CN112713460A - Usb连接器设备 - Google Patents

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CN112713460A CN202011150291.4A CN202011150291A CN112713460A CN 112713460 A CN112713460 A CN 112713460A CN 202011150291 A CN202011150291 A CN 202011150291A CN 112713460 A CN112713460 A CN 112713460A
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Abstract

本公开的各实施例涉及USB连接器设备。一种电子设备包括：连接器(例如，USB连接器)；第一元件，被配置为将连接器作为主机设备连接器来操作；第二元件，被配置为将连接器作为外围设备连接器来操作；以及第三元件，被配置为在连接器连接时生成第一信号。第一信号指示该设备要作为主机设备还是外围设备来操作。

Description

USB连接器设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月24日提交的法国专利申请No.1911938的优先权，该申请在此通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及电子设备，并且在特定实施例中涉及USB连接器设备。
背景技术
术语“通用串行总线”或USB是有关串行计算机总线的标准，串行计算机总线被用于将电子设备连接到计算机或连接到针对此目的而提供的任何类型的设备(平板电脑、智能手机等)。USB总线可以提供某些电子设备(例如，USB密钥、SSD磁盘等)。因此，USB总线允许电子设备之间的数据通信，并且使得能够将电功率提供给电子设备中的一个电子设备。
发明内容
本公开总体上涉及电子设备。特定实施例涉及具有USB连接器的电子设备，例如，具有USB-C连接器的电子设备。
实施例克服了包括USB连接器的已知电子设备的全部缺点或部分缺点。
实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：USB连接器；第一元件，被配置为以主机设备的作用操作连接器；第二元件，被配置为以外围设备的作用操作连接器；以及第三元件，被配置为生成第一信号，第一信号表示在连接器连接时设备的作用。
根据实施例，连接器是USB-C连接器。
根据实施例，第一元件和第二元件是控制器。
根据实施例，第二元件是DRD控制器。
根据实施例，第一信号是二进制信号。
根据实施例，第三元件被配置为将第一信号传递给第四元件，第四元件被配置为根据第一信号的值从第一元件和第二元件中选择管理连接器的操作的元件。
根据实施例，第四元件使得能够控制UTMI开关。
根据实施例，第三元件被配置为在连接器连接时发送中断信号。
根据实施例，第三元件被配置为在连接器断开连接时发送中断信号。
另一个实施例提供了一种电子设备的操作的方法，该电子设备包括：USB连接器；第一元件，被配置为以主机的作用操作连接器；第二元件，被配置为以外围设备的作用操作连接器，该方法包括在连接器连接时生成第一信号，第一信号表示在连接器连接时设备的作用。
根据实施例，方法包括由第四元件根据第一信号的值在第一元件和第二元件之间选择管理连接器操作的元件。
根据实施例，方法包括在连接器断开连接时由第三元件发送中断信号的步骤。
附图说明
在以下通过示例而非限制的方式给出的对特定实施例的描述中，将参考附图对上述特征和优点以及其它特征进行详细描述，其中：
图1示出了能够通过USB总线耦合的设备；
图2示出了电子设备的实施例；以及
图3示出了电子设备操作方法的实施例。
具体实施方式
在各个附图中，相同的特征已经由相同的附图标记表示。特别地，在各个实施例之中共有的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以设置相同的结构特性、尺寸特性和材料特性。
为了清楚起见，仅示出和详细描述了对于理解本文所述的实施例有用的步骤和元件。特别地，没有详细描述不同的电子设备及其应用，实施例适用于包括USB连接器的所有设备。
除非另有说明，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示没有导体以外的任何中间元件的直接连接；并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以经由一个或多个其它元件被连接或它们可以经由一个或多个其它元件被耦合。
在以下公开中，除非另有说明，否则当提及绝对位置限定词(诸如，术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)或相对位置限定词(诸如，术语“在……上方”、“在……下方”、“较高”、“较低”等)或定向限定词(诸如，“水平”、“竖直”等)时，参考图中所示的定向。
除非另有说明，否则表述“大约”、“近似地”、“基本上”和“大约”表示在10％内，并且优选地在5％内。
图1示出了能够通过有线连接104耦合的设备100和102。有线连接是USB(通用串行总线)连接。在这种背景下，USB是指与在优先权日期生效的任何版本USB的兼容性。
经由母连接器和公连接器建立USB连接。当执行连接时，公连接器和母连接器处于物理接触状态。
设备100和102包括互补的连接器，即，公连接器和母连接器。在图1的示例中，设备100包括母连接器106，并且设备102包括公连接器108。在图1的示例中，连接器106和108未连接。
可以通过将连接器106连接到连接器108来形成有线连接104。可以通过借助于另一个公连接器将连接器106连接到另一个设备来形成到设备100的其它连接。类似地，可以通过借助于另一个母连接器将连接器108连接到另一个设备来形成与设备102的其它连接。
作为一种变型，设备可以通过一个或多个USB电缆耦合。在图1的情况下，设备100和102可以通过电缆耦合，电缆包括在一端的公连接器和在另一端的母连接器。在两个设备具有相同类型的(通常为母)连接器的情况下，然后可以通过在其两端包括公连接器的电缆来耦合这些设备。
在设备100和102的操作期间，尤其是在有线连接104的操作期间，设备中的一个设备起主机的作用并且另一个设备起外围设备的作用。换句话说，在有线连接104的操作期间，设备中的一个设备是主机并且另一个设备是外围设备。主机/外围设备关系类似于电子设备之间的主/从关系。
在图1的示例中，主机是例如设备100并且外围设备是例如设备102。
在具有主机/外围设备关系的设备之中，主机设备是向外围设备提供电流的设备。因此，例如，主机设备可以提供使外围设备能够操作的电功率。另外，主机设备启动外围设备与主机设备之间的所有数据交换。例如，主机设备可以将控制信号发送到外围设备。例如，外围设备仅在主机设备的请求下通过提供数据或通过执行指令来参与连接。
例如，在计算机和键盘之间的USB连接中，计算机是主机并且键盘是外围设备。实际上，键盘是经由USB连接通过计算机供电的。类似地，在计算机和鼠标之间的USB连接中，计算机是主机并且鼠标是外围设备。
某些设备(例如，键盘、鼠标或存储器存储设备)在USB连接期间始终是外围设备。类似地，某些设备在USB连接期间始终是主机设备。
其它设备根据它们通过USB连接所连接的设备可以是主机或外围设备。例如，在手机或平板电脑与计算机之间的USB连接中，计算机是主机并且手机或平板电脑是外围设备。但是，在手机或平板电脑与存储器存储设备之间的USB连接中，手机或平板电脑是主机并且存储器存储设备是外围设备。
在图1的示例中，连接优选地是C型USB连接，或USB-C连接。连接器106和108是能够形成C型USB连接或USB-C连接的连接器。连接器106和108是C型USB连接器或USB-C连接器。
USB-C连接被设计用于多种用途。特别地，USB-C连接可以允许连接的设备的电力供应、数据传输、音频电缆连接、视频输出连接等。
类型C是USB连接标准。类型C与之前存在的类型A和B有所区别。特别地，USB-C连接是可逆的，即每个连接器根据两个垂直轴线对称，因此可以在第一方向上被连接到附加的连接器，或者在与第一方向相反的第二方向上被连接到附加的连接器。另外，设备可以是经由USB-C连接器与设备连接的主机，并且可以是经由相同连接器与另一个设备连接的外围设备。
因此，在图1的示例中，设备100和102可以分别是外围设备和主机或分别是主机和外围设备。然而，包括公连接器的设备通常是外围设备。
例如，设备中的至少一个设备可以具有两个以上的USB连接器。例如，某些设备可以具有至少两个母连接器。例如，某些连接器可以是不同类型的。例如，设备可以包括至少一个USB-C连接器和至少一个USB-A型或USB-B型连接器。
图2示出了电子设备200的实施例。例如，该电子设备能够根据USB 3.2标准和/或USB 2.0标准在USB总线之上交换数据。
设备100包括能够以数字或模拟形式实现的功能集合201以及至少一个连接器202。在图2的示例中，设备200包括连接器202和连接器203。优选地，组件201包括至少一个芯片。集合201优选地包括至少一个微控制器或一个微处理器。优选地，集合201可以实现软件并且实现操作系统，例如Linux。
在图2中，连接器202是USB-C连接器。所示的连接器202是母连接器。因此，例如，设备200是图1的设备100或设备102。设备200能够直接地或经由USB电路连接到电子设备(未示出)。
连接器202被耦合，优选地被连接到用于控制连接器202或连接器驱动器的电路204。
连接器控制电路204优选地被配置为发送中断信号206(中断)。当设备(未示出)经由连接器202被连接到设备200时发送中断信号206(中断INTERRUPT)。因此，对于连接器202的每个连接，信号206(中断)被发送到设备(未示出)。
优选地，电路204还被配置为在设备(未示出)断开连接时发送中断信号，该中断信号能够是相同的中断信号或者与在连接期间发送的信号不同的信号。
在一个示例中，设备(未示出)包括与关于USB链接描述的设备200相同的元件，即，例如包括与设备200的连接器(图2的示例中的公连接器)互补的连接器，以及与将在下面描述的连接控制电路类似的连接控制电路。
因此，当在设备200和未示出的设备之间形成USB连接时，经由连接器202，信号206(中断)由电路204提供给设备200的其余部分，优选地提供给设备200的所有元件。
另外，电路204被配置为生成信号207(HP)，信号207表示在设备200与未示出的设备之间的连接中的每个设备的作用。连接中的设备中的一个设备的术语作用是指主机设备的作用或外围设备的作用。例如，如果设备200是主机设备并且未示出的设备是外围设备，则信号HP取第一值；并且如果设备200是外围设备并且未示出的设备是主机设备，则信号HP取第二值。
例如，该信息被包含在设备200的寄存器中。例如，当设备200只能作为主机设备或外围设备来操作时，则为真。
与设备的作用有关的信息可以由电路204通过其它方式获取。
信号207优选地由包括数据传输总线和时钟总线的I2C(内部集成电路)总线传输。作为变体，信号207可以被包含在寄存器中，并且能够由设备200访问。
设备200在组件201中还包括功能或元件208和210。例如，元件208和210优选地是位于组件201的芯片上的电路。
元件208和210是用于控制连接器202的元件，优选地是电路。例如，元件208和210被配置为操作连接器202。例如，电路208和210是连接器202的控制器。
例如，电路208是被配置为以主机模式操作连接器202的电路。例如，电路208被配置为向未示出的设备提供电流。例如，电路208被配置为启动并确保与外围设备(未示出)的数据传输。
例如，电路210是被配置为以外围模式操作连接器的电路。例如，电路201被配置为管理与主机设备(未示出)的连接。
优选地，电路210是使得能够以DRD(双重角色设备)模式操作设备的电路。因此，电路210被配置为能够以主机的作用或以外围设备的作用操作设备200。优选地，设备208仅能以主机的作用操作该设备。
通过使用电路210作为连接器202的控制器，可以以主机的作用操作连接器202。但是，当连接器以主机的作用进行操作时，电路208比电路210允许更高的传输速度。
设备200包括功能或元件212。例如，元件212是电路或软件。优选地，元件212是由微处理器或微控制器实现的软件。优选地，在Linux系统中实现元件212。优选地，元件212控制UTMI(USB收发器宏单元接口)开关。
更一般地，元件212被配置为针对给定的连接选择元件208和210中的哪个元件操作控制器。元件212接收分别由元件204传递的与连接状态有关的信号206和信号207，即，是否已经存在连接或断开连接，以及设备200在连接中的作用(主机或外围设备)。
由电路204提供的信息(信号207和信号206)优选地能够被组件201的所有元件(电路或软件)访问，尤其是能够被元件208、210和212访问。因此，与设备的作用有关的信息能够被设备200的所有元件访问，尤其可以被元件212访问。
例如，连接器203是(例如)类型A或B的USB连接器。在图2的示例中，连接器203是类型A USB连接器。连接器被耦合到元件208。元件操作连接器203优选地不通过元件(诸如，元件212)选择。无论连接有连接器203的设备是什么，连接器203的操作由元件208管理。类似地，连接器(未示出)可以被耦合到元件210。然后，无论连接到未示出的连接器的设备是什么，这种连接器(未示出)的操作将由元件210管理。
图3示出了电子设备操作方法的实施例。例如，图3示出了第一设备连接到第二设备时的操作方法。例如，第一设备和第二设备是诸如图2的设备200的设备。优选地，该方法由第一设备和第二设备在连接期间并行地实现。结合第一设备描述了该操作方法。该方法的步骤优选地是连续的。
在操作步骤300(连接CONNECTION)期间，在第一设备和第二设备之间执行连接。经由USB-C连接器执行连接。因此，在第一设备和第二设备之间布置USB-C连接。通过将第一设备的USB-C连接器连接到第二设备的USB-C连接器来执行第一设备和第二设备之间的连接。
在另一个操作步骤302(中断1INTERRUPT1)期间，由第一设备的电路204(图2)发送中断信号(中断)。例如，使中断信号能够被组件201的所有部件和所有软件访问，优选地至少能够被元件212访问。信号(中断)根据第一设备的连接器202的哪一个连接器已经被连接到另一个设备(此处为第二设备)的连接器来传递信息。
在方法的另一个步骤304(主机/设备HOST/DEVICE)期间，电路204确定在与第二设备的连接中第一设备是主机还是外围设备。例如，从第二设备获取表示连接的设备的相应的作用的信号207。
例如，使信号207能够被组件201的所有部件和所有软件访问，优选地至少能够被元件212访问。
例如，信号207是二进制信号，即，能够取两个不同的值。如果第一设备是主机，则信号207取第一值，并且如果第一设备是外围设备，则信号207取第二值。
在方法的另一个步骤306(配置接口CONFIGURE INTERFACE)期间，元件212根据信号207选择元件208或元件210。因此，在连接器202与选择的元件之间形成通信或链接，从而允许数据和功率传输。
例如，在信号207是二进制信号的情况下，如果信号207具有第一值，则连接器202的操作由元件208管理，并且如果信号207具有第二值，则连接器202的操作由元件210管理。
优选地，元件208和210不同时操作。优选地，连接器(在本示例中为连接器203)的操作由单个元件208或210管理。
在另一个步骤308(工作WORKING)期间，USB连接和设备正在操作。数据和/或功率交换被实施。
在另一个步骤310(断开连接DISCONNECTION)期间，第一设备和第二设备的连接器202被断开。
在另一个步骤312(中断2INTERRUPT2)期间，由元件204提供中断信号。例如，中断信号(中断)能够被组件201的所有部件和所有软件访问，优选地能够被元件212访问。
所描述的实施例的优点在于，与仅由电路(诸如，电路210)管理的连接相比，其允许连接的设备之间的传输速率更高，从而能够使设备在双重角色设备模式下操作。
已经描述了各种实施例和变体。本领域技术人员将理解，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域技术人员将容易想到其它变型。
最后，基于上文提供的功能指示，本文描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力内。
这样的改变、修改和改进旨在作为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前面的描述仅是示例性的，并不旨在进行限制。本发明仅由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (21)

1.一种电子设备，包括：
连接器；
第一元件，被配置为将所述连接器作为主机设备连接器来操作；
第二元件，被配置为将所述连接器作为外围设备连接器来操作；以及
第三元件，被配置为在所述连接器连接时生成第一信号，所述第一信号指示所述设备要作为主机设备还是外围设备来操作。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述连接器是USB连接器。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述连接器是USB-C连接器。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一元件和所述第二元件是控制器。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二元件是DRD(双重角色设备)控制器。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一信号是二进制信号。
7.根据权利要求1所述的设备，还包括被耦合到所述第三元件的第四元件，所述第四元件被配置为根据所述第一信号的值从所述第一元件和所述第二元件中选择哪个元件要操作所述连接器。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述连接器是USB连接器并且其中所述第四元件被配置为控制UTMI(USB收发器宏单元接口)开关。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第三元件被配置为在所述连接器连接时发送中断信号。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第三元件被配置为在所述连接器断开连接时发送中断信号。
11.一种操作电子设备的方法，所述电子设备包括USB连接器，所述方法包括：
在所述连接器连接时生成第一信号，所述第一信号指示在所述连接器连接时所述设备要作为主机设备还是外围设备来操作；
当所述第一信号指示所述设备要作为主机设备操作时，将所述设备作为主机设备操作；以及
当所述第一信号指示所述设备要作为外围设备操作时，将所述设备作为外围设备操作。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述设备还包括：第一元件，被配置为将所述连接器作为主机设备连接器来操作；以及第二元件，被配置为将所述连接器作为外围设备连接器来操作，所述方法还包括根据所述第一信号的值在所述第一元件与所述第二元件之间进行选择。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述连接器连接时生成第一中断信号。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括在所述连接器断开连接时生成第二中断信号。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一信号指示所述设备要作为主机设备来操作，所述方法还包括将电流从所述设备提供给连接的设备。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一信号指示所述设备要作为主机设备来操作，所述方法还包括启动从所述设备到连接的设备的数据的传输。
17.一种电子设备，包括：
USB连接器；
第一控制器，被配置为将所述连接器作为主机设备连接器来操作；
第二控制器，被配置为将所述连接器作为外围设备连接器来操作；
UTMI(USB收发器宏单元接口)开关，被耦合在所述第一控制器和所述第二控制器与所述USB连接器之间；以及
接口电路，被配置为确定所述设备要作为主机设备还是外围设备来操作，使得所述UTMI开关能够将所述第一控制器或所述第二控制器中的一个控制器耦合到所述USB连接器。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述第二控制器是DRD(双重角色设备)控制器。
19.根据权利要求17所述的设备，其中所述接口电路被配置为在所述连接器连接时生成第一信号，所述第一信号指示所述设备要作为主机设备还是外围设备来操作。
20.根据权利要求19所述的设备，还包括控制元件，所述控制元件被配置为从所述接口电路接收所述第一信号，并且被配置为根据所述第一信号控制所述UTMI开关。
21.根据权利要求20所述的设备，其中所述接口电路被配置为在所述连接器连接时将第一中断信号发送到所述控制单元，并且被配置为在所述连接器断开连接时将第二中断信号发送到所述控制单元。
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