CN103024107A

CN103024107A - 智能手机扩展平台

Info

Publication number: CN103024107A
Application number: CN2012105164085A
Authority: CN
Inventors: 方锵龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明提供了一个将智能手机(兼容平板电脑)扩展为开放式平台的装置、系统和方法。具体地，智能手机连接扩展平台后，可以根据使用需求增加或更换输入输出设备，建立由“智能手机-扩展平台-外接设备”组成的系统。扩展平台主要包括平台主接口、主板和接口群。平台主接口和接口群固定在主板边缘位置，部分接口(如USB接口)固定在外壳上通过线缆连接到主板的针脚上。主板固定在外壳内部，平台主接口和其他固定接口通过外壳镂空区域伸出。平台主接口提供智能手机与扩展平台间的高速连接和数据交互。主板上安装了扩展平台的主要电路系统、芯片组和对外接口。接口群提供多规格的多媒体接口、USB接口、LAN接口等，并可以根据需要定制增加接口。

Description

智能手机扩展平台

技术领域

本发明属于电子设备领域，更具体地，是为智能手机、平板电脑提供多种接口用于连接输入输出设备的配件。

背景技术

近年来智能手机的核心硬件(处理器、内存、底板等)已经得到了快速发展，但智能手机配置的输入、输出设备却一直停滞。在输入设备上仅从实体小键盘向触摸屏、虚拟键盘发展，在娱乐性和简便性上有所提高，但仍然无法进行复杂、快速的输入；在输出设备上屏幕显示效果有了较大提高，但仍然无法摆脱手机体积的限制，只能采用较小尺寸的屏幕。随着智能手机硬件的进一步发展，现有手机的输入输出设备将无法充分发挥智能手机的性能。

智能手机都集成了WIFI以及移动通信上网两大无线网络功能，基本可以实现随时随地使用互联网，互联网的接入范围大大领先于其他终端设备。但同样由于输入、输出设备迟迟没有突破性发展，导致智能手机在互联网使用体验和应用面上落后于台式电脑、笔记本电脑、平板电脑等其他终端设备，无法充分利用互联网接入便利、接入范围广阔的优势。

当前智能手机在日常使用和互联网利用上均有很大的发展潜力，但因为输入输出设备发展滞后而受到制约。

因此，将智能手机扩展成一个可以根据使用需求增加或更换输入输出设备的开放式平台，将有助于充分发挥智能手机的硬件性能和互联网接入优势，大幅扩展智能手机的功能和用途，甚至可以在很大程度上替代台式电脑、笔记本电脑两大传统平台，基本满足人们日常生活娱乐和商务办公的需要，从而大大减少数码产品功能重叠、重复购置的问题，使人们享受到更便捷的生活方式和互联网应用，同时大量减少电子垃圾的来源。

本发明正是使智能手机扩展为开放式平台进而替代电脑的基础设备。

发明内容

本发明提供了一个将智能手机(兼容平板电脑)扩展为开放式平台的装置、系统和方法。具体地，智能手机连接扩展平台后，可以根据使用需求增加或更换输入输出设备，建立由“智能手机-扩展平台-外接设备”组成的系统。

扩展平台主要包括平台主接口、主板和接口群。平台主接口和接口群固定在主板边缘位置，部分接口(如USB接口)固定在外壳上通过线缆连接到主板的针脚上。主板固定在外壳内部，平台主接口和其他固定接口通过外壳镂空区域伸出。平台主接口提供智能手机与扩展平台间的高速连接和数据交互。主板上安装了扩展平台的主要电路系统、芯片组和对外接口，主要功能是实现智能手机与扩展平台上外接的各个设备的连接和数据交互。接口群主要提供多规格的视频输出接口、音频输入输出接口、USB接口、LAN接口等，并可以根据应用需要定制增加接口。

在实施例中，平台主接口分四个功能区。第一功能区为视频信号区，负责将手机屏幕的视频信号输入到扩展平台，经扩展平台输出到外接显示器、电视机、投影仪等设备。第二功能区为音频信号区，负责将手机的音频信号输入到扩展平台，经扩展平台输出到外接音响设备；将外接麦克风接收到的音频信号经扩展平台输入到手机。第三功能区为指令和数据传输区，负责将外接设备输入到扩展平台的指令和数据传入智能手机，智能手机系统处理后作出相应动作和反馈，发送指令和数据至扩展平台及相关外接设备。第四功能区为供电区，负责向手机供电。

在实施例中，扩展平台主板采用类似计算机主板的结构，但在计算机主板的基础上进行了大量精简和改造。由于“智能手机-扩展平台-外接设备”组成的系统利用智能手机原有核芯、内存和系统完成所有运算工作，所以扩展平台不需要CPU插座和内存、PCI等插槽，也不需要BIOS芯片识别硬件，因此扩展平台主板的面积较计算机主板的面积缩减很多，芯片组的功能也较为简单。芯片组是主板的核心组成部分，是智能手机与外接设备沟通的桥梁。

北桥芯片：提供对手机接口和手机系统的支持，通过平台主接口与智能手机建立连接，接收视频信号，接收和发送音频信号、指令和数据，对信号、指令和数据进行处理并与南桥芯片进行通信。另外北桥芯片还负责管理主板搭载的闪存。

南桥芯片：提供对外接设备的支持，负责检测各个接口上的设备并建立连接，如USB、LAN、音频接口、视频接口(如HDMI、DVI、VGA)等。

为了适应多用户、多设备的使用环境，减少在更换手机、更换外接设备以后需要多次下载安装驱动程序，在主板中增设一定容量的闪存用于储存常用的外接设备的驱动程序。外接设备的驱动程序安装在闪存中，在首次使用安装以后，其他智能手机只要连接扩展平台就可以通过北桥芯片调用闪存中的驱动程序，无需再次安装驱动程序。另外闪存还可用于安装部分平台专用软件，避免软件大量占用手机储存空间。

智能手机通过数据线连接扩展平台后，北桥芯片将与智能手机进行通信识别，确认建立连接后智能手机进入平台操作模式，通过南桥芯片检测已经连接上的外接设备，提示安装驱动程序或调用相关驱动程序。此后可以通过外接的输入设备(如鼠标、键盘、手写板等)操作手机系统，手机系统的界面实时输出到外接显示设备(如显示器、电视机、投影仪等)上。若无外接输入设备，仍然可以使用智能手机触摸屏进行操作，也可以使用智能手机配置的摄像头进行拍摄、录像和视频通话。在插入外接扬声器以后，手机的内置扬声器将自动关闭。

连接扩展平台以后，配合外接设备，智能手机可以进行快速文字输入、图片处理、资料搜索及编辑等操作，并且及时通过网络发送或者连接打印机进行打印；观看视频和演示文稿有更好的效果；基本满足人们日常生活娱乐和商务办公的需要，在很大程度上替代台式电脑、笔记本电脑两大传统平台，减少数码产品功能重叠、重复购置的问题。通过参照本说明书的其余部分以及附图可以更充分理解本发明的本质和优点。

附图说明

为了更全面地了解本发明，请参照附图。

附图1是扩展平台的主要结构及数据、信号流示意图。

附图2是扩展平台的工作示意图。

附图3是扩展平台与智能手机进行交互连接的流程图。

附图4是扩展平台与需要驱动程序的外接设备交互连接的流程图。

附图5是扩展平台与多媒体(视频及音频)设备交互连接的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图1中，智能手机110通过数据线连接主板120上的平台主接口130，与北桥芯片140进行交互连接。连接成功后开始与南桥芯片150进行通信并检测各个端口是否有外接设备接入。150内集成了多媒体控制器151、局域网控制器152和I/O控制器153。151主要负责音视频信号的分流和转换以及相关端口的支持；152主要提供网线接口的支持，将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输；153是控制平台输入输出设备的基础，在实施例中主要提供通用串行总线接口(USB)和外部串行ATA接口的支持，通过USB接口连接键盘、鼠标、打印机等I/O设备以及U盘、移动硬盘等移动储存设备，通过外部串行ATA接口连接高速SSD硬盘等储存设备作为平台的扩展储存器。

多媒体接口区域包括多种规格的视频接口和音频接口。混合输出接口151-A为同步输出音视频信号的接口，如HDMI接口；视频输出接口151-B为独立输出视频信号的接口，如VGA接口和DVI接口；151-C为独立输出音频信号的接口，如同轴音频接口和光纤接口；151-D为独立输入音频信号的接口，如3.5mm音频输入接口和6.5mm音频输入接口。(注：使用多媒体设备无需安装驱动程序)

网线接口152-A为最常用的RJ45网线接口，与常规调制解调器和路由器相匹配。在网络带宽日益提高、手机数据上传下载量日渐加大的环境下，采用有线连接网络可以获得更快的网络速度和更稳定的网络环境。

外部串行ATA接口153-A包括2个或以上的e-SATA接口；通用串行总线接口群及针脚153-B包括多个(6个或以上)固定USB接口和针脚，针脚可以通过线缆连接到外壳上其他位置的USB接口。(注：使用I/O设备通常需要安装驱动程序)

为了适应多用户、多设备的使用环境，减少在更换手机、更换外接设备以后需要多次下载安装驱动程序，在主板中增设闪存160用于储存常用的外接设备的驱动程序。外接设备的驱动程序安装在闪存中，在首次使用安装以后，其他智能手机只要连接扩展平台就可以通过140调用闪存中的驱动程序，无需再次安装驱动程序。另外闪存还可用于安装部分平台专用软件，避免软件大量占用手机储存空间。

由附图1中指令数据、音频信号和视频信号的传输路径指示可以看到，三者在系统中独立传输，视频信号只从智能手机到显示设备单向输出，指令数据和音频信号则为双向传输。

附图2中，“智能手机-扩展平台-外接设备”组成的平台基本建立。智能手机210中屏幕显示的内容作为视频信号同步输出到显示设备230，音频信号同步输出到音响设备240。210在对外输出视频信号和音频信号时，屏幕和扬声器自动关闭以。通过鼠标250和键盘260可以对210进行快速操作，基本实现在台式电脑或笔记本电脑上的办公、娱乐及多媒体演示功能。210中的文件、资料、通讯录可以复制到移动储存设备270中进行备份。210中的文档、图片、照片、通信录可以通过打印机280进行打印。通过连接调制解调器或路由器290，210可以实现高速、稳定的网络连接。

扩展平台与智能手机进行交互连接的流程如附图3所示。经过310和320将扩展平台和智能手机利用数据线连接起来后，执行330操作开启扩展平台电源。智能手机执行340操作，开始检测手机接口与平台主接口是否匹配，向北桥芯片发出带有本机硬件及系统参数标识的握手信号。北桥芯片能够正确识别握手信号并且手机的硬件及系统参数符合北桥芯片预设范围，北桥芯片向智能手机发出握手信号，得到智能手机互认后正式建立连接。若匹配失败，进入360操作，重接数据线或更换匹配平台要求的智能手机重新进行连接。

扩展平台与需要驱动程序的外接设备交互连接的流程如附图4所示。设备连接线插入平台对应接口后，执行420操作，南桥芯片检测设备连接情况及设备基本信息并发送至手机。手机接收到信息后执行430操作，在平台闪存驱动库中查找对应设备的驱动程序。若驱动库中没有该驱动程序则进入440操作，发出需要另行安装驱动的提示。若在驱动库中查找到对应驱动程序或安装驱动程序完成后进入450操作，手机读取驱动程序。读取驱动程序成功后，手机与外接设备建立连接，可以开始使用该设备。

扩展平台与多媒体(视频及音频)设备交互连接的流程如附图5所示。将多媒体设备连接线插入扩展平台上对应的接口，南桥芯片执行520操作，检测接口及设备基本信息并发送至智能手机。智能手机接收到连接状态及设备基本信息后输出所需信号流，扩展平台接收到信号流后经过南桥芯片多媒体控制器的分流、转换后输出到多媒体设备。

以上所描述的实施例是本发明的一个示例，通过阅读说明书及参照附图，本领域技术人员将会明白这里所描述的方法和/或结构的多种改进和修改。所有依赖于本发明以及通过本发明的思想所采取的改进、修改或变形，被认为是属于本发明的范围。因此，本说明书和附图不应该被认为是限制性的，本发明不仅限于所描述的实施例，而应参照所付的权利要求根据其全部范围或等同形式来确定。

Claims

1.一种用于智能手机(平板电脑)与一个或多个外接输入输出设备交互连接的扩展平台，该扩展平台包括：

平台主接口，其作用是实现平台与智能手机(平板电脑)交互连接；

接口群，其作用是实现平台与外接设备交互连接；

主板，其作用是实现智能手机与外接设备的通信和数据交互。

2.根据权利要求1所述的扩展平台，其中，平台主接口包括四个功能区：

第一功能区为视频信号区，负责将手机屏幕的视频信号输入到扩展平台。第二功能区为音频信号区，负责将手机的音频信号输入到扩展平台，将外接麦克风接收到的音频信号经扩展平台输入到手机。第三功能区为指令和数据传输区，负责将外接设备输入的指令和数据发送到智能手机，智能手机系统处理后作出相应动作，发送指令和数据至扩展平台及相关外接设备。第四功能区为供电区，负责向手机供电。

3.根据权利要求1所述的扩展平台，其中，所述主板上安装了扩展平台的主要电路系统、芯片组和对外接口。芯片组是主板的核心组成部分，是智能手机与外接设备沟通的桥梁。芯片组主要实现如下功能：

一，提供对手机接口和手机系统的支持，通过平台主接口与智能手机建立连接，接收视频信号，接收和发送音频信号、指令和数据，对信号、指令和数据进行处理并与管理外接设备的模块进行通信。

二，提供对外接设备的支持，负责检测各个接口上的设备并建立连接，如USB、LAN、音频接口、视频接口(如HDMI、DVI、VGA)等。

三，管理主板闪存，从闪存存取数据、驱动程序等。

4.根据权利要求1所述的扩展平台，其中，LAN接口连接调制解调器或路由器，智能手机可以通过扩展平台其实现有线上网，物理地址由扩展平台提供。

5.根据权利要求1所述的扩展平台，其中，所述主板上安装了扩展平台的主要电路系统、芯片组和对外接口。为了适应多用户、多设备的使用环境，减少在更换手机、更换外接设备以后需要多次安装驱动程序的繁琐工作，在主板中增设一定容量的闪存用于安装常用的外接设备的驱动程序。在首次使用外接设备安装驱动程序后，其他智能手机只要连接扩展平台就可以直接调用闪存中的驱动程序，无需再次安装驱动程序。

6.在接入扩展平台以后，智能手机的摄像头可以直接调用，用作拍摄、录像或视频通话等；触摸屏也仍然可以用于控制手机系统和连接平台的设备。