CN102981981A - Usb设备、通信系统及其工作模式切换方法 - Google Patents

Usb设备、通信系统及其工作模式切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种USB设备、通信系统及其工作模式切换方法。其中USB设备工作模式切换方法包括：USB设备插入主机，所述USB设备配置有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，所述USB设备将单光盘设备信息发送给主机，所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。本发明的USB设备、通信系统及其工作模式切换方法能够避免USB设备采用断电等方式重新配置固件程序来实现工作模式的切换，从而减小工作模式的切换时间。

Description

USB设备、通信系统及其工作模式切换方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种USB设备、通信系统及其工作模式切换方法。
背景技术
目前市场上众多的USB多功能设备都有一个从光盘到多端口工作模式的切换过程。当主机（hos t）上没有安装UI（userint erface，用户界面）程序和驱动程序时，USB设备与计算机连接后首先会上报一个单光盘CDROM类设备信息，此CDROM中包含了设备在多端口模式所需的UI程序和驱动程序。安装过程结束后，UI或者驱动程序会自动检测到USB设备并发送特定的命令使USB设备从光盘切换至多端口工作模式。
目前这种通用方案有如下原理性的缺陷，即：
（1）无论host上是否已成功安装过UI和驱动程序，USB设备每次插入host都首先枚举为CDROM类设备，CDROM中的UI或者驱动程序检测host上是否已经安装设备正常工作所需的必要程序，如果没有，则继续保持光盘状态并提示用户安装；如果有，则发送切换命令使设备切换至多端口的工作模式。这个工作模式切换的过程通常需要设备采用断电等方式重新配置固件程序，而这种切换方式需要耗费一定的时间，这个时间的存在对于提升用户体不利；同时也会给设备的固件程序和UI程度带来一些兼容性困扰。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种USB设备、通信系统及其工作模式切换方法能够避免USB设备采用断电等方式重新配置固件程序来实现工作模式的切换。
为解决上述技术问题，本发明提供一种USB设备工作模式切换方法，其具体技术方案如下：
一种USB设备工作模式切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
USB设备插入主机，所述USB设备配置有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，所述USB设备将单光盘设备信息发送给主机，所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
进一步地，所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式具体包括：
USB设备根据主机下发的信息索取指令向主机发送对应的工作模式信息；
USB设备接收所述主机基于所述工作模式信息下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
进一步地，USB设备工作模式切换方法还包括：
USB接收主机下发的信息上报指令，根据所述信息上报指令将当前的工作模式信息上报至主机。
进一步地，在所述USB设备插入主机上电后还包括：初始化应用层模块使应用层模块处于就绪状态。
同样为了解决上述的技术问题本发明提供了通信系统工作模式切换方法，具体技术方案如下：
一种通信系统工作模式切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
USB设备插入主机，所述USB设备配置有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，则所述USB设备将单光盘设备信息发送给主机，所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
主机根据单光盘设备信息中的安装信息安装功能管理模块，安装完成后功能管理模产生配置指令下发给所述USB设备；
所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
进一步地，所述功能管理模产生配置指令的过程具体包括：
主机下发信息索取指令给USB设备；
USB设备发送对应的工作模式信息给主机；
所述功能管理模块根据USB根据所述工作模式信息产生配置指令。
进一步地，所述功能管理模产生配置指令的过程具体包括：
功能管理模块接收用户输入的命令信息，根据用户输入的命令信息产生配置指令。
进一步地，所述通信系统工作模式切换方法还包括：
功能管理模块强制刷新主机的USB设备管理模块，使主机的USB设备管理模块下发信息上报指令给USB设备；
USB设备根据下发的信息上报指令将当前的工作模式信息上报给主机。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种USB设备，其具体技术方案如下：
一种USB设备，其特征在于，包括：USB配置模块和指令接收模块；
所述USB配置模块用于在USB插入主机后配置单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，并将所述单光盘设备信息发送给主机；
所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
所述指令接收模块用于接收主机功能管理模块下发的配置指令；
所述USB配置模块还用于根据所述配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
进一步地，所述USB配置模块用于根据主机下发的信息索取指令向主机发送对应的工作模式信息，并接收所述主机基于所述工作模式信息下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
进一步地，所述USB配置模块还用于接收主机下发的信息上报指令，根据所述信息上报指令将当前的工作模式信息上报至主机。
进一步地，所述USB设备还包括：应用管理模块；所述应用管理模块用于在所述USB设备插入主机上电后初始化应用层模块使应用层模块处于就绪状态。
同样为了解决上述的技术问题本发明还提供了一种通信系统，包括：主机和如权利要求9-12任一项所述的USB设备；所述主机设备用于根据单光盘设备信息中的安装信息安装功能管理模块，所述功能管理模用于产生配置指令下发给所述USB设备。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种USB设备、通信系统及其工作模式切换方法能够避免USB设备采用断电等方式重新配置固件程序来实现工作模式的切换，其中USB设备工作模式切换方法中USB设备有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，U选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。可知USB设备配置有多种工作模式，由主机产生配置指令来选择适合主机的USB工作模式从而达到切换工作模式的目的，可以无需采用断电等方式重新配置固件程序来实现工作模式的切换，减少了USB设备功能切换的时间，进而解决了设备的固件程序和UI程度的兼容性问题。
附图说明
图1为本发明实施例一USB设备工作模式切换方法的一种流程示意图；
图2为本发明实施例一USB设备工作模式切换方法的另一种流程示意图
图3为本发明实施例一通信系统工作模式切换方法的一种流程示意图；
图4为本发明实施二USB设备的一种结构示意图；
图5为本发明实施二USB设备的另一种结构示意图；
图6为本发明实施二通信系统的结构示意图；
图7为本发明实施三USB设备工作模式切换方法一种流程示意图；
图8为本发明实施三USB设备工作模式切换方法另一种流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图1所示，本实施例的USB设备工作模式切换方法包括：
步骤101：USB设备插入主机，所述USB设备配置有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，所述USB设备将单光盘设备信息发送给主机，所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
步骤102：所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
根据USB协议的规定，设备同时可以存在多个配置描述符(conf iguration descriptor)，但同一个时刻仅有一套配置是有效的。当USB设备插入host后，操作系统下发GET_DESCRIPTOR指令来索要设备描述符（device descriptor）、配置描述符（configuration descriptor）、接口描述符(interface descriptor)以及端点描述(endpointdescriptor)。其中设备描述符中会指明设备此时支持的配置数目。USB设备每一种工作模式对应一套配置。本实施的单光盘设备信息和多种工作模式信息可以有以下两种情况产生：第一种是，在出厂时USB设备就配置了多种工作模式信息和单光盘设备信息，该情况下配置的工作模式可以为几种通用的工作模式（如用来安装UI的单CDROM模式、多端口模式、包含AT/MODEM（调制解调器）功能可供用户上网的工作模式、仅在Windows8系统上可用的MBIM上网模式等）；第二种是当USB设备插入主机上电后USB设备配置多种工作模式信息和单光盘设备信息，该配置的方式可以当USB设备插入主机后，根据主机的情况配置出几种合适的工作模式。本实施例中配置USB设备的工作模式信息可以是USB设备将15对USB端点endpo int分配为多组，每组endpoint与特定功能的处理机制绑定并形成一个配置conf iguration即一个工作模式信息，每个配置conf iguration对应一个功能模式并实现一个特定功能。
当USB设备在插入主机后USB会生成单光盘设备信息和多种USB工作模式信息，首先USB设备上报单光盘设备信息，单光盘设备信息包括供主机安装功能模块的安装信息；主机根据该安装信息安装功能管理模块，然后主机的功能管理模块生成配置指令下发到USB设备；USB设备接收配置指令从多种USB工作模式信息中选择一种工作模式信息配置为USB设备当前的有效的工作模式，完成工作模式的切换。
在上述步骤102中USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式具体包括：
USB设备根据主机下发的信息索取指令向主机发送对应的工作模式信息；
USB设备接收所述主机基于所述工作模式信息下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
如图2所示，本实施例的USB设备工作模式切换方法还包括步骤103：USB接收主机下发的信息上报指令，根据所述信息上报指令将当前的工作模式信息上报至主机。当USB设备工作模式切换完成后将当前的工作模式信息上报至主机通知主机USB设备端完成切换，然后主机和USB设备进行通信。
本实施例的USB设备工作模式切换方法步骤101中在所述USB设备插入主机上电后还包括：初始化应用层模块使应用层模块处于就绪状态。
本实施例的USB设备工作模式切换方法利用USB多配置无需切换的特性，采用host刷新设备管理模块的方法实现USB设备功能的转换，减少传统方案存在的切换时间，提升用户体验，充分体现USB设备高效、便捷的特点
如图3所示，本实施例还提供了一种通信系统工作模式切换方法，该方法包括：
步骤201：USB设备插入主机，所述USB设备配置有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，则所述USB设备将单光盘设备信息发送给主机，所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
步骤202：主机根据单光盘设备信息中的安装信息安装功能管理模块，安装完成后功能管理模产生配置指令下发给所述USB设备；
步骤203：USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
本实施例的功能切换方法中USB设备生成多种工作模式信息，由主机选择适合的工作模式，不需要通过USB设备自身通过重新配置所需的功能，，只需把事先生成好USB工作模式信息设置为当前的工作模式信息，减少USB工作模式切换的时间。
上述步骤203中功能管理模产生配置指令的过程具体包括：
主机下发信息索取指令给USB设备；
USB设备发送对应的工作模式信息给主机；
所述功能管理模块根据USB根据所述工作模式信息产生配置指令。
上述步骤203中功能管理模块产生配置指令的过程具体可以包括：
功能管理模块接收用户输入的命令信息，根据用户输入的命令信息产生配置指令。
可见功能管理模块产生配置命令有以上两种方式，一种是通过USB设备上报的工作模式信息，通过比较上报工作模式信息和主机的配置选择出一种适合主机的工作模式。如USB设备描述符中会指明设备此时支持的配置数目，host可以根据这个数目下发多次GET_DESCRIPTOR指令，设备上报所支持的所有工作模式信息，之后可以通过SET_CONFIGURATION指令选择其认为最合适的工作模式信息，当然也可以发一次GET_DESCRIPTOR指令，USB设备上报一种工作模式信息，主机比较该工作模式信息和自身的配置情况看是否为合适的工作模式信息，如果合适者下发SET_CONFIGURATION指令给USB设备，如果不合适，则继续发送SET_CONFIGURATION请求USB设备的工作模式信息直到合适为止。
本实施例通信系统工作模式切换方法还包括：
能管理模块强制刷新主机的USB设备管理模块，使主机的USB设备管理模块下发信息上报指令给USB设备；
USB设备根据下发的信息上报指令将当前的工作模式信息上报给主机。
本实施例中USB设备中的单光盘设备信息还包括UI或者驱动程序以使主机能够驱动USB设备实现数据通信；若在开始时功能管理模块检测到主机中没有安装UI或者驱动程序，则获取单光盘设备信息中的UI或者驱动程序安装驱动和人机交互界面，若检测到主机已经安装了UI或者驱动程序则根据主机的配置情况选择一种适合的工作模式并下发相应的配置指令给USB设备。
本实施例的通信系统工作模式切换方法能够通过USB设备配置多种工作模式，然后主机根据配置情况选择合适的工作模式，USB设备从多种工作模式中选择一种工作模式为当前有效的工作模式完成USB设备工作模式的切换，不需要使用传统方式即采用断电等方式重新配置固件程序来实现工作模式的切换，减少了工作模式的切换时间，能够快捷有效的切换工作模式，同时使解决了固定程序的兼容性问题。
实施例二：
本实施例对应实施一的USB设备工作模式切换方法提出了一种USB设备，如图4所示，本实施例的USB设备包括：USB配置模块和指令接收模块；
USB配置模块用于在USB插入主机后配置单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，并将所述单光盘设备信息发送给主机；
单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
指令接收模块用于接收主机功能管理模块下发的配置指令；
USB配置模块还用于根据所述配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
上述USB配置模块用于根据主机下发的信息索取指令向主机发送对应的工作模式信息，并接收所述主机基于所述工作模式信息下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。USB配置模块接收主机发送的信息索取指令如GET_DESCRIPTOR指令，然后将配置好的多种工作模式信息上报给主机，主机根据上报的工作模式信息结合自身的配置情况选择一种工作模式并产生相应的配置指令下发给USB设备的指令接收模块；USB设备的USB配置模块根据配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
本实施例USB设备中USB配置模块还用于接收主机下发的信息上报指令，根据所述信息上报指令将当前的工作模式信息上报至主机。
如图5所示，本实施例USB设备还包括：应用管理模块；所述应用管理模块用于在所述USB设备插入主机上电后初始化应用层模块使应用层模块处于就绪状态。
本实施例中USB配置模块负责USB描述符的生成形成各种工作模式信息，决定设备在host端呈现的功能类型。
设备插入host后，USB配置上报模块形成多种USB工作模式且首先上报单光盘CDROM设备信息，使用户可以安装其中的HOST侧管理模块；管理模块安装成功之后检测HOST的配置情况，并下发包含有配置信息的指示指令；指令接收模块在收到来自管理模块的指示指令后通知USB配置模块，配置相应的工作模式信息为当前的工作模式。之后，功能管理模块强制刷新host的USB设备管理模块，使其重新下发GET_DESCRIPTOR指令，USB配置上报模块上报当前有效的工作模式信息。
如图6所示，对应实施例一的通信系统工作模式切换方法，本实施例还给出了一种通信系统，包括主机和上述的USB设备，所述主机设备用于根据单光盘设备信息中的安装信息安装功能管理模块，所述功能管理模用于产生配置指令下发给所述USB设备。
本实施例主机（host）可以为计算机，所述的USB设备可以为无线网卡、无线数据卡等
实施例三：
本实施例应用上述实施一的方法、设备和系统实现USB设备功能的切换；本实施例USB设备与host连接利用USB的多配置特性实现设备功能切换的技术。将USB设备与host连接后首先上报单CDROM状态，主机中功能管理软件决定是否下发指示指令并强制系统刷新设备管理模块。具体的以USB设备从单光盘模式切换到多端口模式为例来说明，如图7所示:
步骤301：设备插入主机后USB配置模块生成多种USB工作模式信息并首先上报单光盘CDROM设备信息，应用管理模块初始化并使所有必需的应用层模块处于就绪状态，其中单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
步骤302：主机安装功能管理模块，功能管理模块检测host侧UI和驱动程序是否已安装、切换条件是否已具备。如条件具备则进入步骤305，否则进入步骤303；
步骤303：USB配置模块向HOST上报单光盘CDROM设备西悉尼
步骤304：提示用户安装CDROM中的UI和驱动程序软件，安装完毕之后进入步骤305；
步骤305：功能管理模块根据预设判断下发指示指令，
步骤306：USB设备侧的指令接收模块根据指令通知USB配置管理模块设置当前有效的工作模式信息为多端口工作模式；
步骤307：功能管理模块强制系统刷新其设备管理模块，并下发GET_DESCRIPTOR指令；
步骤308：设备上报多端口工作模式，处于正常工作状态，用户可以直接使用USB设备。
本方案解决了传统USB设备功能切换中存在的切换时间问题，通过host侧功能管理模块来实现对USB功能类型的选择和控制，也弥补了USB规范典型多配置方案在操作系统上无法自主选择功能模式的缺陷，提升了用户体验。
更进一步，本发明不仅可以用于解决程序安装以及功能切换存在的切换时间问题，也适用于任何与USB设备功能切换相关问题的解决。
如图8所示，USB设备功能切换方法的示意流程图，详细步骤说明如下：
步骤401、用户在使用时输入命令，通知功能管理模块使用的功能参数信息；
步骤402、通知功能管理模块决定USB配置模块上报的工作模式信息，根据工作模式信息下发命令；
步骤403、404、405、配置模块上报相应的工作模式信息实现USB设备工作模式切换；
此实例展示了本发明在任意USB功能切换时的使用方法，相对与传统方案减少了切换时间，其切换过程更加灵活。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种USB设备工作模式切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
USB设备插入主机，所述USB设备配置有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，所述USB设备将单光盘设备信息发送给主机，所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
2.如权利要求1所述的USB设备工作模式切换方法，其特征在于，所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式具体包括：
USB设备根据主机下发的信息索取指令向主机发送对应的工作模式信息；
USB设备接收所述主机基于所述工作模式信息下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
3.如权利要求1或2所述的USB设备工作模式切换方法，其特征在于，还包括：
USB接收主机下发的信息上报指令，根据所述信息上报指令将当前的工作模式信息上报至主机。
4.如权利要求3所述的USB设备工作模式切换方法，其特征在于，在所述USB设备插入主机上电后还包括：初始化应用层模块使应用层模块处于就绪状态。
5.一种通信系统工作模式切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
USB设备插入主机，所述USB设备配置有单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，则所述USB设备将单光盘设备信息发送给主机，所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
主机根据单光盘设备信息中的安装信息安装功能管理模块，安装完成后功能管理模产生配置指令下发给所述USB设备；
所述USB设备根据主机功能管理模块下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
6.如权利要求5所述的通信系统工作模式切换方法，其特征在于，所述功能管理模产生配置指令的过程具体包括：
主机下发信息索取指令给USB设备；
USB设备发送对应的工作模式信息给主机；
所述功能管理模块根据USB根据所述工作模式信息产生配置指令。
7.如权利要求5所述的通信系统工作模式切换方法，其特征在于，所述功能管理模产生配置指令的过程具体包括：
功能管理模块接收用户输入的命令信息，根据用户输入的命令信息产生配置指令。
8.如权利要求6或7所述的通信系统工作模式切换方法，其特征在于，还包括：
功能管理模块强制刷新主机的USB设备管理模块，使主机的USB设备管理模块下发信息上报指令给USB设备；
USB设备根据下发的信息上报指令将当前的工作模式信息上报给主机。
9.一种USB设备，其特征在于，包括：USB配置模块和指令接收模块；
所述USB配置模块用于在USB插入主机后配置单光盘设备信息和至少一种工作模式信息，并将所述单光盘设备信息发送给主机；
所述单光盘设备信息包括供主机安装功能管理模块的安装信息；
所述指令接收模块用于接收主机功能管理模块下发的配置指令；
所述USB配置模块还用于根据所述配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
10.如权利要求9所述的USB设备，其特征在于，所述USB配置模块用于根据主机下发的信息索取指令向主机发送对应的工作模式信息，并接收所述主机基于所述工作模式信息下发的配置指令选择一种工作模式信息配置为当前有效的工作模式。
11.如权利要求9或10所述的USB设备，其特征在于，所述USB配置模块还用于接收主机下发的信息上报指令，根据所述信息上报指令将当前的工作模式信息上报至主机。
12.如权利要求11所述的USB设备，其特征在于，还包括：应用管理模块；所述应用管理模块用于在所述USB设备插入主机上电后初始化应用层模块使应用层模块处于就绪状态。
13.一种通信系统，其特征在于，包括：主机和如权利要求9-12任一项所述的USB设备；所述主机设备用于根据单光盘设备信息中的安装信息安装功能管理模块，所述功能管理模用于产生配置指令下发给所述USB设备。
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