CN114281745A - 一种可切换连接多个上行主机的扩展坞 - Google Patents

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孙育宁
吴立志
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Abstract

本发明公开了一种可切换连接多个上行主机的扩展坞,包括第一、第二上行端口和下行端口,第一上行端口的DP信号端和RX/TX信号端分别与DP/USB多路复用器的第一DP信号端和RX/TX信号端连接,DP/USB多路复用器的SSTX/SSRX信号端和第二上行端口的SSTX/SSRX信号端分别与USB3.0数据开关的第一、第二SSTX/SSRX信号端连接,USB3.0数据开关的第三SSTX/SSRX信号端连接USB扩展模块,USB3.0数据开关的控制引脚连接PD控制模块,PD控制模块连接开关模块。本发明,通过开关模块切换,实现连接在扩展坞上的设备分别与不同的上行主机通信,无须拔出扩展坞插入另一台主机上即可实现,使用方便。

Description

一种可切换连接多个上行主机的扩展坞
技术领域
本发明涉及扩展坞技术领域,具体涉及一种可切换连接多个上行主机的扩展坞。
背景技术
扩展坞(Dock/dongle/hub)用于连接上行主机(host),其多个接口分别连接多个外设,实现不同外设与上行主机之间的通讯,完成数据交互。
传统的Dock/dongle/hub只能连接一个上行主机(电脑、手机等上行设备),当需要与其他的上行主机进行通信时,需要从当前上行主机上拔出并插入到另一台上行主机上,实现与另一台上行主机进行数据交互。例如,一个Dock/dongle/hub上连接U盘后,插入到第一上行主机上,可以从第一上行主机对U盘进行读写,而当需要用第二上行主机对U盘进行读写时,则需要将Dock/dongle/hub从第一上行主机上拔出,并插入到第二上行主机上,因此,使用不方便。
有鉴于此,急需对现有的Dock/dongle/hub设备进行改进,以方便实现与多个上行主机进行数据交互。
发明内容
针对上述缺陷,本发明所要解决的技术问题在于提供一种可切换连接多个上行主机的扩展坞,以解决现有技术切换不同的上行主机使用不方便的问题。
为此,本发明提供的一种可切换连接多个上行主机的扩展坞,包括第一上行端口和下行端口,还包括第二上行端口,
第一上行端口的DP信号端和RX/TX信号端分别与DP/USB多路复用器的第一DP信号端和RX/TX信号端连接,DP/USB多路复用器的SSTX/SSRX信号端和第二上行端口的SSTX/SSRX信号端分别与USB3.0数据开关的第一、第二SSTX/SSRX信号端连接,USB3.0数据开关的第三SSTX/SSRX信号端连接USB扩展模块,USB扩展模块用于实现USB HUB扩展,以连接更多的USB设备;
USB3.0数据开关的控制引脚连接PD控制模块,PD控制模块连接开关模块,通过开关模块,使PD控制模块产生切换指令,控制USB3.0数据开关切换第一上行端口和第二上行端口的第一、第二SSTX/SSRX信号。
在上述技术方案中,优选地,DP/USB多路复用器的第二DP信号端和第二上行端口的DP信号端分别与DP切换模块的第一、第二DP信号端连接,作为两路DP输入,DP切换模块的DP输出端连接DP-HDMI转换模块,将DP信号转换为HDMI信号后,由HDMI接口输出,DP切换模块的控制引脚通过I2C总线连接PD控制模块,通过开关模块,控制DP切换模块切换第一上行端口和第二上行端口的DP输入信号,并输出至DP-HDMI转换模块。
在上述技术方案中,优选地,第一上行端口和第二上行端口的DP/DM信号端分别连接USB2.0数据开关的第一、第二DP/DM信号端,USB2.0数据开关的第三DP/DM信号端连接USB扩展模块,USB2.0数据开关的控制引脚连接PD控制模块,通过开关模块,使PD控制模块产生切换指令,控制USB2.0数据开关切换第一上行端口和第二上行端口的DP/DM信号。
在上述技术方案中,优选地,所述按键开关可以采用电子按钮或触摸按键。
在上述技术方案中,优选地,由第一上行端口输入的UFP-CC信号和由第二上行端口输入的DFP-CC信号端分别输出至PD控制模块,PD控制模块输出的DFP-CC信号输出至下行端口,通过按键开关实现第一上行端口和第二上行端口与下行端口的CC信号切换。
在上述技术方案中,优选地,通过USB扩展模块扩展得到一个TypeC接口和两个USB接口。
在上述技术方案中,优选地,USB扩展模块还连接USB多端口转发器,进一步扩展得到SD\TF读卡器接口,音频接口以及RJ45接口。
在上述技术方案中,优选地,PD控制模块连接充电管理模块,充电管理模块通过VBUS为第一上行端口和下行端口供电,电源管理模块从VBUS上取电,并由PD控制模块通过I2C控制为第二上行端口供电。
在上述技术方案中,优选地,所述扩展坞包括但不限于Dock、dongle和hub。
由上述技术方案可知,本发明提供的一种可切换连接多个上行主机的扩展坞,解决了现有技术切换上行主机,使用不方便的问题。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
第一上行端口和第二上行端口可分别连接两台不同的主机,通过开关模块切换,实现连接在扩展坞上的设备分别与不同的上行主机通信,无须拔出扩展坞插入另一台主机上即可实现,使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种可切换连接多个上行主机的扩展坞的电路示意图;
图2为本发明中USB扩展模块的扩展连接示意图。
图1-图2中,零部件的附图标记如下:
第一上行端口11,第二上行端口12,下行端口13;
DP/USB多路复用器20,USB3.0数据开关30,USB多端口转发器31,USB扩展模块40,PD控制模块50,开关模块60,DP切换模块70,DP-HDMI转换模块80,HDMI接口81,USB2.0数据开关90,充电管理模块95,电源管理模块96。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,以下所描述的实施例,仅仅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。
为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明,以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。
需要说明的是,本文中“内、外”、“前、后”及“左、右”等方位词是以产品使用状态为基准对象进行的表述,显然,相应方位词的使用对本方案的保护范围并非构成限制。
本发明所涉及的技术术语简称如下:
DFP(Downstream Facing Port):下行端口,数据下行和对外提供电源。
UFP(Upstream Facing Port):上行端口,从Vbus中取电,并可提供数据。
CC(Configuration Channel):配置通道,检测USB Type-C正反插,USB设备间数据与VBUS的连接建立与管理等。
ESD/EMI,电磁辐射/电磁干扰。
RXP/RXN,接收正/接收负。
SSTX/SSRX,USB3.0发送/接收通道。
DP接口,Display Port,数字式视频接口。
DP/DM,USB数据正信号线(USB Data Positive,DP),USB数据负信号线(USB DataMinus,DM)。
OCP(Over Current Protection),过流保护。
如图1所示,本发明提供的一种可切换连接多个上行主机的扩展坞,包括第一上行端口11、第二上行端口12和下行端口13。第一上行端口11和第二上行端口12分别采用Type-C接口形式,第一上行端口11用于连接第一主机hostA,第二上行端口12用于连接第二主机hostB,下行端口13用于连接USB设备并提供充电功能。扩展坞包括但不限于Dock、dongle和hub,第一主机hostA和第二主机hostB可以是PC、智能手机或其他主机设备。
第一上行端口11的DP信号端和RX/TX信号端分别连接DP/USB多路复用器20的第一DP信号端和RX/TX信号端,DP/USB多路复用器20可采用PS8822,DP/USB多路复用器20的SSTX/SSRX信号端和第二上行端口12的SSTX/SSRX信号端分别与USB3.0数据开关30的第一、第二SSTX/SSRX信号端连接,USB3.0数据开关30可采用VL163,USB3.0数据开关30的第三SSTX/SSRX信号端连接USB扩展模块40。USB扩展模块40用于实现USB HUB扩展工作,可连接更多的USB设备,例如同时连接多个U盘硬盘等USB设备。
USB3.0数据开关30的控制引脚连接PD控制模块50,PD控制模块50连接开关模块60,开关模块60可连接按键开关,按键开关可以采用按钮key button或触摸按键Touchbutton,通过按键开关使PD控制模块50产生切换指令。
具体地,通过操作按键开关,PD控制模块50产生切换指令,并通过PD控制模块50的GPIO引脚输出至USB3.0数据开关30,相应地切换第一、第二SSTX/SSRX信号,进而实现第一上行端口和第二上行端口与USB扩展模块40的通信,实现了两路上行信号的切换,使用方便。例如,第一主机hostA和第二主机hostB可通过切换访问插入到USB扩展模块40上的U盘等USB3.0设备。
DP/USB多路复用器20的第二DP信号端和第二上行端口12的DP信号端分别连接DP切换模块70,DP切换模块70的DP输出端连接至DP-HDMI转换模块80,将DP信号转换为HDMI信号后,由HDMI接口81输出,DP切换模块70的控制引脚通过I2C总线连接PD控制模块50,通过开关模块,可将第一主机hostA和第二主机hostB的DP信号切换并转换为HDMI信号输出,以连接扩展显示设备。
第一上行端口11和第二上行端口12的DP/DM信号端连接USB2.0数据开关90的第一、第二DP/DM信号端,USB2.0数据开关90第三DP/DM信号端连接USB扩展模块40,USB2.0数据开关90的控制引脚连接PD控制模块50,通过开关模块实现第一上行端口11和第二上行端口12的USB2.0数据切换,例如,第一主机hostA和第二主机hostB可通过切换访问插入到USB扩展模块40上的U盘等USB2.0设备。
下行端口13连接PD控制模块50,PD控制模块50连接充电管理模块95,充电管理模块95通过VBUS分别为第一上行端口11和下行端口13供电,电源管理模块96从VBUS上取电,并由PD控制模块50通过I2C控制为第二上行端口12供电。充电管理模块95可采用MT7232,电源管理模块96可采用IM5200。
如图2所示,USB扩展模块40可采用VL817,通过USB扩展模块40可扩展得到一个TypeC和两个USB接口,USB扩展模块40还可以连接USB多端口转发器31,USB多端口转发器31可采用VL817,进一步扩展得到SD\TF读卡器接口,3.5mm音频接口以及RJ45接口。例如,通过RTS5306实现SD/TF功能,通过AL4042连接3.5的耳机实现听音乐、MIC输入2,通过RTL8153连接网线能给第一主机或第二主机上网。
本发明中还设有MCU 80,第一主机hostA或第二主机hostB可通过第一上行端口11或第二上行端口12,给MCU下达切换指令,MCU再通过I2C给PD控制模块50下发切换指令,实现软切换功能。
本发明方案中,PD控制模块50内置3路PD,可以实现两路主机和一路DPF的PD握手功能,同时通过GPIO对扩展坞的Power时序控制和切换开关控制,负责充电管理控制。
综合以上具体实施例的描述,本发明提供的一种可切换连接多个上行主机的扩展坞,与现有技术相比,具有如下优点:
第一,第一上行端口和第二上行端口可分别连接两台不同的主机,通过开关模块切换实现一两路上行信号切换,使连接在扩展坞上的设备分别与不同的主机通信,无须拔出扩展坞插入另一台主机,使用方便。
第二,分别设有USB3.0数据开关和USB2.0数据开关,实现USB3.0t和USB2.0的数据切换,兼容性强。
第三,设有DP切换模块,实现了两台主机的外接显示设备扩展。
第四,可以通过软、硬件两种方式实现两路上行信号切换,进一步提高了使用方便性。
第五,在使用中可以同时为两台主机充电。
最后,还需要说明的是,在本文中使用的术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句"包括一个…"限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明并不局限于上述最佳实施方式,任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化,凡是与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可切换连接多个上行主机的扩展坞,包括第一上行端口和下行端口,其特征在于,还包括第二上行端口,
第一上行端口的DP信号端和RX/TX信号端分别与DP/USB多路复用器的第一DP信号端和RX/TX信号端连接,DP/USB多路复用器的SSTX/SSRX信号端和第二上行端口的SSTX/SSRX信号端分别与USB3.0数据开关的第一、第二SSTX/SSRX信号端连接,USB3.0数据开关的第三SSTX/SSRX信号端连接USB扩展模块,USB扩展模块用于实现USB HUB扩展,以连接更多的USB设备;
USB3.0数据开关的控制引脚连接PD控制模块,PD控制模块连接开关模块,通过开关模块,使PD控制模块产生切换指令,控制USB3.0数据开关切换第一上行端口和第二上行端口的第一、第二SSTX/SSRX信号。
2.根据权利要求1所述的可切换连接多个上行主机的扩展坞,其特征在于,DP/USB多路复用器的第二DP信号端和第二上行端口的DP信号端分别与DP切换模块的第一、第二DP信号端连接,作为两路DP输入,DP切换模块的DP输出端连接DP-HDMI转换模块,将DP信号转换为HDMI信号后,由HDMI接口输出,DP切换模块的控制引脚通过I2C总线连接PD控制模块,通过开关模块,控制DP切换模块切换第一上行端口和第二上行端口的DP输入信号,并输出至DP-HDMI转换模块。
3.根据权利要求1所述的可切换连接多个上行主机的扩展坞,其特征在于,第一上行端口和第二上行端口的DP/DM信号端分别连接USB2.0数据开关的第一、第二DP/DM信号端,USB2.0数据开关的第三DP/DM信号端连接USB扩展模块,USB2.0数据开关的控制引脚连接PD控制模块,通过开关模块,使PD控制模块产生切换指令,控制USB2.0数据开关切换第一上行端口和第二上行端口的DP/DM信号。
4.根据权利要求1所述的可切换连接多个上行主机的扩展坞,其特征在于,所述通过开关模块通过按键开关控制,所述按键开关采用电子按键或触摸按键。
5.根据权利要求1所述的可切换连接多个上行主机的扩展坞,其特征在于,通过USB扩展模块扩展得到一个TypeC接口和两个USB接口。
6.根据权利要求5所述的可切换连接多个上行主机的扩展坞,其特征在于,USB扩展模块还连接USB多端口转发器,进一步扩展得到SD\TF读卡器接口,音频接口以及RJ45接口。
7.根据权利要求1所述的可切换连接多个上行主机的扩展坞,其特征在于,PD控制模块连接充电管理模块,充电管理模块通过VBUS为第一上行端口和下行端口供电,电源管理模块从VBUS上取电,并由PD控制模块通过I2C控制为第二上行端口供电。
8.根据权利要求1所述的可切换连接多个上行主机的扩展坞,其特征在于,所述扩展坞包括但不限于Dock、dongle和hub。
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