CN102566675A - 具有可扩展的规格因数的模块化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种设备模块化系统，在此模块化系统中，一个(主)设备可与一个或多个(从属)设备组合在一起，以转变成在不同的规格因数及/或平台中具有扩展的功能及特征的功能性电子设备。主设备经由数据/电接口来坞接至从属设备，使主设备转变成较大规格因数的从属设备。主设备仍然控制着从属设备，这实质上是基于安装在主设备中的操作系统藉由存取保存在主设备中的数据、应用程序、功能及特征来达成。提供一种介于中间的抽取式实体接口适配器(或坞接适配器)，使得主设备与从属设备之间的坞接具有相容性。提供一种改良的充电及电源管理方案，以优化主设备与从属设备的电源管理。

Description

具有可扩展的规格因数的模块化系统
交叉参考
本申请案主张(a)2010年10月6日提出的美国临时专利申请案第61/404,696号、(b)2010年11月29日提出的美国临时专利申请案第61/458,701号以及(c)2011年3月24日提出的美国临时专利申请案第61/467,378号的优先权，其揭露内容全部并入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及一种设备模块化系统，在此设备模块化系统中，一个主设备可与此系统中的一个或多个其他设备组合在一起，以便在不同的规格因数(form factors)及/或平台下扩展功能和特征。
背景技术
便携式个人电子设备的发展改变了消费者的生活。举例而言，笔记本电脑、手机等对消费者而言既实用又方便，这样的便利性在20年前是不可能的。有些小型便携式电子设备已开发出可与大型设备相媲美的特征和功能。举例而言，智能手机(smartphones)目前已具有足够的处理能力，能够运行在较大的笔记本电脑中才能运行的应用程序。
迄今为止，手持式个人电子设备已开发出多种规格因数，每种规格因数都采用对使用者进行特定用途优化的设计。举例而言，与平板电脑(例如，Apple iPad)相比，智能手机(例如，Apple iPhone)具有较小的规格因数。智能手机主要用于通信，也能登录互联网，以及运行娱乐性和生产性应用软件。平板电脑拥有比智能手机大且分辨率较高的显示屏，但重量比笔记本电脑轻，主要是用作消费性产品，用来登录互联网，运行娱乐性和生产性应用软件，有些平板电脑也提供通信功能。平板电脑需要较大的电池，以便维持大显示器以及规格因数较大的平板电脑内的其他耗费功率的元件的较高功耗。
值得注意的是，智能手机与平板电脑的硬件及软件功能及特征有明显的重叠。随着智能手机发展得日益强大和全能(feature packed)，智能手机的性能(例如，处理能力)已能够与较大的平板电脑、笔记本电脑相媲美，规格因数在不同的设备之间的显著区别在于屏幕尺寸、分辨率以及电池尺寸。对于既想拥有智能手机在通信上的便利又想拥有平板电脑的增强型(enhanced)显示器的用户，该用户必须两个设备都购买，尽管这两个规格因数不同的设备会有多余的功能及特征。为了使用户在设备之间切换时确保用户习惯使用的功能保持完整，必须在两个设备上都载入相同的应用程序。此外，输入一个设备的特定数据(例如，个人数据)必须与另一个设备进行交换或同步，以确保当用户在设备之间切换时用户能够使用相同的数据。迄今为止，数据同步软件尚未完善到足以提供无缝、无误差数据同步的程度。
属于英特尔公司(Intel)的美国专利第7,010,634号，标题为“NOTEBOOKCOMPUTER WITH INDEPENDENTLY FUNCTIONAL DOCKABLE CORE COMPUTER”的专利。根据其摘要，笔记本电脑包括入坞端口(docking port)，以便接纳核心电脑。当核心电脑被坞接(docked)到笔记本电脑时，核心电脑的处理器被用作笔记本电脑的系统处理器。当核心电脑被解除坞接(undocked)时，此处理器被用作核心电脑的系统处理器。当核心电脑被解除坞接时，此核心电脑可启动迷你操作系统；而当核心电脑被坞接时，此核心电脑的处理器可使笔记本电脑启动完整的操作系统。与用作笔记本电脑的系统处理器相比，核心电脑的处理器在用作核心电脑的系统处理器时可在较低电压和较低频率下操作。当核心电脑被坞接时，笔记本电脑存储器(memory)与核心电脑存储器同步，且核心电脑中的电池被充电。
虽然美国专利第7,010,634号所揭露的系统减少了笔记本电脑与核心电脑之间的硬件冗余(redundancy)(即，共用一个系统处理器)，但是它很大程度上是依靠运行安装在不同设备中的操作系统和应用程序以及在不同设备之间同步的数据。举例而言，当核心电脑被坞接到笔记本电脑时，系统处理器会启动安装在较大笔记本电脑中的大而完整的操作系统，以便运行安装在较大笔记本电脑中仅能使用于完整操作系统的应用程序。当核心电脑被解除坞接时，系统处理器会启动安装在核心电脑中的较小的迷你操作系统，以便运行安装在较小的核心电脑中仅能使用于迷你操作系统的应用程序。假设不同的设备启动不同的操作系统，则核心电脑相对于笔记本电脑的坞接和解除坞接需要重新启动操作系统(需要关机)，因此不采用“热抽换”(hot swap)方式。
因此，想要开发一种可坞接的电子设备系统，此电子设备系统能够显著减少设备冗余、硬件冗余、软件冗余以及数据冗余，同时使不同的规格因数之间及/或跨平台操作时坞接方便，且具有多用性。
发明内容
本发明提供一种设备模块化系统，在此设备模块化系统中，一个(主)设备可与此系统中的一个或多个其他(从属)设备组合在一起，以转变成在扩展的规格因数及/或不同的平台上具有扩展的功能及特征的功能性电子设备(例如，手持式电话、平板计算机、笔记本电脑装置、上网本装置等等)。当主设备透过与从属设备的组合而转变成较大的规格因数及/或不同的平台时，此模块化系统便减少了系统中各个设备的元件冗余，取而代的的是利用优化及/或增强的功能及特征提高了可操作性。当主设备透过与一个或多个从属设备的组合而从一种格因数及/或平台转变成另一种规格因数及/或平台时，主设备会提供控制及/或储存的数据来操控从属设备。主设备与从属设备共享特定的控制、硬件、软件以及数据，如此一来，当从一种规格因数及/或平台变成另一种规格因数及/或平台时，会以优化及/或改良的方式提供额外的或不同的功能及特征，从而减少各规格因数及/或平台的设备之间的冗余。主设备经由实体端口(physical port)或接口(interface)和数据/电端口或接口而坞接到各种从属设备，以构成各种规格因数及/或平台的各种功能性电子设备，从而实现增强的功能或另一组功能。
根据本发明的一观点，当主设备被解除坞接时，主设备依靠其自身的一组特征来独立工作。举例而言，智能手机拥有其自身的操作系统(operating system，O/S)、系统处理器(例如，作为通用处理器的中央处理单元(central processing unit，CPU)或控制着系统各方面的多功能处理器)、基本输入/输出系统(basic input/output system，BIOS)(它可以是系统处理器的一部分)、存储器(例如，快闪存储器(flash memory)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、固态驱动器(solid statedrive)等等)、显示器、键盘、麦克风、喇叭、相关的模拟及数字电路、电池等等。在一实施例中，从属设备是一种具有有限的特征及功能、其自身不具有任何或任何重要的处理能力且拥有不同I/O规格(例如，图形分辨率、音频等等)的哑设备(dumb base device)。举例而言，类似平板电脑的从属设备具有存储器(例如，快闪存储器、随机存取存储器、固态驱动器等等)、显示器、键盘、麦克风、喇叭、相关的模拟及数字电路、电池等等，但不具有系统处理器。当主设备被坞接到较大的从属设备时，主设备的系统处理器和操作系统被用来运行从属设备，进而在从属设备所提供的实体外围环境下(例如，增强型显示器)运行安装在主设备中的应用程序。从属设备中可安装额外的应用软件，此应用软件也可由主设备系统处理器来运行。
在一实施例中，与主设备中运行操作系统的系统处理器的处理能力相比，从属设备可具有有限的处理能力或有限的协同处理能力(co-processing power)(即，非通用处理器或多功能处理器)。较大的从属设备中规定的外围设备的操作可能需要进行这类有限的规定的处理，诸如I/O驱动器、图形驱动器、人机接口设备等，或者仅与特定的从属设备相连的外围元件可能需要进行其他有限的操作控制功能(例如，若从属设备是投影装置，则此从属设备可具有投影机构的有限的处理控制和电源管理)。举例而言，从属设备可具有其自身的专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)，此专用集成电路用例行程序进行硬编码(hard-coded)以承担有限的指定任务，它不对应于操作系统，特别是安装在主设备中的操作系统。尽管如此，主设备的操作系统所提供的功能仍然比从属设备可提供的任何有限的与设备操作控制有关的例行程序多得多，且主设备的系统处理器所提供的处理能力也比从属设备所提供的任何处理器高得多。
不同从属设备可被设计和配置上一组适当的外围元件(例如，显示器、麦克风、喇叭、天线等)，这些外围元件针对与主设备一起使用时的特定应用程序进行了优化。对于特定的应用程序，假设实体单元内的元件高度实体集成(physical integration)以优化规格因数，且想要优化特定应用程序的性能，则主设备与从属设备会有一定程度的冗余(例如，主设备与从属设备可具有不同类型的显示器、喇叭、麦克风等，它们针对主设备和从属设备的各别应用程序而进行了优化)。
主设备经由实体端口或接口以及数据/电端口或接口而被坞接到从属设备，使主设备转变成规格因数较大的从属设备，主设备仍然实质上基于安装在主设备中的操作系统藉由存取(access)主设备所包含的数据、应用程序、功能及特征来控制从属设备。
根据本发明的另一观点，提供一种介于中间的便携抽取式实体接口适配器(adaptor)(或坞接适配器)，以便将主设备坞接到从属设备。假设各种主设备具有不同实体形状和尺寸的外壳，为了提供使不同的主设备坞接到同一从属设备的兼容性，可为不同的主设备配备不同的适配器。不同的实体接口适配器经配置以使不同的主设备与同一从属设备相适配。特定的便携式实体接口适配器与特定主设备的规格因数相适配，且与特定从属设备外壳中提供的坞接区(docking bay)相适配，使得主设备可坞接到从属设备外壳。此实体接口适配器包括与主设备外壳的至少一部分相适配的第一构造以及与从属设备的坞接区相适配的第二构造，使得主设备外壳的至少一部分能够插入第一构造，且第二构造能够插入从属设备外壳的坞接区，如此一来，主设备便能够坞接到从属设备的外壳。此实体接口适配器支持电端口或适配器，以便在主设备的电端口与从属设备的入坞接口之间传递数据和电力。
在一实施例中，当处于坞接状态时，主设备实质上包含在从属设备中。
在一实施例中，实体接口适配器配置成盒状(cartridge)，其壳体实质上包容着主设备。此盒子的外形和尺寸与从属设备的坞接区的轮廓相适配。在另一实施例中，此实体接口适配器包括一种支持主设备的框架(frame)。此框架的内部轮廓与主设备外壳的至少一部分相适配，且其外部规格的尺寸和形状能够直接插入到从属设备外壳的坞接区内。在另一实施例中，实体接口适配器更包括以抽取方式耦接到框架的适配器条(bar)，其中此适配器条支持电适配器。在又一实施例中，实体接口适配器更包括容纳此框架的盒子，若提供适配器条，则盒子支持此适配器条。在本实施例中，框架提供薄而合体(form-fitting)的中间结构，此中间结构与主设备的外部轮廓、盒子的内部紧密吻合。此框架是一种简易结构(所以制造起来很便宜)，可以为每种具有不同外部轮廓的主设备配备一个框架，以便与适用于特定从属设备的具有复杂结构(所以制造起来较昂贵)的盒子相容。换言的，盒子可制造成通用型以便坞接到特定的从属设备，但是配置不同的框架来使不同的主设备与相同的盒子相适配。
在本发明的一实施例中，主设备经配置以“热抽换”方式来切换从属设备的控制，而无需使主设备及/或从属设备关机。
在本发明的另一观点中，提供一种改良的充电及电源管理方案，以优化主设备和从属设备的电源管理。此方案是用户可编程的，以便根据主设备和从属设备中的电池充电量来对主设备和从属设备之间的充电优先次序进行动态分配(可包括适当的充电电源的分配)。此充电方案还可以基于主设备和从属设备各自的电源使用情况。
为了能够进一步了解本发明，本说明书中包含了附图，这些附图构成本说明书的一部分。这些图绘示了本发明的实施例，且配合文字部分共同阐明了本发明的原理。在这些图中，相同的部件符号代表相同或相似的部件。
附图说明
图1是根据本发明所提出的一实施例中的模块化系统的示意图。
图2A与图2B是根据本发明所提出的一实施例中，主设备坞接到从属设备的前视图和后视图；图2C绘示为根据本发明所提出的一实施例中，包括盒式实体接口适配器在内的多个元件的组装。
图3绘示为根据本发明所提出的一实施例中的坞接和解除坞接。
图4绘示为根据本发明所提出的一实施例中，在坞接状态下取下主设备。
图5A与图5B绘示为根据本发明所提出的一实施例中，将主设备插入盒子和从盒子中取出主设备。
图6A与图6B绘示为根据本发明所提出的另一实施例中的一种盒子。
图7A至图7E绘示为根据本发明所提出的一实施例中，图6A与图6B所示的盒子被坞接至从属设备和被解除坞接。
图8A至图8C绘示为根据本发明所提出的又一实施例中的一种实体接口适配器。
图9A至图9C绘示为根据本发明所提出的一实施例中，图8A至图8C所示的实体接口适配器被坞接至从属设备和被解除坞接。
图10A至图10C绘示为根据本发明所提出的又一实施例中的一种实体接口适配器。
图11A至图11C绘示为根据本发明所提出的再一实施例中的一种实体接口适配器。
图12绘示为根据本发明所提出的另一实施例中，实体接口适配器坞接至从属设备。
图13绘示为根据本发明所提出的又一实施例中，主设备坞接至从属设备。
图14绘示为根据本发明所提出的再一实施例中，主设备坞接至从属设备和被解除坞接。
图15绘示为根据本发明所提出的一实施例中的一种AVD组合槽。
图16绘示为根据本发明所提出的一实施例中，主设备上提供的电线接口。
图17绘示为根据本发明所提出的一实施例中，经由高清晰度多媒体接口中的显示数据通道来对从属设备的各元件进行控制。
图18绘示为根据本发明所提出的一实施例中，经由USB接口对从属设备的各元件进行控制。
图19绘示为根据本发明所提出的一实施例中，经由模拟音频接口对从属设备中的音频I/O元件进行控制。
图20绘示为根据本发明所提出的一实施例中，经由无线接口对从属设备的各元件进行控制。
图21是根据本发明所提出的一实施例中，当主设备被坞接时，此主设备的充电过程的流程示意图。
图22绘示为根据本发明所提出的一实施例中，主设备未坞接至从属设备的模式下的数据I/O路径。
图23绘示为根据本发明所提出的一实施例中，主设备坞接至从属设备的模式下的数据I/O路径。
图24绘示为根据本发明所提出的一实施例中，主设备未坞接至从属设备的模式下的声音数据路径。
图25绘示为根据本发明所提出的一实施例中，主设备坞接至从属设备的模式下的声音数据路径。
图26是根据本发明所提出的一实施例中的一种主设备的方块图。
图27是根据本发明所提出的一实施例中的一种从属设备的方块图。
具体实施方式
本文的描述是目前已纳入考虑的实施本发明的最佳方式。本文已参照各个实施例和图式对本发明进行了描述。所做的描述是为了阐明本发明的一般原理，而不应视为对本发明的限定。值得注意的是，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的范围和精髓的前提下，可根据这些教示做些许的更动和改进。本发明的范围当视所附的权利要求书所界定者为准。
下面将详细参照各实施例，其实例绘示在所附图式中。为了能够透彻地了解本发明，在下文的详细描述中列出了大量细节。然而，任何熟悉本专业的技术人员能够明确的是，没有这些细节也可实施本发明。在其他实例中，未对众所周知的方法、程序、元件、电路以及网络进行详细描述，以免不必要地造成各实施例的观点模糊不清。
本发明提供一种设备模块化系统。在此设备模块化系统中，一个(主)设备能与此系统中的一个或多个其他(从属)设备组合在一起，以转变成在扩展的规格因数及/或不同的平台中具有扩展的功能及特征的功能性电子设备(例如，手持式电话、平板计算机、笔记本电脑装置、上网本装置等等)。请参照图1，其以示意方式和概念方式来绘示此创造性的模块化系统10。根据概念，主设备12(一种可完全独立操作的设备)可坞接至规格因数较大的基本从属设备14。在本发明的另一观点中，提供一种介于中间的便携抽取式实体接口适配器(或坞接适配器)16，以便将主设备坞接至从属设备。此实体接口适配器16包括与主设备12的外壳的至少一部分相适配的第一构造以及与从属设备14的坞接区相适配的第二构造，使得主设备的至少一部分能够插入第一构造，且第二构造能够插入从属设备的坞接区，从而使主设备12能够坞接到从属设备14的外壳。实体接口适配器16支持电端口及数据端口或接口15，以便在主设备12的电端口13与从属设备14的入坞接口之间传递数据和电力。下文将会详细阐述的是，主设备12的数据接口及电接口经由实体接口适配器16的接口15来与从属设备14进行通信。
在一实施例中，实体接口适配器16配置成盒状，其壳体实质上包裹着主设备12。此盒子的外形和尺寸与从属设备14的坞接区的轮廓相适配。主设备12可插入到此盒子中，此盒子进而插入到从属设备14的坞接区中，从而完成转变过程。假设各种主设备具有不同实体形状和尺寸的外壳，为了提供相容性，使不同的主设备能够坞接到同一从属设备，可为各个主设备配备不同的实体接口适配器。不同的实体接口适配器经配置以使得不同的主设备能够与特定的从属设备相适配。特定的便携式实体接口适配器与特定的主设备的规格因数相适配，且与特定从属设备外壳中提供的坞接区相适配，使得主设备能够坞接至从属设备外壳。
从属设备14可以是笔记本显示器基底装置15、投影仪18以及诸如数码相框装置、电子纸装置(e-paper device)、平板显示装置、游戏机、适合在车内使用的电子装置、一体化办公设备等装置17。当主设备透过与从属设备的组合而转变成较大的规格因数及/或不同的平台时，此模块化系统10便减少了此系统中各个设备的元件冗余，取而代之的是以优化及/或增强的功能及特征提高了可操作性。
为了便于解释本发明概念，本文将以一种手持式设备为例来讨论本发明，此手持式设备以智能手机作为主设备，以具有较大显示器的平板显示基底装置作为基本从属设备(以下简称为平板设备)。此平板设备可以是具有有限特征及功能但具有较佳图形分辨率、较佳声音等的“哑终端”(dumbterminal)。智能手机可安装有能够运行各种软件应用程序的强大的处理器，既可独立使用，也可坞接至基本平板设备。当智能手机坞接至平板设备时，主智能手机在平板设备的环境下能够继续运行这些应用程序，以改良图像和声音、改善无线接收等，而无需在平板设备中安装多余的应用程序。
图2A至图2C绘示为根据本发明所提出的一实施例中的一种平板设备22的前视图和后视图，包含智能手机20的盒式实体接口适配器24坞接到平板设备22的后部。在所绘示的实施例中，平板设备22的主体大体上呈平面状，其包括显示屏21，此显示屏21实质上覆盖着主体的边缘以内的区域。智能手机20的规格因数小于平板设备22。智能手机20具有其自身的显示屏。盒子24在智能手机20与平板设备22之间提供实体接口(或者实体坞接相容性)。假设多种主设备具有不同的实体形状及尺寸，则要提供不同的盒子以便提供相容性，使不同的主设备能与相同的从属设备或不同的从属设备相适配。在所绘示的实施例中，当智能手机处于坞接状态时，实质上是被包容在平板设备22内。
主智能手机20经由实体接口及数据/电端口或接口而坞接至从属平板设备22，以使智能手机20转变成规格因数较大的平板设备22，智能手机20实质上基于安装在智能手机20中的操作系统藉由存取保存在智能手机20中的数据、应用程序、功能及特征来对平板设备22进行控制。智能手机20提供控制及/或储存的数据来操控另一非功能性平板设备22。当智能手机20转变成功能性平板设备22时，会以优化及/或改良的方式提供额外或不同的功能及特征，智能手机20与平板设备22会共享主设备/智能手机20的控制、硬件、软件及数据，从而减少这两者设备之间的冗余。
在所绘示的实施例中，当智能手机20被解除坞接时，智能手机20会利用自身的特征独立工作。举例而言，智能手机20自身具有操作系统(O/S)、系统处理器(例如，中央处理单元(CPU))、基本输入/输出系统(BIOS)(其可以是系统处理器的一部分)、存储器(例如，快闪存储器、随机存取存储器、固态驱动器等等)、显示器、键盘、麦克风、喇叭、相关的模拟及数位电路、电池等等。在一实施例中，从属设备是一种具有有限的特征及功能、其自身不具有任何或任何重要的处理能力且拥有不同I/O规格(例如，图形分辨率、音频等等)的哑设备(w/o其自身的操作系统，其他为非功能性)。举例而言，平板设备具有存储器(例如，快闪存储器、随机存取存储器、固态驱动器等等)、显示器、键盘、麦克风、喇叭、相关的模拟及数字电路、电池等等，但不具有系统处理器。当智能手机20坞接至较大的平板设备22时，智能手机的系统处理器和操作系统被用来运行平板设备22，进而在此平板设备所提供的实体外围环境(例如，增强型显示器、大的触摸屏、大功率喇叭、高分辨率照相机等等)下运行安装在智能手机20中的应用程序。平板设备22中可安装额外的应用软件，智能手机20中的系统处理器也能运行此应用软件。在一实施例中，只有主设备(即，智能手机20)包括软件程序和驱动程序。在所绘示的实施例中，只有智能手机20中安装有应用软件和驱动程序，且从属平板设备22除了具有增强型用户接口外，还具有诸如充电和数据储存等有限的功能。
任何熟悉本专业的技术人员都理解的是，操作系统包括能够运行电子设备(例如，手机、笔记本电脑等)的主机控制程序。操作系统会对在特定的电子设备中运行的所有应用程序设定标准。应用程序会“告诉”操作系统(例如)执行用户接口操作和文件管理操作。操作系统通常会执行包括用户接口管理、作业管理、任务管理、数据管理以及设备管理等任务在内的多项功能。然而，另一方面，任何熟悉本专业的技术人员都理解的是，基本输入/输出系统包括电子设备中有限的一组基本例行程序，这些例行程序储存在晶片(chip)上，基本输入/输出系统在操作系统与电子设备中的硬件之间提供接口。基本输入/输出系统支持外围功能和基本内部服务，诸如实时时钟(real-time clock)(日期和时间)。当电子设备启动(开机)时，基本输入/输出系统会测试系统，查询自身的小内存条以设定驱动程序和其他配置，从而使电子设备做好操作准备。然后基本输入/输出系统会加载操作系统，并将控制权交给操作系统。
在一实施例中，与用来运行智能手机20中的操作系统的系统处理器的处理能力相比，平板设备22可不具有或具有有限的处理能力或有限的协同处理能力。较大平板设备22的指定外围设备(诸如I/O驱动器、图形驱动器、人机接口设备等)的操作或者仅与特定从属设备相连的外围元件的其他有限操作控制功能可能需要这类有限的指定的处理。举例而言，若从属设备是投影设备(如，图1所示的投影仪18)，则从属设备可具有投影机构的有限处理控制和电源管理。或是，平板设备22可具有其自身的专用集成电路(ASIC)，此专用集成电路用例行程序进行硬编码以承担有限的指定任务，它不对应于操作系统，特别是安装在主设备中的操作系统。尽管如此，智能手机20中的操作系统所提供的功能仍然比从属设备可提供的与设备操作控制有关的任何有限的例行程序多得多，且智能手机20中的系统处理器所提供的处理能力也比平板设备22所提供的任何处理器高得多。
智能手机20的控制系统(包括系统处理器和系统软件(即，操作系统))经配置以自动检测坞接状态，且在智能手机20和平板设备22的设备元件的控制之间的切换，例如，从智能手机20所提供的人机接口设备的控制切换到平板设备22所提供的人机接口设备的控制。藉由电性感测智能手机20是否坞接至平板设备22，或者当智能手机20坞接至平板设备22时利用实体开关进行触发(triggering)，智能手机20便可判定坞接状态。智能手机20经配置以根据所判定的坞接状态来对智能手机20与平板设备22之间的各种元件(例如，显示器、触控输入、音频输出等)的控制进行自动切换。
举例而言，智能手机20中的系统软件经配置以使得当确定智能手机20坞接至平板设备22时，智能手机20会从智能手机20的内置触摸屏接口控制、显示板、喇叭、麦克风等自动切换为平板设备22所提供的外置触摸屏接口控制、显示板、喇叭、麦克风等。智能手机20的显示器会关闭(或者作为第二显示器而保持开启)，且影像输出会自动切换到平板设备22的显示板，影像品质或特性(分辨率或点每英寸(dots per inch，DPI))会从与智能手机20的显示板相连的状态自动调整为与平板设备22的显示板相连的状态。举例而言，在坞接状态下，智能手机20经配置以重设(reset)显示器驱动程序设置以便与平板设备22相适配，从而能够显示平板设备22的较大显示器上的较大图标(icons)及/或具有较高的分辨率或DPI。如此一来，在坞接状态下，智能手机20中的应用程序会自动开始使用平板设备22所提供的外围设备和人机接口设备。另外，就智能手机20而言，在坞接状态下，智能手机20的音频开关会利用平板设备22(如果是电话)中的调制解调器(modem)将电话声音数据路径从智能手机20的内置接收器/喇叭和内置麦克风切换到平板设备22的外置喇叭和外置麦克风。此外，若平板设备22提供无线天线，则在智能手机20提供外接射频(radio frequency，RF)连接器的情况下，智能手机20可切换为使用平板设备22的外置天线。
请参照图22至图25，安装在智能手机200中的系统软件包括各种软件层(例如，应用程序、框架、硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer，HAL)以及操作系统内核(OS Kernel))以及各种驱动程序(例如，内置触摸屏驱动程序、外置触摸屏驱动程序、图形驱动程序、音频驱动程序、移动产业处理器接口-显示器串行接口(Mobile Industry Processor InterfaceDisplay Serial Interface，MIPI-DSI)驱动程序、高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)驱动程序、无线电接口层(Radio Interface Layer，RIL)驱动程序以及操作模式检测器驱动程序)。系统软件与各种内置硬件(即，智能手机20内的硬件)及外置硬件(即，平板设备22内的硬件)进行交互作用，这些内置硬件和外置硬件包括(例如)内置触控面板、外置触控面板、内置液晶模块(liquid crystal module，LCM)、外置液晶模块、内置喇叭、外置喇叭、内置麦克风(MIC)、外置麦克风、音频开关以及调制解调器。在图22至图25所示的实施例中，所有必需的软件和驱动程序都包含在智能手机20中。
图22绘示为智能手机20未坞接至平板设备22的模式下的数据I/O路径。如图22所示，智能手机20内的系统软件是经由适当的驱动程序来与内置硬件(例如，内置触控面板、内置液晶模块、内置喇叭以及内置麦克风)进行交互作用。
图23绘示为智能手机20坞接至平板设备22的模式下的数据I/O路径。如图23所示，智能手机20内的系统软件切换为经由适当的驱动程序来与平板设备22所提供的各种外置硬件(例如，外置触控面板、外置液晶模块、外置喇叭以及外置麦克风)进行交互作用，坞接模式下所使用的驱动程序当中的有些驱动程序不同于非坞接模式下所使用的驱动程序(例如，外置触摸屏驱动程序和高分辨率多媒体接口驱动器，因为平板设备22的外置触摸屏、外置液晶模块以及外置喇叭的分辨率/清晰度高于智能手机20的内置液晶模块和内置喇叭)。
图24绘示为智能手机20未坞接至平板设备22的模式下的声音数据路径。智能手机20所提供的音频开关将内置麦克风和内置接收器/喇叭切换为用调制解调器来操作，其中调制解调器是由无线电接口层驱动程序来控制。
图25绘示为智能手机20坞接至平板设备22的模式下的声音数据路径。智能手机20中的音频开关将外置麦克风和外置喇叭切换为用调制解调器来操作。
在本发明的一实施例中，智能手机20经配置以实施开关控制，以采用“热抽换”方式来包含平板设备22，而无需使智能手机20及/或平板设备22关机。举例而言，在图15所示以及下文将会描述的音视频驱动器(audiovideo driver，AVD)槽(slot)中，在高分辨率多媒体接口部位，可使用HDMI_DETECTION引脚(pin)来执行与热抽换操作有关的插入检测。
图3绘示为智能手机20坞接至平板设备22的转变过程所采取的步骤。具体而言，在所绘示的实施例中，盒子24通常配置着具有枢轴盖26的外壳25。当智能手机20滑入盒子24后，合上盖子26并扣在外壳25上，然后插进位于平板设备22后部的坞接区28，从而完成转变/坞接过程。图4绘示为从平板设备22中取出智能手机20所采取的步骤。打开盒子24的盖子26，智能手机20从盒子24的外壳25中滑出，而不必先从平板设备22中取出盒子24。在本实施例中，可先将盒子24坞接至平板设备22，再将智能手机20插入到盒子24中。
除了平板设备22，智能手机20也可经由实体端口或接口以及数据/电端口或接口而坞接至其他不同的从属设备(例如，图1所示的笔记本显示器基底设备15)，以构成具有不同规格因数及/或平台的不同的功能性电子设备，从而获取增强的功能或一组不同的功能。在一实施例中，另一种盒子经配置以具有一个尺寸和形状能够容纳一种特定型号智能手机的空腔(cavity)。提供外形及尺寸相同但内部空间及数据/实体接口不同的各种盒子来容纳形状及尺寸不同的各种型号智能手机。这便提供了相容性和可交换性，使不同的智能手机能够与相同的平板设备或者与具有相同入坞接口的其他从属设备相坞接，因为盒子具有相同的外形和尺寸。
盒子24具有：内置数据/电连接器，其经配置以耦接至主设备的互补连接器；以及外置数据/电连接器，当主设备坞接至从属设备时，其耦接至从属设备的互补连接器。内置连接器与外置连接器以导电方式相耦接(例如，藉由电缆或挠性或刚性印刷电路板(printed circuit board))以便传递数据及/或电信号。为了使适用于不同主设备的各种盒子之间具有相容性，可以使适用于不同盒子的外置数据/电连接器具有相同组态，而内置数据/电连接器则是为特定的主设备而配置。在一实施例中，内置数据/电连接器被固定在盒子上或者由挠性电缆连接至盒子，以便连接至主设备。外置数据/电连接器也可被固定在盒子上或者由挠性电缆连接至盒子。内置连接器与外置连接器可透过穿过盒体墙壁的电缆而相互连接，而不是连接至盒子，其中电缆不必附着在盒体上。若内置连接器被固定在盒子上，则适用于不同主设备的不同盒子可在盒子内的不同位置处具有不同的内置连接器，以便在与这些盒子一起使用的特定主设备上补充连接器。
盒子经配置以便于将智能手机20插入到盒子中以及从盒子中取出智能手机20。在一实施例中，当藉由将智能手机滑入盒子而使智能手机插入盒子时，智能手机上的补充数据/电端口耦接至盒子中的内置数据/电连接器。联锁机构(例如，盒子上的盖子、锁定片(locking tabs)或凸块(knobs))可经配置以将主设备完全锁在盒子内，以确保主设备牢固且完全插入到盒子中。请参照图5所示的实施例，盒子24具有位于外壳25后缘外侧的外置数据/电连接器27。在外壳25内侧的后缘，提供内置数据/电连接器(未绘示)。当盖子26打开时，智能手机20插入到外壳25中，位于智能手机20的边缘处的数据/电端口与内置连接器相耦接。可绕枢轴转动的盖子26经配置以使得智能手机20的插入还能藉由凸轮作用(cam action)来合上盖子26，使智能手机20被完全包容在盒子24内。请参照图5B，要从盒子24中取出智能手机20，则可绕枢轴打开盖子26，使智能手机20的数据/电端口脱离位于外壳25后缘内侧的内置数据/电连接器。当盖子26绕枢轴打开时，智能手机20也可藉由凸轮作用而从外壳中弹出。配合以下实施例，可以更好地了解内置数据/电连接器和凸轮作用。
请参照图6A所示的实施例，盒子34具有外壳35，其带有可绕枢轴转动的盖子36。在外壳35的后缘外侧，提供外置数据/电连接器37。在平行于外壳35后缘内侧的弹簧加载(spring biased)浮动板(floating plate)39上提供内置数据/电连接器38，其电性连接至外置数据/电连接器37。还请参照图6B，可以看出的是，当智能手机20插入到外壳35中时，智能手机20上的数据/电端口与内置数据/电连接器38相衔接，且智能手机20的后缘顶住浮动板39，使弹簧46压缩。当盖子合上时，智能手机20被固定在外壳35中的适当位置。图6B绘示了浮动板39与盖子36之间的凸轮作用。位于浮动板39背部的凸轮31与位于盖子36的枢轴端的挂钩33相互作用，使得浮动板39朝着外壳35的后方所做的运动会导致凸轮31拉动挂钩33合上盖子36，且打开盖子36会导致挂钩33推动凸轮31使浮动板朝着外壳35的前方移动。另外，可提供一挡块(stop)(未绘示)在外壳35的顶部来与盖子36相互作用，以防盖子36超出能打开的程度，使得凸轮31处于能与挂钩33相互作用的范围内。如此一来，轻轻弹开盖子36，浮动板39便能推动智能手机20从盖子36与外壳35之间界定的前开口退出外壳35。智能手机20的数据/电端口脱离内置数据/电连接器38。在所绘示的实施例中，浮动板39是由朝着外壳后方而配置的弹簧46来加载。这样能使凸轮31紧扣住挂钩33，以使盖子36保持闭合，从而使智能手机20安全地留在盒子34内。
在图6的实施例中，从外壳35的后部伸出的突出部(tab)41上提供弹簧加载的释放按钮30，以便锁定和释放坞接至平板设备32的坞接区40的盒子34。请参照图7A，在平板设备32的后部外壳中提供一互补孔43。再参照图7C，当盒子34滑入位于平板设备32后部的坞接区40时，突出部41被收容在围绕着孔43的外壳下方，且按钮30在弹簧44的向上偏压下留在孔43内，以便使盒子34稳固地留在平板设备32的后部。位于盒子34后部的外置数据/电连接器37与平板设备32的坞接区40处所提供的互补端口相衔接。图7E更清楚地绘示了盒子34基于按钮30与孔43的相互作用而锁定和释放。请参照图7B，要取出盒子时，顶住弹簧44的偏压按下按钮30，使按钮30脱离孔43，然后使盒子从坞接区40滑出。再参照图7D，在坞接区40的后缘提供弹簧45，以提供向外的偏压，当按钮30脱离孔43时将盒子推出坞接区40。位于盒子34后部的外置数据/电连接器37脱离位于平板设备32的坞接区40处的数据/电端口。与图4的实施例(智能手机20可从仍然坞接至平板设备22的盒子24中退出)相比，在本实施例中，先从平板设备32中退出盒子34，再从盒子34中取出智能手机20。
图8绘示为盒式实体接口适配器的另一实施例。图8A示意性地绘示了一种套筒55状的盒子54，智能手机20可从其前开口插入和取出。套筒55包裹着智能手机20，只有智能手机20的一条边暴露在外。本实施例中不提供枢轴盖。请参照图8B，在套筒55的开口的边缘处提供滑动的锁定片52，用来使智能手机20稳固地留在套筒内。与先前实施例相同的是，在套筒55的内侧后缘附近的浮动条或板59上提供内置数据/电连接器58，且在套筒55的外侧后缘处提供外置数据/电连接器57。内置连接器58与外置连接器57电性相连。提供一种推拉式(push-pull)模块50，对浮动板59施加偏压，以促进智能手机20从套筒55中弹出。当智能手机20滑入套筒55时，智能手机20上的数据/电端口与内置数据/电连接器58相衔接，且顶着推拉式模块50的偏置力而推动浮动板59。锁定片52向内滑动以阻挡智能手机20脱离套筒55。要从套筒中取出智能手机20时，锁定片向外滑动，使智能手机20能够离开套筒55。若推拉式模块50一直处于“推”状态，或者使用者可向内轻轻推动智能手机20的暴露边缘，以触发推拉式模块50进入“推”状态以便释放智能手机20，则智能手机20可被推出套筒55。当智能手机20离开套筒55时，智能手机20上的数据/电端口与内置连接器58之间的耦接解除。图9A至图9C绘示为盒子54坞接至平板设备52。当盒子54滑入位于平板设备52后部的坞接区53时，外置数据/电连接器57耦接至坞接区53中的互补数据/电端口(未绘示)。
在另一实施例中，实体接口适配器包括支持主设备的框架。中间框架经配置以使主设备与盒子之间相适配。此框架的内部轮廓与主设备外壳的至少一部分相适配，且其外部规格因数能够直接装入盒子，此盒子的外部规格因数能够与从属设备外壳的坞接区相适配。先将主设备插入框架，再插入盒子。
图10A示意性地绘示了一种套筒65状的盒子64，用来固持智能手机20的框架62可从盒子64的前开口插入和取出。套筒65类似于图8A所示的套筒54，但是套筒65是在较大的侧面开口。框架62是一种类似于中间支架的结构，其环绕着智能手机20的边缘。先将智能手机20与框架62装在一起，再将框架62插入到套筒65中。框架62具有多个开口，套筒65中的内置数据/电连接器可透过这些开口与智能手机20上的数据/电端口相耦接。图10B与图10C绘示为框架62被插入到套筒65中，其包含与图8B、图8C非常相似的考虑。盒子65可按照类似于图9A至图9C所示的方式经由外置数据/电连接器67而坞接至平板设备52。
在本实施例中，框架提供一种薄而合体的中间结构，能够与主设备的外部轮廓以及盒子的内部轮廓紧密相吻合。此框架是一种简易结构(所以制造起来很便宜)，可以为每种具有不同外部轮廓的主设备配备一个框架，以便与适用于特定从属设备的具有复杂结构(所以制造起来较昂贵)的盒子相容。换言的，盒子可制造成通用型以便坞接到特定的从属设备，但是配置不同的框架来使不同的主设备与相同的盒子相适配。中间框架本质上是在主设备与盒子/套筒之间提供了另一种级别的相容性，如此一来，藉由提供适当组态的框架，具有不同形状和尺寸的主设备便可与相同的套筒相容。
在另一实施例中，实体接口适配器更包括以抽取方式耦接至框架的适配器条，其中此适配器条支持电适配器。框架可经配置以耦接至采用适配器条形态的“开放式”盒子，其连接器类似于先前揭露的实施例所述的内置连接器和外置连接器。带着主设备的框架耦接至适配器条，然后坞接至从属设备。图11A至图11C示意性地绘示了一种采用适配器条75形态的盒子74。用来固持智能手机20的框架72非常类似于图10A所示的先前实施例中的框架62。适配器条75正对着框架72的侧面具有数据/电连接器78，且在相反的侧面具有数据/电连接器77。先将智能手机20与框架72装在一起，然后将框架72耦接至适配器条75。适配器条75上提供一锁定/释放片73，以便将框架72锁定在适配器条75上以及从适配器条75上取下框架72。在本实施例中，未提供用来包容固持着智能手机20的框架72的外部套筒。框架72和适配器条75可按照类似于图9A至图9C所示的方式来坞接至平板设备52。
图12至图14绘示为关于坞接至从属设备的额外实施例。在图12中，盒子80是藉由按压在平板设备82的后部坞接区上来进行坞接，而不是如先前实施例所述的那样滑入坞接区。若要采用不同的坞接动作，则需在坞接区85的较大平面中提供坞接用的数据/电端口84，以便在将盒子80按压在坞接区85上时便于坞接。盒子80可采用类似于先前实施例所述的形态，外置数据/电连接器要放在适当的位置以便与坞接端口84互补。在图12中，盒子80包括与图10A的套筒64相似的套筒，但是外置数据/电连接器的位置除外。盒子80可利用磁力来稳固地坞接在坞接区85中(例如，在盒子80的套筒或坞接区85上提供磁铁，以及在坞接区85或盒子80的套筒上提供互补磁性材料)。
在先前实施例中，坞接区位于平板设备的后部边缘附近。在图13所示的另一实施例中，坞接区86实质上位于平板设备88的后部中央，如此一来，当从属设备(例如，智能手机20)坞接至平板设备88时，重量分布更均匀。在本实施例中，智能手机20直接坞接至平板设备88，而不提供盒子。然而，亦可在不脱离本发明的范围和精髓的前提下提供实体接口适配器(诸如上文所述的实体接口适配器)来坞接智能手机20。
在又一实施例中，坞接条(bar)位于平板设备的侧面。在图14中，坞接区92位于平板设备90的侧面。平板设备90具有大屏幕，其包括：显示部件91；以及透明部件93，从屏幕的一侧伸出以覆盖着坞接区92，从而提供进入坞接区的窗口(window)。当从属设备(此处为智能手机20)被坞接到坞接区92时，透过透明部件93可以看到智能手机20的显示器211，同时也可以看到平板设备90的显示部件91上的影像。此组态为用户提供额外的图形用户接口特征，例如，用户可利用拖放程序(drag-and-dropprocedure)在智能手机显示器211与平板设备90的显示部件91之间对所显示的信息进行操作，从而在相互坞接的智能手机20与平板设备90之间转移内容。在本实施例中，智能手机20是直接坞接至平板设备90，而未提供盒子。然而，亦可在不脱离本发明的范围和精髓的前提下提供实体接口适配器(诸如上文所述的实体接口适配器)来坞接智能手机20。
除了所绘示的平板设备外，其他不同的从属设备也可被设计和配置上一套适当的外围元件(例如，显示器、麦克风、喇叭、天线等)，当结合主设备一起使用时，这些外围元件对于执行特定的应用程序是最优的。就特定的应用程序而言，假设实体单元内的各元件高度实体集成以优化规格因数，且想要针对特定的应用程序来优化性能，则主设备与从属设备可具有一定程度的冗余(例如，主设备与从属设备可具有不同类型的显示器、喇叭、麦克风等，这些元件在执行主设备与从属设备各自的应用程序时是最优的)。
根据本发明的另一观点，提供一种新型的数据/电接口。特别是配置了一种AVD组合槽(combo slot)连接器，其提供多种接口标准的组合，例如，高清晰度多媒体接口(HDMI，例如，micro HDMI D型)、通用串行总线接口(例如，USB 3.0；例如，micro AB)以及模拟音频接口的组合，或者通用串行总线接口与高清晰度多媒体接口的组合。AVD组合槽是用来传送数字音频及视频流(streaming)、传送数据以及控制外围设备。在一实施例中，如图15所示，提供一种特定的AVD音频接口接线插座和引脚定义。也可提供无线接口，诸如蓝牙(Bluetooth)无线接口。
在另一实施例中，请参照图16，智能手机20中的AVD槽具有以下有线接口的组合：用于显示器的高清晰度多媒体(HDMI)接口；用于外围设备控制的通用串行总线(USB)接口；用于外围设备控制的显示数据通道(DisplayData Channel，DDC)接口(高清晰度多媒体接口中包括12条通道)；以及用来插耳机的模拟音频接口。请参照图17，使用高清晰度多媒体接口中的显示数据通道接口，目标从属设备(例如，平板设备22)的控制会受到主设备(例如，智能手机20)的影响。具体而言，经由显示数据通道接口，平板设备22的触控面板、音量、亮度/对比度、电源管理以及其他人机接口设备(例如，键盘)都可由智能手机20来控制，而无需任何额外的引线或引脚。举例而言，经由显示数据通道，可对平板设备22的触控面板进行快速控制，响应快，时间短。平板设备22经由同一接口来提供“中断信号”给智能手机20。
图18示意性地绘示了智能手机20经由USB接口对目标从属平板设备22进行的控制，包括平板设备22经由USB接口进行的电源控制。根据本发明的另一观点，提供一种改良的充电及电源管理方案，以优化主设备与从属设备的电源管理。此方案是用户可编程的，以便根据主设备与从属设备中的电池充电量来对主设备与从属设备之间的充电优先次序进行动态分配(可包括适当的充电电源的分配)。此充电方案还可以基于主设备与从属设备各自的电源使用情况。
依照本发明，不同于常规USB接口(在常规USB接口中，主机提供电力给从机)的是，主设备(例如，作为其操作软件的一部分)经配置以避开主设备提供电力给从属设备，而是反过来由从属设备提供电力给主设备，这取决于充电状况。通过USB接口，通常是主机提供电力给插在主机上的USB外围设备。USB具有OTG(“On-The-Go”)模式，它是指“USB设备既可以是主机也可以是外围设备”这一概念，允许所附着的USB设备藉由USB接口而与基本设备交换地位，且变成主机。
图21的流程示意图揭露了充电组态210的一实施例。详细地说，当外接电子设备电性附着在主设备(例如，智能手机20)上时，主设备进入OTG模式(方块211)。主设备经配置以判定这种附着的外接电子设备是与该主设备相坞接的自身具备可再充电电源的从属设备(例如，平板设备20)，还是自身不具备电源的USB外围设备(例如，USB闪存驱动器)。
根据改良的USB协议，主设备经配置以起初进入“外接设备促使转向电源”模式(在方块212处)。这不同于非改良的OTG模式，在非改良的OTG模式中，主设备自动设定为给附着的外接设备供电。在方块213处，主设备检测VBUS路径上是否有电压。若VBUS路径上不存在电压，则认为所附着的外接电子设备是自身不具备电源的USB外围设备。在方块214处，主设备对所附着的USB设备进行充电。在方块215处，若检测到USB设备从主设备上断开，则主设备退出OTG模式。
然而，若在方块213处检测出VBUS路径上存在电压，则主设备判定所附着的电子设备是自身具备可再充电电源的从属设备。此从属设备可经由内置或外置充电适配器而连接至外置电源。在方块217处，主设备进入外部充电模式，从属设备提供充电电源(所储存的或外部电源)给主设备。在方块218处，充电电流也是根据电源管理方案来进行调节(参见下文描述)。实施充电(在方块219和方块220处)，直到主设备从从属设备上断开(在方块221处)，此时主设备退出充电模式(在方块222处)。
此外，依照根据容量和可用性来进行电源管理的一实施例，若从属设备具有外接电源(例如，经由交流-直流充电适配器)，则主设备与从属设备是按照以下的优先次序来进行充电。假设主设备电池余量为“X”，从属设备电池余量为“Y”。若X和Y均小于80％，则先将X充电至80％，再将Y充电至80％，然后一起慢充(trickle charge)。若X≥80％且Y＜80％，则将充电电流分开，慢充X，快充Y。若X和Y均≥80％，则一起慢充。若X＜80％且Y≥80％，则快充X，慢充Y。
图18呈现了在从属设备中实施的电源管理控制，此功能也可在主设备(例如，智能手机20)中实施。
图19示意性地绘示了模拟音频接口控制目标从属平板设备22中的喇叭及扩音器、麦克风以及耳机。在一实施例中，音频接口引脚定义可包括：引脚1-音频右；引脚2-MIC 1；引脚3-音频左；引脚4-MIC 2；引脚5-地/检测；引脚6-1-电线(坞接外围设备控制)。
此外，在主设备与从属设备之间也可能有无线接口。举例而言，请参照图20，智能手机20可经由蓝牙接口来与目标从属平板设备22进行通信。在一实施例中，可能的蓝牙应用程序(规范)可包括：(1)HID(人机接口设备)规范-用于输入设备(例如，键盘)；(2)HSP(耳机规范)-用于音频设备；(3)HFP(免提规范)-用于音频设备；(4)FTP(文件传输规范)-用于储存设备。
图26是根据本发明所提出的一实施例中的智能手机20的系统的各元件的示意性方块图，其实施上述的各种功能、特征及结构。此智能手机20包括：存储器102(例如，一个或多个电脑可读存储媒体，诸如高速随机存取存储器以及非挥发性(non-volatile)存储器)；存储器控制器122，其控制着其他元件对存储器102进行存取；一个或多个处理单元(中央处理单元)120，其运行或执行各种软件程序及/或储存在存储器102中的各组指令，以执行智能手机20的各种功能以及处理数据；外围设备接口118，将此设备的输入、输出外围设备耦接至中央处理单元120和存储器102；射频电路108，其包括用来接收和发送电磁信号的天线/无线电，且经由电磁信号基于已知的无线通信协议来与通信网络(例如，GSM网络和WiFi网络)及其他通信设备进行通信；音频电路110；喇叭111；麦克风113；照相机114；触摸屏112，其作为智能手机的显示系统的一部分；输入/输出(I/O)子系统106；其他输入或控制设备116(例如，实体按钮(例如，按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、点击轮(click wheels)等)；以及外置端口124，用来与其他设备(例如，通用串行总线(USB)、坞接、电源充电等，它可采用多引脚数据/电接口(例如，上文所述的AVD组合槽连接器)的形态来实施，以便直接耦接至平板设备22上的坞接接口，也可经由上文所述的两种盒式适配器中的内置数据/电连接器来间接地实施)进行通信。这些元件可透过一条或多条通信总线或信号线103来进行通信。在一些实施例中，外围设备接口118、中央处理单元120以及存储器控制器122可在一个晶片(chip)(诸如晶片104)上实施。在有些其他实施例中，它们可在多个独立的晶片上实施。
输入/输出子系统106将智能手机20上的输入/输出外围设备(诸如触摸屏112和其他输入/控制设备116)耦接至外围设备接口118。此输入/输出子系统106可包括显示器控制器156和一个或多个用来控制其他输入或控制设备的输入控制器160。触控式(touch-sensitive)触摸屏112在此设备与用户之间提供输入接口(例如，虚拟按钮或软按钮、软键盘)和输出接口(例如，显示输出给用户)。可视输出可包括图像、文字、图标、视频以及其任何组合。触摸屏112可采用LCD(液晶显示器)技术或LPD(发光聚合物显示器)技术。
智能手机20还包括电源系统162，用来为各种元件供电。此电源系统162可包括上文所揭露的电源管理系统、再充电系统、一个或多个电源(例如，电池、连接至外置电源充电器以及连接至外置端口124以便从平板设备22引进充电电源)、电源故障检测电路、电源变换器或逆变器、电源状态指示灯(例如，发光二极管(light-emitting diode，LED))以及与便携式设备的电源产生、管理及分配有关的任何其他元件。
储存在存储器102中的软件构件包括：操作系统126(例如，Android、WINDOWS或嵌入式操作系统)；以及各种模块128，其包括用来控制和管理一般系统任务(例如，存储器管理、储存设备控制、电源管理等等)的软件构件及/或驱动程序，且推动各种硬件与软件构件之间的通信。存储器102可储存(例如)通信模块，其透过一个或多个外置端口124来与其他设备进行通信，存储器102也包括：各种软件构件，用来处理经由射频电路108及/或外置端口124而接收的数据；接触/动作模块，用来检测及/或读取用户触摸/动作输入；图像模块，在触摸屏112上提供和显示图像。此外，存储器102还可包括各种应用模块136，例如，联系人模块(有时叫做通讯录)、电话模块、电子邮件客户模块、即时通信(instant messaging，IM)模块、用来拍摄静止图片及/或视频影像的照相机模块、音乐播放器模块、浏览器模块、日历模块等等。
上述模块及应用程序都与一组指令相对应，以执行上述的一种或多种功能。这些模块(即，多组指令)不必作为单独的软件程序或模块来实施，因此，在各个实施例中，可将这些模块的各子集组合在一起或以其他方式重新排列。举例而言，视频播放器模块可与音乐播放器模块组合成一个模块。在一些实施例中，存储器102可储存这些模块的子集和前文所述的数据结构。此外，存储器102也可储存以上未曾提及的额外的模块和数据结构。
值得注意的是，所绘示的智能手机20仅仅是主设备的一个实例，此设备可比图中所示具有更多或更少的元件，可将两个或更多的元件组合起来，也可采用不同的元件组态或排列。图26所示的各种元件可以硬件、软件或硬件与软件相结合的方式来实施，包括一个或多个信号处理及/或专用集成电路。
图27是根据本发明所提出的一实施例中的平板设备22的方块图。假设平板设备22是由智能手机20来控制的“哑”终端，且使用储存在智能手机20中的应用程序，则平板设备22具有一组比智能手机20简单的被动元件(passive components)。此平板设备22可包括：外置端口324，用来与其他设备(例如，通用串行总线(USB)、坞接、充电端口等，它可采用多引脚坞接接口的形态来实施，以便直接耦接至智能手机20上的数据/电接口(例如，上文所述的AVD组合槽连接器)，也可经由上文所述的盒式适配器中的外置数据/电连接器来间接地实施)进行通信；音频电路310；喇叭311；麦克风313；照相机314、触摸屏312，其作为平板设备22的显示系统的一部分；其他输入或控制设备316(实体按钮(例如，按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、点击轮等)。这些元件可透过一条或多条通信总线或信号线303来与外置端口324进行通信。此外，若想要使用增强型无线连接，可提供增强型天线308以便与通信网络进行通信。
可视输出可包括图像、文字、图标、视频以及其任何组合。触摸屏312可采用LCD(液晶显示器)技术或LPD(发光聚合物显示器)技术。当智能手机20坞接至平板设备22时(即，智能手机20上的外置端口124与平板设备22上的外置端口324以可操作方式相耦接，既可直接耦接也可经由上文所述的盒式适配器中的数据/电连接器来进行耦接)，平板设备22上的各种输入/输出外围设备(诸如触摸屏312和其他输入/控制设备116)会受到智能手机20中的输入/输出子系统106的控制。当智能手机20坞接至平板设备22时，经由智能手机20中的外围设备接口118、经由外置端口124和外置端口324对诸如音频电路310、喇叭311、麦克风313以及照相机314等外围设备进行控制。平板设备22中可提供辅助控制器(未绘示)，其作为从机，由主智能手机20中的控制器122及/或处理器120及/或输入/输出子系统来控制。此辅助控制器根据从智能手机20收到的控制信号来对平板设备22中的各种外围设备及/或输入/输出设备的操作进行控制。
平板设备22也包括电源系统362，用来为各种元件供电。此电源系统362包括再充电系统、一个或多个电源(例如，电池、连接到外置电源充电器)、电源故障检测电路、电源变换器或逆变器、电源状态指示灯(例如，发光二极管)以及与便携式设备的电源产生及分配有关的任何其他元件。电源系统362以可操作方式耦接到智能手机20的电源系统162，且经由外置端口124和外置端口324来提供充电电源给智能手机20。电源系统362可能依赖于智能手机20中的电源系统162的电源管理系统，也可能自身包含电源管理系统，与智能手机20的电源管理系统互补及/或协同操作。
值得注意的是，所绘示的平板设备22仅仅是从属设备的一个实例，此设备可比图中所示具有更多或更少的元件，可将两个或更多的元件组合起来，也可采用不同的元件组态或排列。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而容易理解的是，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精髓、范围及教示的前提下，当可做出些许形式上和细节上的更动。因此，所揭露的发明只能视为说明性内容，而本发明的范围仅以权利要求书所界定者为准。

Claims (25)

1.一种设备模块化系统，其特征在于所述设备模块化系统包括：
第一电子设备，可独立工作，所述第一电子设备包括具有第一规格因数的第一外壳，其支持：
第一人机输入/输出接口；
控制系统，其包括系统处理器和操作系统，用来控制所述第一人机输入/输出接口的操作；
第一电源，提供操作所述第一电子设备所需的电力；
电接口，在所述外壳的外面进行数据存取；以及
第二电子设备，包括具有第二规格因数的第二外壳，其支持：
第二人机输入/输出接口；
第二电源，提供操作所述第二电子设备所需的电力；
坞接接口，与所述第一电子设备的所述电接口进行通信，
其中，所述第一电子设备可以抽取方式坞接至所述第二电子设备，且其中，当所述第一电子设备坞接至所述第二电子设备时，所述第二电子设备的操作至少部分是由所述第一电子设备的所述系统处理器经由所述电接口和坞接接口来进行控制。
2.根据权利要求1所述的设备模块化系统，其特征在于所述控制系统更包括所述第一电子设备中的存储器，用来储存所述操作系统、应用程序以及数据，所述第二电子设备要靠它们来操作。
3.根据权利要求2所述的设备模块化系统，其特征在于所述第二电子设备的操作也是由所述第一电子设备的所述操作系统来控制。
4.根据权利要求3所述的设备模块化系统，其特征在于所述第一电子设备中的所述操作系统比所述第二电子设备所提供的任何有限的设备特定操作程序提供更多的功能。
5.根据权利要求3所述的设备模块化系统，其特征在于所述第一电子设备中的所述系统处理器的处理能力高于所述第二电子设备中的任何处理器。
6.根据权利要求3所述的设备模块化系统，其特征在于所述系统处理器包括中央处理单元，所述中央处理单元的处理能力高于所述第二电子设备中的任何处理器，包括所述第二电子设备中提供的任何中央处理单元。
7.根据权利要求1所述的设备模块化系统，其特征在于所述设备模块化系统更包括介于中间的便携抽取式实体接口适配器，其用来帮助所述第一电子设备坞接至所述第二电子设备，且在所述电接口与所述第二电子设备的所述第二外壳中的坞接区之间传递数据和电力。
8.根据权利要求7所述的设备模块化系统，其特征在于所述便携式实体接口适配器与所述第一电子设备的所述第一规格因数相适配，且与所述第二外壳中提供的所述坞接区相适配，使得所述第一电子设备能够坞接到所述第二电子设备的第二外壳。
9.根据权利要求8所述的设备模块化系统，其特征在于所述实体接口适配器包括与所述第一外壳的至少一部分相适配的第一构造以及与所述第二外壳中的所述坞接区相适配的第二构造，使得所述第一外壳的至少一部分能够正好装入所述第一构造，且所述第二构造能够正好装入所述第二外壳中的所述坞接区，如此一来，所述第一电子设备便可坞接至所述第二电子设备的所述外壳。
10.根据权利要求9所述的设备模块化系统，其特征在于：在坞接状态下，所述第一电子设备被包容在所述第二电子设备中。
11.根据权利要求9所述的设备模块化系统，其特征在于所述第一构造是支持所述第一电子设备的框架。
12.根据权利要求11所述的设备模块化系统，其特征在于所述第二构造是容纳所述框架的盒子。
13.根据权利要求8所述的设备模块化系统，其特征在于所述实体接口适配器配置成盒子。
14.根据权利要求7所述的设备模块化系统，其特征在于所述实体接口适配器支持电适配器，所述电适配器的第一端可连接至所述第一电子设备的所述电接口，其第二端可连接至所述第二电子设备的所述坞接接口。
15.根据权利要求14所述的设备模块化系统，其特征在于所述实体接口适配器更包括以抽取方式耦接至所述框架的适配器条，其中所述适配器条支持所述电适配器。
16.根据权利要求1所述的设备模块化系统，其特征在于所述电接口包括高清晰度多媒体接口与通用串行总线的组合。
17.根据权利要求1所述的设备模块化系统，其特征在于具有第三规格因数的第三电子设备可利用与所述第三电子设备相连接的另一便携式实体接口适配器来坞接至所述第二电子设备，所述另一便携式实体接口适配器与所述第三规格因数相适配，且与所述坞接区相适配，其中所述第三规格因数不同于所述第一规格因数。
18.根据权利要求1所述的设备模块化系统，其特征在于所述第一电源包括第一电池，且所述第二电源包括第二电池，其中，当所述第一电子设备坞接至所述第二电子设备且所述第一电子设备和所述第二电子设备都用外接电源进行充电时，所述第一电子设备与所述第二电子设备之间的充电优先次序是根据所述第一电池与所述第二电池的充电量来进行动态分配。
19.根据权利要求18所述的设备模块化系统，其特征在于充电优先次序是根据所述第一电池的当前电池充电量X和所述第二电池的当前电池充电量Y参照电池充电量临界值P％来进行动态分配，其特征在于：
若X＜P％，Y＜P％，则先将X充电至P％，再将Y充电至P％，或者
若X≥P％，Y＜P％，则将充电电流分开，对X进行慢充，而将Y快充至P％，或者
若X＜P％，Y≥P％，则将充电电流分开，将X快充至P％，而对Y进行慢充，或者
若X≥P％，Y≥P％，则对X和Y进行慢充。
20.根据权利要求18所述的设备模块化系统，其特征在于充电优先次序还可根据所述第一电子设备与所述第二电子设备各自的电源使用情况来进行动态分配。
21.根据权利要求1所述的设备模块化系统，其特征在于所述第一电子设备的所述控制系统经配置以判定坞接状态，且其特征在于当确定所述第一电子设备坞接至所述第二电子设备时，所述第一电子设备会自动切换为控制所述第二电子设备的操作。
22.根据权利要求21所述的设备模块化系统，其特征在于所述第二电子设备的所述第二人机输入/输出接口包括显示器，且其特征在于当确认所述第一电子设备坞接至所述第二电子设备时，所述控制系统会根据相关的显示特性来切换为控制所述显示器。
23.一种坞接适配器，用来将具有第一规格因数且具有第一外壳的第一电子设备坞接至具有第二规格因数的第二电子设备的第二外壳中的坞接区，其特征在于所述坞接适配器包括：
第一构造，与所述第一外壳的至少一部分相适配；
第二构造，与所述第二外壳中的所述坞接空腔相适配，使得所述第一外壳的至少一部分能够正好装入所述第一构造，且所述第二构造能够正好装入所述第二外壳的所述坞接区，如此一来，所述第一电子设备便可坞接到所述第二电子设备的所述外壳；以及
适配器接口，其第一端可连接至所述第一电子设备的电接口，且其第二端可连接至所述第二电子设备中的所述坞接区的坞接接口。
24.一种充电方法，当具有第一电池的第一电子设备坞接至具有第二电池的第二电子设备时对其进行充电，其特征在于所述充电方法包括：
参照电池充电量临界值P％，根据所述第一电池的当前电池充电量X和所述第二电池的当前电池充电量Y，对所述第一电子设备与所述第二电子设备之间的充电优先次序进行动态分配，其中：
若X＜P％，Y＜P％，则先将X充电至P％，再将Y充电至P％，或者
若X≥P％，Y＜P％，则将充电电流分开，对X进行慢充，而将Y快充至P％，或者
若X＜P％，Y≥P％，则将充电电流分开，将X快充至P％，而对Y进行慢充，或者
若X≥P％，Y≥P％，则对X和Y进行慢充。
25.一种第一电子设备，其特征在于所述第一电子设备包括：
外壳，具有一种规格因数，其支持：
人机输入/输出接口；
电源，提供操作从属电子设备所需的电力；以及
坞接接口，用来与第二电子设备的电接口进行通信，所述第二电子设备的规格因数小于所述外壳的所述规格因数，
其中，所述第一电子设备可以抽取方式坞接至所述第二电子设备，且其中，当所述第一电子设备坞接至所述第二电子设备时，所述第二电子设备的操作至少一部分是由所述第一电子设备的系统处理器经由所述坞接接口来进行控制。
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