CN208188819U - 接口复用电路和装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种接口复用电路和装置，所述电路包括主从切换电路和信号检测电路；信号检测电路检测到5V电压时发送通知待复用设备为主从切换电路提供相应电平的信号；主从切换电路包括连接待复用设备的USB接口的第一端口、连接USB主设备的数据端口的第二端口以及接USB从设备的第三端口；主从切换电路还包括用于根据待复用设备提供的电平信号，导通第一端口与第二端口或第三端口的切换开关。本实用新型，无需反复拆装与USB接口连接的设备，即可通过待复用设备的一USB接口分别与USB主设备和USB从设备进行数据传输。

Description

接口复用电路和装置

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种接口复用电路和装置。

背景技术

实际应用中，具有USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口的电子设备，随着应用场景的变换可能作为USB主设备(host)与USB从设备(slave)连接，也可能作为USB从设备与USB主设备连接。

电子设备无论是作为USB主设备还是作为USB从设备，与其他设备连接时均需要通过USB接口连接。而某些场景下，电子设备可能既要作为USB主设备与USB从设备连接，从连接的USB从设备中获取数据，又需要作为USB从设备与其他USB主设备连接，被连接的USB主设备从其内部获取数据。在这些场景下为实现该电子设备同时与USB主设备和USB从设备的连接，电子设备上需要设置至少两路USB接口，一路USB接口与USB主设备连接，另一路USB接口与USB从设备的连接。而较多的USB接口不利于电子设备小型化，易导致电子设备的成本提高、体积增大。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种接口复用电路和装置，以解决分别连接USB主从设备的多个USB接口不利于电子设备小型化的问题。

根据本实用新型实施例第一方面，提供一种接口复用装置，包括待复用设备，分别与所述待复用设备连接的信号检测电路和主从切换电路；

所述信号检测电路包括用于连接USB主设备的5V电压端的检测端，以及用于在所述检测端检测到5V电压时，向所述待复用设备发送信号的信号发送端；

所述待复用设备包括用于传输数据的USB接口，以及用于提供与所述信号发送端发送的信号相应的电平信号的电平控制电路；

所述主从切换电路包括连接所述待复用设备的USB接口的第一端口，用于连接所述USB主设备的数据端口的第二端口，以及用于接USB从设备的第三端口；

所述主从切换电路还包括用于根据所述待复用设备提供的电平信号，导通所述第一端口与所述第二端口，或导通所述第一端口与所述第三端口的切换开关，以便在所述USB接口与所述USB主设备间传输数据，或在所述USB接口与所述USB从设备间传输数据。

在一个实施例中，所述电平控制电路与所述USB接口连接，用于通过所述USB接口和所述第一端口，向所述主从切换电路发送电平信号。

在一个实施例中，所述主从切换电路还包括电平接入端口，所述待复用设备还包括I/O端口，所述I/O端口分别与所述电平接入端口和所述电平控制电路连接，所述电平控制电路用于通过所述I/O端口和所述电平接入端口向所述主从切换电路发送电平信号。

在一个实施例中，所述主从切换电路包括USB-SWITCH芯片，所述USB-SWITCH芯片分别与所述电平接入端口、所述第一端口、所述第二端口和所述第三端口连接。

在一个实施例中，所述装置还包括接口扩展电路，所述接口扩展电路包括与所述第三端口连接的第一接口以及用于连接所述USB从设备的第二接口，以便所述第三端口通过所述接口扩展电路接所述USB从设备。

在一个实施例中，所述接口扩展电路为USB-HUB芯片，所述USB-HUB芯片包括至少两个连接USB从设备的数据端的第二接口。

根据本实用新型实施例第二方面，提供一种接口复用电路，包括主从切换电路和信号检测电路；

所述信号检测电路包括用于连接USB主设备的5V电压端的检测端，以及用于在所述检测端检测到5V电压时，向待复用设备发送信号的信号发送端，所发送的信号用于通知所述待复用设备为所述主从切换电路提供相应电平；

所述主从切换电路包括用于连接所述待复用设备的USB接口的第一端口、用于连接所述USB主设备的数据端口的第二端口，以及用于接USB从设备的第三端口；所述主从切换电路还包括用于根据所述待复用设备提供的电平信号，导通所述第一端口与所述第二端口，或导通所述第一端口与所述第三端口的切换开关，以便在所述USB接口与所述USB主设备间传输数据，或在所述USB接口与所述USB从设备间传输数据。

在一个实施例中，所述主从切换电路还包括用于与所述待复用设备的电平控制电路连接的电平接入接口，以便接收所述电平控制电路提供的电平信号。

在一个实施例中，所述主从切换电路包括USB-SWITCH芯片，所述USB-SWITCH芯片分别与所述电平接入端口，所述第一端口，所述第二端口和所述第三端口连接。

在一个实施例中，所述电路还包括接口扩展电路，所述接口扩展电路包括与所述第三端口连接的第一接口，以及用于连接所述USB从设备的第二接口，以便所述第三端口通过所述接口扩展电路接所述USB从设备。

实施本实用新型提供的实施例，可以通过信号检测电路的检测端检测到USB主设备的5V电压，并由信号检测电路的信号端向待复用设备发送用于通知待复用设备为主从切换电路提供相应电平的信号，然后主从切换电路的切换开关根据待复用设备提供的电平信号，导通连接待复用设备的第一端口与连接USB主设备的第二端口，或导通连接待复用设备的第一端口与接USB从设备的第三端口，所以通过信号检测电路和主从切换电路，可以使待复用设备的同一USB接口分别与USB主设备和USB从设备进行数据传输，实现待复用设备的USB接口复用，进而减少待复用设备的USB接口的配置数目，实现设备成本和体积缩减。

附图说明

图1是本实用新型一示例性实施例示出的接口复用装置的结构示意图；

图2是本实用新型一示例性实施例示出的主从切换电路的结构示意图；

图3是本实用新型另一示例性实施例示出的实现接口复用的系统的架构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

目前很多电子设备都具备USB主设备功能，例如个人计算机、膝上型计算机、导航设备、交互式智能平板、智能家居设备或者这些设备中的任意几种设备的组合，交互式智能平板可以是电子白板、电子黑板之类的智能书写设备，也可以是播放多媒体数据的智能显示设备等，这些电子设备上设置USB接口，通常是作为USB主设备，设置的USB接口作为主设备接口，用来与U盘等USB从设备连接，实现与USB从设备间的数据传输。某些场景下，这些电子设备也可能作为USB从设备，需要设置作为从设备接口的USB接口，用来与个人计算机等USB主设备连接，实现与USB主设备间的数据传输。因此，这些电子设备需要设置至少两个USB接口。

但是某些体积较小的电子设备，或接口预留位置有限的电子设备，设置的USB接口的数量有限，在上述场景下,可能只能提供一个USB接口与USB主设备或USB从设备连接。因此，实际应用中只能反复更改与USB接口连接的设备，难以实现与USB主设备和USB从设备的同时连接。本实用新型实施例针对这种情况，提出了一种接口复用装置和电路，能够通过电子设备的一个USB接口同时实现与USB主设备和USB从设备的连接，以下结合附图详述本实用新型的接口复用装置和电路。

请参阅图1，图1是本实用新型一示例性实施例示出的接口复用装置100的架构图，该装置100可以包括待复用设备110以及与待复用设备的USB接口连接的接口复用电路。

本实用新型实施例的接口复用装置100，可以应用于个人计算机、膝上型计算机、导航设备、交互式智能平板、智能家居设备等各种电子设备。

其中，待复用设备110可以是各种电子设备，也可以是电子设备的主机，还可以是电子设备的主控制器(或称为中央处理CPU)，在其他例子中，也可以是各种电子设备中用于与USB主设备或USB从设备进行数据通讯的处理芯片，本实用新型实施例对此不做限制。在待复用设备110的体积较小、接口预留位置有限，或待复用设备100的接口用途较多时，待复用设备110可能仅提供一个用于连接USB主设备或USB从设备的USB接口，该USB接口用于在待复用设备110与USB主设备或USB从设备进行数据传输。

本实用新型为了在待复用设备110仅提供一个用于与USB主设备或USB从设备通信的USB接口的情况下，通过该USB接口传输数据，实现该USB接口与USB主设备和USB从设备的同时连接，提供了能够扩展USB接口和自动切换接入的设备的接口复用电路。该接口复用电路如图1所示，可以包括主从切换电路130。

其中，主从切换电路130可以包括：连接待复用设备110的USB接口的第一端口，连接所述USB主设备的数据端口的第二端口，以及接USB从设备的第三端口。

某些情况下，避免USB主从设备同时连接在主从切换电路130，该接口复用电路还可以包括接口扩展电路140，可以包括与所述第三端口连接的第一接口，以及用于连接USB从设备的第二接口。这样，主从切换电路的第三端口可以通过接口扩展电路接USB设备。

其他例子中，为了便于同时接多个USB从设备，接口扩展电路140可以包括多个第二接口，每个第二接口可以接一个USB从设备。

由上可知，通过主从切换电路130的各端口和接口扩展电路140的各接口可以将待复用设备110的同一个USB接口分别与USB主设备和USB从设备连接。

为了便于在USB主设备需要与待复用设备110通信时，接通待复用设备110的USB接口与USB主设备，在USB从设备需要与待复用设备110通信时，接通待复用设备110的USB接口与USB从设备，接口复用电路可以包括信号检测电路120，该信号检测电路可以包括用于连接USB主设备的5V电压端的检测端、以及向信号检测电路120、待复用设备110发送信号的信号发送端。

某些例子中，如果USB主设备需要与待复用设备110通信，USB主设备与主从切换电路130的第二端口连接，并通过自身的5V电压端连接信号检测电路120的检测端。某些例子中，信号检测电路120可以由检测端、信号发送端和以及两端之间的导线构成，实际连接时，检测端与所述USB主设备的5V电源接脚电连接，信号发送端与待复用设备连接。连接后，USB主设备可以通过5V电源端和信号检测电路120向待复用设备110提供5V电压信号。

其他例子中，信号检测电路可以由串联的分压电阻构成分压电路，连接时，以分压电路的一端作为5V电源端接所述USB主设备的5V电源，另一端接地，中间端接待复用设备110，所述检测端检测到5V电压时，信号检测电路120可以通过信号发送端向待复用设备110发送分压后的信号，该分压后的信号用于通知待复用设备110为主从切换电路130提供相应电平。

而待复用设备110可以包括用于为主从切换电路130提供电平信号的电平控制电路，某些例子中，该电平控制电路可以包括TTL电子元器件，由TTL电子元器件组成向主从切换电路130提供的电平信号，在接收到信号检测电路120的信号发送端发送的信号后，向主从切换电路130提供一种电平信号，例如高电平信号；未接收到所述信号发送端发送的信号时，向主从切换电路130提供另一种电平信号，例如低电平信号。

待复用设备100为主从切换电路130提供电平信号时，待复用设备110还可以包括I/O接口，主从切换电路130还可以包括电平接入接口，所述I/O接口与所述电平接入接口连接，用于实现待复用设备110的电平控制电路与主从切换电路130间的连接，以便将电平控制电路提供的电平信号传输到主从切换电路130。

如果待复用设备110的体积较小，难以提供专用于传输电平信号的I/O接口,本实用新型实施例可通过所述第一端口和待复用设备100的USB接口传输电平信号。

为了响应待复用设备110提供的电平信号，导通待复用设备110的USB接口与USB主设备或USB从设备的连接，主从切换电路130还可以包括用于根据待复用设备110提供的电平信号，导通所述第一端口与所述第二端口，或导通所述第一端口与所述第三端口的切换开关。该切换开关可以包括一单刀双掷开关，该单刀双掷开关的控制端与所述第一端口连接，一个输入/输出端与所述第二端口连接，另一个输入/输出端与所述第三端口连接。

具体切换时，可以在接收到高电平时，导通第一端口与第二端口，实现USB主设备与待复用设备110间的导通；在接收到低电平时，导通第一端口与第三端口，实现USB从设备与待复用设备110间的导通。

在其他例子中，主从切换电路130可以包括USB-SWITCH芯片，USB-SWITCH芯片分别与所述电平接入端口、所述第一端口、所述第二端口和所述第三端口连接。如图2所示，所述USB-SWITCH芯片可以是FSUSB2芯片，包括单刀双掷开关210和单刀双掷开关220，单刀双掷开关210的D+端子和单刀双掷开关220的D-端子分别与第一端口连接，单刀双掷开关210的HSD1+端子和HSD1-端子与第二端口连接，单刀双掷开关220的HSD2-端子和HSD2+端子与第三端口连接。

此外，接口扩展电路140可以为USB-HUB芯片，如FE1.1S，某些状况下，所述USB-HUB芯片可以包括至少两个连接USB从设备的数据端的第二接口，用于实现待复用设备110与多个USB从设备的连接。

由上述实施例可知，待复用设备110可以是不同的设备，如电子设备、电子设备的主机、电子设备的CPU等，有鉴于此，待复用设备110的设备形态不同时，接口复用电路的具体产品形态也会有所不同，例如：待复用设备110为电子设备或主机时，接口复用电路外接于电子设备，接口复用电路的各部分可以集成到一PCB半上，被制成独立于电子设备外的设备。再比如，待复用设备为电子设备的CPU时，可以将接口复用电路与CPU集成到电子设备的主板上。

以下结合具体场景，详细说明下本实用新型实施例的USB接口的复用过程，如图3所示，该场景可以为教学场景，包括接口复用装置300、USB主设备400、USB从设备510和USB从设备520，其中，接口复用装置300可以包括待复用设备310、信号检测电路320、主从切换电路330和接口扩展电路340。其中，待复用设备310可以是平板计算机，USB主设备400可以是交互式智能设备，如电子黑板。USB从设备510和USB从设备520可以是U盘。电子黑板替代传统黑板安装在教室中，平板计算机为老师的个人计算机，存储有教学用的电子试卷。

本场景中，待复用设备310、信号检测电路320、主从切换电路330和接口扩展电路340的结构与图1和图2涉及的实施例中涉及的结构相应，在此不再赘述。

实际应用中，USB主设备400接入接口复用装置300时，其数据端口与主从切换电路330的第二端口连接，其5V电压端与信号检测电路320的检测端连接，如果需要与待复用设备310通信，USB主设备400可以通过5V电压端向信号检测电路320提供5V电压信号，信号检测电路320检测到该电压信号后，可以向待复用设备310发送高电平信号，待复用设备310可以通过I/O端口和电平接入端口331向主从切换电路330提供高电平信号，主从切换电路330的切换开关导通第一端口与第二端口，USB主设备400可以从待复用设备310中读取需要显示的数据，例如:电子黑板从平板计算机中读取电子试卷，并展示。

在USB主设备400从待复用设备310中读取数据后，终止向信号检测电路320提供5V电压信号。此后，如果老师想要将电子试卷备份到U盘中，可以将U盘与接口扩展电路340的第二接口连接，由于信号检测电路320未检测到5V电压信号，信号检测电路320可以不向待复用设备310发送高电平信号，待复用设备310可以通过I/O端口和电平接入端口331向主从切换电路330发送低电平信号，主从切换电路330的切换开关可以导通第一端口与第三端口，由此通过接口扩展电路340的第一接口与第二接口，以及导通的第一端口与第三端口，接通USB从设备510或520与待复用设备310，由待复用设备310向USB从设备510或520写数据，例如将电子试卷拷贝到U盘。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实用新型方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种接口复用装置，其特征在于，包括待复用设备，分别与所述待复用设备连接的信号检测电路和主从切换电路；

所述信号检测电路包括用于连接USB主设备的5V电压端的检测端，以及用于在所述检测端检测到5V电压时，向所述待复用设备发送信号的信号发送端；

所述待复用设备包括用于传输数据的USB接口，以及用于提供与所述信号发送端发送的信号相应的电平信号的电平控制电路；

所述主从切换电路包括连接所述待复用设备的USB接口的第一端口，用于连接所述USB主设备的数据端口的第二端口，以及用于接USB从设备的第三端口；

所述主从切换电路还包括用于根据所述待复用设备提供的电平信号，导通所述第一端口与所述第二端口，或导通所述第一端口与所述第三端口的切换开关，以便在所述USB接口与所述USB主设备间传输数据，或在所述USB接口与所述USB从设备间传输数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电平控制电路与所述USB接口连接，用于通过所述USB接口和所述第一端口，向所述主从切换电路发送电平信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主从切换电路还包括电平接入端口，所述待复用设备还包括I/O端口，所述I/O端口分别与所述电平接入端口和所述电平控制电路连接，所述电平控制电路用于通过所述I/O端口和所述电平接入端口向所述主从切换电路发送电平信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主从切换电路包括USB-SWI TCH芯片，所述USB-SWI TCH芯片分别与所述电平接入端口、所述第一端口、所述第二端口和所述第三端口连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括接口扩展电路，所述接口扩展电路包括与所述第三端口连接的第一接口以及用于连接所述USB从设备的第二接口，以便所述第三端口通过所述接口扩展电路接所述USB从设备。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接口扩展电路为USB-HUB芯片，所述USB-HUB芯片包括至少两个连接USB从设备的数据端的第二接口。

7.一种接口复用电路，其特征在于，包括主从切换电路和信号检测电路；

所述信号检测电路包括用于连接USB主设备的5V电压端的检测端，以及用于在所述检测端检测到5V电压时，向待复用设备发送信号的信号发送端，所发送的信号用于通知所述待复用设备为所述主从切换电路提供相应电平；

所述主从切换电路包括用于连接所述待复用设备的USB接口的第一端口，用于连接所述USB主设备的数据端口的第二端口，以及用于接USB从设备的第三端口；所述主从切换电路还包括用于根据所述待复用设备提供的电平信号，导通所述第一端口与所述第二端口，或导通所述第一端口与所述第三端口的切换开关，以便在所述USB接口与所述USB主设备间传输数据，或在所述USB接口与所述USB从设备间传输数据。

8.根据权利要求7所述的电路，所述主从切换电路还包括用于与所述待复用设备的电平控制电路连接的电平接入接口，以便接收所述电平控制电路提供的电平信号。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述主从切换电路包括USB-SWI TCH芯片，所述USB-SWI TCH芯片分别与所述电平接入端口、所述第一端口、所述第二端口和所述第三端口连接。

10.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，还包括接口扩展电路，所述接口扩展电路包括与所述第三端口连接的第一接口，以及用于连接所述USB从设备的第二接口，以便所述第三端口通过所述接口扩展电路接所述USB从设备。