CN201392901Y - 线缆设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能线缆。智能线缆设备包括为诸如线缆认证及线缆识别的附加功能而提供的资源。线缆设备可配置为将电子装置(诸如媒体播放器)连接至其他电子装置(诸如媒体播放器的附件)。线缆设备包括一个或更多个处理部件，它们可以集成为线缆设备的一部分。该一个或更多个处理部件可被配置为识别线缆设备要传输的信号类型，并就该信息与其所连接的电子装置进行通信。该一个或更多个处理部件还可配置为处理认证请求，以表明线缆设备是否是用于电子装置的经认证的附件。

Description

线缆设备

技术领域

本实用新型总体涉及电缆。具体而言，本实用新型涉及能够提供诸如识别(identification)及认证(authentication)的附加功能的智能线缆。

背景技术

手持消费电子产品市场正以极快的速度成长，并且越来越多的这类产品可提供与其他电子装置更强的互联性。例如，诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、CD播放器、DVD播放器、电视、游戏机、数字照相机等电子产品均具有连接器，以经由线缆与其他电子装置连接。不同类型的连接器可包括传输不同类型信号(例如，数字或模拟音频及/或视频信号、USB、Firewire等)的电端子。

由Cupertino，California州的Apple公司制造的iPod及iPhone是具有高通用性连接器系统的媒体装置的示例。这些媒体装置可通过一个或更多线缆设备与其附件及其他外围装置进行通信。例如，上述媒体装置可向扬声器发送音频信号，并/或向计算机显示器或电视机发送视频信号。为了传输各种类型的信号，可能需要使用不同类型的线缆。不同的线缆会具有不同的性能特性，并会被设计为根据不同的通信协议来工作。通常需要有效地就上述信息与媒体装置进行通信。因此，特别希望改进媒体装置的电缆技术。

实用新型内容

本实用新型涉及智能线缆，其具有向其连接的装置提供诸如识别及认证的信息的功能。在各个实施例中，线缆设备包括能够与其他装置就与线缆相关的信息(例如包括：线缆是否是经授权的线缆、线缆是何种类型的线缆、以及其传输何种信号等)进行通信的电路。如果线缆例如是将媒体装置连接至显示器的合成视频或分量视频线缆，则根据本实用新型的一个实施例，线缆设备中的电路可自我识别并可命令媒体装置向显示器提供合适的合成或分量视频信号。以媒体装置为例来描述本实用新型的各个实施例，但应当理解，本实用新型具有更广的应用范围。

根据本实用新型的一个实施例，线缆设备可包括第一连接器，其具有壳体、多个端子以及一个或更多个处理部件。此外，线缆设备还可以具有第一端部和第二端部的线缆，第一端部连接至第一连接器，第二端部连接至一个或更多个第二连接器。所述一个或更多个第二连接器可配置为连接至一个或更多个电子装置。线缆设备的一个或更多个处理部件可配置为通过所述多个端子接收来自电子装置的认证请求，生成认证响应，并通过多个端子向电子装置输出认证响应。该认证响应可以与线缆设备是否是电子装置的经认证的附件相关。

根据另一实施例，线缆设备可以包括第一连接器，其具有壳体、多个端子以及一个或更多个处理部件。此外，线缆设备还可包括具有第一端部和第二端部的线缆，第一端部连接至第一连接器，第二端部连接至一个或更多个第二连接器。所述一个或更多个第二连接器可以配置成分别连接至一个或更多个电子装置。一个或更多处理部件可用于识别线缆设备的类型，生成线缆识别信号，并通过所述多个端子向电子装置输出识别信号。该识别信号可以与线缆设备要传输的一个或更多个类型的信号相关。

根据另一实施例，一种对线缆设备进行操作的方法包括：提供具有电路的线缆设备以执行线缆识别处理，线缆电路可在将线缆设备连接至另一电子装置时通电。该方法包括：线缆电路识别线缆类型并生成线缆识别信号，并且线缆电路向电子装置传输线缆识别信号。识别线缆类型的处理可包括检测线缆电路中节点上的信号电平。或者，识别线缆类型的处理可包括向连接至线缆设备的预定端子发送一个或更多个测试信号。

根据另一实施例，一种对线缆设备进行操作的方法包括：提供具有电路的线缆设备以执行线缆认证处理，线缆电路可在将线缆设备连接至另一电子装置时通电。该方法包括：线缆电路从电子装置接收认证请求并执行认证处理。线缆电路然后生成线缆认证信号并向电子装置发送线缆识别信号。

根据另一实施例，线缆设备的操作方法可以包括：由线缆设备从电子装置接收认证请求，由线缆设备处理认证请求，向电子装置发送来自线缆设备的认证响应，由线缆设备从电子装置接收识别请求，由线缆设备识别线缆设备的线缆类型，并发送至少基于与所识别的线缆类型相关的信息的识别信号。认证响应可以与线缆设备是否是电子装置的经认证的附件相关，而识别响应可以与线缆设备相关联的一个或更多个类型的信号相关。

参考以下详细描述及附图，可以更全面地理解本实用新型的各个特征及优点。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的示例实施例的简化线缆设备；

图2示出了根据本实用新型的另一示例实施例，具有结合在其中的电路的线缆设备的一部分；

图3示出了根据本实用新型的示例实施例，与媒体装置及一个或更多个外围装置连接的线缆设备；

图4、5及6示出了根据本实用新型的实施例的智能线缆的各种操作方法；

图7是根据示出的一个实施例，可连接至智能线缆的连接器的信号列表的示例。

具体实施方式

图1示出了根据本实用新型的示例实施例的简化线缆设备，其能够通过连接至另一装置而对诸如线缆识别及认证的信息进行传输。线缆设备100可以包括一端的连接器110，另一端的一个或更多连接器端部120，以及线缆130和将线缆设备的连接器端部连接的一根或更多线缆线140。连接器110可包括容纳多个电端子(未示出)的端子壳体112，以及连接器罩(boot)114，所述连接器罩容纳将来自线缆线的布线连接至电端子的组件。在连接器罩114内，也可包括用于执行电子功能(例如，线缆认证、线缆识别及静电放电保护等)的电子部件(未示出)。在由Murphy等人所发明的、发明名称为“Backward Compatible Connector System”的美国专利申请号11/650,330(代理案号20750P-002400/P4998)中描述了连接器组件的一个示例，其能够将上述功能例如集成在连接器罩内的印刷电路板(PCB)上，该申请的全部内容通过引用方式结合在这里。

多根线缆线140可用于传输多种不同信号，每根线均连接至多个连接器120中至少一者。举例而言，多个连接器120可至少包括音频连接器、视频连接器以及/或USB连接器。如果线缆设备100例如用于提供合成视频线缆，那么，可集成在连接器110的连接器罩114内的电路可用于识别线缆的类型并将该信息(即，线缆是合成视频线缆)传输至其所连接的装置。该装置例如可以是诸如iPod或iPhone的媒体装置。该媒体装置然后自动向线缆提供合适的信号(即，合成视频信号)。线缆设备100可提供诸如iPod的媒体装置支持的任何一种或更多种其他类型的线缆及信号，包括模拟音频、数字(USB)音频、分量(component)视频、HDMI、DVI、S-video等。

线缆设备100可以有各种改变及变化。例如，每根线缆线140均可包括一根或更多根线，每一根线均可独立地传输一个或更多个信号。在另一示例中，线缆线140可以只包括一根线，这根线与线缆130结合形成单一线缆。根据一些实施例，可将一个或更多额外部件增加至上述部件。根据实施例，可以对部件的具体设置进行互换。根据本说明书的以下内容可理解各种设置及线缆部件的更多的细节。

图2示出了根据本实用新型的示例实施例线缆设备100中的连接器110的高层次框图。如上所述，连接器110可包括端子壳体112及连接器罩114。在一个实施例中，连接器罩114容纳PCB(未示出)，PCB上可安装各种电路部件。电路部件例如可以包括可经由PCB上的电路迹线电连接在一起的微控制器210、认证协处理器220以及识别线230。在上述由Murphy等人所发明的、发明名称为“Backward Compatible ConnectorSystem”的美国专利申请号11/650,330(代理案号20750P-002400/P4998)中，特别是结合该专利申请的图10B，可以找到连接器110的内部结构的示例。虽然这些部件被描述为容纳在连接器110中，但也可将这些部件部分或全部地布置在线缆设备100的其他部分中。此外，这些部件可集成到单一芯片或多个集成电路中。

如图2所示，微控制器210、认证协处理器220以及识别线230连接在一起并一同提供其他功能。微控制器210可主要用于控制经由总线240向媒体装置和从媒体装置进行的通信。认证协处理器220可主要用于执行认证功能。而识别线230可被微控制器210利用来检测线缆传输的信号的类型(例如，分量视频或合成视频)。总线250可将来自线缆130的线连接至端子壳体112中的端子(或针脚)。可存在将线缆130直接连接至微控制器210的可选总线260。在本说明书中，术语“总线”是指将一组接触点与另一组接触点电连接的任何机构，并且不限于任何具体类型的机电装置。

在工作中，当连接器110连接至媒体装置时，媒体装置可向线缆发送认证请求。微控制器210可接收认证请求并将其传送至认证协处理器220。认证协处理器220然后利用认证算法处理认证请求。认证算法例如可基于利用安全证书的公用密钥加密、数字签名或其他公知的认证方法。在一个实施例中，类似于发明名称为“Accessory Authentication ForElectronic Devices”的共同转让美国专利申请号11/051,499(代理案号20750P-001110/P3503US1)(通过引用将其全部内容包含于本说明书中)中描述的认证技术可通过认证协处理器220来执行。将认证处理的结果经由总线240从认证协处理器220传送至微控制器210，并从微控制器210传送至媒体装置。在认证成功时，媒体装置可与线缆设备进行进一步的通信。虽然图2的框图示出微控制器210及认证协处理器220作为两个独立部件，但也可将两者的功能集成到单一芯片中。

根据本实用新型的实施例，集成在线缆设备中并由其提供的另一功能是线缆识别。根据本实施例，诸如在识别线230上提供的电压电平的信号表示线缆的类型。识别线230上的信号例如可表示线缆是否例如用于传输合成视频、分量视频或S-video信号。例如，可以通过可连接至电源(即，上拉)或连接至地(即，下拉)或连接在两者之间以形成分压器的电阻电路，来设定识别线230上的信号的电平。也可以不将识别线230连接至任何信号而使用浮动状态来表示线缆的类型。本实施例构想到了线缆制造商在识别线230上设定信号电平，由此简化对微控制器210的应用。由此允许使用可被编程以检测识别线230上的信号电平的、成本更低的微控制器210。在本实施例中，一旦微控制器210确定了与其相关的线缆的类型，其就可将该信息在内部存储在寄存器中，由此，其无需每一次连接至媒体装置时都进行判定。一旦识别了线缆类型(在一些实施例中在线缆被认证之后)，微控制器210可向其连接的媒体装置发送请求信号以产生正确形式的合适(例如，音频及/或视频)输出。虽然在本示例中，根据识别线230上的电压电平来确定线缆的类型，但可利用除了电压电平检测之外的其他技术来实现类似的功能，例如用电流感测。

在替代实施例中，更复杂的微控制器210可通过动态地检测所使用的线缆的类型而消除对识别线230及其相关电路的需求。根据本实施例，微控制器210可被编程以在媒体装置与附件装置之间连接时检测线缆的类型。图3示出了将媒体装置310连接至一个或更多附件装置320的线缆设备100。线缆设备100的连接器端部110经由端子112连接至媒体装置310，同时连接器端部120中的任何一个或更多个连接至一个或更多附件装置320。

根据本实施例，微控制器210可测试是否经由任何一根或更多线缆140在附件端部处完成了连接。例如可通过微控制器210向预定壳体针脚112施加一个或更多测试信号来完成上述测试，所述预定端子针脚被指定为在通过线缆设备100连接至一个或更多附件装置320时传输特定信号类型。在替代实施例中，微控制器210可经由总线260(见图2)直接向线缆130中的预定线施加测试信号。基于响应于(一个或多个)测试信号而返回至微控制器210的(一个或多个)信号，微控制器可确定实际上有多少及哪些连接器端部120连接至附件。这使得微控制器210能够识别所使用的线缆的类型。例如，如果仅连接了一个连接器端部120(例如，用于单一合成视频线缆的公RCA插头)，则微控制器210将线缆识别为合成视频线缆。另一方面，如果测试表明连接了与分量视频信号对应的三个连接器端部120，则微控制器210将线缆识别为分量视频线缆。微控制器210也可确定错误连接(例如，当三个分量连接器端部中仅连接了一个端部时)，并且信号媒体装置310也可在其显示器上表明错误连接。因此，在本实施例中，线缆类型由其提供的连接来确定，由此可根据应用不同而发生变化。换言之，例如在线缆将媒体装置连接至使用合成视频信号的视频附件的一种应用中，微控制器210将线缆类型识别为合成视频线缆。当被用于另一种应用中以将媒体装置例如连接至使用分量视频的视频附件时，同一线缆将被微控制器210识别为分量视频。

一旦确定了线缆的类型(在一些实施例中在线缆被认证之后)，微控制器210就可将特定线缆类型的线缆参数发送至媒体装置。线缆参数取决于线缆类型，所述线缆类型可以是以下任何一种或更多种：USB、Firewire、模拟或数字音频、合成视频、分量视频、S-video、HDMI以及DVI等。例如，合成视频线缆的参数可以是音频输出(line out)及合成视频。

在一种应用中，线缆设备100可被用于将诸如iPod的媒体装置既经由视频连接器连接至电视机又经由音频连接器端部连接至hi-fi扬声器系统。线缆设备100在连接至媒体装置310时自动地执行认证处理。线缆设备100也可在连接至媒体装置310时或在连接至媒体装置310及附件装置320两者时执行线缆识别处理。微控制器210可在认证处理之前、之后或与之并行地执行线缆识别任务。

图4，5及6示出了用于根据本实用新型的实施例的智能线缆的工作的各种简化方法。图4所示的方法400示出了一种认证方法，其可包括步骤410，用于在连接至电子装置(诸如媒体装置或附件)时向线缆电路通电。一旦通电，线缆电路就可接收来自媒体装置的认证请求(步骤420)。也可通过线缆电路自身请求被认证来促使从媒体装置向线缆电路发送认证请求。响应于认证请求，线缆电路可处理认证请求并生成认证响应(步骤430)。线缆电路然后可向媒体装置回送认证响应(步骤440)。如果媒体装置接收到认证响应(步骤450)，则线缆参数可被传输至媒体装置(步骤460)并且可进一步对经由线缆设备的通信进行认证(步骤470)。如果认证处理失败，则可假定线缆未被认证，并且可不再允许经由线缆的进一步的通信。在一个实施例中，在线缆设备被拒绝之前，可再尝试一次或更多次认证处理(步骤480)。

如参考图2及图3所述，在一个示例应用中，通过微控制器210与认证协处理器220的结合来执行上述各种步骤。换言之，在线缆连接至媒体装置310时的步骤410，例如可利用从媒体装置310(或当连接至附件时的附件)供应的电力来对线缆的包括微控制器210及认证协处理器220的内部电路进行通电。在通电之后，在步骤420，微控制器210可从媒体装置310接收认证请求。在步骤430，微控制器210然后与认证协处理器220通信以根据认证协处理器220执行的认证算法来处理上述请求。在步骤440，由认证协处理器220生成的响应然后经由微控制器210被回送至媒体装置310。因此，该方法提供了一种智能线缆，其包括所有资源以在连接至媒体装置时自动地进行认证处理。

图5是描述根据本实用新型的另一实施例的线缆识别的方法500的流程图。方法500可包括用于在连接至电子装置(诸如媒体播放器或附件)时对线缆电路通电的步骤510，用于识别线缆类型的步骤520，用于生成线缆识别信号的步骤530，以及用于向媒体装置发送线缆识别信号的步骤540。如参考图2及图3所述，在一个示例性应用中，由微控制器210来执行上述各个步骤。换言之，步骤510可包括例如利用从媒体装置310供应的电力，在线缆连接至媒体装置310(或附件)时对包括微控制器210及认证协处理器220的线缆内部电路通电。在通电之后，步骤520可包括微控制器210对线缆类型进行识别。步骤530对线缆类型的识别可包括微控制器210检测识别线230上的信号电平。或者，微控制器210可通过正在使用线缆的构造以及线缆所连接的附件装置320的类型来检测线缆类型。然后，步骤530可包括微控制器210生成识别信号，然后步骤540可包括向媒体装置310发送识别信号。识别信号可以包括线缆参数。作为响应，媒体装置310可利用识别信号并根据理想的或所需的信号格式自动地开始向线缆设备100传输音频及/或视频信号。

或者，媒体装置310可利用识别信号并限缩其显示的菜单选择(例如，仅显示分量形式可用的视频文件)。在一个示例中，识别信号可命令媒体装置向线缆设备传输音频信号但不传输视频信号，并且/或者也可规定线缆设备理想的或所需的音频信号的类型。在另一示例中，识别信号可命令媒体装置向线缆设备传输音频信号及视频信号两者。此外，识别信号还可规定理想的或所需的音频信号类型，并且/或规定理想的或所需的视频信号类型。例如，视频信号的类型可以是合成、分量、数字音频、S-video、及HDMI等。在一个实施例中，线缆设备理想的或所需的视频信号的类型可以是分量视频信号(例如，Y，Pb，Pr信号)。因此，该方法提供了一种智能线缆，其包括在连接至媒体装置时自动识别线缆类型并向媒体装置发送线缆参数的全部资源。

图6是描述根据本实用新型的另一实施例的线缆识别及认证的方法600的流程图。方法600实际上将方法400与方法500进行结合，从而提供了可在连接至媒体装置时自动执行识别及认证处理两者的智能线缆。参考图6，方法600可以包括用于在连接至媒体装置(或附件)时向线缆电路通电的步骤610。该方法还可包括涉及线缆电路对线缆类型进行识别的步骤620，以及使线缆电路生成并发送线缆识别信号至媒体装置的步骤630。

然后，响应于来自媒体装置的发起认证处理的请求，方法600还可包括步骤640，由此，线缆电路开始认证算法并生成认证响应。步骤640之后是步骤650，其可包括向媒体装置回送认证响应。如果线缆认证成功(步骤660)，则线缆可将其参数发送至媒体装置(步骤670)，随后可在线缆上传输媒体内容(步骤680)。线缆参数例如可以包括使能(enable)音频及/或视频输出等。如果认证失败，则方法600可包括步骤690，由此在将线缆作为未认证而拒绝之前重复认证处理(640至650)达预定次数(n)。已经结合图4及图5描述了认证处理以及线缆识别处理的操作细节，将不再重复。但是，这里需要强调的是，描述了示例实施例及改变示例及替代示例的每一种处理流程图都是可行的。例如，识别处理及/或认证处理可在有或没有来自媒体装置的请求的情况下发生。例如，在一个实施例中，线缆将其类型向媒体装置进行识别的步骤(630)可以包括线缆也请求被认证。响应于来自线缆的上述请求，媒体装置可向线缆发送认证请求信号以发起线缆认证处理。此外，各个认证步骤640及650可在识别步骤620及630之前，之后或同时发生。

在一个实施例中，可首先进行认证步骤640及步骤650，然后取决于认证的结果，可以进行也可中止剩余处理。根据本实施例，如果线缆设备传输期望的认证响应，则媒体装置310可确认连接的线缆设备是经认证的线缆，由此允许继续进行包括线缆识别处理在内的后续处理。但是，如果未接收到认证响应或者如果接收到错误的认证响应，则可阻止媒体装置通过安装的线缆设备传输数据，由此不能进行后续的处理。

在全部上述各个实施例中，可基于各种接口协议中的任何一种来进行线缆设备、媒体装置以及附件之间的通信。上述接口协议的一个示例是由Apple公司开发的iPod附件协议，其有利于经由根据本实用新型的智能线缆设备进行iPod或iPhone与附件之间的通信。在Schubert等人的发明名称为“Connector Interface System Facilitating Communication Between aMedia Player and an Accessory”的共同转让美国专利号7,293,122中更详细的描述了这种具体协议，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。此外，在上述由Murphy等人所发明的、发明名称为“Backward CompatibleConnector System”的共同转让美国专利申请号11/650,330(代理案号20750P-002400/P4998)中描述了适用于可以根据上述接口协议进行通信的连接器110的连接器类型的一种示例，该申请除了罩结构内的PCB之外，还如图7所示描述了用于实施协议的具体数目(例如，30根)的针脚以及那些针脚的信号分配情况，通过引用将其全部内容包含于本说明书中。

已经结合了用于说明的具体实施例描述了本实用新型的多个方面。本领域的技术人员将理解可以进行各种替代、变化或改变。因此，上述描述不应对本实用新型的范围构成限制，本实用新型的范围应由所附权利要求及其等同物的范围来确定。

(相关申请)

本申请与2007年5月1日递交的由Murphy等人所发明的、发明名称为“Backward Compatible Connector System”的共同转让美国专利申请号11/650,330(代理案号20750P-002400/P4998)相关，通过引用将其全部内容包含于本说明书中。本申请还主张于2007年9月4日递交的发明名称为“Smart Cables”的美国临时专利申请号60/969,946(代理案号20750P-003300/P5379USP1)的优先权，通过引用将其全部内容包含于本说明书中。

Claims (4)

1.一种线缆设备，其特征在于包括：

第一连接器，其具有壳体、多个端子以及一个或更多个处理部件，所述多个端子配置成连接至第一电子装置；

连接至所述第一连接器的线缆；以及

一个或更多个第二连接器，其连接至所述线缆并配置成连接至一个或更多个第二电子装置；

其中，所述一个或更多个处理部件包括微控制器以及认证协处理器，所述微控制器被配置成通过所述多个端子接收来自所述第一电子装置的认证请求，并向所述认证协处理器提供所述认证请求，并且其中，所述协处理器配置成处理所述认证请求并生成认证响应，并将所述认证响应发送至所述微控制器，所述微控制器还被配置成通过所述多个端子向所述第一电子装置提供所述认证响应。

2.根据权利要求1所述的线缆设备，其特征在于还包括连接至电阻器的识别线，其中，所述微控制器检测所述识别线上的信号电平，并根据检测到的所述识别线上的信号电平来识别线缆类型。

3.根据权利要求1所述的线缆设备，其特征在于还包括连接至电阻分压器的识别线，其中，所述微控制器检测所述识别线上的信号电平，并根据检测到的所述识别线上的信号电平来识别线缆类型。

4.根据权利要求1所述的线缆设备，其特征在于，

所述一个或更多个处理部件被容纳在所述第一连接器的罩内并电连接至一个或更多个端子。

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