CN103080868B - 充电端口 - Google Patents
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Abstract
一种计算系统包括将功率提供给便携式设备的端口。确定所述计算系统的功率状态,并且能够基于所述计算系统的功率状态提供充电端口的类型。
Description
背景技术
便携式电子设备可以基于可充电电池运行。该设备的电池可以通过将该设备连附到外部功率源而被充电。外部电源可以是直流(DC)功率源。
附图说明
结合以下附图描述本发明的一些实施例。
图1是根据计算系统的示例实施例的框图。
图2是根据计算系统的示例实施例的框图。
图3是根据计算系统的示例实施例的框图。
图4是根据计算系统的示例实施例的框图。
图5是根据示例实施例的示意图;
图6是根据示例实施例的逻辑值的表;以及
图7是根据示例实施例的方法的流程图。
具体实施方式
便携式电子设备可以是具有可充电电池的设备。例如,便携式电子设备可以是手机、便携式音乐播放器、照相机或另一种设备。便携式电子设备可以包括允许数字数据被传送出或送入便携式电子设备的数据连接端口。数据连接端口还可以具有通过数据连接端口接收功率的终端。从数据连接端口接收的功率可以被用于给电池充电或启动便携式设备。数据连接端口可以是通用串行总线(USB)端口或在便携式电子设备被连接到数据连接端口时将功率供给至所连接的便携式电子设备的另一数据连接端口。
电池,例如锂离子或锂聚合物电池,可以根据可用于电池充电电路的电流量来以不同的速率充电。电流是通过导体的电荷流。电荷以电子的形式通过导体运动。当电池被充电时电池存储电子,并且在便携式电子设备运行时电池将电子供给至负载。增加可用于电池的电流可以减小给电池充电所使用的时间。例如,如果给电池充电所汲取的电流是1.5安培,则与给电池充电所汲取的电流是0.5安培的情况相比,电池可以使用更少的时间充电。
USB的电池充电规格(BCS)可以定义充电协议。例如来自USB设计论坛的电池充电规格版本1.1包括专用充电端口(DCP)和充电下行端口(CDP)的参考。DCP和CDP能够允许设备连接至USB端口并且以大于标准USB充电速率的速率充电。
标准下行端口可以是计算系统上的下行端口,当下行端口未被连接或被暂停时,该下行端口期望下行设备汲取小于2.5mA的平均值,当下行端口被连接和未被暂停时汲取达到100mA的最大值,并且如果这样配置并且未被暂停,则汲取达到500mA的最大值。标准下行端口通过15千欧姆的电阻器将数据线(例如D+线和D-线)接地。标准下行端口可以具有以下能力:检测如果便携式设备是否在驱动D+线并以某种方式进行反应,诸如唤醒计算系统。
充电下行端口是被要求支持电池充电规格的充电下行端口特征的设备上的下行端口。充电下行端口在任何时间都能够输出例如1.5安培的电流。
根据电池充电规格,专用充电端口是通过USB连接器输出功率的设备上的下行端口,不过无法列举下行设备。专用充电端口被要求以最小电流输出例如1.5安培。专用充电端口被要求缩短数据线,例如D+线和D-线。
标准不与计算机系统的功率管理状态兼容。例如,诸如CDP的协议要求存在USB主机并且如果计算机处于关闭状态,例如处于高级配置和电源接口标准(ACPI)的S5关闭状态,则不存在USB主机。如果便携式设备使用CDP而连接至计算机但是处于关闭状态,则便携式电子设备电池可能在上述标准速率下不充电,因为便携式电子设备电池希望与USB主机相连通。DCP协议可以将两个信号终端连接在一起以指示端口是DCP。如果信号终端被连接在一起,则数据不能在信号终端上发送,因此数据不能在计算机和便携式电子设备之间传送。
在一个实施例中,计算系统可以包括传送数据并提供功率到便携式设备的端口。功率源可以向所述便携式设备提供电流。信号发生器可以提供指示所述计算系统的功率状态的信号。控制器可以接收所述信号并且基于所述计算系统的所述功率状态确定所述便携式设备的充电端口的类型。
参考附图,图1是根据计算系统的示例实施例的框图。计算系统100可以包括通过第一连接115连接至控制器105的信号发生器110。控制器105可以通过第二连接120连接至端口125。功率源130可以通过第三连接135连接至端口125。
端口125可以与便携式设备传送数据并向便携式设备提供功率。端口125可以是例如USB端口或向便携式设备既提供通信又提供功率的另一端口。
功率源可以向端口125提供电流以供给至与端口125连接的便携式设备。功率源可以向端口提供恒定电流或者可以包括不同电流电平。例如,功率源可以提供允许便携式设备汲取任意安培直至1.5安培的常量1.5安培,并且功率源可以供给被便携式设备所汲取的电流。便携式设备所汲取的量可以在握手之后由便携式设备确定。在另一个示例中,功率源可以是关闭的并且不供给任何电流至端口,或者可以具有所提供的减少的电流量,诸如0.5安培。
信号发生器110可以是控制器集线器的部分。控制器集线器可以是例如可以包括用于与存储器通信、图形处理、网络通信或其他输入/输出的多个输入/输出控制器的计算机系统芯片组。信号发生器110可以提供指示计算系统的功率状态的信号。系统的功率状态可以是例如根据ACPI的S5(关闭状态)、S3(低功率状态)、S0(工作状态)。
控制器105可以从信号发生器110接收指示计算系统100的功率状态的信号,并基于计算系统的功率状态确定便携式设备的充电端口的类型。在一个实施例中,如果功率源处于如同通过连接115传送的信号所指示的关闭状态,则由控制器105确定的充电端口的类型可以是专用充电端口(DCP)。专用充电端口不使用USB主机,因此计算机不需要是工作的USB主机并且可以允许便携式电子设备从端口125汲取比端口125的类型是标准USB端口时所允许的电流更多的电流。
在一个实施例中,如果功率源处于由通过连接115传送的信号指示的工作状态,则充电端口的类型可以是充电下行端口(CDP)。充电下行端口(CDP)需要USB主机并且还允许数据通过端口传送。
图2是根据计算系统的示例实施例的框图。端口125可以被连接至便携式设备240。便携式设备240可以包括电池245。电池245可以通过从端口125接收功率来充电。端口125可以从功率源130接收功率。
在一个实施例中,功率源130能够供给至少等于能够被便携式设备240汲取的最多电流量的电流量。例如,功率源130能够供给1.5安培到便携式设备240以给电池245充电。在一个实施例中,便携式设备240确定可以从端口125汲取多少电流。为了确定便携式设备240从端口125汲取的电流量,便携式设备240可以执行握手。握手可以是例如被便携式设备接收的来自控制器的信号。如果控制器105提供使用便携式设备240完成的握手,则便携式设备240可以汲取比如果握手未完成的情况的电流量增大的电流量。在一个实施例中,如果控制器105完成握手,则功率源130供给的电流增大,因为便携式设备240正在从功率源130汲取附加的功率。
在低功率状态,如果使用便携式设备240完成握手,则端口125可以是专用充电端口。在一个实施例中,便携式设备240可以确定端口125是专用充电端口,如果端口是专用充电端口,则端口的信号线会短接在一起。
处于低功率状态的计算系统可以通过从低功率状态唤醒计算系统100的端口从便携式设备240接收信号。如果计算系统被从低功率状态唤醒,则端口125不能是专用充电端口(DCP)。如果完成握手,则在唤醒之后处于工作状态的计算系统100可以具有为充电下行端口的端口125。如果端口125是充电下行端口,则通过充电下行端口而连接至便携式设备240的计算机系统100可以通过端口125与便携式设备交流数据。
图3是根据计算系统的示例实施例的框图。计算系统300可以包括电池355。电池355可以向计算系统330提供功率,并且可以向功率源330提供功率。计算系统330可以包括信号发生器310以生成指示计算系统300的功率状态的信号。信号可以通过连接315被控制器305接收。如果计算系统处于低功率状态,则控制器305可以指定端口325为专用充电端口。计算系统300可以包括阈值控制器360,从而如果电池容量小于阈值,则禁用专用充电端口。阈值可以由用户定义,预编的或动态的。在示例中,如果阈值是电池容量的20%并且电池电荷下降到电池容量的20%,则阈值控制器360禁用专用充电端口。如果专用充电端口被禁用了,则功率源可以不通过连接335向端口325提供任何功率或者控制器305可以不通过连接320向端口325提供握手。如果控制器305不向该端口提供握手,则便携式设备可以回到标准USB端口模式并基于标准USB模式汲取电流,例如0.5安培。
如果计算系统处于如信号发生器310向控制器305指示的工作状态,则控制器305可以把端口325指定为充电下行端口。如果端口是充电下行端口,则阈值控制器360可以用于确定电池电荷是否在阈值以下并且通过向控制器305指示不给端口325提供握手来禁用该充电下行端口。
图4是根据计算系统的示例实施例的框图。计算系统400可以包括连接到存储器470的处理器475。该存储器可以是提供存储基础输入/输出系统指令(BIOS)的非易失性存储器。BIOS中的指令可以是用户可控的并且可以用于确定如果系统处于低功率或关闭状态下,则端口425是否能变成专用充电端口。该处理器可以被连接至外围控制器集线器410。外围控制器集线器410可以包括信号发生器以通过连接415向控制器405指示计算系统400的功率状态。
外围控制器集线器410可以连接至计算机可读介质485。该计算机可读介质可以是非易失性存储器或易失存储器。例如,计算机可读介质可以是硬盘驱动器或随机存取存储器(RAM)。计算机可读介质可以包括如果被处理器所执行促使计算系统400使用外围控制器集线器410确定计算系统的功率状态的指令。该指令可以促使系统提供端口425,如果计算系统400处于低功率状态,则端口425是专用充电端口,如果计算系统400处于工作状态,则端口425是充电下行端口。
计算系统400可以包括电池455。阈值控制器460可以监控电池455并确定电池电荷是否小于电池容量的阈值。阈值控制器460可以控制控制器405或功率源430的输出。
图5是根据示例实施例的示意图。在一个实施例中,控制器集线器510可以向充电端口控制器505提供至少一个信号。例如,控制器集线器510可以提供第一信号和第二信号。例如根据ACPI,第一信号590可以是SLP_S3#以及第二信号595可以是SLP_S4#。充电端口控制器505可以在输入端CTL1和CTL2接收信号。例如,如果第一信号590是逻辑0并且第二信号595信号是逻辑0,则系统处于S5或关闭状态,如果第一信号590是逻辑0并且第二信号595信号是逻辑1,则系统处于S3或睡眠状态,以及如果第一信号590是逻辑1并且第二信号595信号是逻辑1,则系统处于S0或工作状态。
控制器560可以向在输入端CTL3接收的充电端口控制器505提供第三信号585。控制器560可以是例如键盘控制器。第三信号585可以被BIOS激活以指示充电端口控制器505能够实现基于系统功率状态在静态模式下专用充电端口或充电下行端口的供给。在动态模式下,如果计算系统的电池被确定为低于阈值,则第三信号585可以是非激活的(de-asserted)。例如,如果系统处于工作状态,那么如果电池电荷处于临界电池水平,诸如电池容量的5%,第三信号585可以是非激活的。另一个示例是如果系统处于低功率状态,则如果电池小于用户定义阈值或小于临界阈值那么第三信号585是非激活的,并且如果计算系统被连接至外部电源或电池超过阈值,则第三信号585可被再激活(re-asserted)。
控制器_PWR_ON信号580能够被功率源530接收。功率源530从控制器_PWR_ON信号580和V5CP__EN信号581确定是否在582处在+V5CP下输出功率。
图6是根据示例实施例的逻辑值的表。如果第三信号585是逻辑0、第一信号590是逻辑0并且第二信号595是逻辑0,那么充电端口模式处于关闭状态并且系统处于S5,其中经由控制器PWR_ON信号580强加V5CP。在计算系统从电池转变到AC功率的情况下,第三信号585可以从这个模式被激活。
如果第三信号585是逻辑1、第一信号590是逻辑0并且第二信号595是逻辑0,那么充电端口模式是DCP,并且系统处于S5,其中由第三信号585启动V5CP。充电端口被允许并且充电端口控制器505处于DCP模式。在这个模式期间,如果从电池流出,那么第三信号585可以是非激活的,并且控制器560确定电池处于用户定义设置以下。如果临界电池状况被认为是必须的,则控制器560可以选择性的不激活第三信号585,这将结束进行中的任何BCS充电过程并强迫充电端口关闭。
如果第三信号585是逻辑0、第一信号590是逻辑0并且第二信号595是逻辑1,则充电端口模式是SDP并且系统处于S3。充电端口被允许,但是第三信号585指示充电模式被禁用。在计算系统从电池转变到AC的情况下,第三信号585可以从这个模式被激活。
如果第三信号585是逻辑1、第一信号590是逻辑0并且第二信号595是逻辑1,则充电端口模式是DCP并且系统处于S3。充电端口被允许,并且第三信号585指示充电模式被允许。在这个模式期间,如果从电池流出,那么第三信号585可以是非激活的,并且控制器580确定电池处于用户定义设置以下。如果临界电池状况被认为是有必要的,则控制器560可以选择性的不激活第三信号585,这将结束处理进行中的任何BCS充电过程并强迫充电端口为SDP模式。
如果第三信号585是逻辑0、第一信号590是逻辑1并且第二信号595是逻辑1,则充电端口模式是SDP并且系统处于S0。控制器580应该根据接收的用户设置来设置第三信号585的状态。这种情况下,第三信号585从不改变状态。
如果第三信号585是逻辑1、第一信号590是逻辑1并且第二信号595是逻辑1,则充电端口模式是CDP并且系统处于S0。控制器560应该根据接收的用户设置而忽略用户定义阈值(针对S0状态)来设置第三信号585的状态。如果临界电池状况被认为是有必要的,则控制器560可以选择性的不激活第三信号585,这将结束处理进行中的任何BCS充电过程并强迫充电端口为SDP模式。
图7是根据示例实施例的方法的流程图。该方法可以从计算系统给便携式设备充电。该方法可以在605处确定计算系统的功率状态。如果计算系统的功率状态处于工作功率状态,则该方法在620处基于系统的工作功率状态继续调节充电端口的类型。充电端口的类型可以通过控制器确定,例如基于计算系统的工作状态,控制器可以将端口指定为充电下行端口或标准下行端口。在指定充电端口的类型后,在625处功率可被供给至计算系统的端口以给便携式设备充电。可替代的,功率通常被提供至端口并且控制器改变与便携式设备的握手,从而向便携式设备指示可用的功率。
如果在605处确定计算系统的功率状态处于低功率状态,则在610处充电端口的类型就基于计算系统的低功率状态。低功率状态可以是S3睡眠状态或S5关闭状态。睡眠状态下和关闭状态下的充电端口模式可以是一样的或者可以是不同的。例如在关闭状态下,充电端口可以是关闭或处于DCP,而在睡眠状态下,充电端口可以处于SDP模式或DCP模式。在确定充电端口的类型后,在615处功率可被供给至计算系统的端口以给便携式设备充电。
该方法还可以包括确定电池阈值和改变充电端口类型或者如果确定电池电荷超过阈值则禁用专用充电端口和充电下行端口。例如,如果电池阈值容量被设置在20%并且电池电荷降到电池容量的20%以下,那么充电端口的类型可以被改变。在610或620处确定端口类型之后,确定握手协议以向便携式设备指示可用功率量。
所描述的技术可以被体现在配置计算系统的计算机可读介质中,从而执行该方法。计算机可读介质可以包括,例如并不限定,以下中的任何数量:包括磁盘和磁带存储介质的磁场存储介质;诸如光盘介质(例如CD-ROM、CD-R灯等)和数字视频光盘存储介质的光学存储介质;全息照相存储器;包括诸如FLASH存储器、EEPROM、EPROM、ROM的基于半导体的存储器的非易失性存储器;铁磁数字存储器;包括寄存器、缓冲器或快速高速缓冲贮存区存储器、主存储器、RAM等的易失性存储器介质;仅举几例。计算机可读介质的其他新的和各种类型可以被用于存储和/或发传送这里讨论的软件模块。计算系统可以被建立为许多形式,包括但并不限于主机、微机、服务器、工作站、个人电脑、笔记本电脑、掌上电脑、各种无线设备和嵌入式系统,仅举几例。
在上文中,提出了许多细节以提供对本发明的理解。然而,本领域技术人员可以理解的是,不需要这些细节就可以实现本发明。虽然结合有限数量的实施例公开了本发明,但是本领域技术人员将从中领会许多修改和改变。意图是覆盖修改和改变的所附权利要求落入本申请的真实精神和范围内。
Claims (12)
1.一种计算系统,包括:
端口,传送数据并提供功率到便携式设备;
功率源,向所述便携式设备提供电流;
信号发生器,提供指示所述计算系统的功率状态的信号;以及
控制器,接收所述信号并且基于所述计算系统的所述功率状态确定所述便携式设备的充电端口的类型;
其中所述功率充电端口的类型至少从专用充电端口、充电下行端口和标准下行端口中选出;
如果使用所述便携式设备完成握手并且信号指示低功率状态,则所述端口由所述便携式设备识别为所述专用充电端口。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述控制器提供如果使用所述便携式设备完成的握手,则所述便携式设备能够汲取比如果所述握手未完成时增大的电流量。
3.根据权利要求2所述的系统,其中如果控制器完成所述握手,则由所述功率源供给的所述电流增加。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述端口的信号线和功率线以所述便携式设备识别所述端口为所述专用充电端口的方式被配置。
5.根据权利要求1所述的系统,其中如果所述端口被配置为允许连接至所述端口的所述便携式设备从低功率状态唤醒所述计算系统,则所述端口不是所述专用充电端口。
6.根据权利要求1所述的系统,其中如果完成握手且所述计算系统处于工作功率状态下,则所述端口由所述便携式设备识别为所述充电下行端口。
7.根据权利要求6所述的系统,其中如果所述端口是所述充电下行端口,则所述计算系统通过所述端口与所述便携式设备传送数据。
8.根据权利要求1所述的系统,进一步包括电池阈值控制器,用于如果所述电池容量小于阈值,则禁用所述专用充电端口中之一或所述专用充电端口两者的握手。
9.一种从计算系统给便携式设备充电的方法:
确定所述计算系统的功率状态;
向所述计算系统的端口提供功率以给便携式设备充电;
提供指示所述计算系统的功率状态的信号;
基于所述计算系统的功率状态调节功率充电端口的类型;
其中所述功率充电端口的类型至少从专用充电端口、充电下行端口和标准下行端口中选出;
如果使用所述便携式设备完成握手并且信号指示低功率状态,则所述端口由所述便携式设备识别为所述专用充电端口。
10.根据权利要求9所述的方法,进一步包括选择电池阈值并禁用所述专用充电端口、所述充电下行端口握手协议。
11.根据权利要求9所述的方法,进一步包括提供握手协议以用于与便携式设备通信。
12.根据权利要求9所述的方法,进一步包括其中将数据从所述端口传送到便携式设备的所述充电下行端口以及其中数据线的结构阻止握手的所述标准下行端口。
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