CN108966079A - 音频装置的控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

音频装置的控制方法与系统，应用于一USB音频转接器，该USB音频转接器包含一模拟音频接口并连接至一主机。该方法包含：检测该模拟音频接口是否与一目标装置连接，或检测该目标装置的功能，并产生一检测结果；控制该USB音频转接器操作于一断线模式；以及依据该检测结果使该USB音频转接器维持操作于该断线模式，或依据该检测结果控制该USB音频转接器操作于一连线模式并传送音频数据至该主机及/或从该主机接收音频数据。

Description

音频装置的控制方法与系统

技术领域

本公开涉及音频装置的控制方法与系统，尤其是通用序列总线(UniversalSerial Bus,USB)音频转接器(audio adaptor)的控制方法与系统。

背景技术

USB音频转接器的功用在于将音频信号在USB接口与模拟音频接口的间做转换。有两种常见的USB音频转接器：其中一种包含两个音频接口(audio jack)，另一种只有一个音频接口。对具有两个音频接口的USB音频转接器应用而言，其中一个音频接口专门供音频输出装置(例如耳机)连接，另一个专门供音频输入装置(例如麦克风)连接。对只有一个音频接口的USB音频转接器应用而言，音频接口可同时提供音频输出与音频输入，因此可供耳机装置、麦克风装置或耳麦装置(headset)连接。耳麦装置泛指同时具有耳机功能与麦克风功能的装置。

当USB音频转接器与主机(host)(例如电脑、便携式电子产品等具有USB接口的设备)连接后，主机会依据USB音频转接器的宣告(declaration)型态来将USB音频转接器列举(enumeration)为适当的装置。详言之，因为USB音频转接器至少提供具有与耳机及麦克风连线的功能，所以连上主机后主机会将其列举为耳麦装置。之后，无论USB音频转接器的音频接口所连接的装置为何(纯耳机装置、纯音频输出装置、纯麦克风装置、纯音频输入装置、耳麦装置、音频输入输出组成的装置或甚至音频接口完全没有连接任何装置)，主机会将音频数据导向此USB音频转接器，而舍弃以主机内建的音效设备(例如内建的扩音器、麦克风等)来播音或收音。然而，这样的设计容易造成使用者的困扰。举例来说，当插入USB音频转接器的装置为纯耳机装置时，使用者预期主机仍利用内建的麦克风装置来收音。不幸的，实际的操作情形却是主机欲通过USB音频转接器来收音与播音，而造成无法收音的状况。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本公开的一目的在于提供一种音频装置的控制方法与系统，以提升音频装置使用上的便利性。

本公开公开一种音频装置的控制方法，应用于一USB音频转接器，该USB音频转接器包含一模拟音频接口并连接至一主机。该方法包含：检测该模拟音频接口是否与一目标装置连接，或检测该目标装置的功能，并产生一检测结果；控制该USB音频转接器操作于一断线模式；以及依据该检测结果使该USB音频转接器维持操作于该断线模式，或依据该检测结果控制该USB音频转接器操作于一连线模式并传送音频数据至该主机及/或从该主机接收音频数据。

本公开另公开一种音频装置的控制系统，应用于一USB音频转接器，该USB音频转接器包含一模拟音频接口并连接至一主机。该控制系统包含一检测电路及一控制单元。该检测电路检测该模拟音频接口是否与一目标装置连接，或检测该目标装置的功能，并产生一检测结果。该控制单元控制该USB音频转接器操作于一断线模式或一连线模式。该控制单元于控制该USB音频转接器操作于该断线模式后，依据该检测结果该USB音频转接器维持操作于该断线模式，或依据该检测结果该控制单元控制该USB音频转接器操作于该连线模式并传送音频数据至该主机及/或从该主机接收音频数据。

本公开另公开一种音频装置的控制方法，应用于一USB音频转接器，该USB音频转接器包含一模拟音频接口并连接至一主机。该方法包含：检测与该模拟音频接口连接的一目标装置的功能，并产生一检测结果；依据该检测结果宣告该USB音频转接器；以及当该USB音频转接器宣告为该仅具有音频输出功能的音频装置(如耳机或其他音频输出装置)、该仅具有音频输入功能的音频装置(如麦克风或其他音频输入装置)或该具有音频输入输出组成功能的音频装置(如耳麦或其他音频输入输出组成装置)，且该模拟音频接口的连接状态改变时，控制该USB音频转接器操作于一断线模式。当该检测结果指示该目标装置仅具有音频输出功能时，宣告该USB音频转接器为一仅具有音频输出功能的音频装置，当该检测结果指示该目标装置仅具有音频输入功能时，宣告该USB音频转接器为一仅具有音频输入功能的音频装置，或是当该检测结果指示该目标装置同时具有音频输入输出组成的功能时，宣告该USB音频转接器为一具有音频输入输出组成的功能的音频装置。

本公开的音频装置的控制方法与系统能够依据音频装置当下的使用情境做动态宣告。相较于现有技术，利用本公开的动态宣告机制的USB音频转接器不但能以符合使用者预期的方式运行，且在其模拟音频接口不连接任何装置时能够降低功耗。

有关本公开的特征、实作与技术效果，兹配合附图作实施例详细说明如下。

附图说明

图1为本公开的USB音频转接器的功能方框图；以及

图2A-2C为本公开的音频装置的控制方法的流程图。

附图标记说明：

100 USB音频转接器

110 控制单元

120 USB功能电路

130 检测模块

140 储存单元

150 音频播放模块

160 音频录制模块

170 模拟音频接口

180 音频装置的控制系统

S210～S270、S310～S340、S410～S440 步骤

具体实施方式

以下说明内容的技术用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。

本公开的公开内容包含音频装置的控制方法与系统。由于本公开的音频装置的控制系统所包含的部分元件单独而言可能为已知元件，因此在不影响该控制系统的充分公开及可实施性的前提下，以下说明对于已知元件的细节将予以省略。

图1为本公开的通用序列总线音频转接器(USB audio adaptor)的功能方框图。USB音频转接器100包含控制单元110、USB功能电路120、检测模块130、储存单元140、音频播放模块150、音频录制模块160以及模拟音频接口170。本公开的音频装置的控制系统180包含控制单元110、检测模块130及储存单元140。模拟音频接口170可以包含音频接口及/或音频插槽(audio socket)。控制单元110可以是具有程序执行能力的计算单元，例如微处理器(microprocessor)、微控制单元(micro control unit,MCU)等。

USB功能电路120用于通过USB接口跟主机连线，以进行数据的传输及接收。USB功能电路120可包含取样电路、时钟电路(例如锁相回路(Phase-locked Loops,PLL)、时钟数据回复(Clock and Data Recovery,CDR)电路)等用于传送及接收数据的电路。USB功能电路120可以通过改变其内部电路的连接状态来使USB音频转接器100操作于连线模式或断线模式。举例来说，对USB 1.0的全速(full speed)模式而言，USB功能电路120可通过改变USB接口的引脚的电位以在J状态(J state)与SE0状态(SE0state)之间做切换。当USB功能电路120在J状态时，USB音频转接器100操作于连线模式；当USB功能电路120在SE0状态并且维持超过2.5微秒(μs)时，USB音频转接器100进入断线模式。当USB音频转接器100操作于连线模式时，主机可得知USB音频转接器100插入其USB端中，两者能够正常传送及接收数据；当USB音频转接器100操作于断线模式时，虽然USB音频转接器100实体上插入主机的USB端中，但实际上主机认为该USB端未连接任何USB装置，亦即此时USB音频转接器100与主机之间没有数据传输。使USB装置操作于连线模式或断线模式为USB规格所定义的功能，不再赘述。

模拟音频接口170可包含至少一个可供模拟音频插头插入的接口/插槽。当模拟音频接口170只包含一个接口/插槽时，该接口/插槽可供音频输出装置、音频输入装置或音频输入输出组成的装置插入；当模拟音频接口170包含两个接口/插槽时，其中一者可供音频输出装置或音频输入输出组成的装置插入，另一者可供音频输入装置插入。当连接模拟音频接口170的目标装置具有音频输出功能时，音频数据从主机通过USB功能电路120传送至控制单元110，控制单元110再控制音频数据经由音频播放模块150传送至目标装置。音频播放模块150可对音频数据进行数字模拟转换，有时亦包含解码操作。当连接模拟音频接口170的目标装置具有音频输入功能时，音频录制模块160将来自目标装置的声音信号转换为音频数据(例如进行模拟数字转换，有时亦包含编码操作)，接着控制单元110将音频数据通过USB功能电路120传送至主机。

检测模块130检测是否有目标装置插入模拟音频接口170，以及当有目标装置插入模拟音频接口170时，检测目标装置的种类。目标装置的种类包含音频输出装置、音频输入装置及音频输入输出组成的装置。控制单元110根据检测模块130的检测结果控制USB音频转接器100对主机的宣告型态，并选择性地关闭USB功能电路120、音频播放模块150及音频录制模块160。储存单元140储存多个组装置描述数据(device description data)，每一组装置描述数据对应一种宣告型态。每一组装置描述数据包含多个描述元，例如装置描述元(device descriptors)、配置描述元(configuration descriptors)、接口描述元(interface descriptors)及端点描述元(endpoint descriptors)等。列举时，主机根据装置描述数据将USB音频转接器100列举为控制单元110所选取的宣告型态。宣告型态包含仅具有音频输出功能的音频装置、仅具有音频输入功能的音频装置以及同时具有音频输出及输入功能的音频装置。

图2A至2C为本公开的音频装置的控制方法的流程图。如图2A所示，USB音频转接器100插入主机的USB端(步骤S210)之后，主机对USB音频转接器100供电，并且对USB音频转接器100进行列举，以确认USB音频转接器100的功能及属性。另一方面，USB音频转接器100得到供电后，检测模块130开始检测模拟音频接口170是否有任何目标装置插入(步骤S220)。步骤S220的检测方式可以是(1)机械式检测，例如检测模拟音频接口170内的弹片是否被推顶，如果弹片被推顶，则步骤S220判断为是；(2)阻抗式检测，例如检测模拟音频接口170内的两个金属片之间是否为高阻抗，如果不是高阻抗，则步骤S220判断为是；或(3)使用者定义，即由外部事件(如开关)直接告知检测模块130状态。此三种检测方式为本技术领域技术人员所熟知，不再赘述。

当步骤S220判断为是，检测模块130在步骤S230中检测目标装置是否具有且仅有音频输出功能(例如目标装置为纯耳机装置)，在步骤S240中检测目标装置是否具有且仅有音频输入功能(例如目标装置为纯麦克风装置)。之后，控制单元110根据检测模块130的检测结果(指示目标装置仅有音频输出功能、仅有音频输入功能或同时具有音频输入输出组成的功能)决定USB音频转接器100的宣告型态(步骤S250、S260或S270)。请注意，区分目标装置为纯耳机装置、纯麦克风装置、耳麦装置或其他音频装置为现有技术，可通过硬件、固件或两者的组合来完成。当由硬件实作时，检测模块130实际上为一电路。当由固件实作时，储存单元140储存有多个程序指令或程序码，检测模块130执行所述程序指令或程序码来完成检测模块130的功能。检测模块130至少可以通过以下的方法来目标装置是否具有麦克风功能：(1)检测目标装置的阻抗；(2)提供模拟音频接口170一电压，并检测该电压的变化；或是(3)使用者直接定义，由外部装置直接告知检测模块130状态。步骤S220～S240适用于模拟音频接口170仅有一个接口/插槽或一个以上的接口/插槽，此为本技术领域技术人员可轻易加以实施变化，故不赘述其细节。

在步骤S250～S270中，控制单元110根据检测模块130的检测结果从储存单元140的多个组装置描述数据中选取相对应的一组(意即决定相对应的宣告型态)。也就是说，控制单元110根据检测结果将USB音频转接器100宣告为音频输出装置、音频输入装置或音频输入输出组成的装置的其中之一或上述的组合。参阅图2B，控制单元110决定宣告型态后，控制单元110控制USB音频转接器100与主机连线(步骤S310)，使USB音频转接器100操作于连线模式。请注意，当USB音频转接器100第一次插入主机的USB端时(此时主机得知该USB端有装置插入)，USB音频转接器100操作于连线模式，故步骤S310可被略过及/或视为已完成。当主机得知USB音频转接器100插入其USB端时，会自动对USB音频转接器100进行列举。主机完成列举程序后，便以USB音频转接器100在S250～S270所宣告的其中一种型态与其通信。举例来说，当USB音频转接器100被列举为(或宣告为)纯音频输出装置时，音频数据由主机传输至USB音频转接器100，经转为声音信号后，再通过模拟音频接口170传输至仅有音频输出功能目标装置；在此情况下，主机可停用内建的扩音器，并且仍以内建的麦克风收音。当USB音频转接器100被列举为(或宣告为)纯音频输入装置，声音信号由仅有音频输入功能目标装置传输至USB音频转接器100，经转为音频数据后，再通过USB功能电路120传输至主机；在此情况下，主机可停用内建的麦克风，并且仍以内建的扩音器播音。当USB音频转接器100被列举为(或宣告为)音频输入输出组成的装置，声音信号及音频数据则为双向；在此情况下，主机可停用内建的扩音器及麦克风。换句话说，USB功能电路120与该主机之间的音频数据的数据流方向与宣告型态有关。

如上所述，USB音频转接器100可以根据所插入的目标装置的种类做相对应的宣告，如此一来，当主机对USB音频转接器100完成列举后，主机即可自动地对应USB音频转接器100目前的宣告型态来决定以内建的音效设备或目标装置播放及/或接收声音信号。详言之，虽然USB音频转接器100可供音频输出装置、音频输入装置或音频输入输出组成的装置连接，但本公开的动态列举/宣告的机制使得主机可以根据目前与USB音频转接器100连接的目标装置的种类来适应性地决定启用或停用内建的音效设备，使播音及收音的动作符合使用者的期待。

与主机连线后，USB音频转接器100维持与主机正常通信(从主机接收音频数据、传送音频数据至主机或两者同时进行)，直到检测模块130检测到模拟音频接口170的连接状态改变(步骤S330)。详言之，当模拟音频接口170的任何接口/插槽从连接目标装置变成未连接目标装置，或是相反时，则步骤S330判断为是。当模拟音频接口170的状态改变，控制单元110控制USB功能电路120使USB音频转接器100操作于断线模式(步骤S340)。详言之，在步骤S340中，USB音频转接器100并非实体上从主机的USB端拔除，而是控制单元110通过控制USB功能电路120使USB音频转接器100从连线模式切换至断线模式来模拟拔除的动作。与主机断线后，回到步骤S220。

当步骤S220判断为否，检测模块130的检测结果指示此时没有目标装置插入模拟音频接口170的接口/插槽。接下来，参阅图2C，控制单元110控制USB功能电路120使USB音频转接器100操作于断线模式(步骤S410)。若在步骤S410之前USB音频转接器100原本即处于断线模式，则在步骤S410中使USB音频转接器100维持操作于断线模式。因为此时USB音频转接器100操作于断线模式，所以主机不会对其进行列举。接着USB音频转接器100进入省电模式(步骤S420)。详言之，在省电模式中，控制单元110关闭USB功能电路120、音频播放模块150及音频录制模块160，亦即使USB功能电路120、音频播放模块150及音频录制模块160暂停运行，以降低USB音频转接器100的耗电量。优选地，在省电模式中，控制单元110可以进入睡眠或低耗电模式，以进一步降低USB音频转接器100的耗电量。详言之，在睡眠或低耗电模式中，控制单元110维持固件在睡眠或低耗电模式前一刻的状态，待被唤醒(例如被检测模块130发出的中断信号唤醒)后，可继续该状态继续工作。在步骤S420中，USB音频转接器100操作于断线模式。

在接下来的步骤S430中，检测模块130检测模拟音频接口170的连接状态是否改变。步骤S430的内容实质上与步骤S330相同，需注意的是，如果控制单元110在步骤S420进入睡眠或低耗电模式，则步骤S430完全由硬件执行(亦即检测模块130由电路实作)；如果控制单元110在步骤S420未进入睡眠或低耗电模式，则步骤S430可由硬件及/或固件执行(亦即检测模块130由电路及/或程序实作)。USB音频转接器100持续操作在省电模式，直到模拟音频接口170的状态改变(步骤S430判断为是)。在步骤S440中，控制单元110控制USB音频转接器100离开省电模式。详言之，控制单元110开启USB功能电路120、音频播放模块150及音频录制模块160，亦即使USB功能电路120、音频播放模块150及音频录制模块160回复一般运行。然后流程回到步骤S220。

如上所述，在省电模式中USB音频转接器100的部分模块或电路处于不耗电的状态，在优选的情况下，仅有检测模块130消耗微小的电量。因此，当USB音频转接器100的模拟音频接口170未与任何目标装置连接时，USB音频转接器100可以达到几乎不耗电。当主机的电量有限时(例如主机为以电池供电的便携式电子装置)，实作此机制的USB音频转接器100不会替主机带来额外的负担。

此外，控制单元110也可以依据宣告型态在步骤S320中选择性地关闭音频播放模块150或音频录制模块160。举例来说，当USB音频转接器100宣告为纯音频输出装置时，音频录制模块160处于闲置状态，控制单元110便可将其关闭以降低耗电。

请注意，前揭图示中，元件的形状、尺寸、比例以及步骤的顺序等仅为示意，是供本技术领域技术人员了解本公开之用，非用以限制本公开。虽然本公开的实施例如上所述，然而所述实施例并非用来限定本公开，本技术领域技术人员可依据本公开的明示或隐含的内容对本公开的技术特征施以变化，凡这种种变化均可能属于本公开所寻求的专利保护范围，换言之，本公开的专利保护范围须视本说明书的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种音频装置的控制方法，应用于一USB音频转接器，该USB音频转接器包含一模拟音频接口并连接至一主机，该方法包含：

检测该模拟音频接口是否与一目标装置连接，或检测该目标装置的功能，并产生一检测结果；

控制该USB音频转接器操作于一断线模式；以及

依据该检测结果使该USB音频转接器维持操作于该断线模式，或依据该检测结果控制该USB音频转接器操作于一连线模式并传送音频数据至该主机及/或从该主机接收音频数据。

2.如权利要求1所述的控制方法，其中该USB音频转接器还包含储存多个组装置描述数据的一储存单元，该方法还包含：

依据该检测结果选取所述装置描述数据的其中一组；

其中该USB音频转接器与该主机的间的音频数据的数据流方向是与该组被选取的装置描述数据有关。

3.如权利要求1所述的控制方法，其中该USB音频转接器还包含一USB功能电路、一音频播放模块及一音频录制模块，该方法还包含：

当该USB音频转接器的该模拟音频接口未连接任何目标装置时，该USB音频转接器维持操作于该断线模式，并控制该USB功能电路、该音频播放模块及该音频录制模块暂停运行。

4.如权利要求1所述的控制方法，还包含：

当该检测结果指示该模拟音频接口与该目标装置连接时，控制该USB音频转接器操作于该连线模式。

5.如权利要求1所述的控制方法，还包含：

当该检测结果指示该模拟音频接口的连接状态改变时，控制该USB音频转接器操作于该断线模式。

6.一种音频装置的控制系统，应用于一USB音频转接器，该USB音频转接器包含一模拟音频接口并连接至一主机，该控制系统包含：

一检测电路，耦接于该模拟音频接口，用于检测该模拟音频接口是否与一目标装置连接，或检测该目标装置的功能，并产生一检测结果；以及

一控制单元，耦接该检测电路，用于控制该USB音频转接器操作于一断线模式或一连线模式；

其中，该控制单元于控制该USB音频转接器操作于该断线模式后，依据该检测结果该USB音频转接器维持操作于该断线模式，或依据该检测结果该控制单元控制该USB音频转接器操作于该连线模式并传送音频数据至该主机及/或从该主机接收音频数据。

7.如权利要求6所述的控制系统，还包含：

一储存单元，耦接该控制单元，储存多个组装置描述数据；

其中该控制单元依据该检测结果选取所述装置描述数据的其中一组，该USB音频转接器与该主机之间的音频数据的数据流方向是与该组被选取的装置描述数据有关。

8.一种音频装置的控制方法，应用于一USB音频转接器，该USB音频转接器包含一模拟音频接口并连接至一主机，该方法包含：

检测与该模拟音频接口连接的一目标装置的功能，并产生一检测结果；

依据该检测结果宣告该USB音频转接器，其中，当该检测结果指示该目标装置仅具有音频输出功能时，宣告该USB音频转接器为一仅具有音频输出功能的音频装置，

当该检测结果指示该目标装置仅具有音频输入功能时，宣告该USB音频转接器为一仅具有音频输入功能的音频装置，

或是当该检测结果指示该目标装置同时具有音频输入输出组成的功能时，宣告该USB音频转接器为一具有音频输入输出组成的功能的音频装置；以及

当该USB音频转接器宣告为该仅具有音频输出功能的音频装置、该仅具有音频输入功能的音频装置或该具有音频输入输出组成功能的音频装置，且该模拟音频接口的连接状态改变时，控制该USB音频转接器操作于一断线模式。

9.如权利要求8所述的控制方法，还包含：

当该检测结果指示该模拟音频接口是连接该目标装置，且该USB音频转接器操作于该断线模式时，控制该USB音频转接器操作于一连线模式。

10.如权利要求8所述的控制方法，还包含：

当检测到该模拟音频接口未连接任何目标装置时，控制该USB音频转接器操作于该断线模式。