CN216286655U - 接口切换装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种接口切换装置和系统，应用于接口切换技术领域，其中，装置包括开关切换电路、至少两个传输接口，与传输接口数量一致的高速开关和芯片管理平台；芯片管理平台的输出端与每个高速开关的输入端连接，芯片管理平台的输入端与开关切换电路的输出端连接；开关切换电路的输入端与至少两个传输接口的输出端连接；每个传输接口的接口类型不同；开关切换电路，用于在监测到目标传输接口接入外部设备后，向芯片管理平台传输第一电信号，目标传输接口为至少两个传输接口中的一个；芯片管理平台，用于在输入第一电信号后，向与目标传输接口连接的目标高速开关传输第二电信号；目标高速开关，用于根据第二电信号切换至与目标传输接口连接。

Description

接口切换装置和系统

技术领域

本申请涉及接口切换技术领域，尤其涉及一种接口切换装置和系统。

背景技术

随着智能设备的发展，越来越多的智能设备走进人们的生活。人们通过智能设备聊天，看新闻，办公等。通常智能设备往往具有相应的传输接口，以进行充电或数据传输。

相关技术中，智能设备不同的传输接口，对应的接口连接器不相同，因此，开发者在设计智能设备时，往往需要根据不同的传输接口，设置对应的智能设备，导致了同一款产品由于接口不兼容需要生产多种接口的智能设备，不仅增加了设计成本，而且，在用户没有对应的接口连接线时，无法完成数据的传输或设备充电。

实用新型内容

本申请提供了一种接口切换装置和系统，用以解决现有技术中，同一款产品由于接口不兼容需要生产多种接口的智能设备，不仅增加了设计成本，而且，在用户没有对应的接口连接线时，无法完成数据的传输或设备充电的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种接口切换装置，包括：开关切换电路、至少两个传输接口，与所述传输接口数量一致的高速开关和芯片管理平台；

所述芯片管理平台的输出端与每个所述高速开关的输入端连接，所述芯片管理平台的输入端与所述开关切换电路的输出端连接；

所述开关切换电路的输入端与所述至少两个传输接口的输出端连接；每个所述传输接口的接口类型不同；

所述开关切换电路，用于在监测到目标传输接口接入外部设备后，向所述芯片管理平台传输第一电信号，所述目标传输接口为所述至少两个传输接口中的一个；

所述芯片管理平台，用于在输入所述第一电信号后，向与所述目标传输接口连接的目标高速开关传输第二电信号；

所述目标高速开关，用于根据所述第二电信号切换至与所述目标传输接口连接。

可选的，所述传输接口的数量为两个，每个所述传输接口的输入端包括四对输入引脚，所述高速开关包括四组开关引脚；

每个所述高速开关的两组开关引脚，连接每个所述传输接口的两对输入引脚。

可选的，所述高速开关的传输参数满足所述芯片管理平台的信号传输条件。

可选的，所述传输参数包括带宽、导通阻抗、差分对内时间偏差和串扰参数中的至少一个；

所述信号传输条件包括所述带宽不小于预设带宽、所述导通阻抗不大于预设阻抗值、所述差分对内时间偏差小于预设时间偏差以及所述串扰参数小于预设参数值。

可选的，所述传输接口包括第一传输接口和第二传输接口，所述开关切换电路包括第一输入端、第二输入端、第一开关管和第二开关管；

所述第一输入端与所述第一传输接口连接，所述第二输入端与所述第二传输接口连接；

所述第一输入端与第一开关管的第一端连接，并通过第一电阻接地；

所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端；

所述第二开关管的第二端连接所述第二输入端；

所述第二开关管的第三端连接所述开关切换电路的输出端。

可选的，所述开关切换电路还包括瞬变电压抑制二极管，所述瞬变电压抑制二极管的一端连接所述第二输入端，另一端接地。

可选的，所述开关切换电路还包括电容，所述电容的一端连接所述第二输入端，另一端接地。

可选的，所述开关切换电路还包括第二电阻和第三电阻，所述第二开关管的第三端通过所述第二电阻连接所述开关切换电路的输出端；

所述第三电阻的一端连接所述开关切换电路的输出端，另一端接地。

第二方面，本申请实施例提供了一种接口切换系统，其特征在于，包括：如第一方面所述的接口切换装置和至少两个传输接口。

可选的，所述传输接口包括显示接口和通用串行总线接口。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该装置包括开关切换电路、至少两个传输接口，与传输接口数量一致的高速开关和芯片管理平台；芯片管理平台的输出端与每个高速开关的输入端连接，芯片管理平台的输入端与开关切换电路的输出端连接；开关切换电路的输入端与至少两个传输接口的输出端连接；每个传输接口的接口类型不同；开关切换电路，用于在监测到目标传输接口接入外部设备后，向芯片管理平台传输第一电信号，目标传输接口为至少两个传输接口中的一个；芯片管理平台，用于在输入第一电信号后，向与目标传输接口连接的目标高速开关传输第二电信号；目标高速开关，用于根据第二电信号切换至与目标传输接口连接。如此，通过设置至少两个接口类型不同的传输接口，在开关切换电路监测到接入外部设备后，由芯片管理平台根据开关切换电路发送的第一电信号，向与目标传输接口连接的目标高速开关传输第二电信号，从而通过目标高速开关完成传输接口的切换。本申请的接口切换装置，能够使完成不同传输接口的切换，对于同于智能设备无需设置多款，在一款智能设备上应用该接口切换装置，便能实现“一机多孔”，实现随时的充电或传输数据。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的接口切换装置的结构图；

图2为本申请另一实施例提供的接口切换装置的结构图；

图3为本申请另一实施例提供的接口切换装置的结构图；

图4为本申请另一实施例提供的接口切换装置的结构图；

图5为本申请另一实施例提供的接口切换装置的结构图；

图6为本申请另一实施例提供的接口切换装置的结构图。

附图标记：

开关切换电路1、高速开关2、芯片管理平台3、第一电阻R1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、电容C、第二电阻R2、第三电阻R3。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请一实施例中提供了一种接口切换装置，如图1所示，该接口切换装置，包括：开关切换电路1、至少两个传输接口，与传输接口数量一致的高速开关2和芯片管理平台3；

芯片管理平台的输出端与每个高速开关的输入端连接，芯片管理平台的输入端与开关切换电路的输出端连接；

开关切换电路的输入端与至少两个传输接口的输出端连接；每个传输接口的接口类型不同；

开关切换电路，用于在监测到目标传输接口接入外部设备后，向芯片管理平台传输第一电信号，目标传输接口为至少两个传输接口中的一个；

芯片管理平台，用于在输入第一电信号后，向与目标传输接口连接的目标高速开关传输第二电信号；

目标高速开关，用于根据第二电信号切换至与目标传输接口连接。

一些实施例中，通过设置至少两个接口类型不同的传输接口，在开关切换电路监测到接入外部设备后，由芯片管理平台根据开关切换电路发送的第一电信号，向与目标传输接口连接的目标高速开关传输第二电信号，从而通过目标高速开关完成传输接口的切换。本申请的接口切换装置，能够使完成不同传输接口的切换，对于同于智能设备无需设置多款，在一款智能设备上应用该接口切换装置，便能实现“一机多孔”，实现随时的充电或传输数据。

其中，传输接口的种类有多种，例如，可以但不限于为显示接口和通用串行总线接口，其中，显示接口可以为DisplayPort(DP)接口，通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口可以为USB3.1接口，如TYPE-C接口。

其中，display port接口和USB3.1接口传输的信号均为高速信号，理论带宽可达10Gb/s，超高的速率限制了不能采用跳线的方式从display port端口飞线到USB3.1端口，或USB3.1端口飞线到display port端口进行调试。

本申请中，采用高速开关连接传输接口，能保证高速信号的传输。具体的，高速开关的传输参数满足芯片管理平台的信号传输条件。

其中，传输参数包括带宽、导通阻抗、差分对内时间偏差和串扰参数中的至少一个；

相应的，信号传输条件包括带宽不小于预设带宽、导通阻抗不大于预设阻抗值、差分对内时间偏差小于预设时间偏差以及串扰参数小于预设参数值。

在一个具体实施例中，高速开关传输参数要求如下：

带宽要求:12GHz(typ)；

导通阻抗:10Ω(typ)；

串扰参数(DDNEXT crosstalk):小于37dB at 5GHz；

差分对内时间偏差(Intra-pair Skew):小于6ps。

具体的，该高速开关的型号可以但不限于为FUSB3401MX。

在一个可选实施例中，以传输接口的数量为两个为例，参见图2，每个传输接口的输入端包括四对输入引脚，高速开关包括四组开关引脚；

每个高速开关的两组开关引脚，连接每个传输接口的两对输入引脚。

其中，芯片管理平台的输出端包括第一输出端和第二输出端，其中，第一输出端用于通过高速开关与传输接口连接，第二输出端用于向高速开关发生第二电信号，以控制高速开关的切换。

具体的，在传输接口为display port接口和TYPE-C接口时，参见图3和图4所示的高速开关的连接引脚图。

参见图5，图5为高速开关的内部框图，其中，A0_N、A1_P、A0_P和A1_N表示芯片管理平台的输出端的四对输出引脚，B0_N、B1_P、B0_P和B1_N表示第一种接口类型的传输接口的两对输入引脚，C0_N、C1_P、C0_P和C1_N表示第二种接口类型的传输接口的两对输入引脚。

其中，SEL和XSD为芯片管理平台第二输出端，芯片管理平台在输入第一电信号后，通过调整SEL和XSD的高低电平情况，完成第二电信号的输出。

其中，在切换高速开关时，按照如下调节切换，SEL和XSD均为低电平时，芯片管理平台通过高速开关与第一连接接口连接，SEL为高电平，XSD为低电平时，芯片管理平台通过高速开关与第二连接接口连接。

在一个可选实施例中，参见图6，传输接口包括第一传输接口和第二传输接口，开关切换电路包括第一输入端、第二输入端、第一电阻R1、第一开关管Q1和第二开关管Q2；

第一输入端与第一传输接口连接，第二输入端与第二传输接口连接；第一输入端与第一开关管的第一端连接，并通过第一电阻接地；第一开关管的第二端连接第二开关管的第一端；第二开关管的第二端连接第二输入端；第二开关管的第三端连接开关切换电路的输出端。

以第一传输接口为TYPE-C接口，第二传输接口为DP接口为例，图6中，DP_TYPE-C_SEL与TYPE-C接口的接口连接器连接，在TYPE-C接口的接口连接器有外部设备连接时，由DP_TYPE-C_SEL监测到，但是由于第一电阻接地，从而使SEL保持低电平，从而芯片管理平台与TYPE-C接口传输数据。在DP_HOT与DP接口的接口连接器连接，在DP接口的接口连接器有外部设备连接时，DP显示器通过热插拔管脚DP-HOT输出3.3V电平，由DP_HOT监测到，从而使SEL被拉高，输出高电平，从而芯片管理平台与DP接口传输数据。

其中，第一开关管为NMOS管，NMOS管的第一端为栅极，第二端为漏极，第三端为源极并接地。第二开关管为PMOS管，PMOS管的第一端为栅极，第二端为源极，第三端为漏极。

在一个可选实施例中，开关切换电路还包括瞬变电压抑制二极管TVS，瞬变电压抑制二极管的一端连接第二输入端，另一端接地。

瞬变电压抑制二极管(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR，TVS)是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品，当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度(最高达1*10-12秒)使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。通过设置TVS，能够避免在DP插入后突变的高电平，损坏元件。

在一个可选实施例中，开关切换电路还包括电容C，电容的一端连接第二输入端，另一端接地。以及开关切换电路还包括第二电阻R2和第三电阻R3，第二开关管的第三端通过第二电阻连接开关切换电路的输出端；第三电阻的一端连接开关切换电路的输出端，另一端接地。

本申请的接口切换装置，能够实现USB3.1和display port高速信号自由切换，无需开发者设计两款PCB(USB3.1&DP)，并且，设置两个高速开关，USB3.1和display port切换后的信号质量不会降低。

具体的，上述的第一开关管的型号可以为CJ1012，第一电阻阻值可以但不限于为100，第二电阻阻值可以但不限于为50K，第三电阻阻值可以但不限于为100K，TVS可以但不限于为EGA10402V05AH，电容可以为100nf。

基于同一构思，本申请实施例中提供了一种接口切换系统，该装置的具体实施可参见装置实施例部分的描述，重复之处不再赘述，该系统主要包括：接口切换装置和至少两个传输接口。

在一个可选实施例中，传输接口包括显示接口和通用串行总线接口。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种接口切换装置，其特征在于，包括：开关切换电路、至少两个传输接口，与所述传输接口数量一致的高速开关和芯片管理平台；

所述芯片管理平台的输出端与每个所述高速开关的输入端连接，所述芯片管理平台的输入端与所述开关切换电路的输出端连接；

所述开关切换电路的输入端与所述至少两个传输接口的输出端连接；每个所述传输接口的接口类型不同；

所述开关切换电路，用于在监测到目标传输接口接入外部设备后，向所述芯片管理平台传输第一电信号，所述目标传输接口为所述至少两个传输接口中的一个；

所述芯片管理平台，用于在输入所述第一电信号后，向与所述目标传输接口连接的目标高速开关传输第二电信号；

所述目标高速开关，用于根据所述第二电信号切换至与所述目标传输接口连接。

2.根据权利要求1所述的接口切换装置，其特征在于，所述传输接口的数量为两个，每个所述传输接口的输入端包括四对输入引脚，所述高速开关包括四组开关引脚；

每个所述高速开关的两组开关引脚，连接每个所述传输接口的两对输入引脚。

3.根据权利要求1所述的接口切换装置，其特征在于，所述高速开关的传输参数满足所述芯片管理平台的信号传输条件。

4.根据权利要求3所述的接口切换装置，其特征在于，所述传输参数包括带宽、导通阻抗、差分对内时间偏差和串扰参数中的至少一个；

所述信号传输条件包括所述带宽不小于预设带宽、所述导通阻抗不大于预设阻抗值、所述差分对内时间偏差小于预设时间偏差以及所述串扰参数小于预设参数值。

5.根据权利要求1所述的接口切换装置，其特征在于，所述传输接口包括第一传输接口和第二传输接口，所述开关切换电路包括第一输入端、第二输入端、第一开关管和第二开关管；

所述第一输入端与所述第一传输接口连接，所述第二输入端与所述第二传输接口连接；

所述第一输入端与第一开关管的第一端连接，并通过第一电阻接地；

所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端；

所述第二开关管的第二端连接所述第二输入端；

所述第二开关管的第三端连接所述开关切换电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的接口切换装置，其特征在于，所述开关切换电路还包括瞬变电压抑制二极管，所述瞬变电压抑制二极管的一端连接所述第二输入端，另一端接地。

7.根据权利要求5所述的接口切换装置，其特征在于，所述开关切换电路还包括电容，所述电容的一端连接所述第二输入端，另一端接地。

8.根据权利要求5所述的接口切换装置，其特征在于，所述开关切换电路还包括第二电阻和第三电阻，所述第二开关管的第三端通过所述第二电阻连接所述开关切换电路的输出端；

所述第三电阻的一端连接所述开关切换电路的输出端，另一端接地。

9.一种接口切换系统，其特征在于，包括：如权利要求1-8所述的接口切换装置和至少两个传输接口。

10.根据权利要求9所述的接口切换系统，其特征在于，所述传输接口包括显示接口和通用串行总线接口。

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