DE102013203858B4

DE102013203858B4 - Systeme, Geräte und Verfahren mit Geräteidentifikation

Info

Publication number: DE102013203858B4
Application number: DE102013203858.5A
Authority: DE
Inventors: Rodney Owen Williams
Original assignee: HTC Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2033-03-08
Also published as: CN103309822B; TWI461915B; US20130234839A1; US9569957B2; CN103309822A; DE102013203858A1; TW201337565A

Abstract

Ein System (100) zur Geräteidentifikation, das Folgendes beinhaltet: ein erstes Gerät (102, 150), das eine erste Stromleitung (108, 154) und einen ersten Steckverbinder (106, 152) aufweist; wobei der erste Steckverbinder (106, 152) mit der ersten Stromleitung (108, 154) gekoppelt ist; und ein zweites Gerät (104, 170), das eine zweite Stromleitung (112, 174, 212) und einen zweiten Steckverbinder (110, 172) aufweist, wobei der zweite Steckverbinder (110, 172) mit der zweiten Stromleitung (112, 174, 212) gekoppelt und dimensioniert und geformt ist, um mit dem ersten Steckverbinder (106, 152) so zusammengepasst zu werden, dass das erste Gerät (102, 150) elektrisch mit dem zweiten Gerät (104, 170) kommuniziert; wobei das erste Gerät (102, 150) betriebsfähig ist, um an der ersten Stromleitung (108, 154) auftretende Impedanz zu modulieren; wobei das zweite Gerät (104, 170) betriebsfähig ist, um die modulierte Impedanz zu erkennen und die modulierte Impedanz mit einer Identifikation des ersten Gerätes (102, 150) zu korrelieren, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gerät (102, 150) einen ersten Oszillator (162) aufweist und das zweite Gerät (104, 170) einen zweiten Oszillator (210) aufweist; wobei der zweite Oszillator (210) mit der zweiten Stromleitung (112, 174, 212) elektrisch gekoppelt und betriebsfähig ist, um Schwingungen an die zweite Stromleitung (1112, 174, 212) anzulegen; wobei das erste Gerät (120, 150) betriebsfähig ist, um auf Schwingungen an der ersten Stromleitung (108, 154) korrespondierend mit Schwingungen, die an die zweite Stromleitung (112, 174, 212) angelegt werden, zu reagieren.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft generell elektronische Geräte.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Im Laufe der Jahre haben tragbare, handgehaltene Geräte und Zubehöre für diese Geräte weite Verbreitung gefunden. In jüngster Zeit hat der Wunsch, dass es für ein Gerät möglich ist, das Zubehör, mit dem das Gerät verbunden ist, zu identifizieren, an Popularität gewonnen. Dabei ist ein häufig vorgeschlagener Ansatz zum Identifizieren eines Zubehörs, eine dedizierte Schnittstelle zu benutzen. Die Benutzung einer dedizierten Schnittstelle ist jedoch von zahlreichen Herausforderungen geprägt, wie beispielsweise Platzierungsfaktoren und mangelhafter Standardisierung. Identifizierbare elektrische Bauteile, die einen Spannungsteiler aufweisen, der zur Identifikation des Bauteils mittels einer Auswerteeinheit ausgelesen werden kann sind im Stand der Technik, so beispielsweise aus der DE 199 14 004 A1 bekannt. Ferner sind aus der US 2007/0094423 Geräteidentifikationssystem bekannt, bei denen die jeweiligen Geräte über spezifische Impedanzsignaturen erkannt werden.
ÜBERSICHT
Es werden Systeme, Geräte und Verfahren zur Geräteidentifikation bereitgestellt. Gekürzt beschrieben ist eine Ausführungsform unter anderem ein System zur Geräteidentifikation, das Folgendes beinhaltet: ein erstes Gerät, das eine erste Stromleitung und einen ersten Steckverbinder aufweist, wobei der erste Steckverbinder mit der ersten Stromleitung gekoppelt ist; und ein zweites Gerät, das eine zweite Stromleitung und einen zweiten Steckverbinder aufweist, wobei der zweite Steckverbinder mit der zweiten Stromleitung gekoppelt und dimensioniert und geformt ist, um mit dem ersten Steckverbinder so zusammengepasst zu werden, dass das erste Gerät elektrisch mit dem zweiten Gerät kommuniziert; wobei das erste Gerät betriebsfähig ist, um an der ersten Stromleitung auftretende Impedanz zu modulieren; wobei das zweite Gerät betriebsfähig ist, um die modulierte Impedanz zu erkennen und die modulierte Impedanz mit einer Identifikation des ersten Gerätes zu korrelieren.
Eine andere Ausführungsform ist mobiles Gerät zur Benutzung mit Zubehör, wobei das mobile Gerät Folgendes beinhaltet: einen USB-Steckverbinder; eine Stromleitung, die mit dem USB-Steckverbinder elektrisch verbunden ist; eine Batterieladeschaltung, die mit der Stromleitung elektrisch verbunden ist, wobei die Batterieladeschaltung betriebsfähig ist, um über die Stromleitung Strom zum Laden einer Batterie des mobilen Gerätes zu empfangen; und ein Geräteerkennungssystem, das mit der Stromleitung kapazitiv gekoppelt ist, wobei der Geräteerkenner betriebsfähig ist, um eine auf die Stromleitung angelegte Impedanzmodulation wahrzunehmen, wobei die Impedanzmodulation auf die Stromleitung von einem Zubehör angelegt wird, das mit dem USB-Steckverbinder verbunden ist, und um die Impedanzmodulation mit einer Identifikation des Zubehörs zu korrelieren.
Eine andere Ausführungsform ist ein Zubehör, das zum Verbinden mit einem mobilen Gerät konfiguriert ist, wobei das Zubehör Folgendes beinhaltet: einen USB-Steckverbinder; eine Stromleitung, die mit dem USB-Steckverbinder elektrisch verbunden ist; und ein Impedanzmodulationssystem, das mit der Stromleitung kapazitiv gekoppelt ist, wobei das Impedanzmodulationssystem betriebsfähig ist, um auf die Stromleitung eine Impedanzmodulation anzulegen, wobei die Impedanzmodulation mit einer Identifikation des Zubehörs korrespondiert.
Eine andere Ausführungsform ist ein Verfahren zum Identifizieren eines Gerätes, das Folgendes beinhaltet: Erkennen, mit einem ersten Gerät, einer Impedanzmodulation, die einem zweiten Gerät zurechenbar ist; und Korrelieren, durch das erste Gerät, der Impedanzmodulation mit vordefinierten Impedanzmodulationen, so dass eine Identifikation des zweiten Gerätes bestimmt wird.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind oder werden eventuell für einen Fachmann auf dem Gebiet nach der genauen Betrachtung der folgenden Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es ist beabsichtigt, dass alle solchen zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile innerhalb dieser Beschreibung eingeschlossen sind, innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Offenbarung liegen und durch die beigefügten Ansprüche geschützt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Viele Aspekte der Offenbarung sind besser verständlich mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei das Augenmerk stattdessen auf dem deutlichen Illustrieren der Prinzipien der vorliegenden Offenbarung gelegt ist. Des Weiteren bezeichnen in den Zeichnungen gleiche Bezugsnummern korrespondierende Teile durchgehend in den unterschiedlichen Ansichten.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Geräteidentifikation veranschaulicht, bei dem Geräte gekoppelt sind.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Geräteidentifikation veranschaulicht.
3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Geräteerkennungssystems veranschaulicht.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes veranschaulicht, in diesem Fall ein Zubehör.
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes veranschaulicht, in diesem Fall ein mobiles Gerät.
6A ist ein Signaldiagramm, das einen repräsentativen Eingang am Geräteerkennungssystem von 5 veranschaulicht.
6B ist ein Signaldiagramm, das einen repräsentativen Eingang am Analog-zu-Digital-Wandler von 5 veranschaulicht.
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes veranschaulicht, das mit einem Zubehör zusammenwirkt.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Geräteidentifikation veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nach Zusammenfassung der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Offenbarung wird nun im Detail auf das in den Zeichnungen Illustrierte Bezug genommen. Während die Offenbarung in Verbindung mit diesen Zeichnungen beschrieben wird, gibt es keine Absicht, den rechtlichen Schutzumfang auf die hier offenbarte(n) Ausführungsform oder Ausführungsformen zu beschränken. Es ist im Gegenteil die Absicht, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abzudecken, die im Geist und Schutzbereich der Offenbarung, wie durch die anhängenden Ansprüche definiert, eingeschlossen sind.
Es werden Systeme, Geräte und Verfahren, die Geräteidentifikation involvieren, bereitgestellt. In genereller Hinsicht wird ein Frequenzdomänenfenster als Kanal für Geräteerkennungskommunikationen benutzt. In einigen Ausführungsformen wird ein solches Frequenzdomänenfenster von einem Gerät mit einem Hochfrequenz-Schwingungssignal implementiert, das auf eine Stromleitung angelegt ist. Die Stromleitung überträgt das Signal über eine Schnittstelle an ein anderes Gerät (z. B. ein Zubehör), mit dem das Gerät gekoppelt ist. Reagierend auf das Signal erzeugt das Zubehör eine Impedanzmodulation, die vom Gerät identifiziert werden kann. Die Impedanzmodulation kann insbesondere mit Informationen korrespondieren, die zum Zubehör gehören, wie beispielsweise unter anderem Fabrikat, Modell und/oder Farbe. In einigen Ausführungsformen können die Informationen über das Zubehör von dem Gerät benutzt werden, um seine Arbeitsweise zu ändern. Beispielsweise kann das Gerät die Informationen benutzen, um eine Hintergrundfarbe einer Anzeige des Gerätes zu ändern.
Zusätzlich oder alternativ können Informationen, die zu einem Gerät mittels Impedanzmodulation kommuniziert werden, zu einem aktuellen Zustand des Zubehörs gehören. Zum Beispiel kann das Zubehör einen Sensor zum Erkennen eines Merkmals des Gerätes umfassen, wie beispielsweise unter anderem Temperatur oder Feuchtigkeit. Informationen, die mit dem wahrgenommenen Zustand korrespondieren, können dann in die Impedanzmodulation codiert werden.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Geräteidentifikation veranschaulicht. Wie in 1 gezeigt, umfasst System 100 ein erstes Gerät 102 und ein zweites Gerät 104. Gerät 102 bezieht ein Impedanzmodulationssystem 105 ein, das mit einem Steckverbinder 106 (z. B. einem USB-Steckverbinder) über Leitung 108 (z. B. eine Stromleitung) kommuniziert. Gerät 104 bezieht ein Geräteerkennungssystem 109 ein, das mit einem Steckverbinder 110 über Leitung 112 kommuniziert. Die Steckverbinder sind dimensioniert und geformt, um miteinander so zusammengepasst zu werden, dass Geräte 102, 104 elektrisch miteinander kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können die Leitungen mit einem Batterielade-Untersystem (nicht gezeigt) assoziiert werden.
Im Betrieb legt das Impedanzmodulationssystem 105 von Gerät 102 an Leitung 108 eine modulierte Impedanz an, die sich zum Gerät 104 ausbreitet. Das Geräteerkennungssystem 109 von Gerät 104 ist betriebsfähig, um die modulierte Impedanz zu erkennen. Gerät 104 ist auch betriebsfähig, um die erkannte Impedanzmodulation mit einer Identifikation von Gerät 102 zu korrelieren. 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Geräteidentifikation veranschaulicht, wie es beispielsweise von dem System 100 von 1 durchgeführt werden kann. Wie in 2 gezeigt, kann das Verfahren so ausgelegt werden, dass es bei Block 120 beginnt, in dem eine Impedanzmodulation bereitgestellt wird. Beispielsweise kann eine solche Impedanzmodulation von einem Gerät (z. B. einem Zubehör) bereitgestellt und auf ein Stromsignal angelegt werden. In Block 122 wird die Impedanzmodulation erkannt, wie beispielsweise von einem anderen Gerät, mit dem das erste Gerät 102 elektrisch verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann die elektrische Verbindung zwischen den Geräten dem Zweck der Batterieladung des Gerätes dienen, das das Erkennen durchführt, oder um erweiterte Funktionalität bereitzustellen. Wie beispielsweise in Block 124 veranschaulicht, kann die Impedanzmodulation anschließend benutzt werden, um das Gerät zu identifizieren. Zum Beispiel wird die Impedanzmodulation mit vordefinierten Impedanzmodulationen korreliert, so dass eine Identifikation des Gerätes, das die Impedanzmodulationen bereitgestellt hat, bestimmt wird. In einigen Ausführungsformen werden Informationen korrespondierend mit den vordefinierten Impedanzmodulationen im Speicher des Gerätes gespeichert, das die Korrelationen durchführt.
3 illustriert schematisch das in 1 gezeigte Gerät 104 implementiert als Smartphone. Es wird darauf hingewiesen, dass es Gerät 104 möglich ist, unter möglichem anderem, die mit Blöcken 122 und 124 von 2 assoziierte Funktionalität durchzuführen.
Wie in 3 gezeigt, umfasst Gerät 104 ein Verarbeitungsgerät (Prozessor) 132, Ein-/Ausgangsschnittstellen 134, eine Anzeige 136, eine Kontaktbildschirm-Schnittstelle 138, eine Netzwerk-Schnittstelle 140, einen Speicher 142 und ein Betriebssystem 144 und einen Massenspeicher 146, wobei es mit jedem durch einen lokalen Datenbus 148 kommuniziert. Es ist zu beachten, dass der lokale Datenbus 148 aus einer Vielzahl von Bussen bestehen kann. Zusätzlich bezieht Gerät 104 ein Geräteerkennungssystem 109 ein.
Das Verarbeitungsgerät 132 kann einen eigens angefertigten oder handelsüblichen Prozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, Central Processing Unit) oder einen Hilfsprozessor neben mehreren mit dem mobilen Gerät assoziierten Prozessoren, einen halbleiterbasierten Mikroprozessor (in der Form eines Mikrochips), einen Makroprozessor, eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC, Application Specific Integrated Circuits), eine Vielzahl von passend konfigurierten digitalen Logikgattern und andere elektrische Konfigurationen umfassen, die diskrete Elemente, sowohl separat als auch in verschiedenen Kombinationen, beinhalten, um den Gesamtbetrieb des Systems zu koordinieren.
Der Speicher 142 kann eine beliebige einer Kombination von flüchtigen Speicherelementen (z. B. Arbeitsspeicher (RAM, Random Access Memory, wie beispielsweise dynamische Arbeitsspeicher, DRAM, Dynamic Random Access Memory, und statische Arbeitsspeicher, SRAM, Static Random Access Memory, etc.)) und nicht flüchtige Speicherelemente umfassen. Der Speicher beinhaltet typischerweise das native Betriebssystem 144, eine oder mehrere native Anwendungen, Emulationssysteme oder emulierte Anwendungen für ein Beliebiges einer Vielzahl von Betriebssystemen und/oder emulierter Hardwareplattformen, emulierter Betriebssysteme etc. Die Anwendungen können als Beispiel anwendungsspezifische Software umfassen, die einige oder alle der Komponenten des mobilen Gerätes beinhalten. Gemäß solchen Ausführungsformen werden die Komponenten im Speicher gespeichert und vom Verarbeitungsgerät ausgeführt. Es ist zu beachten, dass Informationen, die mit vorbestimmten Impedanzmodulationen und Geräten assoziiert sind, und Geräte und/oder Merkmale, die mit diesen Impedanzmodulationen assoziiert sind, im Speicher gespeichert werden können.
Ein gewöhnlicher Fachmann wird zu schätzen wissen, dass der Speicher andere Komponenten beinhalten kann, und typischerweise wird, die zum Zweck der Kürze ausgelassen wurden. Es ist zu beachten, dass im Kontext dieser Offenbarung ein nicht transitorisches computerlesbares Medium ein oder mehrere Programme speichert zur Benutzung durch ein/eine oder in Verbindung mit einem/einer Anweisungsausführungssystem, -vorrichtung oder -gerät.
Kontaktbildschirm-Schnittstelle 138 ist konfiguriert, um Berührung innerhalb des Anzeigebereiches der Anzeige zu erkennen, und stellt solche Funktionalität bereit, wie Bildschirmtasten, Menüs, Tastaturen etc., die Benutzern erlaubt, Benutzerschnittstellen durch Kontakt zu navigieren. Für einige Ausführungsformen beinhaltet das mobile Gerät ferner einen Beschleunigungsmesser, der konfiguriert ist, um Bewegung und Vibration des mobilen Gerätes zu erkennen.
Mit fernerem Bezug auf 3 beinhaltet Netzwerk-Schnittstellengerät 140 verschiedene Komponenten, die benutzt werden, um Daten über eine Netzwerkumgebung zu übertragen/oder empfangen. Wenn solche Komponenten als eine Anwendung verkörpert sind, können die eine oder mehreren Komponenten auf einem nicht transitorischen computerlesbaren Medium gespeichert und von dem Verarbeitungsgerät ausgeführt werden.
Falls in Software verkörpert, wird darauf hingewiesen, dass jeder in den Flussdiagrammen veranschaulichte Block ein Modul, Segment oder einen Teil des Codes repräsentiert, der Programmanweisungen beinhaltet, die auf einem nicht transitorischen computerlesbaren Medium gespeichert sind, um die spezifizierte(n) logische(n) Funktion(en) zu implementieren. Dabei können die Programmanweisungen in Form von Quellcode verkörpert sein, der Statements beinhaltet, die in einer Programmiersprache oder einem Maschinencode geschrieben sind, die numerische Anweisungen beinhalten, die durch ein adäquates Ausführungssystem, wie beispielsweise das in 1 gezeigte Gerät 104 erkennbar sind. Der Maschinencode könnte aus dem Quellcode etc. umgewandelt werden. Falls in Hardware verkörpert, könnte jeder Block eine Schaltung oder eine Zahl von miteinander verbundenen Schaltungen darstellen, um die spezifizierte(n) logische(n) Funktion(en) zu implementieren. Zusätzlich, obgleich die Flussdiagramme spezifische Reihenfolgen der Ausführung zeigen, versteht es sich, dass sich die Reihenfolgen der Ausführung unterscheiden können.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes veranschaulicht, das ein Impedanzmodulationssystem einbezieht. In diesem Fall ist Gerät 150 ein Zubehör, das zum Verbinden mit einem mobilen Gerät konfiguriert ist. Wie in 3 gezeigt, umfasst Gerät 150 einen USB-Steckverbinder 152, eine Stromleitung 154, die mit dem USB-Steckverbinder elektrisch verbunden ist, und ein Impedanzmodulationssystem 156. Das Impedanzmodulationssystem ist kapazitiv mit der Stromleitung (z. B. VBUS) gekoppelt und ist betriebsfähig, um eine Impedanzmodulation auf die Stromleitung in der Frequenzdomäne anzulegen, die an oder nahe der Trägerfrequenz ist. In dieser Ausführungsform korrespondieren die in die Impedanzmodulation codierte Informationen mit einer Identifikation des Zubehörs.
Das Impedanzmodulationssystem von 4 bezieht einen Stromwandler 160, einen Oszillator 162, eine Pulssequenzsteuerung 164 und einen Impedanzmodulator 166 ein. Der Stromwandler richtet Energie gleich und speichert Energie, die als Hochfrequenzschwingungen von einem verbundenen Gerät empfangen werden können, eine Ausführungsform davon wird später beschrieben. Reagierend auf die empfangene Energie erzeugt der Oszillator 162 eine Modulationsfrequenz. Die Pulssequenzsteuerung 164 erzeugt eine sich wiederholende Datensequenz und der Impedanzmodulator (z. B. ein Transistor) legt die Daten in der Form eines Impedanzmodifizierers am Trägersignal an. In dieser Ausführungsform ermöglicht die kapazitive Kopplung des Impedanzmodulationssystems mit der Stromleitung (über Niedrig-Impedanz-Kondensator 168), dass die Impedanzmodulation am Stromsignal angelegt wird, das zum Laden eines gekoppelten Gerätes (z. B. ein Mobiltelefon) bereitgestellt wird.
In der Ausführungsform von 4 ist die Modulationsfrequenz 15 kHz und ist die sich wiederholende Sequenz alles Nullen. Im Speziellen wird der Impedanzmodulator 166 ein- und ausgeschaltet (z. B. durch Ein- und Ausschalten des Transistors.), wobei alternierend hohe und niedrige Impedanz präsentiert wird. In anderen Ausführungsformen können verschiedene andere Modulationsfrequenzen benutzt werden.
Gerät 150 bezieht auch einen optionalen Sensor 169 zum Erkennen eines Merkmales des Gerätes 150 ein. In dieser Ausführungsform ist der Sensor 169 konfiguriert, um eine Betriebstemperatur des Gerätes zu erkennen, obgleich in anderen Ausführungsformen ein oder mehrere andere(s) Merkmal(e) wahrgenommen werden können. Informationen, die mit dem wahrgenommenen Merkmal (in diesem Fall Temperatur) korrespondieren, können dann in die Impedanzmodulation codiert werden. Beispielsweise, reagierend auf das Empfangen von Informationen, die angeben, dass das Gerät 150 bei einer Temperatur über einen vorbestimmten Grenzwert betrieben wird, kann ein Gerät, das mit Gerät 150 gekoppelt ist und diese Informationen empfängt, einen von Gerät 150 unterstützten Batterieladebetrieb beenden.
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes 170 veranschaulicht, das ein Geräteerkennungssystem 180 einbezieht. In diesem Fall ist Gerät 170 ein mobiles Gerät, das zum Verbinden mit einem anderen Gerät (z. B. das Zubehör von 4) konfiguriert ist. Wie in 5 gezeigt, umfasst das mobile Gerät 170 (z. B. ein Smartphone) Steckverbinder 172, eine Stromleitung 174, die mit dem USB-Steckverbinder elektrisch verbunden ist, und eine Batterieladeschaltung 176, die elektrisch mit der Stromleitung verbunden ist. Die Batterieladeschaltung ist betriebsfähig, um elektrischen Strom über die Stromleitung zum Laden einer Batterie 178 des mobilen Gerätes zu empfangen. Es ist zu beachten, dass das Stromversorgungssignal für das Batterieladegerät schalttechnisch (in diesem Fall Seriendrossel 179) gefiltert wird, um in den Stromversorgungsschaltungen generierte Welligkeit zu reduzieren und um unbeabsichtigte Strahlung zu reduzieren.
Mobiles Gerät 170 umfasst auch ein Geräteerkennungssystem 180, dass über Kondensator 182 kapazitiv mit der Stromleitung 174 gekoppelt ist. Das Geräteerkennungssystem 180 nimmt eine auf die Stromleitung angelegte Impedanzmodulation wahr und korreliert die Impedanzmodulation mit einer Identifikation eines Gerätes, das die Impedanzmodulationen bereitstellt. Das Geräteerkennungssystem 180 bezieht einen Signalumformer 184, einen Analog-zu-Digital-Wandler 186 und einen Prozessor 188 ein.
Im Betrieb isoliert der Signalumformer 184 die Impedanzmodulation von einem von der Stromleitung übertragenen Stromsignal. Der Analog-zu-Digital-Wandler (ADC, Analog-to-Digital Converter) 186 ist elektrisch mit dem Signalumformer gekoppelt und empfängt ein umgeformtes Signal vom Signalumformer. Reagierend auf das umgeformte Signal stellt der ADC 186 ein digitales Signal bereit, das mit der Impedanzmodulation des Prozessors korrespondiert. Der Prozessor empfängt das digitale Signal und korreliert das digitale Signal mit der Identifikation des Gerätes, das die Impedanzmodulationen bereitstellt. Es wird darauf hingewiesen, dass die vom ADC 186 erhaltenen Daten einigermaßen immun sind gegenüber den Effekten des Batterieladegerätes oder anderer Zubehöre, die den USB benutzen, weil typischerweise vor dem Start der Impedanzmodulation Bezugspegelmessungen vorgenommen werden. Der USB-Sendeempfänger wird im Diagramm zur Vollständigkeit gezeigt. Der USB-Sendeempfänger kann die USB-Stromleitung VBUS überwachen, um zu bestimmen, ob sie innerhalb der erlaubten Toleranz ist.
6A ist ein Signaldiagramm, das einen repräsentativen Eingang am Geräteerkennungssystem von 5 veranschaulicht. Der Eingang am Geräteerkennungssystem korrespondiert insbesondere mit dem Ausgang des Impedanzmodulationssystems des Zubehörs, mit dem das mobile Gerät verbunden ist. 6B ist ein Signaldiagramm, das einen repräsentativen Eingang am Analog-zu-Digital-Wandler von 5 veranschaulicht.
Wie in 6A und 6B gezeigt, umfassen die Signale jeweilige Ladephasen 190, 192, Bezugsphasen 194, 196 und Impedanzmodulierphasen 198, 200. Jede der Ladephasen korrespondiert mit einer Zeit, während der das Impedanzmodulationssystem (z. B. der Stromwandler) des Zubehörs geladen wird. In einigen Ausführungsformen kann dieses Laden durch Signalschwingungen erfüllt werden, die vom mobilen Gerät bereitgestellt werden. Die Bezugsphasen korrespondieren mit Intervallen vor der Impedanzmodulation, während der ein Bezugspegel der Impedanz auftritt. Die Impedanzmodulierphasen korrespondieren mit Intervallen, während der modulierte Impedanz vom Zubehör an der Stromleitung angewendet wird. Es wird darauf hingewiesen, dass in einigen Ausführungsformen der Pulssequenzsteuerungsaspekt der Impedanzmodulationen selektiv geändert werden kann, wie beispielsweise zum Kommunizieren von Zustandsänderungen des Zubehörs.
Wie oben erwähnt, stellen einige Geräte Signalschwingungen zum Laden eines Impedanzmodulationssystems eines Zubehörs bereit. Beispielsweise und wiederum mit Bezug auf 5 umfasst mobiles Gerät 170 zusätzlich einen Oszillator 210, dem es möglich ist, mehrere Schwingungssignale zur Benutzung durch das Gerät bereitzustellen. Solche Signale können als Beispiel im 13-bis-48-MHz-Bereich sein. In dieser Ausführungsform ist eines der Schwingungssignale (z. B. ein gepuffertes 19,2-MHz-Signal) mit der Leitung 212 gekoppelt, die mit Kondensator 182 verbunden ist. Dieses Schwingungssignal ist mit einem bekannten Quellwiderstand assoziiert, der durch einen Serienwiderstand (z. B. Widerstand 214) verstärkt werden kann. Der Quellwiderstand sollte insbesondere von ausreichend hohem Wert sein, um Amplitudenmodulation durch die zeitlich variierenden Änderungen in Zubehörimpedanz zu erlauben, während er von ausreichend niedrigem Wert ist, um Stromrückgewinnung vom Trägersignal durch das Zubehör zu erlauben. Auf diese Weise initiiert Kopplung des Schwingungssignals durch den Steckverbinder des Zubehörs Kommunikation zwischen den Geräten durch Bereitstellen des Stroms zum Betrieb des Impedanzmodulationssystems.
In der obigen Konfiguration kann der Prozess der Geräteerkennung so ausgelegt werden, dass er mit der elektrischen Verbindung des Gerätes und des Zubehörs und Freigabe des Taktpuffers beginnt. Der Taktpuffer stellt Isolation gegenüber den Lastschwankungen bereit, die durch Impedanzmodulation an anderen Schaltungen induziert werden, die zum Taktsignal gehören. Dieser Taktpuffer gewährleistet auch ausreichende Ansteuerpegel, um die Funktionen des Zubehörerkennungssystems zu erfüllen. Es wird einige Zeit für das Zubehör bereitgestellt, um Energie vom Trägersignal für die Versorgung des Impedanzmodulationssystems zu extrahieren. Während dieser Zeit bestimmt der ADC 186 einen Bezugspegel zum Vergleich mit der noch zu empfangenen Impedanzmodulation. Reagierend auf die angewendeten Modulationen werden die Auslesungen des ADC 186 analysiert, um die Frequenz der Modulation und/oder der Modulationspulssequenz zu bestimmen. In dieser Ausführungsform ist die Zubehörfamilie durch die Frequenz definiert und das Detail durch die Pulssequenz definiert. Zum Beispiel kann die Zubehörfamilie ein „Uhrenarmbandhalter“ sein, der mit einer Frequenz von 21 kHz assoziiert ist, während das Zubehördetail auf Zubehörfarbe „Blau“ und Zubehörstil „Sport“ aufgelöst wird. Reagierend auf das Bestimmen der Identifikation des Zubehörs kann das Geräteverhalten modifiziert werden, um die Benutzererfahrung mit dem Gerät zu erweitern. Zum Beispiel kann der Benutzerschnittstellenmodus geändert werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgereiftheit der Modulation geändert werden, um den Datenumfang zu vergrößern, Fehlerkorrektur hinzuzufügen, unbeabsichtigte Strahlung zu reduzieren oder anderweitig die Datenübertragung und den Datenempfang des Systems zu erweitern.
In einigen Ausführungsformen können andere Ereignisse als die Zusammenwirkung mit einem Taktpuffer eine Abfrage zwischen miteinander verbundenen Geräten auslösen. Beispielsweise können Ladegeräterkennung, manuelles Aufwachen von Schlaf-Eingang oder andere Zubehörerkennungsunterbrechungen verwendet werden.
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Gerätes veranschaulicht, das mit mehreren Zubehören zusammenwirkt. 7 veranschaulicht im Besonderen ein Gerät 216, das wechselweise mit Geräten 218 und 220 verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist Gerät 216 ein Mobiltelefon, wohingegen Gerät 218 eine Aufladestation und Gerät 220 ein Audiolautsprecher-Zubehör ist.
Wie in 7 gezeigt, wenn Gerät 216 nicht mit einem der anderen Geräte verbunden ist, ist die Benutzerschnittstelle 222 verdunkelt. Reagierend auf das Verbinden von Gerät 216 mit Gerät 218 ändert die Benutzerschnittstelle jedoch Modi so, dass das Gerät 216 die Tageszeit anzeigt. Dies wird insbesondere als Reaktion auf Gerät 216 durchgeführt, das Gerät 218 über Impedanzmodulationen als eine Aufladestation identifiziert, die als Beispiel für Schlafzimmerbenutzung geeignet ist. Im Gegensatz dazu, reagierend auf das Verbinden von Gerät 216 mit Gerät 220, ändert die Benutzerschnittstelle Modi so, dass das Gerät 216 Informationen anzeigt, die mit Musik assoziiert sind, die zum Spielen mit dem Lautsprecher von Gerät 220 selektiert werden können.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Geräteidentifikation veranschaulicht. Wie in 8 gezeigt, kann das Verfahren so ausgelegt werden, dass es bei Block 230 beginnt, bei dem ein erstes Gerät Schwingungen an einem Stromsignal bereitstellt. In Block 232 initiiert ein zweites Gerät reagierend auf die Schwingungen Impedanzmodulationen am Stromsignal. In Block 234 erkennt das erste Gerät Impedanzmodulationen und in Block 236 verwendet es die Impedanzmodulationen, um mindestens ein Merkmal des zweiten Gerätes zu identifizieren. Wie beispielsweise in Block 238 veranschaulicht, wird anschließend ein Betriebsmodus des ersten Gerätes geändert, mindestens zum Teil basierend auf dem identifizierten Merkmal des zweiten Gerätes.
Es sollte betont werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele für mögliche Implementierungen sind. Es können an den oben beschriebenen Ausführungsformen viele Abwandlungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne von den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Es ist beabsichtigt, dass alle solchen Modifikationen und Abwandlungen hier innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Ansprüche geschützt sind.

Claims

Ein System (100) zur Geräteidentifikation, das Folgendes beinhaltet: ein erstes Gerät (102, 150), das eine erste Stromleitung (108, 154) und einen ersten Steckverbinder (106, 152) aufweist; wobei der erste Steckverbinder (106, 152) mit der ersten Stromleitung (108, 154) gekoppelt ist; und ein zweites Gerät (104, 170), das eine zweite Stromleitung (112, 174, 212) und einen zweiten Steckverbinder (110, 172) aufweist, wobei der zweite Steckverbinder (110, 172) mit der zweiten Stromleitung (112, 174, 212) gekoppelt und dimensioniert und geformt ist, um mit dem ersten Steckverbinder (106, 152) so zusammengepasst zu werden, dass das erste Gerät (102, 150) elektrisch mit dem zweiten Gerät (104, 170) kommuniziert; wobei das erste Gerät (102, 150) betriebsfähig ist, um an der ersten Stromleitung (108, 154) auftretende Impedanz zu modulieren; wobei das zweite Gerät (104, 170) betriebsfähig ist, um die modulierte Impedanz zu erkennen und die modulierte Impedanz mit einer Identifikation des ersten Gerätes (102, 150) zu korrelieren, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gerät (102, 150) einen ersten Oszillator (162) aufweist und das zweite Gerät (104, 170) einen zweiten Oszillator (210) aufweist; wobei der zweite Oszillator (210) mit der zweiten Stromleitung (112, 174, 212) elektrisch gekoppelt und betriebsfähig ist, um Schwingungen an die zweite Stromleitung (1112, 174, 212) anzulegen; wobei das erste Gerät (120, 150) betriebsfähig ist, um auf Schwingungen an der ersten Stromleitung (108, 154) korrespondierend mit Schwingungen, die an die zweite Stromleitung (112, 174, 212) angelegt werden, zu reagieren.
System (100) gemäß Anspruch 1, wobei das erste Gerät (102, 150) ferner einen Impedanzmodulator (166) beinhaltet, der kapazitiv mit der ersten Stromleitung (108, 154) gekoppelt ist, der Impedanzmodulator (166) mindestens zum Teil von elektrischer Ladung versorgt wird, die den Schwingungen zurechenbar ist, die an die zweite Stromleitung (112, 174, 212) angelegt werden und sich zum ersten Gerät (102, 150) ausbreiten; und/oder wobei das zweite Gerät (104, 170) ferner eine Batterieladeschaltung beinhaltet, die elektrisch mit der zweiten Stromleitung (112, 174, 212) gekoppelt ist, und das erste Gerät (102, 150) betriebsfähig ist, um das zweite Gerät (104, 170) durch Bereitstellen von Strom für die Batterieladeschaltung zu laden.
System (100) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: der erste Oszillator (162) kapazitiv mit der ersten Stromleitung (108, 154) gekoppelt ist; und der zweite Oszillator (210) kapazitiv mit der zweiten Stromleitung (112, 174, 212) gekoppelt ist.
System (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Gerät (102, 150) ein Zubehör (150) ist und das zweite Gerät (104, 170) ein Mobiltelefon (170) ist; und/oder wobei der erste Steckverbinder (106, 152) ein USB-Steckverbinder (152) ist und der zweite Steckverbinder (110, 172) ein USB-Steckverbinder (172) ist.
Ein Verfahren zur Geräteidentifikation, das Folgendes beinhaltet: Erkennen, mit einem zweitem Gerät (104), das einen zweiten Oszillator (210) aufweist, einer Impedanzmodulation, die einem ersten Gerät (102), das einen ersten Oszillator (162) aufweist, zurechenbar ist; und Korrelieren, durch das zweite Gerät (104), der Impedanzmodulation mit vordefinierten Impedanzmodulationen, so dass eine Identifikation des ersten Gerätes (102)bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Oszillator (210) elektrisch mit der zweiten Stromleitung (112, 212) verbunden ist und betriebsfähig ist, um Schwingungen an die zweite Stromleitung (1112, 174, 212) anzulegen, und das erste Gerät (120, 150) betriebsfähig ist, um auf Schwingungen an der ersten Stromleitung (108, 154) korrespondierend mit Schwingungen, die an die zweite Stromleitung (112, 174, 212) angelegt werden, zu reagieren.
Verfahren gemäß Anspruch 5, das ferner das Ausbreiten der Impedanzmodulation vom ersten Gerät (102, 150) zum zweiten Gerät (104, 170) über zusammengepasste Steckverbinder der jeweiligen Geräte (104, 170, 102, 150) beinhaltet, wobei die Impedanzmodulation an ein Stromsignal angelegt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, das ferner Folgendes beinhaltet: Benutzen des Stromsignals, um das erste Gerät zu laden.