CN111949594B - 一种具有多个usb接口的移动终端及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多个USB接口的移动终端及实现方法，在USB接口上未插入USB设备的默认情况下，主控模块控制复用开关将USB数据信号连接至USB‑C接口上，同时控制USB模式控制模块将来自USB‑C接口的CC1与CC2信号连接至USB模式检测模块，使移动终端工作在标准的USB‑C模式；当USB接口上有USB设备插入时，主控模块根据USB接口产生的ID信号控制USB模式控制模块产生相应的CC1/CC2信号，使USB模式检测模块判定设备类型；同时，控制USB电源模块输出电源到USB设备。本发明实现移动终端对多个USB接口的支持，从而提升了移动终端的使用体验，扩大了移动终端的使用领域。

Description

一种具有多个USB接口的移动终端及实现方法

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，具体涉及一种具有多个USB接口的移动终端及实现方法。

背景技术

随着智能手机等移动终端产品的普及、移动终端的网速和运算处理能力的提升以及移动终端在物联网、安防监控等领域的应用越来越广泛，常常需要移动终端具备多个USB接口；如图2所示的移动终端的尾部有标准的USB-C接口、侧面和背面也要求有USB接口，可以外接其他USB设备，比如二维码扫描头、USB转以太网口等。

然而移动终端所使用的芯片平台通常只有一个USB接口且大多是支持USB-C协议的，涉及的信号数量较多。因此需要某种方法能实现支持多个USB接口，且涉及的外露信号数量尽量少。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种具有多个USB接口的移动终端及实现方法。

本发明公开了一种具有多个USB接口的移动终端，包括：主控模块、复用开关、Hub、USB-C接口、一个或多个USB接口、USB模式控制模块、电源管理模块和USB电源模块，所述电源管理模块内设有USB模式检测模块；

所述主控模块与复用开关、USB接口、USB模式控制模块、电源管理模块和USB电源模块电连接，所述复用开关与所述Hub和USB-C接口电连接，所述USB接口分别与所述Hub和USB电源模块电连接，所述USB模式控制模块分别与所述USB-C接口和电源管理模块电连接；

在所述USB接口上未插入USB设备的默认情况下，所述主控模块控制所述复用开关将USB数据信号连接至所述USB-C接口上，同时控制所述USB模式控制模块将来自所述USB-C接口的CC1与CC2信号连接至所述USB模式检测模块，使移动终端工作在标准的USB-C模式；

当所述USB接口上有USB设备插入时，所述主控模块根据所述USB接口产生的ID信号辨别USB接口上插入设备的类型；然后，所述主控模块控制USB模式控制模块产生相应的CC1/CC2信号，使USB模式检测模块判定设备类型；同时，主控模块控制USB电源模块输出电源到相应的USB接口，使得插入的USB设备能与移动终端进行正常的通信。

作为本发明的进一步改进，当USB设备从USB接口拔出时，所述主控模块根据所述USB接口释放的ID信号，控制所述复用开关和所述USB模式控制模块将USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，并控制所述USB电源模块关闭对USB接的供电。

作为本发明的进一步改进，在USB接口上插有USB设备的情况下，能人为操控移动终端将USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，使所述USB-C接口上的设备能正常工作。

作为本发明的进一步改进，所述ID信号包括逻辑信号的上升沿、下降沿和电平中的一种，所述USB设备的类型包括USB OTG设备、外部主机、标准充电器中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述USB接口为支持USB功能的触点或者内凹式的接插件，包括Type-C接口、Micro-USB接口中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述移动终端包括智能手机、智能平板电脑、智能执法记录仪和智能音视频安防监控设备中的一种。

本发明还公开了一种基于上述移动终端实现多个USB接口的方法，包括：

S1、在USB接口上未插入USB设备的默认情况下：

主控模块控制复用开关将USB数据信号连接至USB-C接口上，同时控制USB模式控制模块将来自USB-C接口的CC1与CC2信号连接至USB模式检测模块，使移动终端工作在标准的USB-C模式；

S2、当USB接口上有USB设备插入时：

USB接口产生相应的ID信号并通知主控模块，主控模块根据ID信号辨别USB接口插入设备的类型；然后，主控模块控制USB模式控制模块产生相应的CC1/CC2信号，使USB模式检测模块判定设备类型；同时，主控模块控制USB电源模块输出电源到USB接口，使得插入的USB设备能与移动终端进行正常的通信；

S3、当USB设备从USB接口拔出时：

USB接口释放相应的ID信号并通知主控模块，主控模块根据ID信号控制复用开关和USB模式控制模块将USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，并控制USB电源模块关闭对USB接口的供电；

S4、在USB接口上插有USB设备的情况下，能人为操控移动终端把USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，使USB-C接口上的设备能正常工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过在移动终端加入复用开关、Hub、USB模式控制模块、USB电源模块，在增加少量电路及较少成本的情况下，实现移动终端对多个USB接口的支持，从而提升了移动终端的使用体验，扩大了移动终端的使用领域。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的具有多个USB接口的移动终端的框架图；

图2为本发明一种实施例公开的移动终端外部USB接口的示意图。

图中：

1、主控模块；2、复用开关；3、Hub；4、USB-C接口；5a、5b、5c，USB接口；6、USB模式控制模块；7、电源管理模块；8、USB电源模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1、2所示，本发明提供一种具有多个USB接口的移动终端，包括：主控模块1、复用开关2、Hub3、USB-C接口4、USB接口5a、5b、5c、USB模式控制模块6、电源管理模块7和USB电源模块8，电源管理模块7内设有USB模式检测模块；其中，

本发明上述各模块的连接关系为：

主控模块1与复用开关2、USB接口5a、5b、5c、USB模式控制模块6、电源管理模块7和USB电源模块8电连接，复用开关2与Hub3和USB-C接口4电连接，USB接口5a、5b、5c分别与Hub3和USB电源模块8电连接，USB模式控制模块6分别与USB-C接口4和电源管理模块7电连接。

本发明上述各模块的作用为：

主控模块1，用于实现USB协议与移动终端控制；复用开关2，用于实现对USB数据信号的复用；Hub3，用于实现多个USB接口的数据信号的接收和分发；USB-C接口4，用于实现标准的USB-C接口功能；USB接口5a、5b、5c，用于为移动终端提供多个USB接口；USB模式控制模块6，用于实现USB模式的控制；电源管理模块7，用于实现USB模式的自动检测并接受USB电源输入或者输出；USB电源模块8，用于根据主控模块的控制为USB接口5a、5b、5c供电。

进一步，USB模式控制模块6的功能具体为：在主控模块1的控制下将USB-C接口4的CC1/CC2直接连接至电源管理模块7里的USB模式检测模块，或者对CC1/CC2施加上拉或者下拉而产生符合USB-C协议的CC1/CC2信号以对应USB接口5a、5b、5c上插入的USB设备类型，其电路形式不限。

进一步，USB电源模块8的功能具体为：在主控模块1的控制下输出电源到相应的USB接口5a、5b、5c，使得插入的USB设备能与移动终端进行正常的通信，能够很好地对各个USB接口的电源通断、功耗、过载保护等进行管理，降低了移动终端电源子系统的复杂度，其电路形式不限。

进一步，USB数据信号的复用由主控模块1来控制，极大地提升了系统的灵活性和安全性，也确保了USB-C接口4的标准性与通用性；即，在不影响移动终端芯片平台原生USB-C的全部功能与性能的情况下，扩展支持多个USB接口。

进一步，USB接口5a、5b、5c为支持USB功能的触点或者内凹式的接插件，包括Type-C接口、Micro-USB接口中的一种。

进一步，移动终端包括智能手机、智能平板电脑、智能执法记录仪和智能音视频安防监控设备中的一种。

本发明提供一种移动终端实现多个USB接口的方法，包括：

S1、在USB接口5a、5b、5c上未插入USB设备的默认情况下：

主控模块1控制复用开关2将USB数据信号连接至USB-C接口4上，同时控制USB模式控制模块6将来自USB-C接口4的CC1与CC2信号连接至电源管理模块7中的USB模式检测模块，使移动终端工作在标准的USB-C模式，标准的USB-C模式包括设备从模式、设备主OTG模式、充电模式中的一种；

S2、当USB接口5a、5b、5c上有USB设备插入时：

对应的USB接口5a、5b、5c产生相应的ID信号并通知主控模块1，主控模块1根据ID信号辨别USB接口插入设备的类型；其中，ID信号可以是逻辑信号的上升沿、下降沿或者电平，设备类型包括USB OTG设备、外部主机、标准充电器中的一种；

主控模块1控制USB模式控制模块6产生相应的CC1/CC2信号，使电源管理模块7中的USB模式检测模块能准确判定设备类型；该方法可使USB模式检测模块能准确判定设备类型，进而使得每个USB接口涉及的信号数量尽量少；

主控模块1控制USB电源模块8输出电源到相应的USB接口5a、5b、5c，使得插入的USB设备能与移动终端进行正常的通信，实现对多个USB接口的支持；而且与Hub3电连接的多个USB接口5a、5b、5c可以同时工作，即主控模块1通过Hub3实现多个USB接口的数据信号的接收和分发；

S3、当USB设备从USB接口5a、5b、5c拔出时：

对应的USB接口5a、5b、5c释放相应的ID信号并通知主控模块1，主控模块1根据ID信号控制复用开关2和USB模式控制模块6将USB连接恢复到默认的标准USB-C接口4上，并控制USB电源模块8关闭对USB接口5a、5b、5c的供电；

S4、在USB接口5a、5b、5c上插有USB设备的情况下，也能人为操控移动终端把USB连接恢复到默认的标准USB-C接口4上，使USB-C接口4上的设备能正常工作。

本发明的优点为：

本发明通过在移动终端加入复用开关、Hub、USB模式控制模块、USB电源模块，在增加少量电路及较少成本的情况下，实现移动终端对多个USB接口的支持，从而提升了移动终端的使用体验，扩大了移动终端的使用领域。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有多个USB接口的移动终端，其特征在于，包括：主控模块、复用开关、Hub、USB-C接口、一个或多个USB接口、USB模式控制模块、电源管理模块和USB电源模块，所述电源管理模块内设有USB模式检测模块；

所述主控模块与复用开关、USB接口、USB模式控制模块、电源管理模块和USB电源模块电连接，所述复用开关与所述Hub和USB-C接口电连接，所述USB接口分别与所述Hub和USB电源模块电连接，所述USB模式控制模块分别与所述USB-C接口和电源管理模块电连接；

在所述USB接口上未插入USB设备的默认情况下，所述主控模块控制所述复用开关将USB数据信号连接至所述USB-C接口上，同时控制所述USB模式控制模块将来自所述USB-C接口的CC1与CC2信号连接至所述USB模式检测模块，使移动终端工作在标准的USB-C模式；

当所述USB接口上有USB设备插入时，所述主控模块根据所述USB接口产生的ID信号辨别USB接口上插入设备的类型；然后，所述主控模块根据插入设备的类型控制USB模式控制模块产生相应的CC1/CC2信号，使USB模式检测模块判定设备类型；同时，主控模块控制USB电源模块输出电源到相应的USB接口，使得插入的USB设备能与移动终端进行正常的通信。

2.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，当USB设备从USB接口拔出时，所述主控模块根据所述USB接口释放的ID信号，控制所述复用开关和所述USB模式控制模块将USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，并控制所述USB电源模块关闭对USB接的供电。

3.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，在USB接口上插有USB设备的情况下，能人为操控移动终端将USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，使所述USB-C接口上的设备能正常工作。

4.如权利要求1-3中任一项所述的移动终端，其特征在于，所述ID信号包括逻辑信号的上升沿、下降沿和电平中的一种，所述USB设备的类型包括USB OTG设备、外部主机、标准充电器中的一种。

5.如权利要求1-3中任一项所述的移动终端，其特征在于，所述USB接口为支持USB功能的触点或者内凹式的接插件，包括Type-C接口、Micro-USB接口中的一种。

6.如权利要求1-3中任一项所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括智能手机、智能平板电脑、智能执法记录仪和智能音视频安防监控设备中的一种。

7.一种基于如权利要求1-6中任一项所述的移动终端实现多个USB接口的方法，其特征在于，包括：

S1、在USB接口上未插入USB设备的默认情况下：

主控模块控制复用开关将USB数据信号连接至USB-C接口上，同时控制USB模式控制模块将来自USB-C接口的CC1与CC2信号连接至USB模式检测模块，使移动终端工作在标准的USB-C模式；

S2、当USB接口上有USB设备插入时：

USB接口产生相应的ID信号并通知主控模块，主控模块根据ID信号辨别USB接口插入设备的类型；然后，主控模块控制USB模式控制模块产生相应的CC1/CC2信号，使USB模式检测模块判定设备类型；同时，主控模块控制USB电源模块输出电源到USB接口，使得插入的USB设备能与移动终端进行正常的通信；

S3、当USB设备从USB接口拔出时：

USB接口释放相应的ID信号并通知主控模块，主控模块根据ID信号控制复用开关和USB模式控制模块将USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，并控制USB电源模块关闭对USB接口的供电；

S4、在USB接口上插有USB设备的情况下，能人为操控移动终端把USB连接恢复到默认的标准USB-C接口上，使USB-C接口上的设备能正常工作。

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