CN103389955B - 多模式适配器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多模式适配器。更具体而言，涉及一种适配器，其能够被用来在便携式电子设备和附件具有不兼容连接器的情况下将便携式电子设备连接至附件。该适配器提供两个连接器，一个与便携式电子设备相兼容，而另一个与附件相兼容。该适配器具有若干操作模式。便携式电子设备在其接收到关于连接至适配器的附件的信息时为该适配器选择适当操作模式。便携式电子设备指示该适配器切换至所选择的模式，并且作为响应该适配器对其内部电路进行配置以使能所选择模式。便携式电子设备随后能够经由该适配器与附件进行通信。适配器的存在对于附件可以是透明的。

Description

多模式适配器

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC§119(e)要求于2012年5月11日提交的题为“Multi-ModeAdapter”的美国临时专利申请号61/646043的权益，其公开全文出于各种目的通过引用结合于此。

本申请涉及于2011年12月1日提交的美国临时专利申请号61/565910，其公开全文出于各种目的通过引用结合于此。

本申请还涉及于2010年4月7日提交的美国专利申请号12/755905。

背景技术

诸如便携式媒体播放器之类的便携式电子设备在当今社会已经变得无处不在。随着它们的增长，被设计以与这些便携式媒体播放器进行交互的硬件附件的数量和类型也有所增长。这些附件的复杂度范围例如包括简单的扬声器系统和复杂的汽车娱乐系统。

这些附件一般使用连接器系统与便携式媒体播放器进行通信。该连接器系统通常包括附件上的插头连接器以及便携式媒体播放器上的插口连接器。用户将附件的插头连接器置入便携式媒体播放器的插口连接器中，由此在每个连接器的触点之间形成允许在设备之间交换数据和电力的物理和电连接。

用户可能具有多个不同的便携式媒体播放器。出于各种原因，这些媒体播放器可能具有不同大小的连接器。例如，媒体播放器可能由不同制造商所制造。而且，媒体播放器也可能由相同的一个制造商制造，但是较新的媒体播放器可能具有比相同公司所生产的较老的媒体播放器更为先进、尺寸更小的连接器插口。

出于这些和其它原因，用户可能会遇到其具有便携式媒体播放器但是该媒体播放器与被设计与不同的媒体播放器进行操作的某些附件不相兼容的情形。

发明内容

本发明的实施例总体上针对电子设备。特别地，本发明的某些实施例提供了一种能够被用来使得附件能够在该附件和便携式电子设备无法直接互相连接的情况下与便携式电子设备进行通信的适配器。

当附件和电子设备具有不兼容的连接器时，可能需要一些类型的适配器将这些设备连接至一起，以使得它们能够互相通信。根据本发明实施例的适配器包括两个连接器，其中一个与附件相兼容，而另一个则与便携式电子设备相兼容。这允许该适配器用作中间设备以中继往来于附件和便携式电子设备的信号。因此，该适配器使得附件能够被“连接”至便携式电子设备。

为了该适配器能够与多个附件进行工作，该适配器根据附件类型而具有多种操作模式。一旦附件连接到该适配器（其连接至便携式电子设备），则该适配器向便携式电子设备发送所接收的附件信息。便携式电子设备基于该附件信息确定附件类型并且随后为适配器选择操作模式。该便携式电子设备随后指示适配器使能所选择的模式。一旦便携式电子设备从适配器接收到所选择模式被使能的确认，其随后就能够经由该适配器与附件进行通信。在大多数实例中，该适配器的存在对于附件是完全透明的。

在本发明的特定实施例中，提供了一种检测适配器的连接的便携式电子设备。该适配器可以向便携式电子设备通知该适配器具有能够接纳附件的附加端口。便携式电子设备随后能够指示适配器使能该附加端口。一旦附件连接到该附加端口，便携式电子设备就可以从适配器接收到关于该附件的信息。便携式电子设备随后可以确定所连接的附件的类型并且为适配器选择适当的操作模式。便携式电子设备随后可以指示适配器使能所选择的模式。一旦所选择模式被适配器所使能，该便携式电子设备就能够使用一组消息经由适配器与附件进行通信。

以下详细描述将连同附图一起提供对本发明的属性和优势更好的理解。

附图说明

图1图示了通过结合本发明实施例而得以改进的电子系统。

图2图示了包括根据本发明实施例的允许在附件和便携式电子设备之间进行通信的适配器的电子系统。

图3图示了根据本发明一个实施例的适配器中所包括的插头连接器。

图4A图示了根据本发明实施例的图3所示的插头连接器的示例性引脚输出。

图4B图示了根据本发明实施例的图3所示的插头连接器的另一示例性引脚输出。

图5A图示了与图3所示的连接器相兼容的插口连接器。

图5B和图5C分别是图示根据本发明的两个不同实施例的被配置为与图4A和图4B所示的插头连接器152配对的插口连接器的引脚输出布置的视图。

图6是根据本发明实施例的便携式电子设备的功能框图。

图7是根据本发明实施例的附件的功能框图。

图8图示了根据本发明一个实施例的适配器中所包括的30引脚插口连接器的引脚输出。

图9是根据本发明实施例的适配器的功能框图。

图10是图示根据本发明实施例的各种通信通道的系统的框图。

图11是列出根据本发明实施例的能够在适配器和便携式电子设备之间进行交换的一些消息的表格。

图12图示了根据本发明实施例的适配器的“旁通”模式中的信号路径。

图13图示了根据本发明实施例的适配器的“模拟音频”模式中的信号路径。

图14图示了根据本发明实施例的适配器的“桥接”模式中的信号路径。

图15是表示根据本发明实施例的适配器的一些状态的状态图。

图16是根据本发明实施例的适配器操作的处理流程图。

图17A和图17B图示了根据本发明另一个实施例的适配器操作的处理流程图。

具体实施方式

图1图示了用户可能想要连接至两个不同的便携式电子设备110和130以便例如扩展每个设备110和130的功能的硬件附件120。在该示例中，便携式电子设备110是包括插口连接器114和触摸屏116的第一便携式媒体播放器。便携式媒体播放器110可以是 或者由加利福尼亚Cupertino的苹果公司所设计和制造的类似设备，但是所要理解的是，本发明并不局限于任何特定类型的便携式电子媒体播放器或其它设备。

附件120可以是汽车广播、发射器、线缆、音频/视频接收器、存储设备、时钟广播或其它设备。附件120可以包括插头连接器122，其包括承载用于数据、音频、视频、控制功能和电力中的一个或多个的电信号的多个触点（未示出）。在一个实施例中，插头连接器122包括4至30个之间的触点，但是本发明并不局限于任何特定的触点数量或配置。

插口连接器114包括多个引脚或触点（未示出）位于其中的空腔。插头连接器122和插口连接器114被设计为彼此配对，以将连接器114中的触点与连接器122内的触点物理且电耦合，以使得能够在触点之间传送信号。因此，插头连接器122和插口连接器114能够被称之为彼此“兼容”。当连接器114和122配对时，便携式媒体播放器110能够与附件120交换信息，以例如使得能够允许附件播放存储在媒体播放器110上的音乐。

各种便携式媒体播放器和其它电子设备可能包括与插口连接器114不同形状、大小或引脚配置的插口连接器，在这样的情况下，这些其它插口连接器就可能无法与插头连接器122相兼容或者可能与其“不兼容”。附件上的插头连接器可能不与便携式电子设备或便携式媒体播放器上的插口连接器相兼容，原因在于该插头连接器被设计为与第一制造商所制造的产品配对，而该便携式媒体播放器则是另外由第二制造商所制造。而且，便携式媒体播放器的制造商可能会针对诸如较新一代产品的一些产品改变插口连接器的设计。例如，可能将较小连接器结合到较新一代的产品中，以使得能够设计更小的便携式媒体播放器。而且，具有不同引脚输出的连接器可以支持并不被较老的遗留连接器所支持的新的数据通信协议。

在附件上的插头连接器和主机电子设备/便携式电子设备上的插口连接器之间可能出现两种类型的不兼容。首先，插口连接器可能在物理上不与插头连接器相兼容，也就是说，它们可能具有不兼容的大小并且按照字面来讲无法在机械意义上连接在一起。图1提供了在物理上彼此不兼容的连接器的示例。特别地，图1所示的便携式电子设备130包括插口连接器134，其明显小于便携式电子设备110内所整合的插口连接器114。插头连接器122过大而无法置入连接器134内，因此连接器134和122是无法彼此配对的“不兼容”连接器。

作为不兼容连接器的第二个示例，附件上的插头连接器可能由于插头连接器或插口连接器任一个上的一个或多个信号或电力输出与另一端的输入不兼容而不与便携式电子设备上的插口连接器相兼容。这可能在一个或多个信令层面出现。例如，用来传送和接收信号的物理层可能在附件和便携式电子设备之间不兼容。特别地，信号电压和其它物理参数可能不同。而且，设备之间在规定信号频率和其它参数的传输层面可能有所不同。设备之间在定义如何对消息和数据进行格式化的分组结构层以及定义消息顺序的多分组逻辑层也会有所变化。在一些实施例中，插头连接器上的引脚可能被指派一个功能（例如，模拟音频），而插口连接器上的对应的引脚则可能被指派不同功能（例如，数字音频）。

本发明的实施例提供了一种在便携式电子设备上的插口连接器和附件上的插头连接器以这些方式中的一种或两种不兼容的情况下允许在便携式电子设备和附件之间进行通信的适配器。图2示出了一个示例，其图示了根据本发明实施例的电子系统。

如图2所示，便携式电子设备130具有插口连接器134。附件120包括在物理上大于连接器134的插头连接器122。因此，附件120无法直接连接至便携式电子设备130。图2还示出了可以被用来连接附件120和便携式电子设备130的适配器150。适配器150包括具有与便携式电子设备130的连接器134相兼容的形状因数的插头连接器152。适配器150还包括另一连接器154，其是与附件120的插头连接器122具有相同形状因数并且与之相兼容的插口连接器。因此，适配器150即使在便携式电子设备130和附件120具有不兼容连接器的情况下也能够被用来对它们进行物理和电连接。适配器150包括两个连接器都形成于其中的壳体160。适配器150包括对适配器的操作进行控制的控制电路156。在一个实施例中，插头连接器152可以是8触点（加上接地端触点）直插型双向连接器。

图3图示了根据本发明实施例的插头连接器152的透视图。插头连接器152包括主体303和在与连接器长度平行的方向从主体303向外纵向延伸的插片（tab）部分304。主体303可以是适配器150的壳体160的一部分，或者可以是连接器152中使得该连接器能够接合至壳体160的结构组件。此外，在一些实施例中，适配器150可以包括从壳体160延伸至插头连接器152而为要与便携式媒体播放器配对的插头连接器提供更多灵活性的线缆。

插片304被设置大小以便在配对事件期间被插入对应的插口连接器中，诸如图2所示的便携式媒体播放器130的插口连接器134，并且包括在第一主表面304a上形成的第一接触区306a以及在与表面304a相对的第二主表面304b（图3中未示出）上形成的第二接触区306b（同样未示出）。表面304a、304b从插片的远端延伸至脊部309，当插片304被插入对应的插口连接器时，该脊部309紧靠插口连接器或该插口连接器结合于其中的便携式电子设备的壳体。插片304还包括相对的第一和第二侧表面304c、304d，它们在第一和第二主表面304a、304b之间进行延伸。在一个特定实施例中，插片304为6.6mm宽，1.5mm厚并且具有7.9mm的插入深度（从插片304顶端到脊部309的距离）。

插片304的结构和形状由接地环（ground ring）305所确定，其可以由不锈钢或其它硬质导电材料制成。连接器152包括固位特征302a、302b（未示出），它们形成为接地环305的侧面之中的弯袋并兼作为接地触点。主体303在图3中以透明形式（经由虚线）所示出，以使得主体之内的某些组件能够被看到。如所示出的，在主体303内具有印刷电路板（PCB）307，其在接触区306a和306b之间朝向连接器152的远端延伸至接地环305之中。诸如专用集成电路（ASIC）芯片308a、308b的一个或多个集成电路（IC）能够操作耦合至PCB 307，以提供关于连接器152和适配器150的信息和/或执行具体功能，诸如认证、识别、触点配置以及电流或电力调整。

作为示例，在一个实施例中，在操作耦合至连接器152的IC内实现有ID模块。该ID模块可以利用关于能够在配对事件期间被传输给主机设备的连接器和/或其相关联的附件/适配器的识别和配置信息进行编程。作为另一个示例，认证模块能够被实现在操作耦合至连接器152的IC之内，其被编程以利用主机设备上的电路执行例如公钥加密程序的认证程序。该ID模块和认证模块能够被实现在相同IC或不同IC之内。作为又另一个示例，在适配器150使得附件能够对连接至连接器152的主机设备进行充电的实施例中，可以在IC 308a或308b之一中实现电流调整器。该电流调整器可以操作耦合至能够输送电力以便对便携式电子设备中的电池进行充电的触点，并且对在那些触点上输送的电流进行调整，以在无论输入电压如何甚至输入电压以瞬时方式发生变化时确保恒定电流。

在主体303内，还可以在PCB 307端点附近形成焊盘310。每个焊盘可以连接至区域306a和306b内的触点或触点对。引线（未示出）因此能够被焊接至焊盘以提供从触点到适配器150内的电路的电连接。然而，在一些实施例中，焊盘并非是必要的，并且通过电路所耦合的PCB上的轨迹和/或适配器150内的多个PCB之间的互连形成连接器152的触点和组件以及适配器150内的其它电路之间的所有电连接。

如图3所示，8个外部触点106(1)…106(8)沿接触区306a中的单独一行间隔开来。类似一组8个触点沿接触区306b中的单独一行间隔开来。两行触点彼此直接相对，并且接触区306a中的每个触点电连接至连接器相对一侧上的接触区306b中的对应的触点。触点106(1)…106(8)能够被用来承载包括数字信号和模拟信号以及电力和接地之内的各种信号。

图4描绘了根据本发明一个实施例的插头连接器152的引脚输出的一种特定实施方式。图4所示的引脚输出包括电耦合在一起以作为专用于承载电力的单个触点的两个触点106(4)、106(5)；附件ID触点106(8)；附件电力触点106(1)；以及四个数据触点106(2)、106(3)、106(6)和106(7)。电力触点106(4)和106(5)能够被设置大小以处理便携式电子设备的任意合理电力要求，并且例如能够被设计为承载来自附件的3伏-20伏之间的电力以对连接至连接器152的便携式电子设备进行充电。电力触点106(4)、106(5)位于接触区306a、306b的中心之中，以通过保持电力尽可能远离接地环305的侧面而提高信号完整性。

附件电力触点106(1)可以被用于从主机向附件提供电力的附件电力信号。附件电力信号通常是比触点106(4)和106(5)上所接收信号中的电力更低的电压信号，例如与5伏或更高相比的3.3伏。如以下更为详细描述的，附件ID触点提供使得主机设备能够对附件进行认证并且使得附件能够向主机传输关于附件的能力的信息的通信信道。

数据触点106(2)、106(3)、106(6)和106(7)能够被用来使得能够使用若干不同通信协议中的一个或多个在主机和附件之间进行通信。数据触点106(2)和106(3)位于电力触点一侧并且与之相邻，而数据触点106(6)和106(7)则位于电力触点另一侧并与之相邻。附件电力和附件ID触点位于连接器的每一端。数据触点可以是高速数据触点，其以比在附件ID触点上发送的任意信号都高出两个或三个大小量级的速率进行操作，这使得对于高速数据线路，附件ID信号看上去实质上类似DC信号。因此，将数据触点定位于电力触点和ID触点之间通过将数据触点夹在被设计用于DC信号或实质上DC信号的触点之间而改善了信号完整性。

图4A描绘了根据本发明另一个实施例的插头连接器152的引脚输出的另一种特定实施方式。图4A所示的连接器也是可反转连接器，其中基于连接器与主机设备的对应的连接器配对的取向，表面306a或306b上的触点与主机设备的对应的连接器中的触点相接触。如图4A所示，在PCB 310的上表面上布置有8个触点，并且在PCB 310的下表面上布置有8个触点。

图4A的连接器152包括能够作为附件ID触点以在附件和便携式电子设备之间承载识别信号的两个触点106(1)和106(12)。触点106(1)和106(12)彼此电连接。该连接器还具有四对数据触点，（a）106(2)和106(3)，（b）106(6)和106(7)，（c）106(10)和106(12)，以及（d）106(14)和106(15)。在该特定实施例中，如图4A所示，相对的数据触点，例如106(2)和106(10)，经由PCB 310彼此电连接。图4A的连接器152进一步包括可以彼此电连接的主机电力触点106(4)或106(13)。主机电力触点106(4)或106(13)承载对与连接器152配对的主机设备的电力。例如，插头连接器152可以是被设计为向主机设备提供电力的电源系统的一部分。在该实例中，106(4)或106(13)中的任一个可以承载从电源到主机设备的电力，例如以对主机设备中的电池进行充电。

图4A的连接器152可以进一步包括附件电力触点106(5)和106(16)，它们例如可以经由PCB 310彼此电连接。附件电力触点承载从主机设备到所连接的附件的电力。例如，在一些实例中，连接至主机的附件可能并非自供电的而是可以从主机设备获取其电力。在该实例中，主机设备可以根据连接器152的取向而在任一附件触点上向附件供应电力。图4A的连接器152可以进一步包括彼此电连接的两个接地触点106(8)和106(9)。该接地触点为连接器152提供接地路径。

图5A描绘了连接器152能够与之耦合的插口连接器500的一个实施例的截面图。插口连接器500例如能够作为连接器134而被包括在便携式媒体播放器130中。如图5A所示，插口连接器500包括在单独一行中间隔开来的8个触点146(1)...146(8)。这些触点位于壳体542所定义的空腔547内。插口连接器500还包括与连接器152中的固位特征302a、302b相接合以在连接器配对时将连接器152固定在空腔547内的侧部固位机制（未示出）。插口连接器500还包括两个触点148(1)和148(2)，它们稍微位于信号触点行之后并且能够被用来检测连接器152何时插入空腔547内并且在连接器互相脱离时检测连接器152何时离开空腔547。

当连接器152的插片304在插头和插口连接器的配对事件期间完全插入插口连接器500的空腔547内时，来自接触区106a或106b之一的触点106(1)...106(8)中的每一个根据连接器152关于连接器500的插入取向而物理耦合至触点146(1)...146(8)之一。因此，触点146(1)将根据插入取向而物理连接至触点106(1)或106(8)；数据触点146(2)、146(3)根据插入取向将与数据触点106(2)、106(3)或者数据触点106(7)、106(6)相连接。

图5B和图5C图示了根据本发明的两个不同的实施例的插口连接器500的引脚输出配置。在一个实施例中，插口连接器500具有如图5B所示的与图4A中的连接器的引脚输出相匹配的引脚输出，并且在另一个实施例中，插口连接器500具有如图5C所示的与图4B的连接器的引脚输出相匹配的引脚输出。在图5B和图5C的每一个中，ACC1和ACC2引脚被配置为根据插头连接器的插入取向而与插头连接器的附件电力（ACC_PWR）或附件ID（ACC_ID）引脚配对，数据A触点对被配置为与插头连接器的数据1触点对或数据2触点对配对，并且一个或多个P_IN（电源输入）引脚被配置为与插头连接器的一个或多个主机电力触点配对。此外，在图5C的引脚输出中，GND触点被配置为与插头连接器中的GND触点配对。

再次参见图2，适配器150的插口连接器154可以是与苹果的 和设备相兼容的30引脚连接器。图8图示了根据本发明实施例的连接器154的引脚输出布置。

图6是根据本发明实施例的便携式电子设备的功能框图。便携式电子设备602（例如，实现图1的便携式电子设备130）能够提供计算、通信和/或媒体回放功能。便携式电子设备602可以包括处理器610、存储设备612、用户接口614、电力管理器616、网络接口618以及附件输入/输出（I/O）接口620。便携式电子设备602还可以包括用于提供各种增强型功能的其它组件（未明确示出）。

存储设备612例如可以使用磁盘、闪存存储器或者任意其它非瞬时或非易失性存储介质来实施。在一些实施例中，存储设备612能够存储诸如音频、视频、静态图像等的能够由便携式电子设备602播放的媒体资产。存储设备612还能够存储其它信息，诸如用户联系人（姓名、地址、电话号码等）；安排的预约和事件；笔记；和/或其它个人信息。在一些实施例中，存储设备612能够存储要由处理器610执行的一个或多个应用程序（例如，视频游戏程序、个人信息管理程序、媒体回放程序等）。

用户接口614可以包括诸如触摸板、触摸屏、滚轮、点击转盘、拨号盘、按钮、开关、小键盘、麦克风等的输入设备，以及诸如视频显示屏、指示灯、扬声器、头戴式耳机插孔等的输出设备，以及进行支持的电子器件（例如，数模或模数转换器、信号处理器等）。用户能够对用户接口614的输入设备进行操作以调用便携式电子设备602的功能并且能够经由用户接口614的输出设备观看和/或收听来自便携式电子设备602的输出。

能够被实施为一个或多个集成电路（例如，常规微处理器或微控制器）的处理器610能够对便携式电子设备602的操作进行控制。在一些实施例中，可以实施单核处理器、多核处理器和/或多处理器系统。在各个实施例中，处理器610能够响应于程序代码执行各种程序并且能够维护多个同时执行的程序或处理。在任意给定时间，所要执行的一些或所有程序代码能够驻留在处理器610和/或诸如存储设备612的存储介质中。处理器610还能够操作其它程序以控制便携式电子设备602的其它功能。在一些实施例中，处理器610实施协议后台程序和其它程序以管理与一个或多个所连接的附件（例如，适配器150和附件120）的通信；其示例在以下进行描述。在其它实施例中，处理器610能够确定连接至适配器的附件类型并且基于该信息指示适配器使能该适配器的具体模式。

电力管理器616为便携式电子设备602提供电力管理功能。例如，电力管理器616能够经由线路617从电池（未明确示出）向附件I/O接口320以及向便携式电子设备602的其它组件输送电力（电力连接未示出）。电力管理器616还能够经由附件I/O接口620和线路619接收电力，并且将所接收的电力输送至便携式电子设备602的各个组件；从附件所接收的电力还能够被输送至电池，由此允许经由附件I/O接口620对电池进行充电。在一些实施例中，电力管理器616能够使用响应于在处理器610上执行的程序代码生成的控制信号进行操作的可编程或可控制电路来实现，或者被实现为单独的微处理器或微控制器。

在一些实施例中，电力管理器616对来自附件I/O接口620中的传感器（未明确示出）的信号进行响应。该传感器能够生成指示所连接的附件的类型的信号，并且电力管理器616例如能够使用该信息来确定分配来自电池的电力还是从附件I/O接口620接收的电力。电力管理器616还能够提供其它电力管理能力，诸如基于可用电力的来源和数量调整便携式电子设备602的其它组件的功耗，监视电池中所存储的电力以及在所存储的电力下降到低于最低水平的情况下生成用户警告，等等。

网络接口618能够为便携式电子设备602提供语音和/或数据通信能力。在一些实施例中，网络接口618可以包括用于访问无线语音和/或数据网络的射频（RF）收发器组件（例如，使用蜂窝电话技术，诸如3G、EDGE或4G（例如，LTE网络）的先进数据网络技术，WiFi（IEEE 802.11标准族），或者其它移动通信技术或者其任意组合）、GPS接收器组件和/或其它组件。在一些实施例中，除了无线接口之外或者作为其替代，网络接口618能够提供有线网络连接（例如，以太网）。网络接口618能够使用硬件（例如，天线、调制器/解调器、编码器/解码器，以及其它模拟和/或数字信号处理电路）和软件组件的组合来实施。

附件I/O接口620能够允许便携式电子设备602与各种附件进行通信。例如，附件I/O接口620能够支持到适配器、计算机、外部扬声器坞或媒体回放站、数码相机、广播调频器（例如，FM、AM和/或卫星）、车内娱乐系统、外部视频设备、读卡器、读盘器等的连接。依据本发明的一些实施例，附件I/O接口620支持到在菊花链配置中的多个附件的连接，这允许便携式电子设备602管理与多个附件的同时通信。

在一些实施例中，附件I/O接口620能够包括诸如图5所示的连接器500的插口连接器，以及用于该连接器的支持电路。该连接器可以提供用于电力和接地的连接以及用于诸如通用串行总线（USB）、FireWire（IEEE 1394标准）和/或通用异步接收器/发射器（UART）之类的各种有线通信接口的连接。连接器还能够提供用于音频和/或视频信号的连接，所述音频和/或视频信号可以以模拟和/或数字格式往来于便携式电子设备602进行传送。因此，附件I/O接口620能够支持多个通信通道，并且给定附件能够使用任意或所有的这些通道。

图7是根据本发明实施例的附件的功能框图。附件706（例如，实施图2的附件120）能够包括控制器740、用户输入设备742、音频/视频输出设备744、电力管理器746、电源748和I/O接口750。附件706表示宽泛范围的附件，它们能够具有其自己的功能并且能够经由诸如适配器150之类的中介连接至便携式电子设备302。附件的能力、复杂性和形状因数能够在很大范围内变化。各种附件可以包括图7中没有示出的组件，包括但并不局限于具有固定或可移动存储介质的存储设备（磁盘、闪存存储器等）；诸如镜头、图像传感器及其控制（例如，光圈、缩放、曝光时间、帧率等）的相机组件；用于录制音频（单独或者结合视频录制）的麦克风，等等。

控制器740例如可以包括微处理器或微控制器，其执行程序代码以执行与附件706相关联的各种操作。例如，在附件706结合有声音和/或视频系统的情况下，控制器740所执行的程序代码可以包括用于数字音频解码、模拟或数字音频处理等的程序。

用户输入设备742可以包括诸如触摸板、触摸屏、滚轮、点击轮、拨号盘、按钮、开关、键盘、小键盘、麦克风等的用户可操作控件。用户能够操作用户接口734的各种输入控件以调用附件706的功能，并且这样的功能可以包括直接或经由诸如适配器150的中介与便携式电子设备602交换控制信号、数据或其它通信。在一些实施例中，附件706所发送和接收的通信可以独立于是否存在中介。

在一些实施例中，附件706还能够提供诸如音频/视频输出设备744之类的输出设备。在一些实施例中，音频/视频输出设备744可以包括扬声器和/或用于连接外部扬声器或头戴式耳机的连接端口；视频显示屏和/或用于连接外部视频显示屏、指示灯等的连接端口；连同进行支持的电子器件（例如，数模或模数转换器、信号处理器等）。这些组件能够被耦合以经由I/O接口750接收音频和/或视频信号。这样的组件可以允许用户观看和/或收听来自附件706的输出。

电力管理器746能够为附件706提供电力管理能力。例如，电力管理器746能够被配置为从电源748接收电力。在一些实施例中，电源748可以包括到外部电源（例如，标准电网）的连接；例如，电源748可以包括能够处于附件706之内或之外的AC-DC转换器。在其它实施例中，电源748可以包括电池或其它能量存储设备。电力管理器746可以将电力从电源748输送至附件706的各个组件。此外，在一些实施例中，电力管理器746能够经由I/O接口750向例如适配器150的上游附件输送电力。

I/O接口750可以允许附件706直接或者通过诸如适配器150之类的中介与便携式电子设备602进行通信。在一些实施例中，I/O接口750可以包括能够直接与适配器150中所包括的连接器配对的连接器，诸如与各种产品中的相类似的30引脚连接器。这样的连接器能够被用来向便携式电子设备602供应电力或者从便携式电子设备602接收电力，以接收以模拟和/或数字格式的音频和/或视频信号，并且以经由诸如USB、UART和/或FireWire之类的各种接口传输信息。所有这些信号都能够经由诸如适配器150之类的中介进行传输。

将要意识到的是，这里所描述的系统配置和组件是说明性的，并且可能进行变化和修改。便携式电子设备和/或附件可以具有这里所没有特别描述的其它功能（例如，移动电话、全球定位系统（GPS）、宽带数据通信、互联网连接等）。

图9是根据本发明实施例的适配器900的功能框图。适配器900可以被实施为图2的适配器150。适配器900包括第一连接器902和第二连接器904。在一些实施例中，第一连接器902可以被实施为插头连接器152，而第二连接器904可以被实施为图2的连接器154。两个连接器形成于壳体906中或者附接至壳体906。适配器900还包括第一USB设备908和第二USB设备910。这两个USB设备使得能够以以下所描述的各种操作模式在连接器902和904之间进行信号耦合。USB复用器912有助于适配器900内的各种信号路径的选择性激活。

控制器914例如能够包括执行程序代码以执行与适配器900相关联的各种操作的微处理器或微控制器。控制器914对适配器900的操作进行控制，包括但并不局限于从所连接的便携式电子设备接收指令以便改变适配器900的操作模式，与USB复用器912相结合选择性地激活某些组件/信号路径以将适配器900置于所请求的模式中，以及对往来于连接器902和904的信号流进行一般控制。

逻辑电路916可以包括ASIC，其从连接器904接收信号，对所接收的信号进行解释并且向控制器914提供信息，所述控制器914随后能够基于所接收的信息执行动作。逻辑电路916还能够从控制器914接收输入并且经由连接器904向所连接的附件传输信息。

适配器900还可以对与USB、模拟音频、UART、电力相关的信号以及经由连接器902的所连接的便携式电子设备和经由连接器904的所连接的附件之间的附件协议相关联的消息交换进行处理。此外，适配器900还可以对如图4和8所示的一个或多个信号进行处理。

将要意识到的是，这里所描述的适配器900的系统配置和组件是说明性的，并且可能进行变化和修改。该适配器可以具有这里没有特别描述的其它组件。另外，虽然这里参考特定模块对适配器进行了描述，但是所要理解的是，这些模块是为了便于描述而定义的，并且并非意在暗示组件部分的特定物理布置。另外，模块无需对应于物理上不同的组件。模块可以被配置为例如通过对处理器进行编程或者提供适当控制电路来执行各种操作，并且各种模块可以或无法根据如何获得初始配置而被重新配置。本发明的实施例可以在包括使用电路和软件的任意组合而实现的电子设备在内的各种设备中得以被实现。

在一些实施例中，适配器900能够使得具有与便携式电子设备的连接器不兼容的连接器的附件随该便携式电子设备一起进行操作。在特定实施例中，适配器900根据哪个附件与之相连接而具有多种操作模式。如以上所描述的，具有能够随便携式电子设备一起使用的各种附件；然而，这些附件中的每一个可能具有不同的操作要求。附件的操作要求可以包括电力水平、输入信号类型、输出信号类型、配置等，但是并不局限于此。为了适配器能够用作各种附件和便携式电子设备之间的中介，该适配器必须能够往来于便携式电子设备传输附件信息和信号。为此，适配器900可以具有多种操作模式。以下依次对每种操作模式进行描述。

为了理解适配器的各种操作模式，首先有利地是理解适配器可以用来在附件和便携式电子设备之间来回中继消息的机制。

如这里所使用的，适配器和便携式电子设备或附件每当在它们相应的配对接口之间建立通信通道时就被“连接”，并且在该通道终止时就“断开连接”。这样的连接能够例如利用配对的连接器而经由直接物理连接来实现。

在一些实施例中，适配器、便携式电子设备和附件能够通过根据便携式电子设备附件协议交换消息和数据而互相进行通信，该协议在这里也被称作“附件协议”。消息和数据能够使用这些设备中的每一个设备的相关接口所提供的传输介质而进行通信。在附件和便携式电子设备经由诸如适配器900的中介进行通信的情况下，通信跨多个链路进行，例如从附件706的I/O接口750到适配器900的连接器904的链路，随后是从适配器900的连接器902到便携式电子设备602的附件I/O接口620的链路。经由这些链路的反方向通信也是可能的。在一些实施例中，每个链路使用相同的传输，但是并不要求如此。每个链路能够使用附件协议。

该附件协议定义了要在便携式电子设备和与之连接的任意附件之间进行交换的消息的格式。例如，该附件协议可以规定每条消息在具有报头和可选的有效载荷的分组中进行发送。该报头提供了基本信息（例如，开始指示符、分组的长度和识别消息类型的消息标识符），而有效载荷则提供了与消息相关联的任意参数或数据；相关联数据的量对于不同消息而言可以有所不同，并且一些消息可以提供可变长度的有效载荷。在一些实施例中，消息可以被定义为使得任意特定消息标识符仅在一个方向中有效。该分组还可以包括如本领域已知的错误检测或错误校正代码。

在一些实施例中，使用附件协议的每个附件（包括附件706和适配器900）和每个便携式电子设备602至少支持最小集合的“通用”消息，其对于该便携式电子和设备和所有附件是相同的。该通用消息能够包括使得便携式电子设备和附件以及适配器能够彼此认证自己并且提供与关于其各自能力的通用信息的消息，包括每个支持的哪些（如果有）其它消息。该通用消息还可以包括便携式电子设备能够用来验证所传播标识以及附件和适配器的能力（或者反之亦然）的认证消息，并且附件或适配器（或者便携式电子设备）可以在认证不成功的情况下被阻止调用某些（或全部）消息。

如之前所提到的以及如以下描述的，适配器900能够与便携式电子设备602交互操作并且还提供到另一附件706的连接。图10图示了本发明实施例的操作原则。便携式设备1002经由物理端口1102连接至适配器1004，并且适配器1004经由物理端口1104连接至附件1006。在一个实施例中，物理端口1102能够使用便携式电子设备602的附件I/O接口620和适配器900的连接器902来实施，并且物理端口1104能够使用适配器900的连接器904和附件706的I/O接口750来实施。

通过物理端口1102和1104，创建用于附件1006和便携式电子设备1002之间的通信的虚拟端口1106。附件1006能够通过经由物理端口1104向适配器1004发送消息或其它信号而使用虚拟端口1106向便携式电子设备1002发送消息或其它信号。在一些实施例中，附件1006能够发送其将直接向便携式电子设备1002发送的完全相同的消息和信号。适配器1004检测来自附件1006的信号，并且以便携式电子设备1002能够确定该信号源于附件1006而不是适配器1004的方式经由物理端口1102将它们转发至便携式电子设备1002。类似地，便携式电子设备1002能够通过以适配器1004能够确定信号应当被输送至附件1006的方式通过经由物理端口1102将消息或其它信号发送至适配器1004来发送它们。适配器1004能够以这样的信号对附件1006看上去是直接来自便携式电子设备1002的方式而经由物理端口1104转发它们。换句话说，适配器1004的存在对于附件1006可以是完全透明的。

与实施虚拟端口1106同时地，适配器1004还能够与便携式电子设备1002进行交互，调用便携式电子设备1002的功能和/或使得其自己的功能被便携式电子设备1002所调用，这一般独立于附件1006。例如，适配器1004能够以便携式电子设备1002能够确定信号源自于适配器1004的方式经由物理端口1102向便携式电子设备1002发送消息或其它信号。类似地，便携式电子设备1002能够以适配器1004能够确定其应当自己处理这些信号而不是将它们转发至附件1006的方式经由物理端口1102向适配器1104发送消息或其它信号。便携式电子设备1002和适配器1004之间这样的操作对于附件1006可以是透明的。

应当理解的是，如这里所使用的，术语“附件”是指能够连接至便携式电子设备并与之交互操作的任意电子设备。如这里所使用的，术语“适配器”一般是指还向另一附件提供附加连接接口的任意附件。因此，适配器是一种类型的附件，但是并非所有附件都需要是适配器。

在一些实施例中，图10的虚拟端口1106使用在便携式电子设备1002和适配器1004之间进行交换的附件协议的消息来实施。图11是列出根据本发明实施例的在便携式电子设备、适配器和附件之间进行交换的消息的表格1150。这些消息可以作为通用消息或如所期望的另一消息类型而被实施为便携式电子设备附件协议的一部分。在表格1150中，每个消息的方向被指示为A→P（对于由适配器向便携式电子设备发送的消息而言）或P→A（对于由便携式电子设备向适配器发送的消息而言）。有效载荷是指与每条消息相关联的任意参数或数据。

AddPortPresent消息能够由适配器1004发送至便携式电子设备1002以通知便携式电子设备该适配器具有至少一个附加端口。在一些实施例中，除非适配器发送该消息，否则便携式电子设备可以忽略使用虚拟端口所发送的任何消息。便携式电子设备可以确认接收到该消息。当被便携式电子设备所确认时，适配器和便携式电子设备可以使用以下所描述的虚拟端口消息进行通信。虽然没有明确示出，但是适配器1004和便携式电子设备1002也可以交换认证消息以便互相进行认证。

GetVPOptions消息能够由适配器1004发送至便携式电子设备1002以确定便携式电子设备1002是否支持虚拟端口行为，特别是与菊花链中的多个所连接的附件进行通信。便携式电子设备1002能够作为响应而发送RetVPOptions消息，其具有指示便携式电子设备1002是否支持虚拟端口行为的字节代码。在一些实施例中，如果适配器1004连接至并不支持虚拟端口行为的便携式电子设备，则适配器1004能够禁用接口/连接器904。

VPEvent消息能够由适配器1004发送至便携式电子设备1002以向便携式电子设备1002通知例如接口/连接器904的附加端口的状态。VPEvent消息的有效载荷可以包括端口类型指示符、事件类型指示符以及与所指示的端口类型和事件类型相关联的结构化比特字段。端口类型指示符可以被用来指定适配器1004能够与附件1006进行交换的信号的类型（或多种类型）。例如，如果附件协议指定UART和USB作为可选的传输机制，则适配器1004能够向便携式电子设备1002指示其是否能够转发这些信号类型中的每一个。

事件类型指示符可以被用来指定正在通信关于端口状态的哪种信息。例如，在一些实施例中，附件协议提供了连接器包括一对识别引脚，其能够被便携式电子设备用来基于由附件跨该识别引脚所施加的电阻来识别所连接的附件的类型。当附件1006连接至适配器1004的接口904时，适配器1004能够测量跨识别引脚的电阻并且使用“附件检测”事件类型指示符向便携式电子设备1002报告该电阻数值。类似地，当附件断开连接时，适配器1004能够发送具有“附件检测”事件类型指示符和指示开路的电阻值的VPEvent消息。便携式电子设备1002能够像其已直接对其自己连接器的引脚上的电阻进行测量那样处理这样的消息。

作为另一个示例，在端口1104使用多引脚连接器实施的一些实施例中，附件无需连接至该连接器的所有引脚。例如，如果连接器包括用于诸如USB或FireWire的数字信号协议的引脚，但是特定附件并不使用这些协议，则对应的引脚可以被断开连接。同样，连接器可以包括用于提供来自便携式电子设备的模拟和/或数字音频和视频输出信号或者将这样的信号输送至便携式电子设备的各种引脚。如果特定附件并不使用音频或视频信令或者与某些引脚相关联的特定格式，则这些引脚可以被断开连接。

在这样的实施例中，在附件1006连接至接口904/端口1104时，适配器1004能够确定哪些引脚被实际连接并且使用具有“特性”事件类型指示符的VPEvent消息将该信息报告给便携式电子设备1002。与该事件类型相关联的比特字段可以包括各个可选信号的比特掩码，这允许适配器1004指示哪些信号引脚被连接或没有被连接至附件1006。在适配器1004自身并不支持所有引脚上的连接的实施例中，相同的比特掩码可以被用于被设置为断开连接状态的任意不支持引脚的比特，而无论是在适配器1004内缺少支持还是由于附件1006。在一些实施例中，适配器1004能够选择性地连接或断开连接从其端口1102到其端口1104的一些信号路径，并且“特性”事件类型可以包括指示哪些信号可选择性地进行连接的数据字段。

在一些实施例中，适配器1004能够在确认便携式电子设备1002支持虚拟端口行为以提供端口1104的初始状态时发送VPEvent消息。在该实例中，VPEvent消息可以包括唯一识别端口1104的端口ID。该端口ID随后可以被VPControl、VPDataSend和VPDataReceive消息所使用。例如，如果附件连接或断开连接，适配器1004能够异步地发送后续VPEvent消息以向便携式电子设备1002通知状态变化。在一些实施例中，适配器1004能够在其并没有从便携式电子设备1002接收到其接收到该消息的确认的情况下多次发送VPEvent消息。在一些实施例中，在VPEvent消息被便携式电子设备1002所确认之前，适配器1004都无法发送任何附加消息。

VPControl消息能够由便携式电子设备1002发送以指示适配器1004将其端口1104设置为所期望状态。例如，便携式电子设备1002能够指示适配器1004使能或禁用端口1104，或者改变任意选择性地连接的信号路径的状态。因此，例如，便携式电子设备1002能够指示适配器1004使能端口1104中的附件电力路径。

VPDataSend消息能够由便携式电子设备1002发送以指示适配器1004将附件协议的消息向“下游”转发至所连接的附件，例如附件1006。VPDataSend消息的有效载荷可以包括所要转发的消息加上任意相关联数据。在一些实施例中，该有效载荷还可以包括完整附件协议分组的其它组成部分（例如，分组报头、开始字节、错误校正码）；适配器1004能够简单地将所接收的有效载荷转发至附件1006。在其它实施例中，有效载荷仅包括消息和数据，并且适配器1004能够在向附件1006转发分组之前生成周围的分组结构。在任一种情况下，附件1006能够像其直接连接到便携式电子设备那样接收标准附件协议分组。在一些实施例中，适配器1004并不读取或处理VPDataSend消息的有效载荷。其简单地对VPDataSend分组进行拆包并且将有效载荷传送至附件1006。

VPDataReceive消息可以由适配器1004发送以将来自附件1006的包含消息（以及可能的相关联数据）的附件协议分组从“上游”转发至便携式电子设备1002。有效载荷可以包括被转发的消息加上任意相关联数据。在一些实施例中，适配器1004将所接收的分组（例如，包括报头、开始字节、错误校正码）原封不动地进行转发作为VPDataReceive消息的有效载荷；在其它实施例中，适配器1004能够提取所接收分组的消息和数据并且将该信息包括在VPDataReceive消息的有效载荷中。在一些实施例中，适配器1004并不读取或处理附件1006所发送的任何消息；其简单地将它们打包成VPDataReceive消息并且将它们转发至便携式电子设备1002。因此，附件1006无需为其发送的任何消息指定目的地。

ChangeMode消息能够由便携式电子设备发送至适配器。如以上所提到的，适配器能够以多种模式进行操作。该消息能够指示适配器使能特定模式。该消息的有效载荷可以是告知适配器要改变为哪种模式的模式ID。适配器的每种操作模式能够被指派有唯一的ID。以下对模式的具体示例和选择进行描述。

ChangeModeComplete消息可以由适配器发送至便携式电子设备，从而通知该便携式电子设备模式改变经完成。ChangeModeComplete消息的有效载荷可以是适配器的当前活动模式的模式ID。在一些实施例中，ChangeModeComplete消息可以响应于ChangeMode消息而发送。一旦便携式电子设备接收到ChangeModeComplete消息，其就能够验证适配器已经使能了其经由ChangeMode消息所请求的相同模式。

将要意识到的是，这里所描述的消息是说明性的，并且其变化和修改是可能的。

在一些实施例中，往来于附件1006的每个所转发消息被封装在单个VPDataSend或VPDataReceive消息分组中。例如，主机设备可以生成第一消息，其包括意在针对附件的第二消息。也就是说该第二消息被第一消息所封装。第一消息随后被发送至适配器。适配器剥离封装并提取第二消息，并且将该第二消息转发至附件。在相反方向上，附件可以生成意在针对主机设备的消息并且将该消息发送至适配器。该适配器随后可以与该适配器生成的另一消息一起封装该消息并且将该另外的消息发送至主机设备。主机设备随后能够剥离该另外的消息的封装并且恢复附件所发送的消息。在其它实施例中，往来于附件进行转发的消息可以被视为字节流，并且VPDataSend或VPDataReceive消息分组可以包括所转发消息的一部分、两个所转发消息的部分或者一个所转发消息的全部和另一个的一部分，也就是说VPDataSend或VPDataReceive消息的数量无需与往来于附件1006进行传输的消息的数量相匹配。

如以上所提到的，适配器1004/900能够根据连接至端口1104/连接器904的附件的类型而以多种模式进行操作。最初，当适配器连接至便携式电子设备时，端口1104的所有连接是漂浮（floating）或禁用的。一旦连接至便携式电子设备，适配器就向便携式电子设备识别并认证其自身。一旦认证（或者与认证同时），适配器使用以上所描述的消息设置与便携式电子设备的虚拟端口连接。此后，便携式电子设备可以指示适配器使能端口1104。一旦端口1104被使能，适配器就准备好经由端口1104发送和接收信息。

如以上所提到的，适配器1004能够以多种模式进行操作，以向附件1006提供不同信号组合。一些示例将不进行描述。

图12图示了根据本发明实施例的当适配器以“旁通”模式进行操作时适配器1004内的信号路径。在如以上所描述的初始配置之后，适配器准备好接收经由端口1104连接的附件1006。一旦完成如以上所描述的识别和认证处理，便携式电子设备就可以指示适配器转变至旁通模式。在一些实施例中，旁通模式可以是适配器在被置于与便携式电子设备相连接时所处的缺省模式。

一旦附件1006连接至端口1104，适配器1004就将附件识别信息转发至便携式电子设备1002。便携式电子设备1002对该附件识别信息进行解释并且确定附件1006是何种类型的附件。例如，考虑附件1006是能够向便携式电子设备1002提供充电电压的USB充电单元，例如电源、车载充电器等。

一旦充电单元1006连接至适配器，该适配器就例如使用VPEvent消息向便携式电子设备发送该充电单元的识别信息，例如电阻器ID。便携式电子设备随后确定USB充电单元连接至适配器并且例如通过发送ChangeMode消息而指示适配器以旁通模式进行操作。在旁通模式中，USB复用器912将活动引脚从连接器904连接至连接器902中的引脚。在该模式中，适配器1004作为传递通过设备。便携式电子设备1002随后能够通过VBUS线路从充电单元1006接收电力。在该模式中，以上所描述的虚拟端口消息可以通过图12所示的UART路径来传输。在该实例中，适配器的存在对于附件是透明的。

图13图示了适配器支持从便携式电子设备到附件的模拟音频传输的模式。本公开将该模式称作“模拟音频模式”。在该实例中，一旦附件连接至适配器，便携式电子设备就确定例如扬声器坞的附件需要模拟音频输入。基于该确定，便携式电子设备1002指示适配器104使能模拟音频模式。在该模式中，适配器1004使能USB设备908并且通过重新配置USB复用器912中的连接而经由连接器904的音频引脚连接至便携式电子设备1002。USB设备908用作USB音频同步设备。便携式电子设备1002经由连接器902的音频引脚向适配器输出数字音频。适配器1004随后使用USB设备908和数模转换器1304转换该数字音频并且通过连接器904的line_out引脚输出模拟音频。附件随后能够接收该模拟音频并且例如使用其扬声器输出该音频。

如果附件还能够向便携式电子设备提供充电电压，则便携式电子设备也能够在该模式中经由USB信号指示适配器使能充电路径。为了向便携式电子设备1002提供充电电压，适配器1004使能USB设备910并且将其耦合至连接器904的USB引脚。这使得便携式电子设备1002能够通过如图13所示的VBUS线路接收充电电压。

图14图示了根据本发明实施例的适配器1004的又另一种操作模式。该模式在这里被称作“桥接”模式。该模式可以支持需要通过USB数据线路使用附件协议与便携式电子设备进行通信并且还请求模拟音频的附件1006。

最初，当附件1006连接至适配器1004时，该适配器可以处于如以上所讨论的“旁通”模式中，并且附件1006能够直接与便携式电子设备1002进行通信。作为该通信的一部分，便携式电子设备能够确定所连接的附件的类型及其操作要求。如果便携式电子设备1002确定附件1006请求通过USB线路使用附件协议进行通信以及模拟音频输入，则便携式电子设备例如使用ChangeMode消息指示该适配器使能桥接模式。便携式电子设备随后进入主机模式。在一些实施例中，适配器可以在进入桥接模式之前禁用连接器904（由此使得附件断开连接）。在进入桥接模式之后，适配器可以再次使能连接器904，以使得附件能够与便携式电子设备进行通信。在该模式中，USB设备908经由USB复用器912耦合至便携式电子设备的音频输出。USB设备908也经由控制器914耦合至USB设备910。USB设备910经由USB复用器912耦合至连接器904的USB数据线路。USB设备908也经由控制器914耦合至连接器904的音频输入引脚以便处理音频数据。

在操作中，USB设备908可以经由连接器902从便携式媒体设备接收数据。USB设备908无法直接与USB设备910进行通信。因此，控制器914从USB设备908接收数据并且将该数据转发至USB设备910。在一些实施例中，两个USB设备可以使用不同协议进行操作。例如，USB设备908可以是全速USB设备，而USB设备910则可以是高速USB设备。可替换地，一个USB设备可以使用1.1版本协议，而另一个USB设备则可以使用2.0或3.0版本协议。在这样的情况下，两个USB设备之间的直接数据传输是不可能的。控制器914用作“桥”，以在将所接收的数据发送至便携式媒体设备和/或附件之前将其适当转换为适宜的格式。

在操作中，便携式电子设备使用连接器902的USB音频输出引脚输出数字音频数据。该数字音频数据由USB设备908和微控制器914处理，并且被转换为模拟音频。该模拟音频随后经由连接器904的音频输入引脚而被输入至附件。

如果附件1006想要向便携式电子设备发送任何消息，例如用于调用便携式电子设备的一些功能或者其它数字数据，则通过连接器904的USB数据引脚输出消息/数据。该消息/数据随后由USB设备910进行处理，并发送至控制器914。控制器914用作桥，以将该消息/数据传输至USB设备908。USB设备908随后通过连接器902的相同USB音频引脚将该消息/数据传输至便携式电子设备1002。如果便携式电子设备想要向附件发送消息/数据，则能够遵循反向的相同路径。因此，便携式电子设备1002能够使用相同的USB数据线路输出音频和其它非音频数据，而附件1006能够在其USB线路上接收消息/非模拟音频数据，并且在其音频输入线路上接收模拟音频数据。

USB设备仅能够与USB主机进行通信。在桥接模式中，附件和主机设备两者都用作USB主机，以便分别与两个USB设备910和908进行通信。如以上所描述的，两个USB设备无法直接互相通信。在桥接模式中，适配器通过按照需要适当处理数据而有效地在附件和主机设备之间传输数据。

该适配器还能够以“断开连接”模式进行操作，其中适配器的连接器904（或端口1104）被禁用。在该模式中，即使附件物理附接至连接器904，该附件也对便携式电子设备表现为“离线”，反之亦然。该适配器能够当在以上所描述的其它模式之间进行转变时进行入该断开连接模式。例如，如果适配器处于“旁通”模式并且从便携式电子设备接收到指令以进入“桥接”模式，则该适配器可以首先进入“断开连接”模式而随后进入“桥接”模式。在适配器处于断开连接模式的同时，便携式电子设备可以对其内部设置进行配置，例如配置复用器912以便准备好在适配器转变为所期望模式时与附件进行通信。例如，如果适配器处于“旁通模式”，则便携式电子设备用作直接与附件进行通信的设备。但是如果便携式电子设备利用处于“桥接”模式的适配器与附件进行通信，则便携式电子设备用作该附件的主机。因此，在适配器从“旁通”模式转变为“桥接”模式时，便携式电子设备能够对其内部设置进行配置以便针对附件表现为主机设备。

图15是图示根据本发明实施例的适配器的各种操作模式的状态图。当适配器连接至便携式电子设备时，该适配器可以从便携式电子设备接收电力并且处于上电状态1502，准备向便携式电子设备认证其自己。随后，该适配器能够向便携式电子设备识别并认证自己。作为认证处理的一部分或者在认证处理之后，适配器能够设置与便携式电子设备的虚拟端口连接并且处于空闲/准备状态1504中。在一些实施例中，适配器可以在处于空闲/准备状态1504中持续预定时间时自动转变为缺省状态1506。如以上所描述的，在一些实施例中，缺省状态可以是“旁通”模式。从缺省状态1506，适配器可以在附件连接至适配器之后进入“桥接”模式状态1510或“模拟音频”模式状态1508。状态的变化可以例如经由ChangeMode消息而生效。当附件从适配器断开连接时，适配器返回缺省状态1506并且等待下一个模式改变消息。

将要意识到的是，参照图15描述的各种状态仅是出于说明的目的。本领域技术人员将认识到，根据适配器能力，可能实现各种其它状态。

如以上所描述的，该适配器能够根据哪种附件连接至该适配器而以多种模式进行操作。便携式电子设备基于连接至适配器的附件而指示适配器切换至特定模式。便携式电子设备经由适配器接收关于附件的信息，并且便携式电子设备基于该信息确定附件的类型并识别适配器应当所处的模式以使得便携式电子设备能够与附件进行通信。便携式电子设备可以用来确定附件类型的信息可以包括附件标识符、附件的配置信息、附件的能力信息等。一旦便携式电子设备为适配器选择了模式，其就向适配器发送指令以切换至该所选择模式。在一些实施例中，适配器可以在进入所选择模式之前循环通过“断开连接”模式。在其它实施例中，适配器可以直接使能所选择模式而并不循环通过断开连接模式。

图16是根据本发明实施例的用于操作适配器的处理1600的流程图。处理1600例如能够由图2的便携式电子设备130来执行。

在步骤1602，便携式电子设备能够例如经由图9所示的连接器902检测适配器的连接。一旦适配器连接至便携式电子设备，该适配器就能够在步骤1604向便携式电子设备识别自己并且向便携式电子设备认证自己。此后，在步骤1606，便携式电子设备可以从适配器接收消息，该消息向便携式电子设备通知适配器具有可以用来连接至其它附件的附加端口。在一个实施例中，适配器可以使用AddPortPresent消息来发送该信息。一旦便携式电子设备获知适配器具有附加端口，其就可以在步骤1608指示适配器使能该附加端口。如以上所描述的，在便携式电子设备指示适配器使能附加端口之前，适配器可以缺省地将附加端口保持在禁用或“断开连接”模式。在其它实施例中，适配器可以在认证完成时自动使能附加端口。

此后，便携式电子设备可能想要从适配器接收关于附件是否连接至附加端口的信息。在步骤1610，便携式电子设备可以检查其是否已经从适配器接收到关于连接至附加端口的附件的信息。如以上所讨论的，该适配器可以向便携式电子设备发送附件的识别信息。基于该信息，便携式电子设备可以确定附件是否确实连接至适配器的附加端口。如果便携式电子设备并未从适配器接收到任何附件信息，则便携式电子设备在步骤1612等待并且保持检查其连接器上的数据输入线路以确定适配器是否已经转发了任何附件信息。

如果在步骤1610确定附件连接至适配器的附加端口，即便携式电子设备从适配器接收到附件信息，则便携式电子设备在步骤1614通过分析所接收到的附件信息确定所连接的附件的类型。一旦便携式电子设备确定了附件类型，其随后就在步骤1616为适配器选择操作模式。如以上所描述的，适配器能够以多种模式进行操作，并且便携式电子设备基于附件类型选择多种模式之一。便携式电子设备随后在步骤1618例如使用ChangeMode消息指示适配器使能所选择模式。一旦适配器使能了所选择模式，便携式电子设备就能够在步骤1620从适配器接收该适配器确实已经使能了所请求的模式的确认。

应当意识到的是，图16所图示的具体步骤提供了根据本发明实施例的操作适配器的特定方法。也可以根据可替换实施例执行其它步骤序列。例如，本发明的可替换实施例可以以不同顺序来执行以上所列出的步骤。此外，图16中所图示的个体步骤可以包括对于该个体步骤可以适当地以各种顺序执行的多个子步骤。此外，可以根据特定应用增加或去除附加的步骤。本领域技术人员将会意识到许多的变化、修改和替换形式。例如，在一些实施例中，在步骤1606之前，便携式电子设备可以例如使用GetVPOptions消息适配器接收询问该便携式电子设备是否支持虚拟端口的消息（即，用于与经由适配器连接至便携式电子设备的附件进行通信的消息）。便携式电子设备例如可以使用RetVPOptions消息指示其是否支持虚拟端口消息来作出响应。

图17A和17B图示了根据本发明另一个实施例的操作适配器的处理1700的流程图。处理1700例如可以由图2的适配器150来执行。

在步骤1702，适配器能够检测与便携式电子设备的连接。一旦被连接至便携式电子设备，适配器就能够在步骤1704向便携式电子设备识别并认证其自己。此后，在步骤1706，适配器能够通知便携式电子设备其具有附加端口并且向便携式电子设备提供该端口的当前状态。在一些实施例中，适配器最初可以将该附加端口保持在禁用模式中。此后，适配器可以从便携式电子设备接收使能该附加端口的指令并且对该指令作出响应；适配器可以在步骤1708使能该附加端口。此外，可选地，适配器可以在步骤1710进入第一（或者缺省）操作模式。例如，在一些实施例中，“旁通”模式可以被指派为缺省模式。然而，以上所描述的适配器的多种操作模式中的任一种（或任意其它可用模式）都能够被指派为缺省模式。

在步骤1712，适配器可以检测附件经由附加端口的连接。一旦附件被连接，适配器就能够在步骤1714读取附件信息或者附件可以向适配器发送附件信息。在一些实施例中，附件信息可以包括可以帮助便携式电子设备识别附件的识别信息。适配器在步骤1716将该附件信息传输至便携式电子设备。基于该附件信息，便携式电子设备确定哪种类型的附件被连接至适配器，并且还确定适配器的操作模式，以使得便携式电子设备可以与该附件进行通信。所要注意的是，此时便携式电子设备可能无法与附件进行通信。在步骤1718，一旦便携式电子设备确定适配器需要处于第二模式中，该适配器就从便携式电子设备接收使能第二模式的指令。

一旦接收到改变模式的指令，适配器就可以在步骤1720可选地检查当前活动模式（即，第一模式）是否与所请求的模式（即，第二模式）相同。如果当前活动的模式与所请求的模式相同，则适配器可以通知便携式电子设备其已经处于所请求的模式中。现在参考图17B，如果所请求的模式与当前模式不相同，则适配器可以在步骤1722使能第三模式（例如，断开连接模式）持续预定时间量。在该时间期间，便携式电子设备也可以对其内部电路进行配置，以便能够与附件进行通信。该附件可以看到与适配器和/或便携式电子设备的瞬时连接丢失。在步骤1724，适配器可以使能所请求（第二）模式，并且随后在步骤1726通知便携式电子设备其已经使能了所请求的模式。随后，适配器可以在步骤1728依据所选择模式在便携式电子设备和附件之间中继消息。

应当意识到的是，图17所图示的具体步骤提供了根据本发明实施例的操作适配器的特定方法。也可以根据可替换实施例执行其它步骤序列。例如，本发明的可替换实施例可以以不同顺序来执行以上所列出的步骤。此外，图17中所图示的个体步骤可以包括对于该个体步骤可以适当地以各种顺序执行的多个子步骤。此外，可以根据特定应用增加或去除附加的步骤。本领域技术人员将会意识到许多的变化、修改和替换形式。

本发明的实施例可以通过使得在附件和便携式媒体设备具有不兼容连接器的情况下更较于将附件连接至便携式媒体设备而大幅提升用户体验。例如，由于适配器初始化在其中附件连接器处于禁用状态的状态中，所以用户以何种顺序连接附件、适配器和便携式媒体设备是无所谓的。用户可以在将附件连接至适配器之前将适配器连接至便携式媒体设备，或者用户可以首先将附件连接至适配器而随后将适配器连接至便携式媒体设备。而且，便携式媒体设备确定适配器的正确操作模式并且指示适配器切换至该模式。这将用户从选择适当模式的附加步骤中解放出来，这对于非常不熟悉技术的用户而言是非常有用的。此外，自动选择适配器模式确保了正确模式被选择，从而使得可能在用户必须选择模式的情况下引入的操作人员错误更少。

如以上所描述的，便携式媒体设备确定适配器的操作模式。在要对模式选择规则进行改变的情况下，这样的改变能够通过更新便携式媒体设备的固件而不必改变适配器固件轻易地生效。适配器能够以便携式媒体设备所选择的模式继续操作。在一些实施例中，适配器仅使用UART数据引脚与便携式媒体设备进行通信。在该实例中，每当便携式媒体设备通过USB数据引脚接收到消息时，便携式媒体设备就能够推断出该消息是由附件而不是适配器生成。对于便携式媒体设备而言，这是一种用于确定消息来源的另外的方式。在该实施例中，可以不需要VPDataSend和/或VPDataReceive消息。

在一些实施例中，便携式媒体设备可以支持多种附件协议。因此，如果附件使用较老版本的附件协议，则便携式媒体设备仍然能够使用以上所描述的适配器和技术与该附件进行通信。

在以上所描述的实施例中，便携式媒体设备指示适配器使能特定模式。然而，这并不是与附件进行通信的仅有方式。在其它实施例中，适配器可以检测附件的连接，接收附件信息，并且确定最适于与附件进行通信的模式。该适配器随后可以相应地改变其模式并且随后向便携式媒体设备通知该特定模式被使能以及附件现在准备好与便携式媒体设备进行通信。在该实例中，适配器可以使用与以上所描述相似的技术来基于附件信息确定适当操作模式。

在其它的实施例中，适配器能够接收附件信息并且指示便携式媒体设备改变至便携式媒体设备的特定操作模式。在一些实施例中，适配器随后也可以改变其自己的操作模式以与便携式媒体设备的模式相匹配。在该实例中，适配器可以使用与以上所描述相似的技术来基于附件信息确定适当操作模式。

本发明的实施例可以使用专用组件和/或可编程处理器和/或其它可编程设备的任意组合来实现。这里所描述的各种处理可以在相同处理器或不同组合的不同处理器上执行。在组件被描述为被配置为执行某些操作的情况下，这样的配置例如可以通过设计电路以执行该操作，对可编程电子电路（诸如微处理器）进行编程以执行该操作，或者其任意组合来实现。另外，虽然以上所描述的实施例可能参考具体硬件和软件组件，但是本领域技术人员将会意识到的是，也可以使用硬件和/或软件组件的不同组合并且被描述为以硬件实施的特定操作也可能以软件来实施，或反之亦然。

结合有本发明各种特征的计算机程序可以被编码并存储在各种计算机可读存储介质上；适当介质包括磁盘或磁带、诸如紧致盘（CD）或DVD（数字多功能盘）的光学存储介质、闪存存储器以及其它非瞬时介质。利用程序代码进行编码的计算机可读介质可以随兼容的电子设备一起进行封装，或者程序代码可以独立于电子设备提供（例如，经由互联网下载或者作为独立分装的计算机可读存储介质）。

因此，虽然已经关于具体实施例对本发明进行了描述，但是将要意识到的是，本发明意在覆盖处于以下权利要求范围之内的所有修改和等同形式。

Claims (28)

1.一种用于操作适配器的方法，所述方法包括：

由所述适配器检测附件到所述适配器的第一端口的连接；

由所述适配器检测主机设备到所述适配器的第二端口的连接；

由所述适配器从所述附件接收附件信息；

由所述适配器向所述主机设备传输所述附件信息；

由所述适配器从所述主机设备接收激活所述适配器的第一模式的指令，其中，所述适配器被配置为以多种模式进行操作，并且其中，所述指令基于所述附件信息；

由所述适配器选择性地激活内部电路以符合所述第一模式；并且

通知所述主机设备所述第一模式被激活。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一端口包括第一连接器，而所述第二端口包括不同于所述第一连接器的第二连接器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一连接器具有第一形状因数，而所述第二连接器具有小于所述第一形状因数的第二形状因数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述附件信息包括以下中的一个或多个：附件识别信息、附件能力信息或附件配置信息。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述多种模式中的每一种具有用于所述适配器内的信号路径的相关联的信号路径配置。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，选择性地激活所述内部电路进一步包括使能与所述第一模式相关联的第一信号路径。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：

由所述适配器从所述主机设备接收第一消息，所述第一消息包括去往所述附件的第二消息；

由所述适配器从所述第一消息提取所述第二消息；并且

由所述适配器向所述附件发送所述第二消息。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括，在检测所述附件的连接之前：

由所述适配器向所述主机设备传输指示存在所述第一端口的信息；并且

由所述适配器从所述主机设备接收使能所述第一端口的指令。

9.一种适配器，包括：

壳体；

第一端口，其布置在所述壳体的第一部分处并且被配置为容纳附件；

第二端口，其布置在所述壳体的第二部分处并且被配置为连接至主机设备；和

控制电路，其耦合至所述第一端口和所述第二端口并且布置于所述壳体之内，所述控制电路可以多种操作模式进行操作，其中，所述适配器被配置为：

检测与所述主机设备和所述附件的连接；

从所述附件接收附件识别信息；

将所述附件识别信息传输至所述主机设备；

从所述主机设备接收为所述适配器指定操作模式的指令，其中，所述指令基于所述附件识别信息；并且

对所述控制电路进行配置以在所指定的操作模式中进行操作。

10.根据权利要求9所述的适配器，其中，所述第一端口包括第一类 型的第一连接器，而所述第二端口包括不同于第一类型的第二类型的第二连接器。

11.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述第一连接器具有不同于所述第二连接器的第二形状因数的第一形状因数。

12.根据权利要求10或者11所述的适配器，其中，所述第二连接器包括4至16个之间的触点。

13.根据权利要求10或者11所述的适配器，其中，所述第一连接器包括30个触点。

14.根据权利要求10或者11所述的适配器，其中，所述第一连接器是插口连接器，而所述第二连接器是插头连接器。

15.根据权利要求10或者11所述的适配器，其中，所述适配器进一步被配置为使用一组消息与所述附件和所述主机设备进行通信。

16.根据权利要求9至11中任一项所述的适配器，其中，所述多种操作模式包括：

具有第一信号路由配置的第一模式，其中，在没有适配器内的任何处理的情况下在所述附件和所述主机设备之间交换数据；

具有第二信号路由配置的第二模式，其中，所述适配器经由USB数据引脚从所述主机设备接收数字音频数据，并且向所述附件提供对应的模拟音频数据；和

具有第三信号路由配置的第三模式，其中，所述适配器从所述主机设备接收使用第一USB协议生成的数据，并且向使用不同于所述第一USB协议的第二USB协议的附件提供所述数据。

17.根据权利要求16所述的适配器，其中，所述多种操作模式进一步包括其中所述第一端口被禁用的第四模式。

18.一种适配器，包括：

第一连接器，其被配置为连接至附件；

第二连接器，其被配置为连接至主机设备；和

控制电路，其耦合至所述第一连接器和所述第二连接器，其中，所述控制电路被配置为使用多个消息与所述附件和所述主机设备进行通信，所述多个消息包括：

第一消息，其可由所述适配器发送至所述主机设备，所述第一消息包括关于所述附件的信息；

第二消息，其可由所述适配器从所述主机设备接收，所述第二消息为所述适配器指定操作模式，所述操作模式的指定基于关于所述附件的信息；

第三消息，其可由所述适配器发送至所述主机设备，从而向所述主机设备通知所指定的模式被激活；和

第四消息，其可由所述适配器接收，所述第四消息包括去往所述附件的第五消息，其中，所述适配器从所述第四消息提取第五消息，并且将所述第五消息传输至所述附件。

19.根据权利要求18所述的适配器，其中，所述多个消息进一步包括：

第六消息，其可由所述适配器发送至所述主机设备，所述第六消息指示存在所述第一连接器；和

第七消息，其可由所述适配器从主机设备接收，所述第七消息指示所述适配器使能所述第一连接器。

20.根据权利要求18或者19所述的适配器，其中，所述第一连接器是插口连接器并且包括30个触点。

21.根据权利要求18或者19所述的适配器，其中，所述第二连接器是插头连接器并且包括4至16个之间的触点。

22.根据权利要求18或者19所述的适配器，其中，所述控制电路包括：

第一USB设备；

耦合至所述第一USB设备的第二USB设备；

微控制器，其耦合至所述第一USB设备和所述第二USB设备；和

复用器，其耦合至所述第一USB设备、所述第二USB设备和所述微控制器。

23.一种主机设备，包括：

处理器；

连接器；和

通信接口，其耦合至所述处理器和所述连接器，并且被配置为与连接至所述连接器的外部设备交换信息，其中，所述处理器被配置为：

从所述外部设备接收关于耦合至所述外部设备的附件的信息；

分析关于所述附件的信息，以为所述外部设备选择操作模式，其中，所述外部设备能够以多种模式进行操作；

向所述外部设备发送指令以激活所选择的操作模式，其中，所述操作模式是基于关于所述附件的信息而选择的；并且

基于所选择的操作模式经由所述外部设备与所述附件进行通信。

24.根据权利要求23所述的主机设备，其中，在接收关于所述附件的信息之前，所述处理器进一步被配置为：

从所述外部设备接收指示所述外部设备上存在附件与之连接的附件连接器的信息；并且

向所述外部设备发送指令以使能所述附件连接器。

25.根据权利要求23或者24所述的主机设备，其中，关于所述附件的信息包括以下中的一个或多个：附件标识符、附件能力信息或附件操作参数。

26.一种对经由适配器的第一连接器连接至主机设备的所述适配器进行控制的方法，所述方法包括：

由所述主机设备从所述适配器接收指示存在所述适配器的第二连接器的信息；

由所述主机设备向所述适配器发送用于使能所述第二连接器的指令；

由所述主机设备从所述适配器接收关于连接至所述适配器的第二连接器的附件的信息；

由所述主机设备基于关于所述附件的信息从多种操作模式中为所述适配器选择第一操作模式；

由所述主机设备指示所述适配器使能所述第一操作模式；并且

由所述主机设备从所述适配器接收所述第一操作模式被使能的确认。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，指示所述适配器使能所述第一操作模式进一步包括向所述适配器发送模式改变消息，所述模式改变消息包括与所述第一操作模式相关联的标识符。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，接收所述第一操作模式被使能的确认进一步包括从所述适配器接收模式改变完成消息，所述模式改变完成消息包括与所述第一操作模式相关联的标识符。