由控制器240来控制。
设备200还包括第二开关单元270，其分别耦合至第一和第二接口110、120的D+管脚112、122和D-管脚113、123，其中在第一状态中，所述第二开关单元将第一和第二USB接口110、120的D+管脚112、122彼此连接，并将第一和第二USB接口110、120的D-管脚113、123彼此连接，并且其中在第二状态中，所述第二开关单元禁用从第一USB接口110到第二USB接口120的数据通行。
图3a描绘了按照本发明的设备200的所述第二开关单元270’的第一示例性实施方式的框图，其中所述第二开关单元270’包括三个开关D1、D2、D3，其每一个连接至连接器271，以便由控制器(例如，控制器240)来控制。在第二开关单元270’的所述第一状态中，开关D1和D3可以打开，并且双向开关D2可以闭合，而在所述第二状态中，开关D1和D3可以闭合，而双向开关D2可以打开，从而禁用数据通行。此外，该第二状态中D+和D-管脚之间的短路指示充电器。
图3b描绘了按照本发明的设备200的第二开关单元270”的第二示例性实施方式的框图，其中所述第二开关单元270’包括连接至连接器271的开关S4，以便由控制器(例如，控制器240)来控制。在第二开关单元270’的所述第一状态中，开关S4打开，以便允许数据通行，而在第二状态中，开关S4闭合，从而禁用数据通行。此外，该第二状态中D+和D-管脚之间的短路指示充电器。连接至D+和D-线的阻抗可以具有500Ω-1000Ω的DC阻抗，因而充电器检测系统仍将D+和D-解释为短路，并且可以使用这些阻抗(图3b中描绘的可能电阻器以及其他可能的滤波元件(例如，静电放电元件272、273))，从而使充电器信号发送系统不会对USB RF性能具有不良影响。
为了提供设备200的完全功能，连接至第一接口110的USB单元应当支持与设备200的通信，例如，以便发信号给所连接的USB单元。该通信可以经由第一接口110的ID管脚114来执行。按照USB标准，B插头的ID管脚是悬空的，并且A插头的ID管脚接地。由此，可以使用第一接口110的ID管脚114用于与兼容USB单元的数据通信，例如，通过将5线缆线连接至第一接口110，该第一接口110在其端部具有适于连接USB单元的USB插口的USB B插头。为了经由第一接口110的ID管脚114的这一通信，所述设备可以包括通信单元280，其可以连接至控制器240。经由ID管脚114的可能通信可由增强控制接口(ECI)链路来执行，其作为示例在图4和图5中描绘。将在关于图4和图5的相应实施方式的阐释中说明细节，其中这些细节对于图2中描绘的通信单元280同样成立。
此外，例如，设备200可以配置用于经由第一USB接口110的ID管脚114来发射和/或接收射频(RF)信号。这例如可以用来经由设备200将来自附件的FM天线信号旁路到连接至第一USB接口110的USB单元。例如，第二USB接口120的ID管脚124可以借助于ID线而连接至第一USB接口的ID管脚114，并且所述FM天线信号可以经由第二USB接口120的ID管脚124从连接的附件通过设备的ID线而传输至第一USB接口110的ID管脚114。例如，可以借助于低通单元将通信单元280和/或检测单元290连接至所述ID线，从而使ID线上的RF信号不会干扰通信单元280和/或检测单元290。所述低通单元可以包括至少一个线圈。
因此，设备200的功能将参考图9a/图9b中描绘的按照本发明的方法的示例性实施方式的流程图来加以阐释。
首先，设备可以确定连接至第一接口110(I1)的USB单元是否为兼容的单元，也即，配置用于经由第一接口110的ID管脚114与设备200通信的USB单元。该确定(步骤910)可以由通信单元280来执行。如果连接至第一接口110的USB单元不提供与设备200的通信，也即，表示不兼容的USB单元，则设备200可以仅提供有限的功能，例如只有充电，从而使第二开关单元270、270’、270”可以切换为第二状态(步骤920)。由此，不会有经由D+和D-线的数据通信，并且设备200经由D+和D-线来发信号给充电器。设备可以例如借助于检测单元290来检测充电器是否连接至第二接口，其中可以通过D+122高和D-123低以及VBUS 121供电来检测充电器。该检测可以在第二开关切换为第二状态(步骤920)之前执行。如果充电器连接至第二接口120(步骤921)，则连接至第一接口110的USB单元可以从所连接的充电器进行充电，也即，控制器240将第一开关单元130’切换为第一状态(步骤921和923)，或者连接至第一接口110的USB单元可以从第一附加电源线160充电，也即控制器240将第一开关单元130’切换为第二状态(步骤921和923)。如果没有充电器连接至第二接口120(I2)(步骤921)，则控制器240可以直接将第一开关单元130’切换为第二状态(如果没有实现可选的双路充电模式)，或者，如果存在双路充电模式，则在步骤922中确定双路充电是否已激活，如果已激活，则第一开关单元切换为第二状态的第一子状态(步骤924)。在第二状态的该第一子状态中，第一附加电源线160可以将第一接口110的VBUS 111连接至充电器285，以便为连接至第一接口110的USB单元充电，并且第二接口120的VBUS 121连接至第二附加电源线161，使得连接至第二USB接口的USB单元可以经由功率单元286来充电，其中功率单元286可以在双路充电模式中切换至充电器功能。如果没有激活双路充电，则在步骤925，第一开关单元130’切换为第二状态。激活双路充电模式可由双路充电按钮来执行，这显示了低成本实现和良好用户舒适度的有点，或者其例如可以基于软件控制而由控制器240来激活，这无需其他硬件成本。
如果连接至第一接口110的USB单元被检测为兼容的单元(步骤910)，则设备200可以提供完全功能。继而，连接至第二接口120的第二USB单元可以由检测单元290来检测(步骤930)。
继而，可以检查第二USB单元是否为USB OTG A设备(步骤935)。如果第二USB单元是A设备，并且如果该A设备表示主机充电器(host-charger)(步骤940)，则第一开关单元130’切换为第一状态并且第二开关单元270切换为第一状态(步骤942)。如果第二USB单元是A设备但是不是主机充电器，则(步骤943)第一开关单元切换为第二状态，以便经由第一接口110来为第一USB单元充电，并且第二开关单元切换为第一状态，以便允许经由第一接口110和第二接口120的数据通行。此外，设备可以经由第一接口110的ID管脚114来发信号给连接至第一接口110的第一USB单元以通过该通信单元来禁用HNP&SRP(步骤944)。
如果没有USB OTG A设备连接至第二接口120(步骤935)，则可以检查充电器是否连接至第二USB接口(步骤937)，这例如由D+122高和D-123低表示，并且如果检测到充电器，则方法可以进行到步骤920或者可以直接跳转到步骤923。
如果没有检测到充电器连接至第二接口120(步骤937)，并且如果实现了可选的双路充电模式，则首先检查双路充电是否打开(步骤950)，如果双路充电激活，则(步骤951)第一开关单元切换为第二状态的第一子状态，并且第二开关单元切换为第二状态，以指示USB充电器。否则，如果双路充电没有打开或者如果没有实现可选的双路充电模式，则第一开关单元130’切换至第二状态，以便经由第一接口110为第一USB单元充电，并且第二开关单元270切换至第一状态，以便提供数据通行(步骤952)，并且，例如如果检测到USB OTG B设备连接至第二接口，则设备可以发信号给连接至第一接口110的第一USB单元以切换为主机。
此外，如果第一电源在操作期间被移除，例如从连接器250断开，这分别可以在步骤945或者954中检测，则第一开关单元切换为第一状态(步骤946和955)，以便将第一接口110的VBUS 111连接至第二接口的VBUS 121。如果第二USB单元是OTG A设备，则为连接至第一接口110的第一USB单元的供电由A设备提供(步骤946、955)，如果第二USB单元不是OTG A设备，则经由通信单元280发信号给连接至第一接口110的第一USB单元以打开其电源，以便为连接至第二接口120的第二USB单元供电。
此外，如果检测到在操作期间移除的第一电源连接至设备200(步骤947和957)，则第一开关单元130’切换为第二状态(步骤948和958)，并且，如果第二USB单元不是OTG A设备，则经由通信单元280发信号给连接至第一接口110的第一USB单元以关闭其电源(步骤959)。
可选地，设备200还可以包括附加开关，其配置用于将控制器240切换至第一或者第二USB接口110、120的VBUS 111、121，使得如果第一电源在操作期间被移除(步骤945、954)，则该附加开关可以将控制器240连接至VBUS，以便得到功率。如果第一电源为设备200供电，则该附加开关打开，并且由此功率不会从外部VBUS去往控制单元240，以防止从外部VBUS获得过多电流。由此，在断电的情况下可以确保额外的鲁棒性。
此外，任何一次性检测(例如，在步骤930)可以通过多路复用来完成。这期待的是，充电被中断一段短时间，并在VBUS检测完成之后恢复。
而且，设备200还可以配置用于检测第一USB单元从第一USB接口110的断开(图9a和图9b中未示出)，并且如果检测到断开，则设备200可以立即重置，并跳转到步骤910，以便等待USB单元连接至第一USB接口110。所述断开的检测可以由第一USB接口的ID管脚114来执行，例如借助于连续的ECI通信。
设备200还可以可选地包括可选OTG设备295，其连接至第二接口的VBUS 121，其中该OTG设备295表示泄漏开关电路，其配置用于切换为用于按照USB OTG标准的VBUS负载范围来补偿VBUS负载的状态。图5中描绘了此OTG设备295的示例性实施方式(“OTG扩展”)。
图4描绘了按照本发明的设备400的另一示意性实施方式，其可以应用以取代前面阐述的设备。请注意，两个接口110、120的GND管脚115、125未在图4中示出。
设备400类似于图2中描绘的设备200，其中通信单元280可以利用TX和RX组件来实现，以便经由第一接口的ID管脚与连接至第一接口110的兼容USB单元405进行通信。例如，所述USB单元405可以表示移动电话，例如USB主机电话。USB单元405中的所述TX和RX组件以及ECI组件406可以与诺基亚制定的增强控制接口(ECI)链路相兼容。
ECI链路需要适当的机制以便按照规范兼容的方式开始与ID线的通信。为此目的，需要Hi-Z中断信号，并且其还是可用的专用检测电路，其被作为混合信号IC而集成在USB单元405中，否则可以使用与其他IC或者离散解决方案的集成。
当USB单元405检测到ID低状态时，其还将在不中断设备400的情况下启动特定数据模式。数据模式显示出低阻抗并且由图6中的LZ模式开关来设置。除了USB单元405控制之外，设备将自动地恢复Hi-Z模式。自动地强制切换是在所有插入和非插入情况中维护兼容性所需的。还具有到ECI的其他功能、作为数字电池接口(DBI)和签名连接器的USB单元405需要模式切换。
ECI接口通信和配置也可以由USB单元405来启动。在这种情况下，需要VBUS电压出现来开始通信询问，并且USB单元405需要设置低阻抗模式，因为通信阻抗需要约为1...2kΩ。如果没有响应，则可以确定连接的系统不包括ECI，并且可以中止通信模式。通信可以期望设备400由连接器(例如，图2中描绘的连接器250)来供电。该方法避免了USB单元405中的Hi-Z检测，同时该方法可以基于中断来检测所有设备。ECI链路可以是菊花链式的，如图5中所描绘的，但是这给硬件和软件带来了额外的复杂度。
图5描绘了按照本发明的设备的示例性控制链路和示例性控制级的框图，其中所述设备可以是上述任何设备。该控制链路包括经由检测单元290’对第二接口的ID管脚124状态的检测。例如，所述检测单元290’可以是图2中描绘的检测单元290的一部分。例如，对ID管脚124状态的检测可以用来检测A设备或者B设备是否连接至第二接口120。此外，如果连接至第二接口124的第二USB单元被移除，则比较器可以触发以及可以给出对控制器的信号，控制器可以重置设备200、400。
图6描绘了按照本发明的设备的示例性开关布置的框图，其包括与第一开关单元相关联的三个开关S1、S2、S3，并且包括第二开关单元270”的实施方式。图6给出了两种不同的开关布置情况。默认的安全控制硬件由逻辑门给出。控制系统可以在开机时重置，使得所有控制线为低。
静电放电(ESD)保护连接至连接器VBUS 111、121以及ID管脚114、124二者(参见图5)。
此外，当应用在USB单元上运行的同时从电池供电、并且设备100、200、400连接至充电器但是未由其供电时，则切换在功率递送中创建中断。如果现在需要充电，则转变(switch-over)将终止运行的应用，这可能为用户带来问题。在这种情况下，可以在需要来自充电器的特殊控制性能的设备100、200、400中布置交接(handover)系统。可以通过对设备的调节器(regulator)的电压控制回路布置来控制设备和VBUS交接，使得在交接过程中将不会发生任何电压瞬变。交接可以在两个方向中完成，直到电源打开。经由ECI通信系统(例如，图6中描述的)的交接切换控制延迟在几十毫秒的范围内。该交接系统可以是可选的。
图7描绘了按照本发明实施方式的系统的另一示例性实施方式的框图，其中仅示出了USB接口110、120的数据线D+和D-。第一接口110可以表示B插头，而第二接口120可以表示AB插口。USB单元720表示PC或者主机充电器，USB单元730表示分立充电器，并且USB单元74表示B设备，每个都适于连接至按照本发明的设备700的第二接口120。USB单元710表示“主机”移动系统。所述设备可以是上述任何设备。
此外，例如，设备100、200、400对于外部充电器标识系统而言可以是透明的，其中D+和D-的作用例如可以交换。
图8描绘了按照本发明实施方式的系统的另一示例性实施方式的框图。设备820对应于图7中描绘的设备700，并且“主机”移动系统810对应于图7中描绘的USB单元710。表示为“连接的”移动系统830(包括AB连接器)的另一移动系统可以由AB缆线或者BA缆线备选地连接至第二接口120，其中在第一情况中，“连接的”移动系统起到B设备的初始作用，并且在第二情况中，起到A设备的初始作用。
图10描绘了按照本发明实施方式的系统的另一示例性实施方式的框图，其中设备1000的示例性实施方式可以包括连接至第二接口120的USB微型AB插口，以及终止于微型B插头1010的5线缆线，所述5线缆线连接至第一接口110。设备1000还可以可选地包括双路充电按钮。该设备可以由连接至第一电源的干线电源1030供电。例如，所述设备1000可以包括去往干线电源/连接器1030的长供电导线，使得设备可以位于远离干线电源1030处。设备1000的设计可以是这样的：与设备1000的USB连接可以物理上与干线插座隔开一定距离。外围设备可以通过微型AB插口1020连接至该设备。这将采用微型A或者微型B插头，按照USB OTG规则，其还确定第一USB单元1100的初始作用。图10中示出了可以连接的设备类型的示例：在任一配置中连接的膝上型计算机/PC 1500、USB充电器1400、USB耳机1300、或者其他USB单元1200，例如终端或者移动电话等。
此外，上述设备1、100、200、400、1000中的任何设备可以包括连接至第一USB接口110的插头1010，其中该插头1010可以来自以下之一：标准B插头、迷你B插头、微型B插头、自产(captive)(也即，专有)或者硬线自产(也即，不可移动)，并且设备100、200、400、1000中的任何设备可以包括连接至第二USB接口120的插口1020，其中该插口1020来自以下之一：迷你AB、微型AB或者标准A/迷你A插头加B侧连接器之一的组合。
上文借助于示例性实施方式描述了本发明。应当注意，存在备选方案以及变形，其对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且可以在不脱离所附权利要求书的范围和精神的情况下加以实现。

Claims (16)

1.一种用于连接的设备，包括：
第一串行接口和第二串行接口，每个都包括电源线以及至少一个数据线；
第一开关单元，耦合至所述第一串行接口和所述第二串行接口的电源线，其中在第一状态中，所述第一开关单元将所述第一串行接口的所述电源线连接至所述第二串行接口的所述电源线，并且其中在第二状态中，所述第一开关单元将所述第一串行接口的所述电源线连接至第一附加电源线，并且将所述第一串行接口的所述电源线从所述第二串行接口的所述电源线断开；所述第一附加电源线配置为连接至第一电源；并且其中在所述第一状态中，所述第一开关单元将所述第一串行接口的所述电源线从所述第一附加电源线断开；
控制器，其配置用于控制所述第一开关单元；以及
充电器标识单元，其配置用于检测连接至所述第二串行接口的充电器，并且其中，如果在所述第二串行接口处检测到充电器，则所述控制器将所述第一开关单元切换为所述第一状态。
2.按照权利要求1所述的设备，其中所述第一串行接口和第二串行接口是通用串行总线接口。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述设备包括用于将所述第一附加电源线连接至所述第一电源的接口。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中如果所述第一附加电源线连接至所述第一电源，则所述控制器将所述第一开关单元切换为所述第二状态。
5.根据权利要求1或2所述的设备，所述设备包括第二开关单元，其分别耦合至所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，以及耦合至所述第二串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，并且其中，在第一状态中，所述第二开关单元将所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的所述至少一个数据线分别连接至所述第二串行接口的所述至少一个数据线中相应的至少一个数据线，并且其中，在第二状态中，所述第二开关单元禁用从所述第一串行接口到所述第二串行接口的数据通行。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一串行接口和第二串行接口是通用串行总线接口，并且其中所述第一和第二通用串行总线接口的所述电源线表示VBUS电源线，其中所述第二开关单元分别耦合至所述第一和第二通用串行总线接口的D+和D-管脚，并且其中在所述第一状态中，所述第二开关单元将所述第一和第二通用串行总线接口的所述D+管脚彼此连接，并将所述第一和第二通用串行总线接口的所述D-管脚彼此连接。
7.根据权利要求6所述的设备，其中在所述第二状态的第一子状态中，所述第二开关单元将所述第一通用串行总线接口的所述D+和D-管脚短路在一起，以便指示充电器，并且其中如果在所述第二通用串行总线接口处检测到充电器，则所述第二开关单元切换至所述第一子状态。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其中所述设备配置用于经由所述第一通用串行总线接口的所述标识管脚来进行通信。
9.根据权利要求8所述的设备，其中经由所述标识管脚的所述通信由双路阻抗增强控制接口链路中断来执行。
10.根据权利要求6或7所述的设备，其中，所述设备配置为切换到双路充电模式，其中
所述第一开关单元切换为所述第二状态的第一子状态，其中在所述第一子状态中，所述第一开关单元将所述第一通用串行总线接口的VBUS连接至所述第一附加电源线，并且将所述第二通用串行总线接口的VBUS连接至第二附加电源线，以及
其中所述第二开关单元切换为所述第二状态的第二子状态，其中在所述第二子状态中，所述第二开关单元将所述第一通用串行总线接口的D+和D-管脚和所述第二通用串行总线接口的所述D+和D-管脚短路在一起，以指示充电器。
11.一种用于切换的方法，包括：
将设备的第一开关单元切换为来自状态集的状态，其中所述设备包括第一串行接口和第二串行接口，所述第一串行接口和第二串行接口中的每一个包括电源线以及至少一个数据线，并且其中所述第一开关单元耦合至所述第一串行接口和所述第二串行接口二者的所述电源线；
其中所述状态集包括：
第一状态，用于将所述第一串行接口的所述电源线连接至所述第二串行接口的所述电源线并且用于将所述第一串行接口的所述电源线从第一附加电源线断开，以及
第二状态，用于将所述第一串行接口的所述电源线连接至第一附加电源线并且用于将所述第一串行接口的所述电源线从所述第二串行接口的所述电源线断开，所述第一附加电源线配置为连接至第一电源；
并且所述方法还包括：
检测连接至所述第二串行接口的充电器，以及
如果在所述第二串行接口处检测到充电器，则将所述第一开关单元切换为所述第一状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法包括：如果所述第一附加电源线连接至所述第一电源，则将所述第一开关单元切换为所述第二状态。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述设备包括第二开关单元，其分别耦合至所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，以及耦合至第二串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，并且其中，在第一状态中，所述第二开关单元将所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的所述至少一个数据线分别连接至所述第二串行接口的所述至少一个数据线中相应的至少一个数据线，并且其中，在第二状态中，所述第二开关单元禁用从所述第一串行接口到所述第二串行接口的数据通行。
14.一种用于切换的设备，包括：
用于将设备的第一开关单元切换为来自状态集的状态的装置，其中所述设备包括第一串行接口和第二串行接口，所述第一串行接口和第二串行接口中的每一个包括电源线以及至少一个数据线，并且其中所述第一开关单元耦合至所述第一串行接口和所述第二串行接口二者的所述电源线；
其中所述状态集包括：
第一状态，用于将所述第一串行接口的所述电源线连接至所述第二串行接口的所述电源线并且用于将所述第一串行接口的所述电源线从第一附加电源线断开，以及
第二状态，用于将所述第一串行接口的所述电源线连接至第一附加电源线并且用于将所述第一串行接口的所述电源线从所述第二串行接口的所述电源线断开，所述第一附加电源线配置为连接至第一电源；
并且所述设备还包括：
用于检测连接至所述第二串行接口的充电器的装置，以及
用于如果在所述第二串行接口处检测到充电器则将所述第一开关单元切换为所述第一状态的装置。
15.根据权利要求14所述的设备，进一步包括：用于如果所述第一附加电源线连接至所述第一电源则将所述第一开关单元切换为所述第二状态的装置。
16.根据权利要求14或15所述的设备，其中所述设备包括第二开关单元，其分别耦合至所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，以及耦合至第二串行接口的所述至少一个数据线中的至少一个数据线，并且其中，在第一状态中，所述第二开关单元将所述第一串行接口的所述至少一个数据线中的所述至少一个数据线分别连接至所述第二串行接口的所述至少一个数据线中相应的至少一个数据线，并且其中，在第二状态中，所述第二开关单元禁用从所述第一串行接口到所述第二串行接口的数据通行。
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