CN113961498A - 一种用于处理usb降模的方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于处理USB降模的方法、装置和存储介质，所述方法包括：检测USB 3.x模式总线上的信号；或者检测USB 3.x模式总线上的信号和USB 2.0模式总线上的信号；根据检测结果来判断USB 3.x模式是否处于降模状态；响应于判断所述USB 3.x模式处于降模状态，重新连接所述USB接口的电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。本申请的方法不需要重新插拔线缆，也不需要对设备进行断电重连，适于在实际应用场景中使用。

Description

一种用于处理USB降模的方法、装置和存储介质

技术领域

本申请一般地涉及USB接口控制领域。更具体地，本申请涉及一种用于处理USB降模的方法、用于线缆的USB接口装置、转接装置和计算机可读存储介质。

背景技术

USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视（机顶盒）、游戏机等其它相关领域。USB在由英特尔等多家公司联合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，成为当今电脑与多数智能设备的必配接口。

USB版本经历了多年的发展，从USB 1.0版本发展到如今USB 3.1版本。USB 1.0规范是在1996年出现的，速度只有1.5Mb/s；1998年升级为USB 1.1版本，速度也提升到12Mb/s。USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的，它的传输速率达到了480Mbps（60MB/s），足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0规范中的“增强主机控制器接口”（EHCI）定义了一个与USB 1.1规范相兼容的架构，它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说，所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题，而且像USB线、插头等附件也都可以直接使用。

USB 3.x（USB 3.0及其以上版本的统称为USB 3.x）规范的理论速度为5.0Gb/s，可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。USB 3.x接口相比于USB 2.0接口，增加了更多并行模式的物理总线。在USB 2.0接口的4线结构（电源线，地线和D+、D-两条数据线）的基础上，USB 3.x接口增加了4条线路，用于传输两对差分信号，实现SS信号（SuperSpeed，超高速信号）的传输。也就是说，USB 3.x接口向下兼容USB 2.0接口。

对于USB 3.x产品来说，USB 3.x模式的超高速信号在连接成功后并不会一直保持不变，在某些因素的影响下会从USB 3.x的状态转入USB 2.0的状态，或者说从USB 3.x模式降为USB 2.0模式，这个过程称为Down Mode（降模）。此时USB 3.x模式的信号传输线路失效，USB 2.0模式的信号传输线路有效，原本处于USB 3.x模式的设备无法正常工作。对于这种情况，一般只能通过插拔线缆或者对设备重新上电，以期线缆重新连接或者设备重新上电后USB 3.x模式得以恢复。然而在一些特殊应用场景中，例如线缆连接到一个封闭环境中，无法进行插拔操作；或者是线缆连接到狭小空间内（例如靠近墙壁），不具备进行插拔操作的空间；亦或者是线缆连接到远端，不方便进行插拔操作；又或者是为了进行插拔操作，需要进行繁琐的操作（例如拆卸设备）。另外，对设备进行重新上电会影响设备的正常使用，而且在一些不允许断电的设备上也无法进行重新上电的操作。

综上所述，现有处理USB 3.x降模的方式不便于在实际应用场景中使用。

发明内容

本申请提供了一种用于处理USB降模的方法、用于线缆的USB接口装置、转接装置和计算机可读存储介质，用于至少解决现有处理USB 3.x降模的方式不便于在实际应用场景中使用的问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种用于处理USB降模的方法，其用于具有USB3.x模式总线和USB 2.0模式总线的USB接口，所述方法包括：检测USB 3.x模式总线上的信号；或者检测USB 3.x模式总线上的信号和USB 2.0模式总线上的信号；根据检测结果来判断USB 3.x模式是否处于降模状态；响应于判断所述USB 3.x模式处于降模状态，重新连接所述USB接口的电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。

在一个实施例中，根据检测结果判断USB 3.x模式是否处于降模状态包括：检测USB 3.x模式总线上的数据信号，根据所述USB 3.x模式总线上的数据信号判断USB 3.x模式是否异常；响应于USB 3.x模式异常，检测USB 3.x模式总线上的电平信号；响应于USB3.x模式总线上的电平信号异常，判断USB 3.x模式处于降模状态。

在一个实施例中，根据检测结果判断USB 3.x模式是否处于降模状态包括：检测USB 3.x模式总线上的数据信号，根据所述USB 3.x模式总线上的数据信号判断USB 3.x模式是否异常；响应于USB 3.x模式异常，检测USB 2.0模式总线上的电平信号；响应于USB2.0模式总线上的电平信号正常，判断USB 3.x模式处于降模状态。

在一个实施例中，检测USB 3.x模式总线上的数据信号以判断USB 3.x模式是否异常包括：响应于在第一预定时间内未检测到USB 3.x模式总线上有数据传输，则判断所述USB 3.x模式异常；或者响应于在上电后的第二预定时间内未检测到USB 3.x模式总线上有握手信号，则判断所述USB 3.x模式异常。

在一个实施例中，响应于USB 3.x模式总线上的电平信号异常则判断USB 3.x模式处于降模状态包括：响应于USB 3.x模式总线的电平信号低于上限电压阈值，并且在之后的第三预定时间内，所述USB 3.x模式总线上的电平信号不高于所述上限电压阈值，则判断USB 3.x模式处于降模状态。

在一个实施例中，响应于USB 2.0模式总线上的电平信号正常则判断USB 3.x模式处于降模状态包括：响应于USB 2.0模式总线中任意一条线路呈现高电平信号，则判断USB3.x模式处于降模状态。

在一个实施例中，还包括：在重新连接USB接口的电源线路之前，对USB 2.0模式总线进行至少一次复位操作，以尝试恢复USB 3.x模式。

根据本申请的第二方面，还提供了一种用于线缆的USB接口装置，所述USB接口装置具有USB 3.x模式和USB 2.0模式，所述USB接口装置包括控制电路、检测电路和电源开关；所述检测电路连接USB 3.x模式总线，或者连接USB 3.x模式总线和USB 2.0模式总线；所述电源开关，串联在所述USB接口的电源线路上；所述控制电路，连接所述检测电路和所述电源开关，用于根据所述检测电路的检测结果判断USB 3.x模式处于降模状态时，使所述电源开关重新连接所述电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。

根据本申请的第三方面，还提供了一种转接装置，用于与线缆的USB接口适配以连接设备的USB接口，所述转接装置包括：第一端口，用于与所述设备的USB接口连接；第二端口，用于与所述线缆的USB接口连接，其中所述第一端口和第二端口均具有电源线路；电源开关，设于所述第一端口和第二端口的电源线路之间，用于在所述线缆的USB接口的USB3.x模式处于降模状态时重新连接所述电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。

根据本申请的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括用于处理USB降模的计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现如本申请第一方面任一实施例所述的方法。

根据本申请的实施例，通过对USB接口的电源线路进行重新连接的方式（即先切断电源线路，再连接电源线路的方式）对整个USB接口进行重启，从而可以有效地恢复USB 3.x模式。这种方式不需要重新插拔线缆，也不需要对设备进行断电重连，适于在实际应用场景中使用。

本申请的方法可以在线缆的USB接口装置中实现，整个处理降模的过程完全自动，不需要人工干预，不仅节省了人力，而且使系统能够迅速地从降模状态中恢复，提升了用户的使用体验。

基于本申请的转接装置，通过在常规的线缆（有源线缆或者无源线缆）上增加该转接装置，即可完成对整个USB系统的升级，能够极大地降低系统升级成本。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是USB系统的结构示意图；

图2是根据USB 3.0规范的降模处理方式示意图；

图3是根据本申请基本构思的示意图；

图4是根据本申请实施例的方法流程示意图；

图5是步骤S2的具体流程示意图；

图6是发生降模时的USB 3.x模式总线的电平信号波形图；

图7是根据本申请实施例的USB接口装置结构示意图；

图8是根据本申请实施例的转接装置的一种应用场景示意图；

图9是根据本申请实施例的转接装置的另一种应用场景示意图；

图10是根据本申请实施例的一种转接装置结构示意图；以及

图11是根据本申请实施例的另一种转接装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，当本申请的权利要求、说明书及附图使用术语“第一”、“第二”等时，其仅是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

USB系统主要由主设备、从设备以及连接主设备和从设备的线缆构成，主设备、从设备和线缆均具有USB接口。主设备可以对从设备实施控制或者发起数据传输，例如所述主设备为PC，所述从设备为显示器，主设备将视频数据通过线缆传输给显示器，显示器用于显示相应的视频。所述线缆为电缆或者光缆，例如AOC（Active Optical Cable，有源光缆）或ACC（Active Copper Cable，有源电缆）。

图1展示了一种USB系统，其中USB系统包括主设备、线缆和从设备。线缆为有源光缆（AOC）或者有源电缆（ACC）。主设备通过其USB接口（未示出）连接线缆的第一USB接口装置（也可以称为USB接口模块），线缆的第二USB接口装置连接从设备的USB接口（未示出）。第一USB接口装置或第二USB接口装置具有USB 2.0模式和USB 3.x模式，也就是说，第一USB接口装置或第二USB接口装置包括电源线、地线、USB 2.0模式总线（D+、D-）和USB 3.x模式总线（四条信号传输线）。

USB接口从USB 3.x模式降为USB 2.0模式，会造成基于USB 3.x模式的设备无法使用。为了解决该问题，USB3.0规范中给出了USB3.x模式降为USB2.0模式的处理方法。图2展示了USB3.0规范中USB3.x模式降为USB2.0模式的处理方法。如图2所示，其中Vbus表示电源线， RX Detect表示接收检测，SS Disabled表示超高速信号无效。

如图2右下方方框所示，当USB3.x模式的信号成功连接（其中已连接SuperSpeed表示USB3.x信号成功连接）、进入U0状态（U0为USB3.x模式的一个状态，表示USB 3.x模式已经握手成功），且USB 2.0模式的信号没有连接时，若接收检测（Rx.Detect）时无法检测到终端设备或者出现链接错误后链路训练（Link Training）超时，则USB2.0信号会进行连接，设备会降为USB 2.0模式（如图2左上方方框所示）。此时USB 2.0模式总线会进行一次复位操作（Reset），在复位操作后进入USB 2.0模式（如图2中左下方方框所示），同时尝试进行USB3.x信号连接（如图中所示尝试连接SuperSpeed信号），当设备做接收检测（Rx.Detect）无法检测到终端或者链路训练（Link Training）超时，设备会降为USB 2.0模式（如图2中左上方方框所示），此时稳定在USB 2.0模式，这个过程称为降模（Down Mode）。也就是说，根据USB3.0规范，USB 2.0模式的信号没有连接时，若USB 3.x模式的信号无法连接，最终会从USB 3.x模式降为USB 2.0模式。

当USB 2.0模式的信号连接成功，同时尝试USB 3.x模式的信号连接时，此时链路状态正处于接收检测（Rx.Detect）状态或者轮询（Polling）状态（如图2中左下方方框所示），当设备做接收检测（Rx.Detect）时无法检测到终端或者链路训练（Link Training）超时，USB 2.0模式的信号会进行连接（如图2中左上方方框所示），此时USB 2.0模式总线会进行一次复位操作（Reset），在复位操作后进入USB 2.0模式（如图2中左下方方框所示）。当设备做接收检测（Rx.Detect）无法检测到终端或者链路训练（Link Training）超时，设备会降为USB 2.0模式并且最终稳定在USB 2.0模式。也就是说，根据USB3.0规范，USB 2.0模式的信号已连接时，若USB 3.x模式的信号无法连接，最终会保持USB 2.0模式。

根据上述的USB3.0规范，USB 3.x模式降为USB 2.0模式的处理方法方法是对USB2.0模式的总线进行一次复位操作，复位操作有可能成功地恢复USB 3.x模式，也可能无法恢复USB 3.x模式，若可能无法恢复USB 3.x模式，则会稳定在USB 2.0模式。也就是说，复位操作并不一定能够恢复USB 3.x模式，而且复位操作也并不是最佳的方式。为了恢复USB3.x模式，最佳的方式是插拔线缆或者使设备断电后重新上电，根据背景技术的分析可知，人工插拔线缆或者使设备断电后重新上电的方式不适于实际应用场景。

为了解决上述问题，本申请的基本构思是，在USB接口装置中设置一个电源开关，该电源开关能够切断或者连通USB接口装置中的电源线路。在发生USB 3.x模式降模时，断开再闭合该电源开关，重新连接电源线路，从而模拟一次线缆插拔过程，使整个USB接口重新启动，以便于在USB接口重新启动后恢复USB 3.x模式。图3展示了根据本申请的基本构思的示意图，其中的微处理器（MCU）、USB 2.0接口电路、USB 3.x接口电路和地线（GND）均属于现有技术，因此在此不再详细介绍它们的具体结构。MCU用于检测和控制USB接口，USB 2.0接口电路用于驱动USB 2.0模式总线（例如D+和D-），USB 3.x接口电路用于驱动USB 3.x模式总线（例如，USB 3.x模式总线包括两对差分线路；对于有源电缆，USB 3.x模式总线包括四条电线，对于有源光缆，USB 3.x模式总线包括两条光纤）。电源开关可以受控于MCU，根据MCU的控制命令切断USB的电源线路Vbus。下面对本申请的技术方案进行详细说明。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种用于处理USB 3.x模式降模的方法。图4展示了本申请实施例的处理USB 3.x模式降模的方法流程图，所述方法包括步骤S1至步骤S3。上述方法的实施主体可以是线缆的USB接口装置，例如图1中的第一USB接口装置或者第二USB接口装置。

在步骤S1中，检测USB 3.x模式总线上的信号，或者检测USB 3.x模式总线上的信号和USB 2.0模式总线上的信号。其中包括两种情况，一种情况下，仅检测USB 3.x模式总线上的信号；另一种情况下，不仅需要检测USB 3.x模式总线上的信号，还需要检测USB 2.0模式总线上的信号。作为举例，可以对USB 3.x模式总线上的传输的各种信号进行检测，这些信号应当能够反映出USB 3.x模式是否处于降模状态。

在步骤S2中，根据所述USB 3.x模式总线上的信号，或者根据USB 3.x模式总线上的信号和USB 2.0模式总线上的信号判断USB 3.x模式是否处于降模状态。与步骤S1相对应地，步骤S2也包括两种情况，一种情况下，根据所述USB 3.x模式总线上的信号判断USB 3.x模式是否处于降模状态；另一种情况下，根据USB 3.x模式总线上的信号和USB 2.0模式总线上的信号判断USB 3.x模式是否处于降模状态。

若USB 3.x模式未处于降模状态，则跳转到步骤S1继续检测USB 3.x模式总线上的信号；若USB 3.x模式处于降模状态，则重新连接USB接口的电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。作为举例，可以利用USB接口装置内部的电源开关首先切断USB接口的电源线路，然后再次连接USB接口的电源线路，以实现所述重新连接USB接口的电源线路。

根据图4所示的方法，可以在检测到降模发生时，重新连接USB接口的电源线路，而不需要进行线缆插拔或者对设备进行重新上电，非常适于在各种不方便或者无法进行线缆插拔和设备重新上电的实际应用场景中使用，不仅省去了人工操作，而且能够及时地、迅速地对降模进行响应，从而提升了通信质量和用户体验。

图5展示了判断USB 3.x模式是否处于降模状态（即步骤S2）的两个主要步骤，即首先执行步骤S21，判断USB 3.x模式是否异常，然后再执行步骤S22，确认USB 3.x模式是否处于降模状态。

步骤S21和步骤S22的意义在于，当USB 3.x模式异常时，并不一定会发生USB 3.x模式降模。在一些因素的影响下，USB 3.x模式会出现短暂的异常情况，在这些因素消失后，USB 3.x模式会自动恢复，例如通过链路训练能够恢复正常。而在另一些因素的影响下，USB3.x模式不仅会出现异常情况，最终还会导致降模。因此在检测到USB 3.x模式异常时，还需要确认是否确实发生了降模。

如图5中A1方式所示，在一个实施例中，可以通过检测USB 3.x模式总线的电平信号来确认USB 3.x模式处于降模状态。由于在正常情况下，USB 3.x模式总线上的电平信号约为3.3V±0.2V。当系统不稳定导致USB接口从USB 3.x模式退出时（例如发生降模时），电平信号会由3.3V降为0V。因此可以根据USB 3.x模式总线上的电平信号来确认USB 3.x模式是否发生了降模。

具体地，当判断USB 3.x模式异常时，可以进一步检测USB 3.x模式总线上的电平信号，响应于USB 3.x模式总线上的电平信号异常，则判断USB 3.x模式处于降模状态。

图6展示了发生降模时的USB 3.x模式总线的电平信号波形图。如图6所示，当USB3.x模式总线的电平低于上限电压阈值（例如2.8V）时开始检测一段时间（例如12s），若在该时间段内USB 3.x模式总线的电平信号恢复到上限电压阈值以上（如图6中虚线所示的波形，其在12s内恢复到3.3V），则表明USB 3.x模式已经从异常中恢复，跳转到步骤S1继续检测。若在该时间段内USB 3.x模式总线的电平信号始终无法恢复到上限电压阈值以上（如图6中实线所示的波形，其在12s内始终处于下限电压阈值0.6V以下），则说明USB 3.x模式确实发生了降模，进而执行步骤S3，通过重新连接USB接口的电源线路来尝试恢复USB 3.x模式。

如图5中A2所示，在另一个实施例中，若检测到USB 2.0模式总线上的电平信号正常，则判断USB 3.x模式降模。USB 2.0模式总线上的电平信号正常，则表明USB 2.0模式已经开始正常运行，换言之，USB 2.0模式总线上的电平信号正常，则表明USB 3.x模式已经降模为USB 2.0模式。

具体地，响应于USB 2.0模式总线中任意一条线路（D+或D-）呈现高电平信号，则表明USB 2.0模式总线上的电平信号正常，进而可以确认USB 3.x模式处于降模状态。

在一个具体应用场景中，上述步骤S21包括：响应于在第一预定时间内未检测到USB 3.x模式总线上有数据传输，则判断所述USB 3.x模式异常；或者响应于在上电后的第二预定时间内未检测到USB 3.x模式总线上有握手信号，则判断所述USB 3.x模式异常。在一个实施例中，可以通过检测USB 3.x模式总线的电平状态变化（低电平到高电平的变化指示一个比特数据）来确定USB 3.x模式总线上的数据传输和握手信号。举例来说，当USB 3.x模式总线上有数据传输时，USB 3.x模式总线会在高电平和低电平之间不断变化，而握手信号会在USB 3.x模式总线上呈现出规律性的方波，基于此，本申请实施例能够判断USB 3.x模式是否异常。

在其他实施例中，也可以通过其他方式检测USB 3.x模式是否异常，例如图5中A1方式所描述的方式也可以用于判断USB3.x模式是否异常。

总结来说，为了判断USB 3.x模式是否处于降模状态，可以仅检测USB 3.x模式总线（例如图5中A1方式所对应的技术方案），或者检测USB 3.x模式总线和USB 2.0模式总线（例如图5中A2方式所对应的技术方案）。

在一个实施例中，在重新连接USB接口的电源线路之前（即步骤S3之前），可以对USB 2.0模式总线进行至少一次复位操作，以尝试恢复USB 3.x模式。若能够通过复位USB2.0模式总线来恢复USB 3.x模式，就不需要再执行重新连接USB接口的电源线路的操作。优选地，可以在实施图5所示A2方式后执行USB 2.0模式总线的复位操作，这样不仅符合USB3.0规范，而且检测和复位的对象均为USB 2.0总线，实现较为方便。

举例来说，可以设定复位操作的次数，若在所述次数以内成功地恢复了USB 3.x模式，则不需要执行重新连接USB接口的电源线路的操作。若超出所述次数后仍然无法恢复USB 3.x模式，则执行重新连接USB接口的电源线路的操作。

根据本申请的第二方面，本申请提供了一种USB接口装置。图7展示了根据本申请实施例的一种USB接口装置，所述USB接口装置具有与USB 3.x模式相匹配的USB 3.x接口电路和USB 3.x模式总线，以及与USB 2.0模式相匹配的USB 2.0接口电路和USB 2.0模式总线。所述USB接口装置还包括控制电路、检测电路和电源开关；所述检测电路连接USB 3.x模式总线，或者连接USB 3.x模式总线和USB 2.0模式总线；所述电源开关，串联在所述USB接口的电源线路上；所述控制电路，连接所述检测电路和所述电源开关，用于根据所述检测电路的检测结果判断USB 3.x模式处于降模状态时，使所述电源开关断开后再闭合，以尝试恢复USB 3.x模式。

其中控制电路可以是MCU（例如，STM32F1系列MCU，外部时钟频率在1MHz、8MHz或最高70MHz，或者工作频率在0-40MHz的51系列单片机），可以直接使用有源线缆的USB接口装置中自带的MCU，也可以增加一个独立于有源线缆的USB接口装置中自带的MCU的其他微处理器。检测电路可以包括AD采样电路；考虑到某些MCU带有AD功能，检测电路和控制电路可以集成在MCU中。而且由于现有技术的USB接口装置本身也带有检测功能，因此检测电路也可以采用USB接口装置中自带的电路。另外，在其他实施例中，控制电路也可以采用由分立元件构成的电路。

其中电源开关可以采用专用开关芯片，也可以采用MOS管或者三极管等全控型开关器件。举例来说，将MOS管作为电源开关，将MOS管的源极和漏极串联到USB的电源线路Vbus中，将MOS管的栅极连接MCU的IO口。另外，本实施例中电源开关仅断开电源线路Vbus，在其他实施例中，电源开关还可以同时断开电源线路Vbus和地线GND，例如设置两个MOS管分别串联到电源线路Vbus中和地线GND中。

在一个优选的实施例中，只需要在现有技术的基础上增加一个电源开关，通过编写相应的计算机程序并且烧录到线缆的USB接口装置的MCU中，最终由MCU根据计算机程序对电源开关实施控制，即可实现本申请的发明目的。本领域技术人员可以根据本申请第一方面实施例所述的方法编写计算机程序，以使MCU具备相应的功能。

在一个实施例中，根据图1所示的第一USB接口装置和第二USB接口装置，第一USB接口装置用于与主设备的USB接口连接，第二USB接口装置用于与从设备的USB接口连接。本申请优选在所述第一USB接口装置中增加上述电源开关以实现对第一USB接口装置的改进。当然，也可以在第二USB接口装置中增加上述电源开关以实现对第二USB接口装置的改进，还可以同时在第一USB接口装置和第二USB接口装置中增加上述电源开关以实现对第一USB接口装置和第二USB接口装置的改进。

根据本申请的第三方面，本申请还提供了一种转接装置。图8和图9分别展示了两种转接装置的应用场景。其中USB系统包括主设备、从设备和线缆，线缆的两端分别具有第一USB接口装置和第二USB接口装置，而且图8和图9中第一USB接口装置和第二USB接口装置与图1中的第一USB接口装置和第二USB接口装置相同，也就是说，图8和图9中第一USB接口装置和第二USB接口装置可以是现有技术中的USB接口装置。

如图8所示，通过在第一USB接口装置上安装第一转接装置，使得第一USB接口装置具备了对USB电源线路进行重新上电的功能。如图9所示，通过在第二USB接口装置上安装第二转接装置，使得第二USB接口装置具备了对USB电源线路进行重新上电的功能。根据图8和图9所示的应用场景可知，可以在一条线缆的一端增加一个转接装置，也可以在一条线缆的两端分别增加转接装置。优选地，可以在线缆连接主设备的一端增加转接装置。

转接装置可以采用转接头的结构形式，例如转接装置一端采用公头形式，用于与设备连接，另一端采用母头形式，用于与线缆的USB接口装置（公头形式）连接。

图10展示了根据本申请实施例的一种转接装置的结构示意图。为了清楚的目的，其中还展示了设备和线缆，线缆的一端具有USB接口装置，设备也具有USB接口（未示出）。如图10所示，转接装置包括第一端口J1、第二端口J2和电源开关。第一端口J1用于与所述设备的USB接口连接；第二端口J2用于与所述线缆的USB接口（如图中的USB接口装置）连接，其中所述第一端口J1和第二端口J2均具有电源线路Vbus；电源开关设于所述第一端口J1和第二端口J2的电源线路Vbus之间，用于在线缆的USB接口的USB 3.x模式处于降模状态时重新连接电源线路Vbus，以尝试恢复USB 3.x模式。

其中第一端口J1与常规的USB接口相同，而第二端口J2与常规的USB接口稍有不同。第二端口J2中还包括一条控制线Ctr，该控制线Ctr连接线缆的USB接口装置中的MCU和电源开关，以使得USB接口装置中的MCU能够对转接装置中的电源开关实施控制。USB接口装置的MCU所实施的方法与本申请第一方面的方法相同。也就是说，本实施例需要对常规USB接口装置中MCU的软件进行升级，还需要设置专用于匹配所述转接装置的接口以提供上述控制线Ctr。

图11展示了根据本申请实施例的另一种转接装置的结构示意图。与图10的不同在于，本实施例中的转接装置不仅具有电源开关，还具有控制电路和检测电路，控制电路连接USB 3.x模式总线和USB 2.0模式总线，用于检测USB 3.x模式总线和USB 2.0模式总线上的信号（根据本申请的第一方面，检测电路也可以仅连接USB 3.x模式总线）；控制电路连接电源开关，用于控制电源开关。控制电路所实施的方法与本申请第一方面的方法相同，在此不再赘述。

对比图10和图11的实施例可知，图11的实施例不需要对常规USB接口装置进行任何硬件或者软件上的改进（图11中的第一端口J1、第二端口J2均与常规USB接口相同），只需要在常规USB接口装置上安装本实施例的转接装置即可实现本申请的发明目的。另外，本申请实施例除了适用于有源线缆，也可以适用于无源线缆。

采用本申请第三方面的转接装置，可以不需要对原有线缆进行硬件改进，因此降低了对线缆进行重新设计的相关成本；更重要的是，采用转接装置可以方便地对原有USB系统进行升级，降低了线缆的购买、铺设和调试的成本。

根据本申请的第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现本申请第一方面的方法实施例中所描述的步骤，例如图4和图5中的步骤。通过执行上述计算机程序，能够实现对USB 3.x模式降模的处理，自动恢复USB 3.x模式，不需要人工介入，便于在实际场景中使用。由于上文已经对本申请第一方面的方法进行了详细的叙述，故而在此不再赘述。

在本申请中，前述的可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，计算机可读存储介质可以是任何适当的磁存储介质或者磁光存储介质，比如，阻变式存储器RRAM（ResistiveRandom Access Memory）、动态随机存取存储器DRAM（Dynamic Random Access Memory）、静态随机存取存储器SRAM（Static Random-Access Memory）、增强动态随机存取存储器EDRAM（Enhanced Dynamic Random Access Memory）、高带宽内存HBM（High-Bandwidth Memory）、混合存储立方HMC（Hybrid Memory Cube）等等，或者可以用于存储所需信息并且可以由应用程序、模块或两者访问的任何其他介质。任何这样的计算机存储介质可以是设备的一部分或可访问或可连接到设备。本申请描述的任何应用或模块可以使用可以由这样的计算机可读介质存储或以其他方式保持的计算机可读/可执行指令来实现。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本申请的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本申请方案的限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于处理USB降模的方法，其用于具有USB 3.x模式总线和USB 2.0模式总线的USB接口，其特征在于，所述方法包括：

检测USB 3.x模式总线上的信号；

或者

检测USB 3.x模式总线上的信号和USB 2.0模式总线上的信号；

根据检测结果来判断USB 3.x模式是否处于降模状态；

响应于判断所述USB 3.x模式处于降模状态，重新连接所述USB接口的电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测结果判断USB 3.x模式是否处于降模状态包括：

检测USB 3.x模式总线上的数据信号，根据所述USB 3.x模式总线上的数据信号判断USB 3.x模式是否异常；

响应于USB 3.x模式异常，检测USB 3.x模式总线上的电平信号；

响应于USB 3.x模式总线上的电平信号异常，判断USB 3.x模式处于降模状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测结果判断USB 3.x模式是否处于降模状态包括：

检测USB 3.x模式总线上的数据信号，根据所述USB 3.x模式总线上的数据信号判断USB 3.x模式是否异常；

响应于USB 3.x模式异常，检测USB 2.0模式总线上的电平信号；

响应于USB 2.0模式总线上的电平信号正常，判断USB 3.x模式处于降模状态。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，检测USB 3.x模式总线上的数据信号以判断USB 3.x模式是否异常包括：

响应于在第一预定时间内未检测到USB 3.x模式总线上有数据传输，则判断所述USB3.x模式异常；或者

响应于在上电后的第二预定时间内未检测到USB 3.x模式总线上有握手信号，则判断所述USB 3.x模式异常。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，响应于USB 3.x模式总线上的电平信号异常则判断USB 3.x模式处于降模状态包括：

响应于USB 3.x模式总线的电平信号低于上限电压阈值，并且在之后的第三预定时间内，所述USB 3.x模式总线上的电平信号不高于所述上限电压阈值，则判断USB 3.x模式处于降模状态。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，响应于USB 2.0模式总线上的电平信号正常则判断USB 3.x模式处于降模状态包括：

响应于USB 2.0模式总线中任意一条线路呈现高电平信号，则判断USB 3.x模式处于降模状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

在重新连接USB接口的电源线路之前，对USB 2.0模式总线进行至少一次复位操作，以尝试恢复USB 3.x模式。

8.一种用于线缆的USB接口装置，所述USB接口装置具有USB 3.x模式和USB 2.0模式，其特征在于，所述USB接口装置包括控制电路、检测电路和电源开关；

所述检测电路连接USB 3.x模式总线，或者连接USB 3.x模式总线和USB 2.0模式总线；

所述电源开关，串联在所述USB接口的电源线路上；

所述控制电路，连接所述检测电路和所述电源开关，用于根据所述检测电路的检测结果判断USB 3.x模式处于降模状态时，使所述电源开关重新连接所述电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。

9.一种转接装置，用于与线缆的USB接口适配以连接设备的USB接口，其特征在于，所述转接装置包括：

第一端口，用于与所述设备的USB接口连接；

第二端口，用于与所述线缆的USB接口连接，其中所述第一端口和第二端口均具有电源线路；

电源开关，设于所述第一端口和第二端口的电源线路之间，用于在所述线缆的USB接口的USB 3.x模式处于降模状态时重新连接所述电源线路，以尝试恢复USB 3.x模式。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括用于处理USB降模的计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

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