CN218161097U - 一种usb数据通讯安全复用切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种USB数据通讯安全复用切换装置，包括：第一模拟开关的选择端与第一电阻的一端连接，第二模拟开关的选择端与第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端、第二电阻的另一端均与电源端连接；USB接口具有第一传送数据端、第二传送数据端与标识端，第一传送数据端与第一模拟开关的输出数据端连接，第二传送数据端与第二模拟开关的输出数据端连接，标识端与第三电阻的一端连接，标识端接地；MOS管的漏极与第三电阻的另一端连接，源极与第一模拟开关的选择端、第二模拟开关的选择端连接，栅极与电平控制端连接。本实用新型的优点在于：实现一个USB接口扩展有两个数据通讯路径，降低成本，有利于终端小型化。

Description

一种USB数据通讯安全复用切换装置

技术领域

本实用新型涉及电子产品技术领域，具体地涉及一种USB数据通讯安全复用切换装置。

背景技术

USB接口作为目前电子产品实现数据交换、充电的主要标准接口，终端设备小型化是无法阻挡的趋势，在终端设备越来越紧俏的空间尺寸下，放置多个对外的接口已经无法实现，多口合一、多数据合一是必然的，应用下载、数据下载都需要经过USB接口实现，因此，对于USB接口的多数据复用，以及直接有效地保护系统、数据的安全物理路径，阻断数据财产的窃取途径十分重要。

带有OTG功能的USB接口可实现没有主机时设备与设备之间的数据传输。带有OTG功能的USB接口中有五条线：两条用来传送数据(D+、D-)；一条是电源线(VBUS)；一条则是接地线(GND)；一条是ID线。ID线用于识别不同的电缆端点，mini-A插头(即A外设)中的ID引脚接地，mini-B插头(即B外设)中的ID引脚浮空。当OTG设备检测到接地的ID引脚时，表示默认的是A设备(主机)，而检测到ID引脚浮空的设备则认为是B设备(外设)。

现有技术多数终端设备的缺点是要么只有一个USB接口，对应只有一个数据通讯路径，无法进行便捷的数据通讯；要么有多个接口进行多路径数据通讯，这导致终端设备外观庞大，且配线多，不方便操作，不利于终端设备的成本及小型化实现。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种USB数据通讯安全复用切换装置，一个USB接口扩展有两个数据通讯路径。

本实用新型是这样实现的：一种USB数据通讯安全复用切换装置，包括：

模拟开关、USB接口、MOS管、第一电阻、第二电阻与第三电阻；

所述模拟开关具有第一输入数据端、第二输入数据端、输出数据端与选择端，当所述选择端为低电平时，所述第一输入数据端与所述输出数据端连接，当所述选择端为高电平时，所述第二输入数据端与所述输出数据端连接；

所述模拟开关有两个，分别为第一模拟开关与第二模拟开关，所述第一模拟开关的选择端与所述第一电阻的一端连接，所述第二模拟开关的选择端与所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端均与电源端连接；

所述USB接口具有第一传送数据端、第二传送数据端与标识端，所述第一传送数据端与所述第一模拟开关的输出数据端连接，所述第二传送数据端与所述第二模拟开关的输出数据端连接，所述标识端与所述第三电阻的一端连接，所述标识端接地；

所述MOS管的漏极与所述第三电阻的另一端连接，源极与所述第一模拟开关的选择端、第二模拟开关的选择端连接，栅极与电平控制端连接。

进一步地，还包括终端，所述终端包括第一存储器与第二存储器，所述第一存储器用于存储关键数据，所述第二存储器用于存储普通数据，所述第一存储器与所述第一模拟开关的第一输入数据端、所述第二模拟开关的第一输入数据端连接，所述第二存储器与所述第一模拟开关的第二输入数据端、所述第二模拟开关的第二输入数据端连接。

进一步地，所述终端还包括中央处理器，所述中央处理器具有所述电平控制端。

进一步地，还包括第四电阻与第五电阻；

所述电平控制端与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端、所述MOS管的栅极连接，所述第五电阻的另一端接地。

进一步地，所述MOS管是P沟通增强型MOS管。

本实用新型的优点在于：1、利用USB接口内的标识端即ID引脚，配合MOS管连接两个模拟开关的选择端，根据电平控制端的电平状态，使模拟开关在两个数据通讯路径之间切换，实现一个USB接口扩展有两个数据通讯路径，降低成本，有利于终端小型化。2、扩展的两个数据通讯路径分别访问不同级别的数据，保护数据安全。3、在终端授权情况下，通过USB接口能访问终端的第一存储器的关键数据，在无终端授权情况下，通过USB接口访问终端的第二存储器的普通数据。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的USB数据通讯安全复用切换装置的结构示意图一。

图2是本实用新型的USB数据通讯安全复用切换装置的结构示意图二。

具体实施方式

本实用新型实施例通过提供一种USB数据通讯安全复用切换装置，解决了现有技术中一个USB接口对应只有一个数据通讯路径的缺点，实现了一个USB接口扩展有两个数据通讯路径，降低成本，有利于终端小型化的技术效果。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述缺点，总体思路如下：利用USB接口的标识端即ID引脚，当电平控制端使MOS管导通时，第一模拟开关的选择端、第二模拟开关的选择端均与USB接口的标识端连接，第一模拟开关的输出数据端与第二模拟开关的输出数据端分别跟USB接口的第一传送数据端与第二传送数据端连接，由于USB接口的标识端接地，第一模拟开关的选择端与第二模拟开关的选择端均为低电平，此时第一模拟开关的第一输入数据端与其输出数据端连接，第二模拟开关的第一输入数据端与其输出数据端连接，USB接口连接第一个数据通讯路径；当电平控制端使MOS管截止时，第一模拟开关的选择端与第二模拟开关的选择均为高电平，此时第一模拟开关的第二输入数据端与其输出数据端连接，第二模拟开关的第二输入数据端与其输出数据端连接，USB接口切换到第二个数据通讯路径。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参阅图1与图2，本实用新型的优选实施例。

一种USB数据通讯安全复用切换装置，包括：

模拟开关、USB接口J1、MOS管U3、第一电阻R1、第二电阻R2与第三电阻R3；

所述模拟开关具有第一输入数据端、第二输入数据端、输出数据端与选择端，当所述选择端为低电平时，所述第一输入数据端与所述输出数据端连接，当所述选择端为高电平时，所述第二输入数据端与所述输出数据端连接；

所述模拟开关有两个，分别为第一模拟开关U1与第二模拟开关U2，所述第一模拟开关U1的选择端CH1与所述第一电阻R1的一端连接，所述第二模拟开关U2的选择端CH2与所述第二电阻R2的一端连接，所述第一电阻R1的另一端、所述第二电阻R2的另一端均与电源端VCC连接；第一模拟开关U1的第一输入数据端INPUT1与第二模拟开关U2的第一输入数据端INPUT3是关键数据通讯路径，第一模拟开关U1的第二输入数据端INPUT2与第二模拟开关U2的第二输入数据端INPUT4是普通数据通讯路径。

所述USB接口J1具有第一传送数据端DATA-、第二传送数据端DATA+与标识端ID，所述第一传送数据端DATA-与所述第一模拟开关U1的输出数据端OUT1连接，所述第二传送数据端DATA+与所述第二模拟开关U2的输出数据端OUT2连接，所述标识端ID与所述第三电阻R3的一端连接，所述标识端ID接地；

所述MOS管U3的漏极与所述第三电阻R3的另一端连接，源极与所述第一模拟开关U1的选择端CH1、第二模拟开关U2的选择端CH2连接，栅极与电平控制端CTRL连接。所述MOS管U3是P沟通增强型MOS管。

当电平控制端CTRL使MOS管U3的栅极为高电平时，MOS管U3导通，第一模拟开关U1的选择端CH1、第二模拟开关U2的选择端CH2均为低电平，此时第一模拟开关U1的第一输入数据端INPUT1与其输出数据端OUT1连接，第二模拟开关U2的第一输入数据端INPUT3与其输出数据端OUT2连接，USB接口J1连接第一个数据通讯路径即关键数据通讯路径；当电平控制端CTRL使MOS管U3的栅极为低电平时，MOS管U3截止，电源端VCC使第一模拟开关U1的选择端CH1、第二模拟开关U2的选择端CH2均变为高电平，此时第一模拟开关U1的第二输入数据端INPUT2与其输出数据端OUT1连接，第二模拟开关U2的第二输入数据端INPUT4与其输出数据端OUT2连接，USB接口J1切换到第二个数据通讯路径即普通数据通讯路径。实现一个USB接口J1扩展有两个数据通讯路径。

还包括终端，所述终端包括第一存储器10与第二存储器20，所述第一存储器10用于存储关键数据，所述第二存储器20用于存储普通数据，所述第一存储器10与所述第一模拟开关U1的第一输入数据端INPUT1、所述第二模拟开关U2的第一输入数据端INPUT3连接，所述第二存储器20与所述第一模拟开关U1的第二输入数据端INPUT2、所述第二模拟开关U2的第二输入数据端INPUT4连接。扩展的两个数据通讯路径分别访问不同级别的数据，保护数据安全；一个USB接口J1对应两个数据通讯路径，在数据通讯路径的数量保持不变的条件下，减少USB接口J1的数量，降低成本，有利于终端的小型化。

所述终端还包括中央处理器20，所述中央处理器20具有所述电平控制端CTRL。在终端授权情况下，中央处理器20的电平控制端CTRL发出高电平信号，通过USB接口J1能访问终端的第一存储器10中的关键数据；在无终端授权情况下，中央处理器20的电平控制端CTRL发出低电平信号或不发出信号，通过USB接口J1访问终端的第二存储器20中的普通数据。

还包括第四电阻R4与第五电阻R5；所述电平控制端CTRL与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第五电阻R5的一端、所述MOS管U3的栅极连接，所述第五电阻R5的另一端接地。当中央处理器20的电平控制端CTRL不发出信号时，MOS管U3的栅极就为低电平；当中央处理器20的电平控制端CTRL发出高电平时,MOS管U3的栅极为高电平。

本实用新型的USB数据通讯安全复用切换装置的工作方式：(1)外设的USB插头接入本实用新型中终端的USB接口J1，在得到终端授权的情况下，终端的中央处理器20通过电平控制端CTRL发出高电平信号，使MOS管U3的栅极为高电平从而MOS管U3导通，第一模拟开关U1的选择端CH1与第二模拟开关U2的选择端CH2为低电平，USB接口J1与关键数据通讯路径连接，这样外设就能访问位于终端的第一存储器10中的关键数据。(2)在数据通讯完成或数据授权校验失败的情况下，终端的中央处理器20的电平控制端CTRL不发出信号，MOS管U3的栅极被第五电阻R5下拉为低电平，MOS管U3截止，第一模拟开关U1的选择端CH1被第一电阻R1上拉为高电平，第二模拟开关U2的选择端CH2被第二电阻R2上拉为高电平，此时USB接口J1切换为跟普通数据通讯路径连接，这样外设就只能访问位于终端的第二存储器中的普通数据，保护数据安全。本实用新型的USB数据通讯安全复用切换装置的器件构成简单、成本低、占用电路空间小，电路稳定可靠，终端拥有最高权限，直接从物理层面阻断外部侵扰，且方便便捷，在生产、调试时期，对于终端的普通数据，使用同一接口交互，方便快捷，提升终端的产品生产速度和开发周期。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种USB数据通讯安全复用切换装置，其特征在于，包括：

模拟开关、USB接口、MOS管、第一电阻、第二电阻与第三电阻；

所述模拟开关具有第一输入数据端、第二输入数据端、输出数据端与选择端，当所述选择端为低电平时，所述第一输入数据端与所述输出数据端连接，当所述选择端为高电平时，所述第二输入数据端与所述输出数据端连接；

所述模拟开关有两个，分别为第一模拟开关与第二模拟开关，所述第一模拟开关的选择端与所述第一电阻的一端连接，所述第二模拟开关的选择端与所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端均与电源端连接；

所述USB接口具有第一传送数据端、第二传送数据端与标识端，所述第一传送数据端与所述第一模拟开关的输出数据端连接，所述第二传送数据端与所述第二模拟开关的输出数据端连接，所述标识端与所述第三电阻的一端连接，所述标识端接地；

所述MOS管的漏极与所述第三电阻的另一端连接，源极与所述第一模拟开关的选择端、第二模拟开关的选择端连接，栅极与电平控制端连接。

2.根据权利要求1所述的一种USB数据通讯安全复用切换装置，其特征在于，还包括终端，所述终端包括第一存储器与第二存储器，所述第一存储器用于存储关键数据，所述第二存储器用于存储普通数据，所述第一存储器与所述第一模拟开关的第一输入数据端、所述第二模拟开关的第一输入数据端连接，所述第二存储器与所述第一模拟开关的第二输入数据端、所述第二模拟开关的第二输入数据端连接。

3.根据权利要求2所述的一种USB数据通讯安全复用切换装置，其特征在于，所述终端还包括中央处理器，所述中央处理器具有所述电平控制端。

4.根据权利要求3所述的一种USB数据通讯安全复用切换装置，其特征在于，还包括第四电阻与第五电阻；

所述电平控制端与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的一端、所述MOS管的栅极连接，所述第五电阻的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的一种USB数据通讯安全复用切换装置，其特征在于，所述MOS管是P沟通增强型MOS管。

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