CN110874340B - 自动调整连线速度及功耗能力的usb介面及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法，适用于从属装置，其包括以从属电源侦测模组与主要装置进行第一交握程序，并以第一连线规格与主要装置进行供电通讯，从属电源侦测模组侦测第一断电事件，当第一断电事件发生，以记忆单元记录第一断电资讯，若主要装置再次与从属装置连接，则以从属电源侦测模组与主要装置进行第二交握程序，并依据第一断电资讯配置不同于第一连线规格的第二连线规格。

Description

自动调整连线速度及功耗能力的USB介面及其方法
技术领域
本发明涉及一种自动调整连线速度及功耗能力的USB介面及其方法，特别是涉及一种能依据所记录的断电资讯而自动调整连线速度及功耗能力的USB介面及其方法。
背景技术
一般USB装置会支援数个的USB连线速度以达到USB Host平台的向下相容性，例如支援Super speed plus(USB 3.1Gen2)，Super speed(USB 3.1Gen1)以及High Speed(USB2.0)。一般的USB装置连接到USB Host时，会优先以最高速度开始来与USB host进行USB速度调配，USB连线速度越高，资料传输量越快，装置所需的耗电能力也越大。
一般新型的USB主控端(例如:笔电，平板、手机…等)能支援多种USB速度，因此当USB装置连上时，可以透过传输协议的训练，来决定最终的连线速度。当USB host以及USB装置同时支援USB Super Speed Plus为最高速度时，彼此就会沟通连线在此速度进行连线，并进行传收。
然而现行的许多USB主控端平台(例如:平板、手机…等)的供电能力并不相同，通常会限制接着的USB装置的抽电能力，也因此不一定能够让当下连接的USB装置在连线高速的情况下进行抽电，当USB装置的抽电能力大于USB Host port支援的能力时，USB装置很可能被断电，重新上电后，依然连线在最高速度使用下，又会再度被断电，形成一个死结，导致此USB主控端永远无法使用此装置。
故，如何通过供电机制的改良，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种能依据所记录的断电资讯而自动调整连线速度及功耗能力的USB介面及其方法。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法，适用于一从属装置，且该从属装置连接于一主要装置的一USB连接埠，该方法包括：以从属装置的从属电源侦测模组进行第一交握程序，并以多个连线规格中的第一连线规格与主要装置进行通讯；以从属电源侦测模组侦测被动断电事件；当被动断电事件发生，以从属装置的记忆单元依据被动断电事件记录第一断电资讯，其中在被动断电事件发生后，若从属装置再次与主要装置连接，则从属电源侦测模组经配置以与主要装置进行第二交握程序，并依据第一断电资讯决定以多个连线规格中的第二连线规格与主要装置重新进行通讯，其中第一连线规格及第二连线规格分别具有彼此不同的第一预定连线速度及第二预定连线速度。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种自动调整连线速度及功耗能力的USB介面，适用于从属装置，其包括从属电源侦测模组及记忆单元。从属电源侦测模组用于在从属装置连接于主要装置的USB连接埠后，与主要装置进行第一交握程序，并以多个连线规格中的第一连线规格与主要装置进行通讯。其中，从属电源侦测模组经配置以侦测一被动断电事件，其中记忆单元经配置以依据被动断电事件记录第一断电资讯，在被动断电事件发生后，若从属装置再次与主要装置连接，则从属电源侦测模组经配置以与主要装置进行第二交握程序，并依据第一断电资讯决定以多个连线规格中的第二连线规格与主要装置重新进行通讯，其中第一连线规格及第二连线规格分别具有彼此不同的第一预定连线速度及第二预定连线速度。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的自动调整USB连线速度及功耗能力的USB介面及其方法，既可满足USB主控端的最高耗电限制，且能在耗电限制下，尽力满足USB传输速度能力。即使在从属装置没有电源传输(Power delivery)能力，无法明确得知USB主控端的供电能力数值的情形下，仍能使USB从属端有能力去自动侦测其连线速度及功耗能力，来决定要连接在哪种USB连线速度，解决装置与平台的相容性问题。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明一实施例的自动调整连线速度及功耗能力的USB介面的方块图。
图2为本发明一实施例的用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法的流程图。
图3为本发明一实施例的用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法的另一流程图。
图4为本发明另一实施例的用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法的流程图。
1：USB通讯架构
10：主要装置
100：USB介面
102：主要电源控制模组
104：供电能力侦测模组
106：第一USB连接埠
108：使用者介面
110：装置控制模组
12：从属装置
122：从属电源控制模组
124：记忆单元
126：第二USB连接埠
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“自动调整连线速度及功耗能力的USB介面及其方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件或者信号，但这些元件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
图1为本发明一实施例的自动调整连线速度及功耗能力的USB介面的方块图，图2为本发明一实施例的用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法的流程图。参阅图1及图2所示，本发明第一实施例提供一种自动调整连线速度及功耗能力的USB介面100，主要适用于包括主要装置10及从属装置12的USB通讯架构1之中。主要装置10可例如为笔电，平板、手机等，可包括主要电源控制模组102、供电能力侦测模组104及第一USB连接埠106。
主要电源控制模组102可包括电源供应器，用于连接市电以提供主要装置10运作的电力，并用于使主要装置10具备向外围设备供电的能力，可具有整流电路、升降压电路及稳压电路。主要电源控制模组102亦可包括USB介面驱动晶片，以用于与外部相容USB介面的装置进行通讯、资料及电力的传输。
另一方面，从属装置12可为无自供电能力的装置，例如随身碟、随身固态硬碟(SSD)等装置，可内建有自动调整连线速度及功耗能力的USB介面100，其包括从属电源侦测模组122及记忆单元124，并可连接于第二USB连接埠126。
第一USB连接埠106及第二USB连接埠用于连接主要装置10及从属装置12，可包括USB Type-A、USB Type-B及USB Type-C介面。
从属电源侦测模组122可用于在从属装置12连接于主要装置12的USB连接埠106后，与主要电源控制模组102进行第一交握程序，并以多个连线规格中的第一连线规格与主要装置10进行通讯并由其进行供电。其中，交握(Handshake)程序主要用于使主要装置10及从属装置12能依据彼此相容的连线规格进行资讯及电力传输。在本发明的实施例中，主要装置10及从属装置12均可相容多个连线规格，可例如包括USB Supper Speed Plus(USB3.1Gen 2)、USB Super Speed(USB 3.1Gen 1)及USB High Speed(USB 2.0)，其中，USBSupper Speed Plus的频宽约为10GT/s，USB Super Speed的频宽约为5GT/s，USB HighSpeed的频宽约为480Mbps，而传输速度越高，所需的时脉频率也越高，而从属装置12所需的功耗也就更高。
对于现有的USB主控端而言，即使连线速度可支援到Super Speed Plus，然而，其供电能力未必能对应到主要装置10最高速度的最大功率规范。而为了满足USB主控端的最高耗电限制，并且能在此耗电限制下满足USB传输速度能力，本发明提供了新的连线速度与功耗切换机制。
以下将依据图2，对本发明的供电机制及相关模组进行说明。在本实施例中，用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法可适用于前述系统架构，但不限于此，在所属领域具有通常知识者能设想的方式或各种可能性下，本实施例提供的方法亦可适用于上文中所描述的任何实施方式。如图所示，自动调整连线速度及功耗能力的方法可包括下列步骤：
步骤S102：以从属装置12的从属电源侦测模组122与主要装置10的主要电源控制模组102进行第一交握程序。
步骤S104：经过第一交握程序后，主要电源控制模组102及从属电源控制模组122判定彼此可以第一连线规格进行连线，则从属电源控制模组122以多个连线规格中的第一连线规格与主要装置10进行通讯。以最高速度开始调配为例，第一连线规格可为USB SuperSpeed Plus。
在从属装置12与主要装置10开始以第一连线规格进行通讯之后，供电能力侦测模组104会开始侦测从属装置12的当前抽电电流。供电能力侦测模组104会判断当前抽电电流是否大于主要装置10的供电能力。其中，供电能力可设定为预定电流值，若判断当前抽电电流大于预定电流值，则主要装置10会配置电源控制模组102切断对从属装置12的供电，使从属装置12经历被动断电事件。
于此同时，于从属装置12端进行步骤S106，以从属电源侦测模组122侦测是否有被动断电事件发生。若被动断电事件未发生，则进行步骤S108，维持以第一连线规格与主要装置10进行通讯。换言之，可以持续连线在最高速进行运作，达到最高效能。另一方面，若如上所述，当判断当前抽电电流大于预定电流值时，被动断电事件发生，则进入步骤S110。
步骤S110：以从属装置12的记忆单元124依据被动断电事件，记录第一断电资讯。详细而言，记忆单元124可为非挥发性记忆体(non-volatile memory,NVM)，例如快闪记忆体(Flash memory)，即便处在未供电状态，所储存的资料不会因此消失。
步骤S112：将从属装置12再次与主要装置10连接。
步骤S114：配置从属电源侦测模组122与主要装置10进行第二交握程序。
步骤S116：从属电源侦测模组122依据第一断电资讯，决定以多个连线规格中的第二连线规格与主要装置10进行通讯。其中，第一连线规格及该第二连线规格分别具有彼此不同的第一预定连线速度及第二预定连线速度，在断电当下，记忆单元124会记录断电时的资讯，可包括第一连线规格及第一预定连线速度，以本实施例而言，分别为USB SuperSpeed Plus及10GT/s。在重新连线时，将从属装置12会依据此断电资讯，将连线速度能力往下调整一个速度，也就是第二连线规格，例如为USB Super speed，并且具备约5GT/s的第二预定连线速度，通过往下调整一个速度，从属装置所需的功耗就会低于上一个连线速度。
以下将依据图3，提供本发明的另一供电机制。接续前述实施例的步骤S116，当以第二连线规格与主要装置10重新进行通讯后，进入步骤S118，以从属电源侦测模组122侦测是否有另一被动断电事件发生，若被动断电事件未发生，则进行步骤S120，维持以第二连线规格与主要装置10进行通讯，并回到步骤S118持续侦测是否有另一被动断电事件发生。换言之，可以满足USB主控端的最高耗电限制，并且能在此耗电限制下满足USB传输速度能力，以持续连线在次高速进行运作。
另一方面，若主要装置10判断当前抽电电流大于预定电流值时，则中断供电，另一被动断电事件发生，进入步骤S124。则进入步骤S122：以从属装置12的记忆单元124依据另一被动断电事件及第一断电资讯，记录第二断电资讯。
步骤S124：将从属装置12再次与主要装置10连接。
步骤S126：配置从属电源侦测模组122与主要装置10进行第三交握程序。
步骤S128：依据第二断电资讯，决定以多个连线规格中的第三连线规格与主要装置10重新进行通讯。其中，第三连线规格可具有第三预定连线速度，且可低于第一预定连线速度及第二预定连线速度，在断电当下，记忆单元124会记录断电时的资讯，可包括第二连线规格及第二预定连线速度，以本实施例而言，分别为USB Super Speed及5GT/s。在重新连线时，将从属装置12会依据此断电资讯，将连线速度能力往下调整一个速度，也就是第三连线规格，例如为USB High Speed，并且具备约480Mbps的第三预定连线速度。
如图1所示，主要装置10还包括使用者介面108，用于供使用者执行一装置移除程序。请一并参阅图4所示，图4为本发明另一实施例的用于USB介面的自动调整连线及功耗能力的方法的流程图。包括：
步骤S200：以主要装置10的用户介面108执行装置移除程序程序。其中，装置移除程序程序可包括以主要装置10的装置控制模组110进行从属装置的正常移除程序。
步骤S202：以装置控制模组110对从属装置12进行移除，使从属装置12经历主动移除事件。
步骤S204：当从属电源侦测模组122侦测到主动移除事件发生，则据此重置记忆单元124。如此，当下次从属装置12连接于主要装置10时，由于记忆单元124中不存在断电资讯，因此会回到以最高速度的第一连线规格进行上述流程。
综上所述，本发明所提供的自动调整连线速度及功耗能力的USB介面及其方法，既可满足USB主控端的最高耗电限制，且能在耗电限制下，尽力满足USB传输速度能力。即使装置没有电源传输(Power delivery)能力，无法明确得知USB主控端的供电能力下，能使USB从属端依然有能力去自动侦测USB主控端的供电能力，来决定要连接在哪种USB连线速度，解决装置与平台的相容性问题。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种用于USB介面的自动调整连线速度及功耗能力的方法，适用于一从属装置，且该从属装置连接于一主要装置的一USB连接埠，该方法包括：
以该从属装置的一从属电源侦测模组进行一第一交握程序，并以多个连线规格中的一第一连线规格与该主要装置进行通讯；
以该从属电源侦测模组侦测一被动断电事件；
当该被动断电事件发生，以该从属装置的一记忆单元依据该被动断电事件记录一第一断电资讯，
其中在该被动断电事件发生后，若该从属装置再次与该主要装置连接，则该从属电源侦测模组经配置以与该主要装置进行一第二交握程序，并依据该第一断电资讯决定以多个该连线规格中的一第二连线规格与该主要装置重新进行通讯，
其中该第一连线规格及该第二连线规格分别具有彼此不同的一第一预定连线速度及一第二预定连线速度。
2.根据权利要求1所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，其中该第一预定连线速度高于该第二预定连线速度。
3.根据权利要求1所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，其中该第一断电资讯纪录有该第一连线规格及该第一预定连线速度。
4.根据权利要求1所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，其中在该第二交握程序中，该从属电源侦测模组依据该第一断电资讯，决定以该第二连线规格与该主要装置进行通讯。
5.根据权利要求1所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，更包括：
以该从属电源侦测模组侦测另一被动断电事件；
当该另一被动断电事件发生，以该记忆单元依据该第一断电资讯及该另一被动断电事件记录一第二断电资讯；以及
其中在该另一被动断电事件发生后，若该从属装置再次与该主要装置连接，则该从属电源侦测模组经配置以与该主要装置进行一第三交握程序，并依据该第二断电资讯决定以多个该连线规格中的一第三连线规格与该主要装置重新进行通讯，其中该第三连线规格具有与该第一预定连线速度及该第二预定连线速度不同的一第三预定连线速度。
6.根据权利要求5所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，其中该第二断电资讯纪录有该第二连线规格及该第二预定连线速度。
7.根据权利要求5所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，其中该第三预定连线速度小于该第一预定连线速度及该第二预定连线速度。
8.根据权利要求5所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，其中在该第三交握程序中，该从属电源侦测模组依据该第二断电资讯，决定以该第三连线规格与该主要装置进行通讯。
9.根据权利要求1所述的自动调整连线速度及功耗能力的方法，更包括：
以该从属电源侦测模组侦测一主动断电事件，其中该主动断电事件是经由该主要装置的一使用者介面执行一装置移除程序所产生；以及
以该从属电源侦测模组依据该主动断电事件重置该记忆单元。
10.一种自动调整连线速度及功耗能力的USB介面，适用于一从属装置，其包括：
一从属电源侦测模组，用于在该从属装置连接于一主要装置的USB连接埠后，与该主要装置进行一第一交握程序，并以多个连线规格中的一第一连线规格与该主要装置进行通讯；及
一记忆单元，
其中，该从属电源侦测模组经配置以侦测一被动断电事件，
其中该记忆单元经配置以依据该被动断电事件记录一第一断电资讯，在该被动断电事件发生后，若该从属装置再次与该主要装置连接，则该从属电源侦测模组经配置以与该主要装置进行一第二交握程序，并依据该第一断电资讯决定以多个该连线规格中的一第二连线规格与该主要装置重新进行通讯，
其中该第一连线规格及该第二连线规格分别具有彼此不同的一第一预定连线速度及一第二预定连线速度。
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