CN103117490A - Usb集线器及usb集线器的控制方法 - Google Patents

Usb集线器及usb集线器的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及USB集线器及USB集线器的控制方法。公开了一种能够降低USB系统的电力消耗的USB集线器。该USB集线器包括上游USB端口、下游USB端口、用于给USB外围设备供应操作时钟的时钟引脚、以及用于在上游USB端口和USB主机之间的连接被断开时或者在集线器控制器从USB主机接收到对下游USB端口的挂起请求时停止经由时钟引脚对USB外围设备的时钟供应的集线器控制器。

Description

USB集线器及USB集线器的控制方法
相关申请的交叉引用
在此通过引用全文并入于2011年8月30日提交的日本专利申请No.2011-186918的公开内容，包括说明书、附图和说明书摘要。
技术领域
本发明涉及USB集线器和USB集线器的控制方法，特别地涉及USB集线器以及用于通过USB来连接上游设备（upstream device）和下游设备（downstream device）的USB集线器的控制方法。
背景技术
近年来，USB（通用串行总线）被广泛地用作使电子设备之间进行连接的接口。USB能够使主设备与各外围设备连接。USB被应用于即插即用（plug-and-play）以及通过USB线缆来供应电力的总线电源。此外，还提高了USB的传输速度。因此，USB被应用于许多设备中。USB不仅用于电子设备之间，而且用于电子设备之内。例如，USB接口被实现于半导体集成电路内，用于使半导体芯片之间进行连接以及用于使半导体芯片内的功能块之间进行连接。
为了使能主设备与许多外围设备之间的USB连接而使主设备与多个外围设备连接的USB集线器是已知的。USB集线器具有用于与多个外围设备连接的多个USB端口，使得即使在主设备只具有少数USB端口时，主设备也能够与多得多的外围设备连接。USB集线器包括用于控制USB连接的USB控制器。
例如，非专利文献1和2以相关技术的USB控制器而为人所知。特别地，非专利文献1描述了用于控制USB集线器的集线器控制器。“Ethernet”是注册商标。
[非专利文献1]
SMSC，“USB 2.0Hub and 10/100Ethernet Controller(LAN9512/LAN9512i)”，网址<URL:http://www.smsc.com/media/Downloads Public/Data Sheets/9512.pdf>
[非专利文献2]
Intel，″Intel 5Series Chipset and Intel 3400Series Chipset″，网址<URL:http://www.intel.com/Assets/PDF/datasheet/322169.pdf>
发明内容
非专利文献1描述了包括相关技术的集线器控制器的USB集线器具有用于给外围设备供应时钟的时钟输出端子。但是，没有描述供应时钟的具体方法。
在此，当时钟被供应给外围设备时，电力被外围设备内的所供应时钟消耗。例如，在时钟被输入其内的模拟电路中，当反复使信号反相时，则发生动态的电力消耗。换言之，在由USB集线器供应的时钟与向其供应时钟的外围设备中的电力消耗之间存在着强关联。
因此，本发明的发明人发现：包括外围设备的USB系统的电力消耗能够通过控制给USB集线器供应的时钟来降低。例如，如果USB集线器不考虑主设备和外围设备的状态而一直给外围设备供应时钟，则即使在不需要时钟时，时钟也会被无用地供应，使得电力消耗无法被降低。
因此，相关技术的USB集线器具有这样的问题：当USB集线器一直给外围设备供应时钟时，电力在外围设备内被无用地消耗，使得难以降低USB系统的电力消耗。
根据本发明的USB集线器包括：经由上游USB线与上游设备连接的上游USB端口；经由下游USB线与下游设备连接的下游USB端口；用于为了操作下游设备而给下游设备供应时钟的时钟引脚；以及用于在上游USB端口和上游设备之间的连接被断开时或者在集线器控制器接收到来自上游设备的对下游USB端口的省电模式请求时停止经由时钟引脚到下游设备的时钟供应的集线器控制器。
根据本发明的USB集线器的控制方法是在上游设备和下游设备之间连接的USB集线器的控制方法。控制方法包括以下步骤：给下游设备供应用于操作下游设备的时钟，以及在断开USB集线器和上游设备之间的连接时或者在接收到来自上游设备的对USB集线器的下游USB端口的省电模式请求时停止对下游设备的时钟供应。
在本发明中，当检测到在上游设备和下游设备之间的数据通信的停止时，停止对下游设备的时钟供应，从而可以在不执行数据通信时抑制电力消耗并且也降低USB系统的电力消耗。
根据本发明，可以提供USB集线器以及能够降低USB系统中的电力消耗的USB集线器的控制方法。
附图说明
图1是用于解释根据本发明的第一实施例的USB连接系统的配置的配置图；
图2是用于解释根据本发明的第一实施例的USB集线器的配置的配置图；
图3是用于解释根据本发明的第一实施例的USB集线器的操作的流程图；
图4是用于解释根据本发明的第一实施例的USB集线器的操作的示意图；
图5是用于解释根据本发明的第一实施例的USB集线器的操作的时序图；
图6是用于解释根据本发明的第一实施例的USB集线器的操作的流程图；
图7是用于解释根据本发明的第一实施例的USB集线器的操作的示意图；
图8是用于解释根据本发明的第一实施例的USB集线器的操作的时序图；
图9是用于解释根据本发明的第二实施例的USB集线器的操作的流程图；
图10是用于解释根据本发明的第二实施例的USB集线器的操作的示意图；
图11是用于解释根据本发明的第二实施例的USB集线器的操作的时序图；
图12是用于解释根据本发明的第二实施例的USB集线器的操作的流程图；
图13是用于解释根据本发明的第二实施例的USB集线器的操作的示意图；
图14是用于解释根据本发明的第二实施例的USB集线器的操作的时序图；以及
图15是用于解释根据本发明的第三实施例的USB集线器的配置的配置图。
具体实施方式
第一实施例
在下文中，本发明的第一施例将参照附图来描述。
图1示出了根据本发明的第一实施例的USB连接系统的配置。如图1所示，USB连接系统100包括USB主机20、USB集线器10和USB外围设备30-1、30-2、…、30-N（USB外围设备中的任意一个都可以称为外围设备30）。在USB连接系统100中，USB集线器10的USB主机20一侧被称为上游，而USB集线器10的USB外围设备30一侧则称为下游。
USB主机（上游设备）20是根据USB协议经由USB线来访问任意USB外围设备30并且执行与外围设备的数据通信的设备。USB主机20是例如信息处理设备（例如，个人计算机）。当外围设备经由USB线与USB主机20连接时，USB主机20根据USB协议执行枚举过程，使得USB主机20识别出所连接的USB设备并且提供用于识别外围设备的外围设备专用编号。与外围设备的端点的数据通信通过使用外围设备专用编号来执行。
在本实施例中，USB集线器10和USB 外围设备30被布置于电路板40之上。换言之，在本实例中，USB集线器10和USB 外围设备30被固定且始终彼此连接，并且它们是不可移除的。此外，USB主机20还可以布置于电路板20之上，并且可以将USB主机20、USB集线器10和USB 外围设备30设置为不可移除的。
USB集线器10和USB 外围设备30可以通过线缆来连接，以成为可移除的。在这种情况下，如果时钟线在USB 外围设备30正操作的时候断开，则USB 外围设备30的操作得不到保证。因此，优选的是时钟线在时钟供应停止的时候断开。
USB 外围设备（下游设备）30根据USB协议经由USB线接收来自USB主机20的访问，并且执行与USB主机的数据通信。USB 外围设备30是例如数据存储设备（例如，闪存）。USB 外围设备30通过USB集线器10所供应的时钟来操作。例如，USB 外围设备30是布置于电路板40之上的半导体设备。时钟被供应给外围设备的USB控制器（IC），并且通过USB的数据通信被使能。当USB 外围设备30设置有电源时，USB 外围设备30通过自己的电源来操作。另一方面，当USB外围设备30不具有电源时，USB 外围设备30通过由USB线供应的总线电源来操作。
USB集线器10是根据USB协议经由USB线来中继USB主机20和USB 外围设备之间的数据通信的中继设备。USB集线器10包括上游USB端口11，下游USB端口12-1、12-2、…、12-N（下游USB端口中的任意一个都可以称为下游USB端口12），以及时钟引脚13-1、13-2、…、13-N（时钟引脚中的任意一个都可以称为时钟引脚13）。
上游USB端口11是用于与USB线连接的端子。上游USB端口11经由上游USB线1与USB主机20连接，以使能通过USB协议与USB主机20的数据通信。在本实例中，上游USB线1是正常的USB线缆并且可从USB端口11移除。
上游USB线1是包括多个根据USB协议的信号线的总线，并且包括供应VBUS电源的信号线以及输入/输出数据的数据信号线。
下游USB端口12-1、12-2、…、12-N是用于与USB线连接的端子，并且经由下游USB线2-1、2-2、…、2-N与USB 外围设备30-1、30-2、…、30-N分别连接，以使能通过USB协议与USB 外围设备30-1、30-2、…、30-N的数据通信。在本实例中，下游USB线2是电路板之上的线路并且不可移除。按照与上游USB线1相同的方式，下游USB线2包括供应VBUS电源的信号线和数据信号线。
时钟引脚13-1、13-2、…、13-N是用于与时钟线连接的端子，并且经由时钟线3-1、3-2、…、3-N与USB 外围设备30-1、30-2、…、30-N分别连接，以给USB 外围设备30-1、30-2、…、30-N供应时钟。在本实例中，时钟线3是电路板之上的线路并且不可移除。时钟引脚13被设置用于每个下游USB端口12和用于每个USB 外围设备30。时钟可以由一个时钟引脚13供应给多个USB 外围设备30。
图2示出了根据本发明的第一实施例的USB集线器的配置。USB集线器10如同以上所描述的那样包括上游USB端口11、下游USB端口12和时钟引脚13，并且还包括：上游USB收发器14，下游USB收发器15-1、15-2、…、15-N（下游USB收发器中的任意一个都可以称为下游USB收发器15），集线器控制器17和时钟发生电路18。
USB集线器10是布置于电路板40之上的半导体设备。例如，可以将USB集线器10的整个配置形成为一个芯片，可以将集线器控制器17、上游USB收发器14和下游USB收发器15形成为一个芯片，或者可以将集线器控制器17形成为一个芯片。
上游USB收发器14是经由上游USB端口11将数据传输到上游USB线1以及接收来自上游USB线1的数据的传输/接收电路。下游USB收发器15是经由下游USB端口12将数据传输到下游USB线2以及接收来自下游USB线2的数据的传输/接收电路。
集线器控制器17是用于控制USB主机20与USB 外围设备30之间的数据通信的控制电路。例如，集线器控制器17控制与USB主机20间的枚举、USB外围设备30的识别以及对USB外围设备30的时钟供应。
枚举是用于在USB线被连接时建立通信路径的数据传输和接收的过程。通过枚举可以识别以USB线连接的外围设备的信息。
时钟发生电路18产生具有期望频率的时钟。时钟发生电路18根据集线器控制器17的控制经由时钟引脚13来给USB外围设备30供应时钟。集线器控制器17指示每个端口开始或停止时钟供应。所有USB外围设备30都能够通过时钟发生电路18的时钟来操作，使得并不一定要在每个USB外围设备30中设置时钟发生电路。
然后，在USB集线器10与USB主机20连接时的USB集线器10的操作将参照图3到5来描述。图3示出了USB集线器10在这种情况下的操作的流程。
首先，USB集线器10与USB主机20连接（S101）。当USB集线器10没有经由上游USB线1与USB主机20物理连接时，上游USB线1被插入USB主机20的USB端口和USB集线器10的上游USB端口11之内，以将USB集线器10物理耦接至USB主机20。如果USB主机20被关闭，则USB主机20被开启，使得USB主机20与USB集线器10彼此电连接。
换言之，使USB设备彼此连接包括使USB设备之间通过USB线来物理连接以及使物理连接的USB设备之间电连接。当上游USB线1被连接或者USB主机20启动时，上游USB线1的VBUS电源被开启，并且USB集线器10检测到与USB主机20间的连接。
然后，USB主机20识别出USB集线器10（S102）。USB主机20和USB集线器10被连接，使得USB主机20执行与USB集线器10间的枚举，获取USB集线器10的设备信息，提供特定信息，以及识别出USB集线器10。由此，USB集线器10还识别出USB主机20。
然后，USB集线器10接收来自USB主机20的端口电源使能请求（S103）。USB主机20识别出USB集线器10，使得USB主机20进一步传输USB集线器10的下游USB端12的端口电源使能请求。
然后，USB集线器10开启下游USB端12（S104）。USB集线器10接收来自USB主机20的端口电源使能请求，使得USB集线器10启动全部下游USB端口12的VBUS电源。
然后，USB集线器10开始对USB外围设备30的时钟供应（S105）。如同随后所描述的，在本实施例中，USB集线器10在USB集线器10与USB主机20连接之前停止对USB外围设备30的时钟供应。因此，USB集线器10启动下游USB线2的VBUS电源，并且开始来自全部时钟引脚13的时钟供应以操作USB 外围设备30。
然后，USB主机20经由USB集线器10来识别出USB外围设备30（S106）。USB线3的VBUS电源被启动并且时钟被供应，使得USB外围设备30开始操作并能够经由USB集线器10与USB主机20通信。USB主机20与USB外围设备30连接，使得USB主机20执行与USB外围设备30的枚举，获取USB 外围设备30的设备信息，提供特定信息，并且识别出USB 外围设备30。
图4示出了在USB集线器10与USB主机20连接时的USB集线器10的详细操作。
首先，USB集线器10与USB主机20连接（图4（1））。当上游USB线1被连接于USB主机20与USB集线器10之间时，上游USB收发器14检测到上游USB线1的VBUS电源被启动并且通知集线器控制器17该检测结果。此时，集线器控制器17变为处于等待与USB主机20的枚举完成的状态。
然后，枚举由USB主机20和集线器控制器17来执行，并且USB主机20识别出USB集线器10。此时，集线器控制器17变为处于与USB主机20的枚举被完成的状态。
然后，USB集线器10接收来自USB主机20的端口电源使能请求（图4（2））。USB主机20传输出其目的地是USB集线器10的端口电源使能请求。集线器控制器17分析经由上游USB收发器14接收到的请求的目的地和内容，并且执行与传输给USB集线器10的端口电源使能请求对应的过程。
然后，USB集线器10开启USB集线器10的下游USB端12（图4（3））。集线器控制器17根据所接收到的端口电源使能请求来指示开启下游USB端12，并且启动下游USB端12的VBUS电源。
然后，USB集线器10开始对USB外围设备30的时钟供应（图4（4））。在开启下游USB端12之后，集线器控制器17指示时钟发生电路18供应时钟。时钟发生电路18开始从全部时钟引脚13对USB 外围设备30的时钟供应。
由此USB外围设备的操作得以开始，并且当在USB主机20和USB 外围设备30之间执行枚举时，USB主机20识别出与USB主机20连接的USB 外围设备30。
图5示出了在USB集线器10与USB主机20连接时的每个信号线的操作时序。
当上游USB线1与USB集线器10连接时，上游USB线1的VBUS电源在t1上升至高电平。
上游USB线1的VBUS电源上升至高电平，使得USB主机20在t2通过枚举识别出USB集线器10，并且端口电源使能请求由USB主机20输出到数据信号线上的USB集线器10。
当USB集线器10接收到来自上游USB线1的数据信号线的端口电源使能请求时，USB集线器10在t3使下游USB线2的VBUS电源上升至高电平。
在使下游USB线2的VBUS电源上升之后，USB集线器10在t4开始对时钟线3的时钟供应。
在此，尽管使VBUS电源上升的时序和开始时钟供应的时序可以是相同的，但优选的是时钟供应在VBUS电源升高之后开始。例如，如果在VBUS电源升高之前供应时钟，则存在着时钟被输入其内的时钟缓冲器被破坏的风险（取决于外围设备的规格），从而时钟可以在VBUS电源升高之后供应。
当时钟供应开始时，USB外围设备30在t5开始操作，并且USB主机20通过枚举识别出USB 外围设备30。
然后，在USB集线器10与USB主机20断开时的USB集线器10的操作将参照图6到8来描述。图6示出了USB集线器10在这种情况下的操作的流程。
首先，USB集线器10与USB主机20断开（S111）。例如，上游USB线1被从USB主机20的USB端口或者USB集线器10的上游USB端口11拔出，以物理断开USB集线器10。或者，USB主机20被关闭，使得USB主机20和USB集线器10彼此在电学上断开。
换言之，使USB设备彼此断开包括通过USB线使USB设备彼此物理断开以及使物理连接的USB设备彼此在电学上断开。当上游USB线1被断开或者USB主机20被关闭时，上游USB线1的VBUS电源被关闭并且USB集线器10检测到与USB主机20间的断开。由此在USB主机20和USB集线器10之间的通信被禁用。此外，在USB主机20与USB外围设备30之间的通信以及在USB集线器10与USB外围设备30之间的通信被禁用。换言之，在USB主机20和USB 外围设备30之间的数据通信被停止。
然后，USB集线器10关闭下游USB端口12（S112）。在USB主机20与USB集线器10之间的上游USB线1被断开并且在USB主机20和USB外围设备30之间的数据通信被停止，使得USB集线器10关闭全部下游USB端口12的VBUS电源。
然后，USB集线器10停止对USB外围设备30的时钟供应（S113）。USB集线器10关闭下游USB线2的VBUS电源，并且停止来自全部时钟引脚13的时钟供应以停止USB外围设备30的操作。
图7示出了在USB集线器10与USB主机20断开时的USB集线器10的详细操作。
首先，USB集线器10与USB主机20断开（图7（1））。当在USB主机20和USB集线器10之间的上游USB线1被断开时，上游USB收发器14检测到上游USB线1的VBUS电源被关闭并且通知集线器控制器17该检测结果。此时，集线器控制器17确定：在USB主机20和USB集线器10之间的数据通信被停止并且在USB主机20和USB外围设备30之间的数据通信也被停止。
然后，USB集线器10关闭下游USB端口12（图7（2））。由于在USB主机20和USB外围设备30之间的数据通信被停止了，因而集线器控制器17指示关闭下游USB端口12并且关闭下游USB端口12的VBUS电源。当VBUS电源被关闭时，USB外围设备30检测到下游USB线2被断开了。
然后，USB集线器10停止对USB外围设备30的时钟供应（图7（3））。由于在USB主机20和USB外围设备30之间的数据通信被停止了，因而在关闭了下游USB端口12之后，集线器控制器17指示时钟发生电路18停止时钟供应，并且时钟发生电路18停止从全部时钟引脚13到USB外围设备30的时钟供应。
图8示出了在USB集线器10与USB主机20断开时的每个信号线的操作时序。
当上游USB线1被断开时，上游USB线1的VBUS电源在t11下降至低电平。
由于上游USB线1的VBUS电源下降至低电平，因而USB集线器10使下游USB线2的VBUS电源在t12下降至低电平。
在使下游USB线2的VBUS电源下降之后，USB集线器10在t13停止对时钟线3的时钟供应。
在此，使VBUS电源下降的时序与停止时钟供应的时序可以是相同的。当时钟供应被停止时，USB外围设备30的操作被停止，使得在操作停止时的电力消耗受到抑制。
如上所述，在本实施例中，USB集线器根据与USB主机连接的状态来控制对USB外围设备的时钟供应。在USB中，USB外围设备彼此不通信，并且USB主机与USB外围设备连接且彼此通信，从而可以根据与USB主机连接的状态来确定是否存在着USB外围设备的通信。
具体地，当USB集线器与USB主机连接时，USB集线器开始对USB外围设备的时钟供应以开始与USB外围设备的通信操作，并且当与USB主机的连接被断开时，USB集线器停止对USB外围设备的时钟供应以停止与USB外围设备的通信操作。由此，在通过断开USB线来停止USB外围设备的通信时，通过停止时钟供应，可以降低USB外围设备的电力消耗并且节省整个USB系统的电力消耗。
第二实施例
在下文中，本发明的第二实施例将参照附图来描述。尽管在第一实施例中，对外围设备的时钟供应根据USB主机与USB集线器之间的连接的状态来控制，但是在本实施例中，当下游USB端口由来自USB主机的端口挂起（端口休眠）请求设置为挂起状态（休眠状态）时，对外围设备的时钟供应也受到控制。USB连接系统的配置和USB集线器的配置是与图1和2所示的那些配置相同的。
在下游USB端口12挂起时的USB集线器10的操作将参照图9到11来描述。图9示出了USB集线器10在这种情况下的操作的流程。
首先，USB集线器10接收来自USB主机20的端口挂起请求（S201）。为了使USB集线器10的下游USB端口12挂起，USB主机20传输用于指定待挂起的下游USB端口12的端口挂起请求。
然后，USB集线器10使所请求的下游USB端口12挂起（S202）。USB集线器10接收来自USB主机20的端口挂起请求，使得USB集线器10在由端口挂起请求指定的下游USB端口12上执行挂起过程。USB集线器10在下游USB端口12与连接至下游USB端口12的USB外围设备30之间执行预定的挂起过程，并将下游USB端口12设置为挂起状态。
使USB端口挂起意思是将USB端口从作为正常的操作模式的正常状态设置为挂起模式（休眠模式）。USB集线器10与USB外围设备交换使USB端口挂起所必需的信息，使得USB端口和USB外围设备被设置为挂起状态。挂起状态是省电状态。在挂起状态中，电力消耗通过临时性暂停通信操作以及停止对预定电路的电力供应而得以降低。
当下游USB端口12被挂起时，在USB集线器10与USB外围设备30之间的通信被临时性暂停，并且在USB主机20和USB外围设备30之间的通信也被暂停。换言之，在USB主机20和USB外围设备30之间的数据通信被停止。
然后，USB集线器10停止对USB外围设备30的时钟供应（S203）。为了停止USB外围设备30的操作，USB集线器10停止从与所挂起的下游USB端口12对应的时钟引脚13的时钟供应。
图10示出了在USB集线器10使下游USB端口12挂起时的USB集线器10的详细操作。
首先，USB集线器10接收来自USB主机20的端口挂起请求（图10（1））。USB主机20传输出其目的地是USB集线器10且用于指定下游USB端口12的端口挂起请求。集线器控制器17分析经由上游USB收发器14接收到的请求的目的地和内容，并且执行与传输给USB集线器10的端口挂起请求对应的过程。
然后，USB集线器10使所请求的下游USB端口12挂起（图10（2））。集线器控制器17根据所接收到的端口挂起请求来指示与所指定的下游USB端口12对应的USB收发器15执行挂起过程。USB收发器15执行在下游USB端口12和USB外围设备30之间的挂起过程，并将下游USB端口12设置为挂起状态。
然后，USB集线器10停止对USB外围设备30的时钟供应（图10（3））。集线器控制器17指示时钟发生电路18停止时钟供应。时钟发生电路18停止由与所挂起的下游USB端口12对应的时钟引脚对USB外围设备30的时钟供应。
图11示出了在下游USB端口12挂起时的每个信号线的操作时序。
USB集线器10在t21于上游USB线1的数据信号线上接收用于指定下游USB端口12的端口挂起请求。
USB集线器10根据所接收到的端口挂起请求在t22于下游USB线2的数据信号线上执行挂起过程，使得下游USB端口12挂起。
当端口挂起时，USB集线器10在t23停止对与所挂起的下游USB端口12对应的时钟线3的时钟供应。
当时钟供应停止时，USB外围设备30的操作被停止，使得在操作停止时的电力消耗受到抑制。
然后，在下游USB端口12被恢复时的USB集线器10的操作将参照图12到14来描述。图12示出了USB集线器10在这种情况下的操作的流程。
首先，USB集线器10接收来自USB主机20的端口恢复请求（S211）。为了恢复USB集线器10的下游USB端口12，USB主机20传输用于指定将要恢复的下游USB端口12的端口恢复请求。
然后，USB集线器10重新开始对与所请求的下游USB端口12连接的USB外围设备30的时钟供应（S212）。为了操作USB外围设备30，USB集线器10开始从与将要恢复的下游USB端口12对应的时钟引脚13的时钟供应。
然后，USB集线器10恢复所请求的下游USB端口12（S213）。USB集线器10接收来自USB主机20的端口恢复请求，并且时钟供应被重新开始，使得USB集线器10对由端口恢复请求指定的下游USB端口12执行恢复过程。USB集线器10在下游USB端口12和连接至下游USB端口12的USB外围设备30之间执行预定的恢复过程，并将下游USB端口12设置为正常的通信状态。
恢复USB端口意思是将USB端口从挂起模式设置为作为正常的操作模式的正常状态。USB集线器10与USB外围设备交换为恢复所必需的信息，使得USB端口和USB外围设备被设置为正常的状态。当它们被恢复时，通信操作的暂停被取消并且数据通信被使能。
当下游USB端口12恢复时，在USB集线器10和USB外围设备30之间的数据通信被重新开始，并且在USB主机20和USB外围设备30之间的通信也被重新开始。换言之，在USB主机20和USB外围设备30之间的数据通信的停止被终止。
图13示出了在USB集线器10恢复下游USB端口12时的USB集线器10的详细操作。
首先，USB集线器10接收来自USB主机20的端口恢复请求（图13（1））。USB主机20传输其目的地为USB集线器10且用于指定下游USB端口12的端口恢复请求。集线器控制器17分析经由上游USB收发器14接收到的请求的目的地和内容，并且执行与传输给USB集线器10的端口恢复请求对应的过程。
然后，USB集线器10重新开始对与所请求的下游USB端口12连接的USB外围设备30的时钟供应（图13（2））。集线器控制器17指示时钟发生电路18开始时钟供应。时钟发生电路18开始从与将要恢复的下游USB端口12对应的时钟引脚到USB外围设备30的时钟供应。
然后，USB集线器10恢复所请求的下游USB端口12（图13（3））。集线器控制器17根据所接收到的端口恢复请求来指示与所指定的下游USB端口12对应的USB收发器15执行恢复过程。USB收发器15执行在下游USB端口12和USB外围设备30之间的恢复过程，并将下游USB端口12设置为正常的状态。
图14示出了在下游USB端口12被恢复时的每个信号线的操作时序。
USB集线器10在t31于上游USB线1的数据信号线上接收用于指定下游USB端口12的端口恢复请求。
根据所接收到的端口恢复请求，在t32，USB集线器10开始对与将要恢复的下游USB端口12对应的时钟线3的时钟供应。
在t33于下游USB线2的数据信号线上执行恢复过程，从而恢复下游USB端口12并且将下游USB端口12设置为正常的数据通信状态。
如上所述，在本实施例中，USB集线器根据USB端口的挂起状态来控制对USB外围设备的时钟供应。具体地，当USB集线器接收到来自USB主机的对USB端口的挂起请求时，USB集线器停止对USB外围设备的时钟供应，以及当USB集线器接收到来自USB主机的对USB端口的恢复请求时，USB集线器开始对USB外围设备的时钟供应。由此，当USB外围设备的通信通过USB端口的挂起来停止时，通过停止时钟供应，可以降低USB外围设备的电力消耗并且节省整个USB系统的电力消耗。
第三实施例
在下文中，本发明的第三实施例将参照附图来描述。在第三实施例中，除了第一和第二实施例外，还能够设置由USB集线器供应给外围设备的时钟的频率。
图15示出了根据本发明的第三实施例的USB集线器的配置。除了图2所示的配置外，USB集线器10还包括用于设置时钟频率的设置端子C1、C2和C3。
集线器控制器17根据设置端子C1到C3的输入值（输入电压）来确定时钟的频率。集线器控制器17通知时钟发生电路18所确定的频率，并且时钟发生电路18将所通知的频率的时钟供应给USB外设30。时钟CLK1到CLKN由时钟引脚13-1到13-N输出。
每个时钟引脚（每个USB端口）的时钟的频率可以是不同的。例如，提供其编号与下游USB端口的编号相同的设置端子，时钟CLK1的频率由设置端子C1来确定，时钟CLK2的频率由设置端子C2来确定，以及时钟CLKN的频率由设置端子CN来确定。在这种情况下，例如，当设置端子C1的输入为高时，频率可以设置为12MHz，当设置端子C1的输入为低时，频率可以设置为24MHz，当设置端子C2的输入为高时，频率可以设置为12MHz，以及当设置端子C2的输入为低时，频率可以设置为30MHz。为每个USB端口设置时钟频率，从而能够根据待连接的USB外围设备更精细地设置时钟频率。
全部时钟引脚13的时钟的频率可以是相同的。例如，全部时钟引脚的时钟频率通过使用设置端子C1和C2来共同确定。频率通过多个设置端子的组合来确定，从而能够通过少数端子来设置频率。在设置端子C1和C2的输入电平的组合与频率之间的关系的实例为如下：当（设置端子C2，设置端子C1）为（低，低）时，频率为12MHz，当（设置端子C2，设置端子C1）为（低，高）时，频率为24MHz，当（设置端子C2，设置端子C1）为（高，低）时，频率为30MHz，以及当（设置端子C2，设置端子C1）为（高，高）时，频率为48MHz。
与上文不同，作为用于设置时钟频率的方法，时钟频率可以通过存储设备（例如，寄存器）来设置，或者可以通过命令（例如，来自USB主机的端口电源使能请求）来设置。
如上所述，在本实施例中，按照与第一和第二实施例相同的方式，USB集线器控制着给USB外围设备供应的时钟，从而能够降低电力消耗并且能够设置待供应的时钟的频率。由此可以根据外围设备的规格灵活地选择时钟。
本发明并不限定于上述实施例，而是能够在不脱离本发明的范围的情况下适当地修改。例如，尽管在上述实例中，USB主机和USB外设通过一个USB集线器来连接，但也可以将多个USB集线器进行级联。在这种情况下，上游设备和下游设备可以是USB集线器。
时钟供应可以根据USB外围设备来停止。例如，时钟供应在可能易受故障影响的或者一旦停止时钟供应就难以重新开始的设备的情形中不停止，并且时钟供应可以仅在即使停止时钟供应也能够正常操作的设备的情形中停止。

Claims (20)

1.一种USB集线器，包括：
经由上游USB线与上游设备连接的上游USB端口；
经由下游USB线与下游设备连接的下游USB端口；
给所述下游设备供应用于操作所述下游设备的时钟的时钟引脚；以及
集线器控制器，用于在所述上游USB端口和所述上游设备之间的连接被断开时或者在所述集线器控制器从所述上游设备接收到对所述下游USB端口的省电模式请求时停止经由所述时钟引脚对所述下游设备的时钟供应。
2.根据权利要求1所述的USB集线器，其中所述集线器控制器在包含于所述上游USB线内的电源线关闭时停止对所述下游设备的时钟供应。
3.根据权利要求1所述的USB集线器，其中所述集线器控制器在所述下游设备进入省电模式时停止对所述下游设备的时钟供应。
4.根据权利要求1到3中的任一权利要求所述的USB集线器，其中当在所述上游USB端口和所述上游设备之间的连接被断开时，所述集线器控制器关闭包含于所述下游USB线内的电源线并停止对所述下游设备的时钟供应。
5.根据权利要求4所述的USB集线器，其中所述集线器控制器在所述集线器控制器关闭包含于所述下游USB线内的电源线之后停止对所述下游设备的时钟供应。
6.根据权利要求1到5中的任一权利要求所述的USB集线器，还包括：
分别与多个所述下游设备连接的多个所述下游USB端口，
其中所述集线器控制器停止对所述多个下游设备的时钟供应。
7.根据权利要求1到5中的任一权利要求所述的USB集线器，还包括：
分别与多个所述下游设备连接的多个所述下游USB端口，
其中所述集线器控制器停止对所述多个下游设备的一部分的时钟供应。
8.根据权利要求1到7中的任一权利要求所述的USB集线器，其中所述集线器控制器在所述上游USB端口与所述上游设备连接时开始对所述下游设备的时钟供应。
9.根据权利要求1到7中的任一权利要求所述的USB集线器，其中所述集线器控制器在所述集线器控制器从所述上游设备接收到对所述下游USB端口的电源使能请求时开始对所述下游设备的时钟供应。
10.根据权利要求1到7中的任一权利要求所述的USB集线器，其中所述集线器控制器在所述集线器控制器从所述上游设备接收到对所述下游USB端口的省电模式取消请求时开始对所述下游设备的时钟供应。
11.根据权利要求8或9所述的USB集线器，其中所述集线器控制器开启包含于所述下游USB线内的电源线并且开始对所述下游设备的时钟供应。
12.根据权利要求11所述的USB集线器，其中所述集线器控制器在开启了包含于所述下游USB线内的电源线之后开始对所述下游设备的时钟供应。
13.根据权利要求8到12中的任一权利要求所述的USB集线器，还包括：
分别与多个所述下游设备连接的多个所述下游USB端口，
其中所述集线器控制器开始对所述多个下游设备的时钟供应。
14.根据权利要求8到12中的任一权利要求所述的USB集线器，还包括：
分别与多个所述下游设备连接的多个所述下游USB端口，
其中所述集线器控制器开始对所述多个下游设备的一部分的时钟供应。
15.根据权利要求1到14中的任一权利要求所述的USB集线器，其中所述集线器控制器能够设置给所述下游设备供应的时钟的时钟频率。
16.根据权利要求15所述的USB集线器，还包括：
用于设置所述时钟频率的时钟频率设置端子，
其中所述集线器控制器根据所述时钟频率设置端子的电压电平来设置所述时钟频率。
17.根据权利要求16所述的USB集线器，还包括：
多个所述时钟频率设置端子，
其中所述集线器控制器根据所述多个时钟频率设置端子的电压电平的组合来设置所述时钟频率。
18.根据权利要求15到17中的任一权利要求所述的USB集线器，还包括：
分别给多个所述下游设备供应时钟的多个所述时钟引脚，
其中所述集线器控制器将给所述多个下游设备供应的多个时钟设置为相同的频率。
19.根据权利要求15到17中的任一权利要求所述的USB集线器，还包括：
分别给多个所述下游设备供应时钟的多个所述时钟引脚，
其中所述集线器控制器相互独立地设置给所述多个下游设备供应的多个时钟的频率。
20.一种连接于上游设备和下游设备之间的USB集线器的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
给所述下游设备供应用于操作所述下游设备的时钟；以及
当在所述USB集线器和所述上游设备之间的连接被断开时或者当从所述上游设备接收到对所述USB集线器的下游USB端口的省电模式请求时，停止对所述下游设备的时钟供应。
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