CN103376871A - 在寄主模式下执行充电操作的系统、设备以及方法 - Google Patents

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CN103376871A CN2013101481610A CN201310148161A CN103376871A CN 103376871 A CN103376871 A CN 103376871A CN 2013101481610 A CN2013101481610 A CN 2013101481610A CN 201310148161 A CN201310148161 A CN 201310148161A CN 103376871 A CN103376871 A CN 103376871A
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金敬勋
申东洛
河致廷
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Abstract

一种在寄主模式下执行充电操作的系统、设备以及方法，能够在终端的寄主模式下执行充电操作。该系统包括终端，用于在寄主模式下从连接的外部附件同时接收与外围装置执行通信的功能和充电功能。外部附件在客户端模式下在执行外围装置通信时同时提供充电功能。

Description

在寄主模式下执行充电操作的系统、设备以及方法
技术领域
本发明涉及在寄主模式(host mode)下执行充电操作以对通过USB连接器连接至终端的键盘、鼠标和存储器等外围装置充电的系统、设备以及方法，终端切换为USB寄主模式以执行与外围装置的通信。更具体地，本发明涉及在寄主模式下执行充电操作的系统、设备以及方法，能够在终端的寄主模式下执行充电操作。
背景技术
例如移动终端等终端可以通过USB连接器建立与外围装置的连接来执行通信，或通过USB缆线建立与诸如PC、笔记本或平板电脑等装置的连接或与USB备用电池的连接来执行充电功能。
在USB备用电池连接至终端的情况下，数据线D+和D-变得短接，使得USB备用电池被识别为充电器“TA”。
此外，当外围装置，例如键盘、鼠标和/或存储器通过USB连接器连接至终端时，终端切换至USB寄主模式，以执行与外围装置的通信。此外，当终端通过USB缆线与PC连接时，终端切换至USB客户端模式，以执行充电功能给例如终端的电池充电。
当终端根据与外围装置的连接切换至USB寄主模式时，终端总是提供5V电力给外围装置，并且当通过从终端供给的电力，外围装置的数据线D+处于上拉状态时，终端可以执行与外围装置的通信。
然而，当终端处于USB寄主模式时，在USB寄主模式下，要求终端始终供给预定电力给连接的外围装置，由此从移动终端的电池汲取相当多的电力。
此外，即使在由于其自身电池不需要电力供给的平板电脑或坞站连接至终端时，在终端处于USB寄主模式时终端也需要无条件地供给预定的电力，因此不利地，终端的功耗增加。
此外，为了提供USB通信和移动高清视频链接(MHL)功能，要求终端分离地包括USB端口和MHL端口。
发明内容
因此，本发明的示例方面是为了解决现有技术中出现的上述问题，并提供一种在寄主模式下执行充电操作的系统、设备以及方法，能够在终端的寄主模式下同时执行充电功能和通信。
此外，本发明提供在寄主模式下执行充电操作的系统、设备和方法，能够在终端的寄主模式下执行与连接至外部附件的外围装置的通信，而不供给电力给连接的外部附件。
根据本发明的示例方面，提供一种在寄主模式下执行充电操作的系统，所述系统优选包括：终端，在寄主模式下同时接收执行与外围装置的通信的功能和来自连接的外部附件的充电功能；以及外部附件，配置为在执行外围装置通信的同时/期间，同时在客户端模式下提供充电功能给终端。
根据本发明的另一示例方面，提供一种用于在终端的寄主模式下执行充电操作的设备，所述设备优选包括：端口，与外部附件连接；切换单元，配置成在同时提供与外围装置通信的功能和充电功能的外部附件连接至端口时，通过切换至寄主模式，在执行与连接至外部附件的外围装置通信的同时将与外部附件连接通知给第一配电器；和第一配电器，配置成在寄主模式期间通过接收从外部附件供给的电力来执行充电。
根据本发明另一示例方面，提供一种在终端的寄主模式下执行充电操作的方法，所述方法优选包括：由控制单元或MUIC确定提供与外围装置通信的功能和充电功能的外部附件是否连接；和，当控制单元或MUIC确定外部附件连接时，通过切换至寄主模式，在执行与连接外部附件的外围装置通信的同时通过接收来自外部附件的电力来执行充电功能。
附图说明
图1是示出根据本发明示例性实施例的在寄主模式下执行充电操作的系统的框图；
图2是示出图1的终端内USB端口的图；
图3是示出图1的终端内切换单元(MUIC)的图；和
图4是示出根据本发明示例性实施例的在终端的寄主模式下执行充电操作的过程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图描述本发明的示例性实施例。本领域技术人员应该理解并认识到，此处要求的本发明不限于为了说明的目的在附图中提供的示例。在全部附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
根据本发明示例实施例的终端包括例如便携式终端和固定终端。此处，便携式终端是容易携带的移动电子装置，并且包括视频电话、移动电话、智能电话、国际移动电信(IMT)-200终端、宽带码分多址(WCDMA)终端、通用移动电信服务(UMTS)终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字多媒体广播(DMB)终端、电子书、诸如笔记本电脑和平板PC等便携式计算机以及数字摄像机等，这里仅给出一些可能示例。固定终端可以包括台式个人计算机等。
图1是示出根据本发明示例性实施例的在寄主模式下执行充电操作的系统的框图，图2是示出图1的终端中的USB端口的图，以及图3是示出图1的终端中的切换单元(微USB集成电路(MUIC))的图。
现在参照图1，用于在寄主模式下执行充电操作的系统优选地包括终端100和外部附件200。外部附件200可选地包括保持板的形式，使得终端100可以与外部附件200连接，同时终端100由外部附件200保持。
终端100在寄主模式下利用连接的外部附件200同时执行与外围装置的通信功能和充电功能。终端100包括USB端口110、切换单元120、第一配电器130以及存储器140。
USB端口100是集成USB端口，配置用于同时操作USB通信和移动高清链接(MHL)功能，包括combo-USB端口，其能够同时执行USB通信和通过MHL传送图像和声音。
当集成USB端口110连接外部附件200，集成USB端口110向切换单元120发送根据从外部附件200输入的电阻值而变化的电压值。
集成USB端口110可以具有例如11个管脚。参照图2示出的示例，集成USB端口110包括接地(GND)线11、电力供给/接收VBUS线1、用于USB通信的线2和3、用于MHL功能的线6至8、以及用于基于可以识别的连接至终端的外部附件的类型来输入电压值的线10。集成USB端口110包括USB端口驱动器，并且集成USB端口的前述操作可以通过USB端口驱动器执行。
因为集成USB端口提供有限的线(VBUS线、线D+、线D-以及GND线)，因而切换单元120执行切换操作，使得使用一条线可以共享多种路径。
关于处理器，相对高功率的处理器可以称为主处理器或应用处理器(AP)。相对于低功率的子处理器或感测(sensing)处理器，主处理器通常被认为是高功率的。
关于本发明，切换单元120可以包括超低功率处理器，例如“感测处理器”、微控制器单元“MCU”、“传感器集线器(处理器)”或微USB集成电路(MUIC)。超低功率处理器可以指上述任一种。
切换单元(MUIC)120可以建立应用处理器(AP)USB、调用处理器(CP)USB、AP通用异步收发机(UART)以及CP UART的路径(图3示出可以连接至前述部件的线)。因此，当切换单元120通过USB端口的线10接收根据从连接至集成USB端口的外部附件输入的电阻值而改变的电压值时，切换单元120确定连接至终端的外部附件的类型。
例如，当从外部附件输入的电阻值确定为0Ω时，切换单元120确定USB连接器连接至外围装置，将终端切换为USB寄主模式，提供5V电力至连接至USB连接器的外围装置，并且随后执行与其的通信。
然而，当从外部附件输入的电阻值确定为40.2Ω时，切换单元120确定连接了外部附件200，该外部附件200同时提供与外围装置执行通信和充电操作的功能。
然后，切换单元120通过建立将数据线MUIC_DM(D-)和MUIC_DP(D+)连接至线AP_D-和AP_D+的路径并将终端100切换至寄主模式，在不供给电力至外部附件200的情况下，向第一配电器130通知外部附件200的连接并执行与连接至外部附件200的外围装置的通信。
切换单元120检查在终端的USB寄主模式下不供给电力至外部附件200的情况下外部附件200的数据线D+是否处于上拉状态。当外部附件200的数据线D+处于上拉状态时，切换单元120执行枚举操作以识别连接至外部附件200的外围装置的类型。然后，当切换单元120完成枚举操作时，切换单元120通过识别与外围装置连接的外部附件200的USB集线器210，来执行与连接至外部附件220的USB集线器210的外围装置的通信。
参照图3，在MUIC的结构中，MUIC配置成根据连接至集成USB端口的外部附件的类型，建立将线MUIC_ID和数据线MUIC_DM(D+)和MUIC_DP(D-)连接至应用处理器AP301或调用处理器CP302的路径，其中线MUIC_ID用于接收根据从USB端口接收的外部附件的电阻值而变化的电压值。
此外，当切换单元(MUIC)120通过集成USB端口110发送MHL信号至外部附件200时，外部附件200可以接收MHL信号，随后输出所接收的MHL信号给连接至外部附件200的高清多媒体接口(HDMI)端口的外部输出装置。
切换单元(MUIC)120包括切换单元驱动器，并且可以通过切换单元驱动器执行切换单元120的前述操作。
当在终端的USB寄主模式下终端执行与连接至外部附件200的外围装置的通信时第一配电器130接收到来白切换单元(MUIC)120的对外部附件200的连接的通知时，第一配电器130通过接收供给外部附件200的电力来执行充电功能。
当第一配电器130通过回叫(callback)功能从切换单元120接收到指示了外部附件200连接至终端100的通知时，第一配电器130通过切换至高速充电模式来执行高速充电(超过500mA)，这是USB充电电流的极限。
由于外部附件200接收来自能够接收例如2A电流的高容量充电装置TA的电力，所以第一配电器130可以接收从外部附件200提供的高容量充电电流。
第一配电器130包括第一配电器驱动器(未示出)，并且第一配电器130的前述操作可以通过第一配电器驱动器执行。
包括非暂时性机器可读介质的存储器140存储外部附件的类型和根据外部附件的类型的电压值。
继续参照图1，外部附件200在客户端模式下执行与外围装置的通信时，同时向终端100提供充电功能。外部附件200被预设为使得当外部附件200与终端100连接时数据线D+处于上拉状态。
此外，为了提供USB通信和充电功能二者，外部附件200基本包括四条线(VBUS、D+、D-以及GND)，并且连接至终端100的集成USB端口110。
此外，外部附件200优选包括USB集线器210、第二配电器211以及用于输出音频信号的音频单元212。
USB集线器210可选地包括外部输出装置可连接至的多个HDMI端口210a、以及外围装置可连接至的多个USB端口210b。
第二配电器220提供通过外部供电装置白充电的电力或通过连接的外部供电装置接收的电力。
因为第二配电器220接收来自能够接收例如2A电流的高容量充电装置TA的电力，所以第二配电器220可以在终端100的寄主模式下提供高容量充电电流至终端100。
参照图4描述由图1系统在寄主模式下执行充电操作的操作。
图4是示出根据本发明示例性实施例的在终端的寄主模式下执行充电操作过程的示例性操作的流程图。
在下文中，将与图1至3一起参照图4详细描述本发明的示例性实施例。
参照图4，当在S401确定外部附件连接至终端100的USB端口100时，集成USB端口100通过线MUIC_ID向切换单元(MUIC)120发送根据从外部附件输入的电阻值而变化的电压值。
在S402，切换单元120基于从集成USB端口100接收的外部附件的电压值，确定连接至终端100的USB端口100的外部附件的类型。
当从集成USB端口100接收的外部附件(其同时提供与外围装置的通信功能和充电功能(S403))的电压值(即，基于电阻值)为40.2Ω时，切换单元120检测根据电阻值(40.2Ω)而变化的电压值，并且在S404切换至高速充电模式和USB寄主模式。
在S404，切换单元120确定外部附件200的连接以通过回叫功能执行对第一配电器130的高速充电。因此，第一配电器130设置PMIC以用于充电并切换至高速充电模式，从而允许通过从外部附件200中执行高容量充电的第二配电器211接收电力来进行高速充电。
进一步，在步骤404，切换单元120通过建立将数据线MUIC_DM(D+)和MUIC_DP(D-)连接至线AP_D+和线AP_D-的路径并且设置USB控制器的注册值，将终端100切换到寄主模式。随后，在S405，切换单元120检查在没有电力供给至外部附件100的情况下外部附件200的数据线D+是否处于上拉状态。
外部附件200被预设(预配置)成使得当连接的终端是USB寄主模式时外部附件200的数据线D+处于上拉状态。因此，与现有技术中只有当预定电力(5V)被供给外部附件时外部附件的数据线才进入上拉状态的情形相反，即使没有提供预定电力给外部附件200，外部附件200的数据线D+也已经处于上拉状态。
因此，当确定外部附件200的数据线D+处于上拉状态时，在S406，切换单元120检测到上拉状态并进行步骤407，发送/接收描述符信息，同时执行用于识别连接至外部附件200的外围装置的枚举操作。
当枚举操作完成时，切换单元120识别外部附件200的连接外围装置的USB集线器210，完成外部附件200的USB集线器210的连接，以及随后在步骤S408识别外部附件200的音频单元212。
在步骤409，在完成与外部附件200的USB集线器210的连接之后，切换单元120执行与连接至USB集线器210的USB端口的外围装置的通信。随后，当切换单元120在终端的USB寄主模式下通过USB端口110发送MHL信号给外部附件200时，外部附件200可以接收MHL信号并输出所接收的MHL信号给连接至HDMI端口的外部输出装置，HDMI端口包含在外部附件200的USB集线器210中。
当在步骤S401、S403以及S406的确定分别为“否”时，在步骤497、498、499执行相应功能。
根据本发明的在寄主模式下执行充电操作的系统、设备以及方法可以用计算机可读记录介质中记录的计算机可读代码实现。计算机可读记录介质可以包括存储计算机系统可读数据的每种类型的记录装置。计算机可读记录介质的示例包括ROM、RAM、光盘、磁带、软盘、硬盘以及非易失性存储器、以及例如载波(例如通过因特网传输)等记录媒介。计算机可读记录介质还可以分布在网络连接的计算机系统中使得计算机可读代码可以分布式地存储并执行。
因此，本发明提供了在寄主模式下执行充电操作的系统、设备以及方法，使得在终端的寄主模式下执行与外围装置的通信的同时，能够同时执行充电功能。此外，本发明的效果在于通过接收电力而不是提供电力给自身具有电池的外部附件，防止了终端电池的耗尽。
此外，本发明使得终端能够同时通过包括USB集线器的外部附件与多种外围装置连接。此外，外部附件可以通过具有少量的11个管脚的USB端口实施MHL连接，从而本发明使得终端能够在执行USB寄主操作的同时通过外部附件执行HDMI输出。
根据本发明的上述方法可以实现为硬件、固件或作为存储在诸如CD ROM、RAM、DVD、软盘、硬盘或磁光盘等非暂时机器可读介质上的软件或计算机代码，或在网络上下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质上并存储在本地非暂时机器可读介质上的计算机代码，使得此处所述方法可以被加载到例如通用计算机的硬件，或专用处理器或可编程或专用硬件，例如ASIC或FPGA中。如本领域技术人员理解的，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括存储组件，例如RAM、ROM、闪存等，其可以存储或接收软件或计算机代码，这些软件或计算机代码在被计算机、处理器或硬件访问和执行时实现这里所说的处理方法。此外，应该认识到，当通用计算机访问用于执行这里示出的所述处理的代码时，所述代码的执行将通用计算机转化为具体用途的计算机用于执行这里示出的所述处理。此外，本领域技术人员理解并认识到，“处理器”或“微处理器”包括要求保护的本发明中的硬件。在最广义的合理解释下，所附权利要求构成符合35U.S.C.§101的法定主题。
这里所用的术语“单元”或“模块”理解为根据在35U.S.C.§101的法定主题构成硬件，例如处理器或微处理器，配置用于特定所需功能，并且不是由软件本身构成的。
应用处理器(AP)USB、调用处理器(CP)USB以及MUIC都是加载有机器可执行代码的微处理器、处理器或控制器，并包括硬件。
虽然参照本发明的示例性实施例具体地描述和图示了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可以在形式和内容上做出多种修改。因此，在权利要求限定的本发明的主要精神范围内可以执行多种修改，并且这些修改的实施方式可以是本发明的技术精神或方面的一部分。

Claims (25)

1.一种用于在寄主模式下执行充电操作的系统，所述系统包括：
终端，在寄主模式下同时执行与外围装置的通信和接收来自连接的外部附件的充电功能；和
其中，外部附件在客户端模式下执行与外围装置的通信时，同时向终端提供充电功能。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述终端包括：
集成端口，与外部附件连接并且配置成同时提供USB通信和移动移动高清链接MHL功能；
切换单元，在外部附件连接至集成端口时对于第一配电器确定与外部附件的连接，并切换至寄主模式，在寄主模式下终端执行与连接至外部附件的外围装置的通信；和
其中，第一配电器在接收到来自切换单元的对于外部附件连接的通知时切换至充电模式，并且在终端处于寄主模式的同时第一配电器通过接收从外部附件供给的电力来执行充电。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，集成端口包括接地线、用于供给/接收电力的VBUS线、用于USB通信的线、用于移动高清视频链接MHL功能的线、以及用于接收基于所识别的外部附件的类型的电压值的线。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，切换单元通过从集成端口接收的根据外部附件的电阻值而变化的电压值来确定外部附件的类型，在切换单元确定外部附件在连接时同时提供与外围装置通信的功能和针对终端的充电功能时将终端切换至寄主模式，以及在寄主模式下执行与连接至外部附件的外围装置的通信，而不供给电力给外部附件。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，切换单元检查在寄主模式下不供给电力给外部附件的情况下外部附件的数据线D+是否处于上拉状态，当外部附件的数据线D+处于上拉状态时执行枚举操作以识别连接至外部附件的外围装置，以及当完成枚举操作时执行与连接至外部附件的外围装置的通信。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，当从切换单元接收到对于外部附件连接的通知时，第一配电器切换至高速充电模式。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，外部附件包括：
集线器，包括连接多个外围装置的多个端口；
第二配电器，将电力配送至终端；和
音频单元，用于输出音频信号。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，第二配电器将通过外部供电装置自充电的电力或者通过相连的外部供电装置接收的电力配送至终端。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，外部附件被预设为使得当终端连接至外部附件时数据线D+处于上拉状态。
10.一种用于在终端的寄主模式下执行充电操作的设备，所述设备包括：
集成端口，与外部附件连接；
切换单元，用于在同时提供与外围装置通信的功能和充电功能的外部附件连接至集成端口时，在切换至寄主模式来执行与连接至外部附件的外围装置的通信的同时，将与外部附件的连接通知给第一配电器；和
其中，第一配电器在寄主模式期间通过接收从外部附件供给的电力来执行充电。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，与终端连接的外部附件被切换至客户端模式。
12.如权利要求10所述的设备，其特征在于，集成端口包括接地线、用于供给/接收电力的VBUS线、用于USB通信的线、用于移动高清视频链接MHL功能的线、以及用于接收基于所识别的外部附件的类型的电压值的线，并且集成端口同时提供USB通信和MHL功能。
13.如权利要求10所述的设备，其特征在于，切换单元通过从集成端口接收的根据外部附件的电阻值而变化的电压值来确定外部附件是否连接，当切换单元确定连接外部附件时将终端切换至寄主模式，以及在寄主模式下执行与连接至外部附件的外围装置的通信，而不配送电力给外部附件。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，切换单元检查在寄主模式下不供给电力给外部附件的情况下外部附件的数据线D+是否处于上拉状态，当外部附件的数据线D+处于上拉状态时执行枚举操作以识别连接至外部附件的外围装置，以及当完成枚举操作时执行与连接至外部附件的外围装置的通信。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，外部附件被预设成使得当终端连接至外部附件时数据线D+处于上拉状态。
16.如权利要求10所述的设备，其中，当在寄主模式下收到来自切换单元的对于外部附件连接的通知时，第一配电器切换至高速充电模式。
17.如权利要求10所述的设备，其特征在于，外部附件向终端供给通过外部供电装置自充电的电力或通过相连的外部供电装置接收的电力。
18.一种在终端的寄主模式下执行充电操作的方法，所述方法包括：
确定提供与外围装置通信的功能和充电功能的外部附件是否连接；和
当确定外部附件连接时，在切换至寄主模式来执行与连接至外部附件的外围装置的通信的同时，通过接收来自外部附件的电力来执行充电功能。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，连接至终端的外部附件处于客户端模式。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，由切换单元确定提供与外围装置通信的功能和充电功能的外部附件是否连接包括：
接收根据从连接至终端的外部附件输入的电阻值而变化的电压值；和
基于所接收的接收电压确定外部附件的类型。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，执行充电功能包括：切换单元切换为高速充电模式，并通过在寄主模式期间接收来自外部附件的电力来执行充电功能。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于外部附件向终端供给通过外部供电装置自放电的电力或通过连接的外部供电装置接收的电力。
23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，执行充电功能包括：在寄主模式下执行与连接至外部附件的外围装置的通信，而不供给电力给外部附件。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，执行通信包括：
检查在寄主模式下不供给电力给外部附件的情况下外部附件的数据线D+是否处于上拉状态；
当外部附件的数据D+处于上拉状态时，执行用于识别连接至外部附件的外围装置的枚举操作；和
当枚举操作完成时执行与连接至外部附件的外围装置的通信。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，外部附件被预设为使得当终端连接至外部附件时数据线D+处于上拉状态。
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