CN1449526A - 电子装置通用序列总线连接状态的辨识 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子装置通用序列总线(USB)连接状态的辨识。一USB接口设备之一电路排列系具有：一集成电路，其具有两接脚(8，9)，藉以用于一USB连接之两数据传输线之连接。功能信息电阻器(12)，其系指明为USB所不可或缺，系连接至这些接脚之一接脚(9)。另一接脚(8)系经由一导电组件连接至操作电压。此集成电路(7)系具有评鉴装置，藉以辨识该USB连接状态为该另一接脚上呈现电位之一函数。

Description

电子装置通用序列总线连接状态的辨识
技术领域
本发明系有关于一种通用序列总线(USB)接口设备的一种电路排列、一种USB接口设备的一种集成电路、以及一种方法，用于能够判定此接口设备是否连接至一个USB接口设备的一个集成电路中的一个USB连接。
背景技术
通用序列总线，在文中简称为USB，系连接不同电子装置之一序列总线。由于其多功能之特性，近年来，此USB已渐渐地应用于数据处理及通信系统中。
此USB之系统架构系包括有三个不同组件，其分别称为：一主机(host)、一集线器(hub)、以及一装置(device)。此主机系一中央计算机。此表示式(expression)集线器系描述此USB之分布节点。连接至此USB之接口设备(诸如：电话、计算机鼠标、键盘、打印机...等等)系称为装置。
在德语文献中，USB之这三个组件始终是利用其英语名称加以表示、并且亦不存在其它共通之德语专门术语。因此，此专利之初始德语版本便保留主机(host)及集线器(hub)等专门术语，并改采德语之专门术语”接口设备(peripheriegert)”以表示USB之”装置(device)”组件。
一集线器系可以连接至数个接口设备。图2系表示一集线器1及一接口设备2间之一连接。根据此USB规格，诸如此类之一连接系具有四条、并且仅具有四条连接线。这四条连接线之两条3，4系用以供应此接口设备2之电力，但是却因为此接口设备已具备自身之电力供应而无需使用。此电力供应连接线3系位于地点电位(Vss)，并且，此电力供应连接线4系位于指定之操作电压电位(Vdd)。这两条数据线5，6系标示为D+及D-，且操作上，系位于与地点电位Vss有关之电压电位、以及关连于逻辑数值0及1。
此接口设备2系具有一集成电路7(芯片)，其可以经由对应之一第一接脚8及一第二接脚9连接至这些数据线6及5。此集成电路7通常系包括一USB界面(图中未示)，藉以供应经由这些接脚8及9接收之数据信号。由于这两条数据线5，6上之电压数值系称为地点电位Vss，此集成电路7亦可以利用许多实施方式，例如：利用图中未示之方法(经由图中未示之接脚)，供应以地点电位Vss。接口设备系经常地(非固定地)连接于一集线器，并且系不时地连接至此集线器(视情况而定)。为此目的，此USB接口设备2系具有插塞接触3a、4a、5a、6a，其分别关连于对应之连接线3、4、5、6。并且，至少在此集成电路7包括此USB界面时，吾等亦必须能够辨识此接口设备2是否经由一USB连接缆线(或诸如此类)连接至一集线器1。
在一种已知方法中(请参考图2)，此电力供应连接线4系用以达成此目的。此集成电路7系具有一第三接脚10，其系用以对此集成电路7发送信号，藉以表示是否具有与此集线器1之一连接。如是，此接脚10亦可以称为一da(连结装置)接脚。此第三接脚10系可以连接至此电力供应连接线4(Vdd)，并且，一高数值电阻器11(其系容纳于此接口设备2中)系产生此第三接脚10及地点间之一连接。
倘若此集线器1并不连接于此接口设备2，则此电压电位系经由此高数值电阻器11而牵引至地点，亦即：Vss。此电压电位系对应于逻辑状态0。倘若不是上述之情况，亦即：当此接口设备2系连接至此集线器1时，则此操作电压电位Vdd系呈现于此第三接脚，且此电压电位系对应于逻辑状态1。因此，吾等便可以量测此集成电路7之第三接脚10上呈现之电压，藉以判定此接口设备2及此集线器1间是否具有一连接。
国际公开专利WO 00/34878 A1系说明一种USB接口设备，其中，一电阻器及一开关系连接于这些数据线之一及此操作电压之间。倘若此开关能够将此电阻器电性连接至此操作电压电位，则关连之集线器便可以判是其是否连接至此接口设备。此开关通常系利用一场效晶体管形成。
一主机板及一插接板(plug-in board)间之一插塞连接系说明于美国专利号码US5612634A之说明书中。此插接板系具有一电路排列，其可以，在一电位量测之基础上，决定此主机板及此插接板间是否具有一电性连接。
此已知方法系具有以下缺点，即：此集成电路7自身系需要一接脚10，藉以判定一集线器1是否已经连接。接脚(其通常系非常短)系花费金钱，并且亦需要空间(举例来说，在可携式电子装置或具有一小物理尺寸之电子装置中)。
发明内容
本发明系基于指定一USB接口设备之一电路排列之目的，藉以提供此USB接口设备中、此集成电路之一低成本实施方式。另外，本发明之又一目的系提供一低成本之集成电路，藉以能够辨识此USB接口设备之连接状态。另外，本发明之再一目的系指定一种简易方法，其能够利用极低之硬件复杂度，藉以达成上述之目的。
本发明之上述目的系利用权利要求第1、9、11项之独立项加以达成。
本发明之一主要特征系：用以在此集成电路中进行数据传输之一接脚系用于此连接状态之辨识。
在此例中，实际利用之此接脚系未连接至此接口设备功能信息电阻器之接脚，其必须根据此USB之规格呈现。根据本发明，至少在想要检查此USB接口设备之连接状态时，此接脚必须经由一导电组件连接至此操作电压。此组件可以得到在另一接脚上呈现之电压电位，其系取决于是否具有与此USB接口设备之一USB连接。(倘若不存在任何连接，则此接脚会因为此导电组件而位于此电压电位。倘若的确存在一连接，则发生之此电位会对应于此集线器掌控之终结阻抗及此导电组件之电阻。)随即，吾等便可以基于另一接脚之此电压电位，允许此集成电路辨识此USB连接状态(亦即：存在或不存在一连接)。如是，本发明便可以具有以下优点，亦即：不需要一特别接脚以辨识一集成电路之连接状态。
应该提到的是，为正确评鉴在此集成电路中之连接状态，吾等并不需要知道那两个接脚之那一个接脚需连接至此接口设备功能信息电阻器、及那一个接脚需连接至此导电组件。这是因为：倘若此USB接口设备并不连接至此集线器，则这两个接脚便必然会同时位于此操作电压电位；同样地，在相反之情况下，则这两个接脚至少会有一个(亦即：连接至此导电组件之接脚)位于一不同电位。如是，此评鉴动作便可以更容易地达成，亦即：此评鉴装置仅需要检查这两个接脚是否均位于此操作电压电位。
根据本发明之一有利改进，这些导电组件可以是一非电抗(nonreactive)之电阻器或一晶体管。
倘若此导电组件系固定地连接至另一接脚，则此另一接脚最好是能够具有一大于或等100KΩ之电阻。此电阻愈大，此组件产生之电力损耗便愈小。
本发明之另一有利改进系有关于以下情况，其中，此电路排列系具有一转换开关装置(changeover switch means)，藉此，此接口设备功能信息电阻器系与此一接脚分开、并在同一例中与此另一接脚连接。诸如此类之一转换开关装置系可以，举例来说，包括于此USB接口设备中(倘若此接口设备系一多功能电子装置)、或是操作以不同之操作模式。在此例中，本发明之一有利发展，其特征系：此一接脚(其初始系连接于此接口设备功能信息电阻器)亦可以经由一导电组件连接至此操作电压，并具有申请专利范围第1项所述之功率。这意味着：当需要开关此接口设备功能信息电阻器时，根据本发明之连接状态辨识能力并不会因此丧失，而是经由第一接脚加以处理。
原则上，此导电组件可以同时提供于此集成电路中及此集成电路之外部电路形式中。特别是，当此接口设备功能信息电阻器系实施于此集成电路中时，此导电组件最好亦能够是此集成电路之一整合组件。
在根据本发明之方法中，此USB连接状态系利用此集成电路中、第二接脚呈现电位之评鉴加以判定。如先前所述，这样便可以节省习知技艺需要之da(连结装置)接脚。
附图说明
本发明将配合图式，利用一较佳实施例，以文字详细说明如下，其中：
图1系表示此USB系统架构之示意图。
图2系表示根据习知技艺，辨识一接口设备连接状态之一电路排列之示意图。
图3系表示根据两数据线之USB规格、需要电路之示意图
图4系表示根据本发明之一电路排列之示意图。
具体实施方式
图1系表示此USB之系统架构。此USB之中心单元系此主机，其系利用一计算机形成。一个或更多个集线器(分布节点)系连接至此计算机。各个集线器系于此主机之方向(或于次高集线器之方向)具有一所谓之上行埠(upstream port)及复数个下行埠(downstream port)。USB接口设备或次低集线器系可以连接至这些下行埠。
图3系表示一集线器1，其系经由一USB连接以连接至一接口设备2。图中，相同之图式符号系用以表示与图2相同或等效之组件。图3系仅仅表示资料线5，6(亦即：D+，D-)。下列电路系根据此USB规格，指明用于数据线5，6。
在此集线器1部分，各个数据线5，6必须要经由一15KΩ之电阻器14，15连接至地点；在此接口设备2部分，这些接脚8，9之一(在此例中：接脚9)必须要经由一1.5KΩ之电阻器12连接至此操作电压(通常是+3，3V)。
此1.5KΩ之电阻器12系称为接口设备功能信息电阻器。此USB规格系指明：此电阻器12必须要连接至这两个接脚8，9之一。此电阻器系用以发送信号至此集线器1，藉以表示已经连接一USB接口设备2，并且，此USB接口设备2之特定功能亦可以依据此电阻器12是否连接至此接脚8或此接脚9，藉以提供此集线器1进行辨识。
图4系表示根据本发明之一电路排列。再一次，图中仅有表示数据线5，6，并且，相同或功能相似之组件系利用与第2及3图相同之图式符号加以表示。
在图4所示之实施例中，此1.5KΩ之接口设备功能信息电阻器12系连接至此集成电路7之接脚9。此导电组件，在此例中系利用一150KΩ之电阻器15形成，系提供于此集成电路7中、并固定地将此接脚8连接至此操作电压。此电路设计之其余部分系对应于图3所示。
此电阻器15之操作如下：
倘若此接口设备2系与此集线器1分开(亦即：当这些插塞接触5a及6a打开时)，则此电阻器15便会将此接脚8之电位”上拉”至此操作电压电位。在相反之情况下，亦即：当这些插塞接触5a及6a关闭时，则此接脚8将会经由此资料线6及经由此15KΩ之电阻器14而连接至地点(Vss)。如是，此接脚8之电压电位会形同”下拉”至地点电位，因为大部分之电压均会在此电阻器15消耗，其中，此电阻器15之数值系相当程度地大于此电阻器14。
此USB连接状态系可以借着评鉴此接脚8上呈现之电位而加以判定。此评鉴动作系可以，举例来说，在此接口设备2进行启始化时、或在任何其它适当时点上进行，并且可以利用呼叫或处理储存于此集成电路7中之一评鉴程序而加以辅助。
另外，图4所示之电路排列亦可以进行各种调整及变动。
在图4所示之排列中，此150KΩ之电阻器15系固定地连接至此接脚8及此操作电压。另一种选择系，此电阻器15系仅暂时地(或精确地说，在想要检查此集成电路7之连接状态时)连接至此接脚8。在此例中，此电阻器15亦可以具有较小之数值(倘若此电阻器15之数值15KΩ，则此数据线6上之电位，在存在一连接时，便会降低至仅有此操作电压位准之二分之一)。
此电阻器15系可以经由一开关晶体管进行连接、或可以自身做为一射极/集极路径，举例来说，在一弱导电之p型晶体管中。
此功能信息电阻器12及此导电组件15均可以做为此集成电路7之集成电路组件、此集成电路7之外部电路、或其组合形式，如图4所示。
假设，此接口设备2及此集成电路7系具有包括一转换开关之组件之功能，藉此，此1.5KΩ之功能信息电阻器12便可以在不同时点连接至此接脚9或连接至此接脚8，且对应于此电阻器15之一电阻器亦可以连接至此接脚9。同样地，此电阻器系可以固定地连接、可以暂时地连接、及/或可以做为一晶体管。如先前所述，此集成电路并不需要知道包括这些电阻器12，15之电阻器电路之特定架构，因为此集成电路可以利用这两个接脚电位之评鉴而判定连接状态。
这些USB连接3，4，5，6系可以做为一四芯之连接缆线、亦或可以利用其它方式实施，举例来说，经由一无线连结。在后例中，此接口设备2系具有额外之装置，诸如：一天线、一调变器、或一解调器等等，其实施方式于图中并未明示。

Claims (13)

1.一种通用序列总线接口设备的一种电路排列，
具有一集成电路(7)，其系具有两接脚(8，9)，藉以用于与一通用序列总线连接之两数据传输线(5，6)之连接，以及
具有一接口设备功能信息电阻器(12)，其系指明为通用序列总线所不可或缺，经此，该等接脚中之一接脚(9)系连接至一操作电压，
其中，
该另一接脚(8)系经由一导电组件(15)连接至该操作电压，其系依据是否具有与该通用序列总线接口设备之一通用序列总线连接，藉以得到施加于该另一接脚(8)之电压电位，若该导电组件(15)系连接至该另一接脚(8)，以及
该集成电路(7)系具有评鉴装置，藉以辨识该通用序列总线连接状态为该另一接脚(8)上呈现电位之一函数。
2.如权利要求1所述的电路排列，其特征在于：
该评鉴装置系检查该等接脚(8，9)是否均为或均非该操作电压电位。
3.如权利要求1或2所述的电路排列，其特征在于：
该导电组件系一非电抗电阻(15)。
4.如权利要求1或2所述的电路排列，其特征在于：
该导电组件系一晶体管。
5.如权利要求1、2、3或4所述的电路排列，其特征在于：
该导电组件系固定地连接至该另一接脚(8)，以及
该电路排列系具有一大于或等于100KΩ之电阻
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的电路排列，其特征在于：
该电路排列系具有一转换开关装置，藉此，该接口设备功能信息电阻器(12)系可以与该一接脚(9)分开、并且在相同例子中与该另一接脚(8)连接，以及
该一接脚(9)系可以经由一导电组件，同样地连接至该操作电压。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的电路排列，其特征在于：
该导电组件(15)系形成于该集成电路(7)中。
8.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的电路排列，其特征在于：
该导电组件(15)系形成于该集成电路(7)外。
9.一种通用序列总线接口设备的一种集成电路，具有：
两接脚(8，9)，藉以用于与一通用序列总线连接之两数据传输线(5，6)之连接，其中，
该等接脚之一接脚(9)系经由该接口设备功能信息电阻器(12)连接至一操作电压，且该接口设备功能信息电阻器(12)系指明为通用序列总线所不可或缺，以及
该集成电路(7)系具有评鉴装置，其系设计以辨识该通用序列总线连接状态为该另一接脚(8)上呈现电位之一函数。
10.如权利要求9所述的集成电路，其特征在于：
该评鉴装置系检查该等接脚(8，9)是否均为或均非该操作电压电位。
11.一种方法，用于在一通用序列总线接口设备中的一集成电路中判定该接口设备(2)是否连接至一通用序列总线连接，其中，
该集成电路系具有两接脚(8，9)，藉以用于与一通用序列总线连接之两数据传输线(5，6)之连接，
该等接脚之一接脚(9)系经由该接口设备功能信息电阻器(12)连接至一操作电压，其中，该接口设备功能信息电阻器(12)系指明为通用序列总线所不可或缺，以及
该另一接脚(8)系固定地连接至该操作电压，或不时地经由一导电组件(15)连接至该操作电压，并且，每当该导电组件(15)连接至该另一接脚(8)时，该导电组件(15)便可以依据是否具有与此通用序列总线接口设备(2)之一通用序列总线连接，藉以得到该另一接脚(8)上呈现之电压电位，并且，该方法系具有下列步骤：
评鉴该集成电路(7)中该另一接脚(8)上呈现之电位，藉以辨识该通用序列总线连接状态。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：
该两接脚(8，9)上呈现之电位系在该评鉴步骤期间进行检查。
13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于：
在该评鉴步骤后，包括该另一接脚(8)及该操作电压间之该导电组件(15)之连接系加以中断。
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