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Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
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Diese
Anmeldung nimmt die Priorität der am 15. Juni 2007 eingereichten
Hilfsanmeldung Nr. 60/934,733 in den Vereinigten Staaten in Anspruch. Die
Offenbarung dieser Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme vollständig
einbezogen.
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Hintergrund der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft die Regelung von Energie. Genauer gesagt betrifft
diese Erfindung eine sichere Bereitstellung von Energie.
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Eine
herkömmliche Universal-Serial-Bus/Universellerserieller-Bus
(USB) Buchse stellt jeder Leitung, die über einen USB Stecker
mit dieser USB Buchse verbunden ist, kontinuierlich eine vorgegebene
Spannung zur Verfügung. Die elektrischen Kontakte eines
herkömmlichen USB Steckers sind jedoch durch ein Gehäuse
geschützt, so dass ein Benutzer die Kontakte des USB Steckers
nicht versehentlich berühren kann.
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Jedoch
weisen nicht alle Leitungen, die geeignet sind, an einer USB Buchse
verbunden zu werden, an jedem Ende USB Stecker auf. Tatsächlich weisen
manche Leitungen an einem Ende einen geschützten USB Stecker
und an dem anderen Ende einen ungeschützten Stecker auf.
Derartige Leitungen sind geeignet, ein USB Gerät mit einem
Gerät zu verbinden, welches keine USB Buchse aufweist.
Derartige Leitungen sind jedoch unzureichend, da ein Energieversorgungs-Signal
auch dann an dem ungeschützten Stecker bereitgestellt werden
kann, wenn der ungeschützte Stecker nicht mit einem Gerät
verbunden ist. Eine Person, welche den ungeschützten Stecker
berührt, kann dadurch geschädigt werden, da ein
unerwünschtes Energieversorgungs-Signal direkt in den Körper
der Person fließen kann. Solche Leitungen sind auch deshalb
nachteilig, weil ein unerwünschtes Energieversorgungs-Signal
auch dann zu einem Gerät zur Verfügung gestellt
werden kann, wenn der ungeschützte Stecker nicht richtig
mit dem Gerät verbunden ist. Ein Gerät kann ernsthaft
beschädigt werden, wenn ein Energiesignal an falschen Kontakten
des Gerätes bereitgestellt wird, oder an den richtigen
Kontakten des Gerätes ein unerwünschtes Energiesignal
bereitgestellt wird. Es ist daher wünschenswert, eine Leitung
bereitzustellen, welche sowohl in der Interaktion mit dem Menschen als
auch mit einem Gerät verbesserte Sicherheitseigenschaften
aufweist.
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Weiter
versuchen Firmen gelegentlich Zubehöre für Geräte
zu kreieren, ohne Erlaubnis der Hersteller solcher Geräte.
Derartiges Zubehör ist jedoch nachteilig und kann die Geräte
durch Bereitstellen von Daten- und Energiesignalen, welche die Geräte schädigen
können, beeinträchtigen. Es ist daher wünschenswert,
die Möglichkeit eines Zugangs zu einem Gerät von
Zubehör dritter Parteien auszuräumen, um ein derartiges
Gerät vor dem Erhalt von Daten- und Energiesignalen zu
schützen, welche das Gerät schädigen
können.
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Herkömmliche
USB Protokolle umfassen ACK (Empfang eines fehlerfreien Datenpakets),
NAK (das empfangende Gerät kann keine Daten empfangen),
STALL (das Ende ist aufgeschoben) und NYET (noch keine Antwort).
Derartige Protokolle sind jedoch nachteilig, da solche Protokolle
keine verbesserte Funktionalität bereitstellen. Es ist
daher wünschenswert, eine Schaltung mit einem erweiterten Bereich
der Kommunika tionsmöglichkeiten und Gerätefunktionalität
bereitzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
werden Handshaking-Schaltkreise zur Verfügung gestellt,
welche einander unter Verwendung eines Energieversorgungs-Signals
identifizieren können. Derartige Handshaking-Schaltkreise können
die Charakteristika des Energieversorgungs-Signals so steuern, dass
ein gewünschtes Energieversorgungs-Signal für
eine gewünschte Zeit bereitgestellt wird. Derartige Handshaking-Schaltkreise
können, beispielsweise, die Spannung oder den Strom eines
Energieversorgungs-Signals regeln sowie durch Manipulieren der Spannung
oder des Stroms des Energieversorgungs-Signals Informationen in
das Energieversorgungs-Signal einbetten. Folglich wird eine Handshaking-Schaltung
bereitgestellt, welche es Geräten ermöglicht,
sich wechselseitig über ein Signal (z. B. ein Energieversorgungs-Signal)
zu identifizieren und auch zusätzlich zu kommunizieren
(z. B. Energieversorgungs-Steuerinformation).
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Handshaking-Schaltkreise
können voneinander Informationen, die in das Energieversorgungs-Signal
eingebettet sind, empfangen und können in der Folge die
empfangenen Informationen verwenden, um verschiedene Arten von Operationen auszuführen.
Beispielsweise kann ein Handshaking-Schaltkreis die Spannung eines
Energieversorgungs-Signals, welches zu einem anderen Handshaking-Schaltkreis
zugeführt wird, basierend auf den von diesem anderen Handshaking-Schaltkreis
empfangenen Informationen ändern. Beispielsweise kann ein
Handshaking-Schaltkreis Stromimpulse in das Energieversorgungs-Signal
einbetten, welches der Handshaking-Schaltkreis empfängt.
Solche Stromimpulse können durch den Schaltkreis, welcher
das Energieversorgungs-Signal bereitstellt, detektierbar und identifizierbar
sein. Information, welche an einen Schaltkreis, welcher das Energie versorgungs-Signal bereitstellt,
gesendet wird, kann den Schaltkreis beispielsweise dazu anweisen,
die Spannung des Energieversorgungs-Signals um einen bestimmten
Betrag zu erhöhen oder abzusenken. Derartige Information kann
alternativ den Schaltkreis beispielsweise dazu anweisen, das Energieversorgungs-Signal
mit einer bestimmten Spannung bereitzustellen, um ein Bereitstellen
des Energieversorgungs-Signals mit dieser bestimmten Spannung fortzusetzen.
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Ein
Handshaking-Schaltkreis kann in einer Leitung angeordnet sein, welche
einen Energieversorgungs-Strang aufweist. Auf diese Weise kann die Leitung
die Charakteristika des Energieversorgungs-Signals, welches durch
die Leitung bereitgestellt wird, unabhängig von einem mit
der Leitung verbundenem Gerät ändern. Ein Handshaking-Schaltkreis
kann in jedem Abschnitt der Leitung vorgesehen sein. Beispielsweise
kann der Handshaking-Schaltkreis als ein flexibler integrierter
Schaltkreis in einem Abschnitt des Körpers oder in Steckern der
Leitung angeordnet sein. Folglich wird ein leitungsseitiger Handshaking-Schaltkreis
bereitgestellt.
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Ein
Handshaking-Schaltkreis kann in einem Gerät wie beispielsweise
einem tragbaren Gerät vorgesehen sein. Der geräteseitige
Handshaking-Schaltkreis kann mit einem leitungsseitigen Handshaking-Schaltkreis
interagieren, um sicherzustellen, dass das Gerät zu einem
gewünschten Zeitpunkt mit einem gewünschten Energieversorgungs-Signal
versorgt wird. Zusätzlich zur Energie können durch
die Leitung auch Daten bereitgestellt werden, und der Handshaking-Schaltkreis
kann, oder kann nicht einen Fluss der Daten durch Datenkanäle der
Leitung kontrollieren oder manipulieren. Beispielsweise kann ein
Gerät, welches einen Handshaking-Schaltkreis beinhaltet,
die Form eines tragbaren Musikwiedergabegerätes aufweisen.
Der leitungsseitige und geräteseitige Handshaking-Schaltkreis
können verwendet werden, um sicherzustellen, dass dem Gerät
ein Energieversorgungs-Signal richtig zugeführt wird, bevor
es einer primären Schaltung des Gerätes erlaubt
wird, sich mit der Leitung zu verbinden und den Datenteil (z. B.
Musikdaten) der Kommunikation zu empfangen.
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Es
wird eine Leitung bereitgestellt, welche einen USB Stecker an ihrem
einem Ende und einen ungeschützten, Viele-Abschnitte-Stecker
(multi-region-plug) an ihrem anderen Ende aufweist. In der Leitung
ist ein Handshaking-Schaltkreis angeordnet. Ein weiterer Handshaking-Schaltkreis
ist in einem tragbaren Gerät angeordnet. Der leitungsseitige
Handshaking-Schaltkreis kann ein relativ HOHES Energiesignal (z.
B. 5,0 V bei 500 mA) empfangen und kann die Spannung von diesem
relativ HOHEN Energiesignal auf ein bestimmtes, relativ NIEDRIGES
Energiesignal (z. B. strombegrenzte 2,9 V) herabsetzen. Der geräteseitige
Handshaking-Schaltkreis kann ausgebildet sein, nach einer Charakteristik
dieses besonderen relativ NIEDRIGEN Energiesignals, wie beispielsweise
einer Spannung dieses Energieversorgungs-Signals, Ausschau zu halten.
Sobald dieses bestimmte, relativ NIEDRIGE Energiesignal für
eine bestimmte Zeitdauer (z. B. 0,5 s) erkannt wird, kann der geräteseitige
Handshaking-Schaltkreis Stromimpulse auf das Energieversorgungs-Signal,
welches der geräteseitige Handshaking-Schaltkreis von dem leitungsseitigen
Handshaking-Schaltkreis empfängt, einprägen. Diese
Stromimpulse können dann entsprechend durch den leitungsseitigen
Handshaking-Schaltkreis, welcher das Energieversorgungs-Signal bereitstellt,
erkannt werden. Die durch den geräteseitigen Handshaking-Schaltkreis
bereitgestellten Stromimpulse können beispielsweise Steuerinformation
zu dem leitungsseitigen Handshaking-Schaltkreis übermitteln.
Beispielsweise können die Stromimpulse den leitungsseitigen
Handshaking-Schaltkreis dazu anleiten, dass der geräteseitige
Handshaking-Schaltkreis an Stelle des NIEDRIGEN Energiesignals den
Empfang eines HOHEN Energiesignals wünscht. Beispielsweise
kann der leitungsseitige Handshaking-Schaltkreis, sobald der leitungsseitige
Handshaking-Schaltkreis die Stromimpulse erkennt, das besondere,
relativ NIEDRIGE Energiesignal (z. B. strombegrenzte 2,9 V) auf
ein relativ HOHES Energiesignal (z. B. 5,0 V bei 500 mA) heraufsetzen.
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Handshaking-Schaltkreise
können beispielsweise zwei Handshaking-Schritte bereitstellen.
In dem ersten Handshaking-Schritt kann der leitungsseitige Handshaking-Schaltkreis
sich beispielsweise durch kontinuierliches Senden einer bestimmten Spannung
für wenigstens eine bestimmte Zeitdauer identifizieren.
Der erste Handshaking-Schritt kann abgeschlossen sein, wenn der
geräteseitige Handshaking-Schaltkreis erkennt, dass die
bestimmte Spannung für wenigstens eine bestimmte Zeitdauer gesendet
wurde. In dem zweiten Handshaking-Schritt kann sich der geräteseitige
Handshaking-Schaltkreis durch Einprägen von Stromspitzen auf
das Energieversorgungs-Signal identifizieren. Der zweite Handshaking-Schritt
kann abgeschlossen sein, wenn der leitungsseitige Handshaking-Schaltkreis
die Stromspitzen des geräteseitigen Handshaking-Schaltkreises
erkennt. Unterschiedliche Arten von Stromspitzen können
von dem geräteseitigen Handshaking-Schaltkreis gesendet
werden, um den leitungsseitigen Handshaking-Schaltkreis dazu anzuleiten,
unterschiedliche Arten von Operationen durchzuführen. Entsprechend
können beispielsweise unterschiedliche (z. B. vorgegebene)
Spannungen von dem leitungsseitigen Handshaking-Schaltkreis gesendet
werden, um den geräteseitigen Handshaking-Schaltkreis dazu
anzuleiten, unterschiedliche Arten von Operationen/Informationen
auszuführen. Weiter können im Rahmen einer allgemeinen
Handshaking-Routine weitere Handshaking-Schritte hinzugefügt
werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die
vorstehenden und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden bei Berücksichtigung der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung unter Berücksichtung der beigefügten Zeichnungen,
in welchen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile verweisen, offensichtlich
werden, und in welchen:
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1 eine
Darstellung einer Daten- und Energie-Bereitstellungs-Topologie ist,
welche in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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1A eine
Darstellung einer Energie-Bereitstellungs-Topologie ist, welche
in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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2 eine
Darstellung einer Daten- und Energie-Bereitstellungs-Topologie ist,
welche leitungsseitige und geräteseitige Handshaking-Schaltkreise aufweist,
die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind;
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3 eine
Darstellung eines Verfahrens-Flussdiagramms ist, welches in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist; und
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4 und 5 schematische
Darstellungen von Handshaking-Schaltkreisen sind, welche in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut
sind.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
eine Topologie 100, welche ein Gerät 101 und
ein Gerät 103 aufweisen kann, welche miteinander
elektrisch über eine Leitung 102 verbunden sind.
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Das
Gerät 101 und das Gerät 103 können miteinander
so verbunden sein, dass zwischen den Geräten 101 und 103 beispielsweise
Daten und/oder Energie übertragen werden können.
Die Geräte 101 und 103 können
von jeder Art von Geräten sein, wie beispielsweise tragbare
Laptops, stationäre PCs, Telefongeräte, Audio/Video
Wiedergabegeräte, Zubehör oder jede andere Art
von Gerät. Beispielsweise kann das Gerät 101 ein
Computer sein, während das Gerät 103 ein
Audio Wiedergabegerät wie beispielsweise ein iPodTM (erhältlich von Apple Inc. in
Cupertino, Kalifornien) sein kann. Das Gerät 101 kann
die Leitung 102 dazu verwenden, um das Gerät 103 mit Energie
zu versorgen und aufzuladen, während Audiodaten zu dem
Gerät 103 übertragen werden.
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Die
Leitung 102 kann beispielsweise eine USB Leitung sein.
Derartige USB Leitungen können verwendet werden, um ein
Energiesignal von einem Gerät (z. B. einem Laptop) einem
anderen Gerät (z. B. einem Zubehör oder einem
tragbaren elektrischen Gerät) bereitzustellen. Entsprechend
kann ein leitungsseitiger Handshaking-Schaltkreis das Energiesignal,
welches von dem Gerät (z. B. einem Laptop) zu dem tragbaren
elektrischen Gerät bereitgestellt wird, herabsetzen, abwarten,
um die passenden durch ein Zubehör bereitgestellten Stromspitzen
zu erkennen, und die Spannung in Erwiderung der passenden Stromspitzen
auf ein angemessenes Niveau heraufsetzen. Auf diese Weise ist es
beispielsweise nur autorisierten Geräten ermöglicht,
eine USB Leitung zu verwenden, welche einen leitungsseitigen Handshaking-Schaltkreis
aufweist. Beispielsweise können unregistrierte Geräte
die Fähigkeit missen lassen, die geeigneten Stromspitzen
zu senden, die durch den leitungsseitigen Handsha king-Schaltkreis identifizierbar
sind. Entsprechend können leitungsseitige (z. B. in einer
USB Leitung) und geräteseitige (z. B. in einem tragbaren
elektrischen Gerät) Handshaking-Schaltungen bereitgestellt
werden, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Geräte
die Möglichkeit haben, miteinander richtig verbunden und
betrieben zu werden.
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Der
Fachmann wird verstehen, dass ein Gerät über eine
Leitung (z. B. eine USB Leitung) zu viel Energie empfangen kann, über
eine Leitung ein ungeeignet geregeltes Energieversorgungs-Signal empfangen
kann, oder auf eine andere Weise einem potenziell schädlichen
Energieversorgungs-Signal ausgesetzt sein kann. Entsprechend können
die Handshaking-Schaltkreise in Leitungen und Geräte integriert
sein, so dass die Geräte eine Leitung mittels der Handshaking-Schaltung
identifizieren und authentifizieren können, bevor ein Energieversorgungs-Signal
verwendet wird. Auf ähnliche Weise kann ein Gerät
vor einem Zubehör geschützt werden, welches die
Stromregelung- und Übertragungs-Schaltung des Gerätes
beschädigen kann.
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Alternativ
kann die Handshaking-Schaltung in einer Leitung das Energieversorgungs-Signal
für ein bestimmtes Gerät basierend auf einer Identifikation
der von diesem Gerät bereitgestellten Stromimpulse herabsetzen.
Auf diese Weise kann die Leitung – beispielsweise in Erwiderung
auf eine richtige Identifikation von Stromspitzen die mit so einem
Steuerschema verbunden sind – eine Spannung auf ein angemessenes
Niveau herabsetzen. Auf diese Weise kann ein Energieversorgungs-Signal
basierend auf dem empfangenen Handshake auf einen vorgegebenen Wert
geändert werden.
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Ein
leitungsseitiger Handshaking-Schaltkreis kann beispielsweise einen
leitungsseitigen Speicher aufweisen, welcher eine Tabelle beinhaltet,
die bestimmte Arten von Stromspitzen mit bestimmten Aktionen in
Verbindung bringt.
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Eine
derartige Tabelle kann beispielsweise Daten beinhalten, die damit
verknüpft sind, wie ein leitungsseitiger Handshaking-Schaltkreis
betätigt werden sollte, wenn er mit verschiedenen Zubehören und
tragbaren elektrischen Geräten verbunden ist.
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1A stellt
ein Beispiel von zwei Geräten dar, die jeder einen Handshaking-Schaltkreis
in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der
Erfindung aufweisen. Wie gezeigt weist das Energie zur Verfügung
stellende Gerät 140 eine Handshaking-Schaltung 142 (z.
B. die Schaltung 500 von 5) auf,
welche in einem Gerät, welches das Energiesignal bereitstellt,
vorgesehen sein kann. Das Energie bereitstellende Gerät 140 kann
Energie von einer externen Energiequelle 160 (z. B. einer
Steckdose, einer Batterie usw.) empfangen und regeln, wie die Energie
zu dem Energie empfangenden Gerät 150 bereitgestellt
wird, welches die Handshaking-Schaltung (z. B. die Schaltung 400 von 4) beinhaltet.
Das Gerät 140 und das Gerät 150 können über
Schnittstellen 144 und 154 direkt miteinander verbunden
sein, oder die Geräte 140 und 150 können über
eine Leitung, welche geeignete Anschlüsse aufweist, um
mit den Schnittstellen 144 und 154 verbunden zu
werden, über die Leitung zusammen mit ihren Anschlüssen,
welche keine Handshaking-Schaltung aufweisen, verbunden werden.
Beispielsweise kann das Gerät 140 mit jedem geeigneten
Gerät wie beispielsweise einem Zubehör (z. B.
einem wandmontierten Ladegerät, einem Autoladegerät,
einer Docking Station, einem Lautsprecher Docking System) oder einem
Computer verbunden werden, und das Gerät 150 kann
ein tragbares elektrisches Gerät wie beispielsweise ein
iPod oder iPhone sein. Die Schnittstellen 144 und 154 können
proprietäre Mehrfach-Kontakt-Verbinder (z. B. ein 30-Pin
Anschluss), ein USB Anschluss, ein Firewire Anschluss, ein 3,5 oder
2,5 mm Klinken-Buchsen-Verbinder oder eine Kombination von diesen
sein, oder aber jeder andere geeignete Anschluss.
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Um
das Gerät 130 beispielsweise vor dem Empfang eines
unerwünschten Energieversorgungs-Signals zu schützen,
kann die Handshaking-Schaltung vorgesehen sein, um sicherzustellen, das
ein geeignetes Energieversorgungs-Signal zu einer geeigneten Zeit
zu dem Gerät 103 bereitgestellt wird. Die Handshaking-Schaltung
kann es den Geräten beispielsweise auch ermöglichen,
sich wechselseitig zu identifizieren, so dass Geräte ohne
ein Handshaking-Schaltkreis nicht verwendet werden können.
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Ein
Handshaking-Protokoll kann jede Anzahl von Schritten aufweisen.
Beispielsweise kann ein Handshaking-Protokoll durch einen initiierenden Handshaking-Schaltkreis,
welcher ein Energieversorgungs-Signal bereitstellt, initiiert werden.
Dieser initiierende Handshaking-Schaltkreis kann beispielsweise
eine Charakteristik eines Energieversorgungs-Signals auf eine vorgegebene
Weise ändern. Beispielsweise kann der initiierende Handshaking-Schaltkreis
die Spannung des Energieversorgungs-Signals auf eine bestimmte Höhe
absenken, welche von einem antwortenden Handshaking-Schaltkreis
an Stelle des erhöhten, primären Energieversorgungs-Signals
erwartet wird.
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Ein
antwortender Handshaking-Schaltkreis kann ein Energieversorgungs-Signal
empfangen und bestimmen, ob eine Charakteristik des Energieversorgungs-Signals
innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Beispielsweise kann der
antwortende Handshaking-Schaltkreis bestimmen, ob die Spannung des
Energieversorgungs-Signals innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.
Ein derartiger Spannungsbereich kann beispielsweise auf der Spannung basieren,
welche ein initiierender Handshaking-Schaltkreis während
der Handshaking-Routine bereitstellt (z. B. 2,9 V) zuzüglich
einer Fehlertoleranz (z. B. +0,2 V und –0,2 V). Wenn der
antwortende Handshaking-Schaltkreis beispielsweise ein Energieversor gungs-Signal
mit einer Spannung dieses Spannungsbereichs erhält, kann
der antwortende Handshaking-Schaltkreis für eine vorgegebene
Zeitspanne (z. B. 0,5 s) warten, um sich zu vergewissern, dass die
Spannung des Energieversorgungs-Signals stetig ist. Sobald das Zeiterfordernis
der Handshaking-Routine erfüllt wurde, kann die antwortende Handshaking-Schaltung
das Energieversorgungs-Signal auf eine Weise manipulieren, die durch
die initiierende Handshaking-Schaltung erkennbar ist. Beispielsweise
können auf das Energieversorgungs-Signal Stromimpulse aufgeprägt
werden, die durch die initiierende Handshaking-Schaltung detektiert
werden können. Sobald die initiierende Handshaking-Schaltung
derartige Spannungsimpulse detektiert, kann die initiierende Handshaking-Schaltung beispielsweise
eine Charakteristik des Energieversorgungs-Signals ändern.
Insbesondere kann die initiierende Handshaking-Schaltung beispielsweise
die Spannung des Energieversorgungs-Signals auf ein Energieversorgungs-Signal
zum Betreiben und Aufladen eines bestimmten Gerätes erhöhen.
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Der
Fachmann wird verstehen, dass, wenn beispielsweise der antwortende
Handshaking-Schaltkreis keine Spannung innerhalb des erwartenden
Bereiches erhält, dieser Handshaking-Schaltkreis Energieversorgungs-Signale
nicht an eine andere Schaltung wie beispielsweise der primären
Schaltung des Gerätes weiterleitet. Alternativ kann es
die primäre Schaltung eines Gerätes einem Energieversorgungs-Signal
beispielsweise nicht erlauben, die primäre Schaltung zu
betreiben, wenn eine Charakteristik des Energieversorgungs-Signals nicht
einen Vorgabewert erfüllt. Beispielsweise kann die primäre
Schaltung eines Gerätes ein Energieversorgungs-Signal,
welches von einem Handshaking-Schaltkreis empfangen wird, nicht
verwenden, wenn die Spannung des Energieversorgungs-Signals eine
vorgegebene Spannung nicht überschreitet (z. B. 4,5 V).
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Einem
Handshaking-Schaltkreis kann eine initiierende oder antwortende
Funktionalität zugewiesen sein. Alternativ kann ein Handshaking-Schaltkreis
auch sowohl eine initiierende als auch eine antwortende Funktionalität
aufweisen. Weiter alternativ kann ein Handshaking-Schaltkreis mit
sowohl einer initiierenden als auch einer antwortenden Funktionalität
hergestellt werden, während der Montage oder dem Vertrieb
jedoch nur eine von diesen Funktionalitäten in Betrieb
gesetzt werden. Zusätzlich kann ein Teil eines Handshaking-Gerätes
in Hardware (z. B. analoge und/oder digitale Schaltung) und/oder
in Software realisiert sein. Beispielsweise kann ein Handshaking-Gerät
als ein flexibel integrierter Schaltkreis hergestellt sein.
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Fachleute
werden verstehen dass ein Handshaking-Protokoll über eine
Datenverbindung anstelle einer Energieversorgungs-Verbindung durchgeführt
werden kann. Entsprechend kann eine Datenverbindung nicht durch
ein Handshaking-Protokoll über eine Energieverbindung beeinträchtigt sein,
oder kann eine Übertragung über eine Datenverbindung
durch ein Handshaking-Protokoll kontrolliert/gestoppt werden.
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Die
Leitung 102 kann von jeder Art von Leitung sein, wie beispielsweise
eine drahtbasierte Leitung oder eine optische Leitung. Weiter kann
die Leitung 102 an jedem Ende ein Stecker aufweisen. Derartige
Stecker können von der gleichen Art oder von unterschiedlicher
Art von Steckern sein. Beispielsweise können die Stecker
der Leitung 102 USB Stecker sein. Als weiteres Beispiel
kann ein Stecker der Leitung 102 ein USB Stecker sein,
während ein anderer Stecker der Leitung 102 ein
vertikaler Viele-Abschnitte-Stecker/multiple region vertical plug
(z. B. ein vertikaler Vier-Abschnitte-Stecker) sein kann. Fachleute
werden erkennen, dass eine Leitung mehr als zwei Stecker haben kann.
Beispielsweise kann eine Leitung einen primären USB Stecker
aufweisen, und sich die Leitung von diesem Stecker in viele Stecker
aufteilen (z. B. einen Mikrofonstecker, einen Firewirestecker, einen
USB 2.0 Stecker, einen A/V Stecker, einen Komponentenstecker, einen
HDMI Stecker). Als ein weiteres Beispiel kann ein Ende der Leitung
auf eine solche Weise offen sein, dass dieses Ende keinen Stecker
aufweist, sondern einen direkten Zugang zu den internen Kanälen
der Leitung erlaubt. Die Leitung 102 kann jede Anzahl von
Energie- und/oder Datenkanälen aufweisen.
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Die
Leitung 102 kann beispielsweise die Leitung 110 sein,
welche einen geschützten USB Stecker aufweist, der mit
einer USB Buchse 112 verbunden werden kann. Die Leitung 110 kann
auch einen männlichen vertikalen Viele-Abschnitte-Stecker
aufweisen, der mit einer weiblichen Viele-Abschnitte-Buchse verbunden
werden kann. Der Viele-Abschnitte-Stecker kann viele Kontakte für
die Übertragung von Energie und Datensignalen aufweisen.
Beispielsweise kann der Viele-Abschnitte-Stecker ein Vier-Abschnitte-Stecker
sein. Kontakt 121 kann ein Energieversorgungs-Kontakt sein.
Kontakt 122 kann ein Erdungskontakt sein. Kanal/Kontakt 123 kann
ein Datenkontakt sein. Kontakt 124 kann ein weiterer Datenkontakt
sein. Der Vier-Abschnitte-Stecker kann geeignet sein, mit einer
zugehörigen Vier-Abschnitte-Buchse verbunden zu werden.
Der Vier-Abschnitte Stecker kann als ein vertikaler Stecker angesehen werden,
wobei wenigstens ein Kontakt an dem Stecker einen nicht zugehörigen
Kontakt von einer Buchse passieren muss, um es diesem Kontakt zu
ermöglichen, elektrisch mit dem richtigen Kontakt an der Buchse
verbunden zu werden. Beispielsweise muss der Kontakt 124 die
Kontakte 131, 132 und 133 passieren,
um elektrisch mit dem Kontakt/Kanal 134 in Verbindung zu
kommen. Daher können Kontakte auf einem vertikalen Stecker
regelmäßig mit ungewünschten Kontakten
an einer zugehörigen Buchse verbunden werden, während
der Stecker mechanisch mit der Buchse verbunden wird.
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2 zeigt
mehrere Topologien 200 für Handshaking-Schaltkreise.
Beispielsweise kann ein Stecker 210 einen Handshaking-Schaltkreis 211 beinhalten,
der mit einem Handshaking-Schaltkreis 270 eines Gerätes
kommunizieren kann. Auf diese Weise kann der Stecker 210 einen
steckerseitigen Handshaking-Schaltkreis beinhalten, während
das Gerät 250 einen geräteseitigen Handshaking-Schaltkreis beinhaltet.
Der Handshaking-Schaltkreis 270 kann beispielsweise mit
der Schaltung 260 kommunizieren. In der Schaltung 260 können
ein Speicher 261 und/oder ein Prozessor 262 enthalten
sein.
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Der
leitungsseitige Handshaking-Schaltkreis kann an jedem Abschnitt,
einer Leitung vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Leitung 220 den Handshaking-Schaltkreis 240 an
einem anderen Stecker als dem Stecker vorsehen, der zum Verbinden mit
der Buchse 280 des Gerätes 250 geeignet
ist, so dass die Leitung 220 auch einen Stecker ohne Handshaking-Schaltkreis 240 aufweisen
kann, der geeignet ist, mit der Buchse 280 des Gerätes 250 verbunden
zu werden. Auf diese Weise kann die Leitung 220 über
einen Stecker mit der Buchse 280 des Gerätes 250 verbunden
werden, der keinen Handshaking-Schaltkreis aufweist, während
sie auch einen Stecker aufweist, welcher einen Handshaking-Schaltkreis
aufweist, so dass weiterhin ein Handshaking-Vorgang durchgeführt
werden kann. Als weiteres Beispiel kann der Handshaking-Schaltkreis 240 an
einem Körper der Leitung anstelle eines Steckers der Leitung
(z. B. als ein Handshaking-Schaltkreis 231 der Leitung 230)
vorgesehen sein. Als weiteres Beispiel kann eine Leitung 290 bereitgestellt
werden, welche einen Stecker ohne Handshaking-Schaltkreis 240 aufweist,
welcher sich in zwei unterschiedliche Stecker aufteilt, die jeweils einen
Handshaking-Schaltkreis (z. B. Handshaking-Schaltkreise 291 und 292)
aufweisen. Durch Bereitstellen von mehreren Steckern mit unterschiedlichen
Handshaking-Schaltkreisen kann das Gerät in der Lage sein,
jeden Stecker separat zu identifizieren, da die Handshaking-Schaltkreise
unterschiedlich arbeiten können (z. B. eine unterschiedliche
initialisierende Handshake-Spannung bereitstellen können).
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Der
Fachmann wird erkennen, dass eine Leitung jede Anzahl von Steckern
aufweisen kann, und dass derartige Stecker von unterschiedlichen
Arten sein können. Auf diese Weise kann beispielsweise ein
Ende eines Steckers ein leitungsloser Empfänger/Überträger
zum leitungslosen Empfangen/Übertragen von Kommunikationssignalen
wie beispielsweise Handshake-Signalen sein.
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Ein
Stecker kann beispielsweise ein Mehrfach-Pin-Verbindungsstecker
wie beispielsweise ein 30-Pin-Verbindungsstecker
242 sein.
Ein Beispiel eines 30-Pin-Verbindungsstecker ist in der
US Patent Veröffentlichung
Nr. 2004/0224638 von Fadell et al. beschrieben, welche
hiermit vollständig in Bezug genommen wird. Weitere Erörterungen
eines 30-Pin-Verbindungssteckers können im
US-Patent 7,293,122 gefunden werden,
welche hiermit vollständig in Bezug genommen wird. Der
30-Pin-Verbinder kann in männlicher und weiblicher Form
vorliegen. Die weibliche Form des 30-Pin-Verbinders ist üblicherweise
im Inneren eines tragbaren elektrischen Gerätes angeordnet.
In einigen Ausführungsformen kann der weibliche 30-Pin-Verbinder
eine Schlüsselstruktur aufweisen, um ein Gegenstück
eines männlichen Verbinders darin zu führen, Erdkontakt-Pins, welche
zuerst in Kontakt kommen und zuletzt unterbrechen, und mehrere in
einer Reihe sequentieller Reihenfolge angeordnete Pins.
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Die
männliche Form des 30-Pin-Verbinders ist üblicherweise
in Zubehör wie beispielsweise Docking Stationen, Lautsprechersystemen,
Leitungen, Autoladegeräten oder jedem anderen passenden Geräten
enthalten, von denen einige in der Lage sein können, Energie
von einer externen Energiequelle zu empfangen. Das Zubehör
weist typischerweise eine Leitungsplatte auf, auf welcher der 30-Pin-Verbinder montiert
ist. Der 30-Pin-Verbinder kann ein Gehäuse aufweisen, welches
ausgebildet ist, wenigstens 30 voneinander entlang einer einzelnen
Reihe von sequentiell nummerierten Kontaktpositionen angeordnete
Kontakte aufzunehmen, wobei die sequentiell nummerierten Kontaktpositionen
digitale Kontaktpositionen, analoge Kontaktpositionen und Erdungskontaktpositionen
umfassen. Die Kontaktpositionen können wahlweise mit einem
oder mehreren elektrischen Kontakten bestückt sein. Der
männliche 30-Pin-Verbinder kann ebenfalls eine Schlüsselstruktur
aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann eine Handshaking-Schaltung
(z. B. eine leitungsseitige Handshaking-Schaltung) in das Zubehör
integriert und elektrisch mit wenigstens einem der elektrischen Kontakte
verbunden sein.
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Wie
vorstehend genannt wird der Fachmann erkennen, dass eine Leitung
jede Anzahl von Steckern aufweisen kann, und dass die Stecker von
unterschiedlichen Arten sein können. Beispielsweise kann
ein Ende der Leitung 240 ein 30-Pin-Verbindungsstecker 242 und
ein anderes Ende ein USB Stecker 241 sein. Auf diese Weise
kann die Handshaking-Schaltung 243 in einem oder in mehreren
von der Leitung 240, dem 30-Pin-Verbindungsstecker 242 und
dem USB Stecker 241 angeordnet sein.
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Der
Fachmann wird auch erkennen, dass ein Gerät, welches Energie
zu einem zweiten Gerät bereitstellt, mit einer Leitung,
die zwei Handshaking-Schaltkreise aufweist, verbunden werden kann. Handshaking-Schaltkreise
können beispielsweise sowohl in dem Gerät, welches
ein Energiesignal bereitstellt, als auch in einem Gerät,
welches das Energiesignal erhält, enthalten sein. Entsprechend
kann die Leitung in der Lage sein, die Geräte zu erkennen, welche
mit der Leitung über die unterschiedlichen Handshaking- Schaltkreise
verbunden sind. Auf diese Weise kann die Leitung Kenntnis von ihrem
Betriebsumfeld erhalten und ihren eigenen Betrieb autonom durchführen.
Beispielsweise kann die Leitung einen Mikroprozessor, einen Speicher
und eine Energiequelle wie beispielsweise eine Batterie, aufweisen. Die
Leitung kann programmiert sein, um in Abhängigkeit von
dem Betriebsumfeld unterschiedliche Funktionalitäten bereitzustellen.
Beispielsweise sei angenommen, dass ein Verwender einen sicheren
Laptop besitzt, welcher einen Handshaking-Schaltkreis aufweist,
der geeignet ist, um eine spezifische Identifikation für
diesen Laptop bereitzustellen. Entsprechend sei angenommen, dass
der Benutzer die Verwendung von sicherem Zubehör wie beispielsweise
einem sicheren Backup-Speichergerät verlangt. Dieses Backup-Speichergerät
kann einen Handshaking-Schaltkreis aufweisen und kann dazu in der Lage
sein, eine spezifische Identifikation für dieses Speichergerät
bereitzustellen. Somit kann eine Leitung für einen Benutzer
bereitgestellt werden, welche es beispielsweise erlaubt, ein oder
mehrere Signale über die Leitung zu übertragen,
solange der spezifische Laptop und das spezifische Speichergerät
verwendet werden. Entsprechend kann ein Administrator eine Leitung
mit Information programmieren, welche unterschiedliche Geräteidentitäten
angibt und wie die Leitung betrieben werden soll, sobald ein Betriebsumfeld
erkannt wird. Unter Verwendung des vorstehenden Beispiels wird angenommen,
dass das sichere Speichergerät über die programmierte
Leitung mit einem anderen Laptop als dem sicheren Laptop verbunden
ist. Entsprechend kann die Leitung es Signalen wie beispielsweise
einem Energieversorgungs-Signal nicht erlauben, zu dem sicheren Speichergerät übertragen
zu werden, da die Leitung erkennen kann, dass der Laptop nicht der
sichere Laptop ist. Ein derartiges Schema stellt beispielsweise
eine erhöhte Sicherheit bereit.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass wenn eine Leitung beispielsweise eine
aufladbare Energiequelle umfasst, eine derartige aufladbare Energiequelle
aufgeladen werden kann, während die Leitung mit einem Energiesignal
versorgt wird. Leitungen mit Handshaking-Schaltkreisen können
verwendet werden, um unlizenziertes Zubehör von Dritten
daran zu hindern, Geräte zu beschädigen. Handshaking-Schaltkreise
können verwendet werden zur Identifizierung von oder können
vorgesehen sein in jeder Art von Accessoire und können
verwendet werden von jedem speziellen Zubehör und für
jede Art von Zubehör. Solches Zubehör können
beispielsweise Kopfhörer, tragbare Mediengeräte,
Lautsprechersysteme, Mikrofone, Speichergeräte, Projektoren, Docking
Stationen, Anzeigesysteme, Radiosysteme, leitungslose Kommunikationssysteme
oder jedes andere Gerät sein. Derartiges Zubehör
kann beispielsweise von außen mit Energie versorgt werden
oder kann die zum Betrieb erforderliche Energie von einem dritten
Gerät empfangen.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass ein Gerät, welches in einem
Betriebszustand Energie von einem Gerät enthält,
in einem anderen Betriebszustand Energie zu einem anderen Gerät
bereitstellen kann. Beispielsweise kann ein tragbares Medien-Wiedergabegerät
von einem PC (z. B. einem Laptop) Energie über eine Leitung
empfangen. Aber das tragbare Medien-Wiedergabegerät kann
dann beispielsweise Energie zu einem Gerät über
die gleiche oder eine unterschiedliche Leitung übertragen.
Entsprechend kann der Handshaking-Schaltkreis in der Leitung und/oder
der Handshaking-Schaltkreis eines zugehörigen Gerätes
sich einer Betriebsumgebung der Leitung und der darin betriebenen
Geräte bewusst gemacht werden. Zusätzlich kann
ein tragbares Mediengerät einem Laptop untergeordnet und
ein Zubehör sein, aber das tragbare Mediengerät
auch mit einem Mikrofon oder einem Kopfhörer-Set verbunden
sein. Ein tragbares Mediengerät kann beispielsweise ein
Zubehörgerät wie beispielsweise eine Docking Station
verwenden, und Handshaking-Schaltkreise können in einer
Docking-Station, in einem tragbaren Mediengerät und/oder
in der zugehörigen Leitung vorgesehen sein. Ein 30-Pin-Verbinder
kann verwendet werden um die beiden Geräte miteinander über
einen Stecker zu verbinden. Entsprechend kann das tragbare Mediengerät
beispielsweise benötigt werden, um ein Handshake-Signal
an die Docking Station zu senden, bevor die Docking Station Signale
von dem tragbaren Gerät empfängt (oder umgekehrt).
Derartige Signale können beispielsweise Medien-Informationssignale,
Steuersignale für ein jeweiliges Gerät, geeignete
Erdungssignale, Energiesignale oder jede andere Art von Signalen
umfassen. Beispielsweise kann das tragbare elektrische Gerät
ein geeignetes Handshake von dem Zubehör verlangen, bevor
es Energie zu einem tragbaren elektrischen Gerät überträgt.
Gemäß eines anderen Beispiels kann ein Gerät
einen geeigneten Handshake von einem Zubehör verlangen,
bevor Daten übertragen werden (z. B. Annahme einer Datenübertragung).
Entsprechend wird ein Authentisierungsverfahren bereitgestellt das
dabei helfen kann, eine sichere Übertragung von Energie
und/oder Daten zwischen einem Hauptgerät (z. B. über
einen Handshaking-Schaltkreis des Gerätes 103 von 1)
und einem Zubehör (z. B. Handshaking-Schaltkreis 106 des
Gerätes 105 von 1, welches
beispielsweise über eine Leitung 107 mit dem Gerät 103 verbunden
werden kann) zu unterstützen und dabei helfen zu verhindern,
dass ungeeignete Zubehörgeräte unbeabsichtigt
oder absichtlich das Hauptgerät oder einen zugehörigen
Benutzer schädigen.
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Eine
Handshaking-Schaltung kann in einer Energieversorgung oder einem
Energieadapter für ein Gerät enthalten sein. Beispielsweise
kann die Handshaking-Schaltung 109 von 1 in
einer Steckdose 108 von 1 vorgesehen
sein, und die Handshaking-Schaltung 109 des Steckers 108 von 1 kann
einen geeigneten Handshake mit einer Steckdose, welche ein Handshaking-Gerät
aufweist, durchführen.
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Zwischen
einem Gerät und einer externen oder tragbaren Energieversorgung
kann ein Adapter gekoppelt sein. Derartige Energieadapter und Energiebereitsteller
können eine Handshaking-Schaltung aufweisen. Eine derartige
Energieversorgung kann beispielsweise eine Batterie, eine Steckdose
oder einen Zigarettenanzünder umfassen. Ein Energieadapter
kann an einer Energieleitung vorgesehen sein, die ein Gerät
mit einer externen Energieversorgung verbindet. Wenn die Handshaking-Schaltung
in einer Energieversorgung oder einem Energieadapter vorgesehen
ist, kann es das Gerät beispielsweise erforderlich machen,
dass die Energieversorgung (oder der Energieadapter) ein Handshake-Signal
sendet, bevor das Gerät Energie von der Energieversorgung akzeptiert.
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3 zeigt
Flussdiagramme 310, 320, 330 und 340,
welche jeweils eine Anzahl von Schritten aufweisen. Der Fachmann
wird erkennen, dass ein Flussdiagramm zusätzliche Schritte,
weniger Schritte und/oder abgewandelte Schritte aufweisen kann und/oder
die Reihenfolge der Schritte geändert werden kann. Das
Flussdiagramm 310 kann mit Schritt 311 beginnen,
in welchem ein Handshaking-Schaltkreis eine Primärenergie
in Form eines Energieversorgungs-Signals erhält. Ein derartiger
Handshaking-Schaltkreis kann die Spannung des Energieversorgungs-Signals
in Schritt 312 herabsetzen, um in Schritt 313 eine
geschützte Energie für ein Gerät bereitzustellen.
Der Handshaking-Schaltkreis kann dann warten bis von dem Gerät
in Schritt 314 Information zurück empfangen wird.
Derartige Information kann die Form von Stromimpulsen in der zu
dem Gerät bereitgestellten geschützten Energie
aufweisen. In Erwiderung des Empfangs der geeigneten Information
kann der Handshaking-Schaltkreis die geschützte Energie
auf eine primäre Energiespannung heraufsetzen. Der Handshaking-Schaltkreis
kann die geschützte Energie dadurch heraufsetzen, dass
er in Schritt 315 die primäre Energie, welche
der Handshaking-Schaltkreis empfängt, an das Gerät
zur Verfügung stellt. Der Fachmann wird erkennen, dass
die Quelle der Primärenergie ein Gleichspannungssignal von
einer Batterie, wie beispielsweise eine Batterie die üblicherweise
einen Laptop mit Strom versorgt, oder ein Wechselspannungsenergiesignal
einer Steckdose sein kann.
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In
das Flussdiagramm 320 kann beispielsweise eingetreten werden,
wenn ein Handshaking-Schaltkreis in Schritt 321 ein Energieversorgungs-Signal
erhält. Der Handshaking-Schaltkreis bestimmt in Schritt 322 ob
das erhaltende Energieversorgungs-Signal innerhalb eines bestimmten
Bereichs liegt oder nicht. Ein Energiesignal kann beispielsweise
in einem bestimmten Bereich liegen, wenn eine Charakteristik des
Energiesignals innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Beispielsweise kann
in Schritt 323 bestimmt werden, ob die Spannung des von
dem Handshaking-Schaltkreis empfangenen Energieversorgungs-Signals
innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs liegt. Alternativ kann
beispielsweise in Schritt 322 bestimmt werden, ob eine
Charakteristik wie beispielsweise die Spannung über oder
unter einem bestimmten Schwellenwert liegt. Schritt 322 kann
auch bestimmen, ob die festgestellte Bedingung für eine
Zeitspanne andauert. Sobald in Schritt 322 die Bedingungen
erfüllt sind, kann in Schritt 323 eingetreten
werden, in welchem Charakteristika des Energieversorgungs-Signals
in einer solchen Weise geändert werden, dass das Gerät,
welches das Energieversorgungs-Signal bereitstellt, die geänderten
Charakteristika detektieren kann. So kann in Schritt 323 beispielsweise
der Strom des Energieversorgungs-Signals durch Einprägen
von Stromimpulsen auf das Signal geändert werden, welche
in dem Gerät, welches Energie zu dem Handshaking-Schaltkreis
bereitstellt, detektiert werden können. Sobald die Impulse
erzeugt wurden und durch das Gerät detektiert wurden, kann
das Gerät in Schritt 324 das Energieversor gungs-Signal
mit einer primären Schaltung des Gerätes verbinden. Eine
Bestimmung, ob das Energieversorgungs-Signal eine bestimmte Spannung überschreitet,
oder ob es innerhalb eines Bereichs liegt, kann in Schritt 324 enthalten
sein, um sicherzustellen, dass ein Handshaking-Schaltkreis in dem
Gerät, welches das Energieversorgungs-Signal bereitstellt,
den Empfang der Stromimpulse erkannt hat. Die primäre Schaltung
eines Gerätes kann eine Schaltung aufweisen, um es zu ermöglichen,
ein Versorgungsspannungs-Signal, welches eine bestimmte Charakteristik
(z. B. eine geeignete Spannung) aufweist, mit der primären
Schaltung (z. B. Schritt 325) zu verbinden.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass sobald ein Handshaking-Schaltkreis
in einem Gerät den Handshaking-Vorgang beendet und damit
beginnt, ein Energieversorgungs-Signal zu empfangen, welches geeignet
ist um das Gerät mit Energie zu versorgen, der Handshaking-Schaltkreis
darin fortfahren kann, das geschützte Energieversorgungs-Signal
auf die gleiche Weise zu manipulieren, als wenn der Handshaking-Schaltkreis
das geeignete Energieversorgungs-Signal nicht empfangen würde.
Mit anderen Worten kann der Handshaking-Schaltkreis darin fortfahren,
die ganze Zeitdauer in der das Gerät das Energieversorgungs-Signal
enthält, Stromimpulse auf das Energieversorgungs-Signal
aufzuprägen. Auf diese Weise kann der initiierende Handshaking-Schaltkreis,
welcher das Energieversorgungs-Signal bereitstellt, dazu in der
Lage sein, kontinuierlich zu erkennen, dass der antwortende Handshaking-Schaltkreis
elektrisch mit dem initiierenden Handshaking-Schaltkreis verbunden
ist. In dem Fall, dass die beiden Handshaking-Schaltkreise voneinander
getrennt werden, kann der initiierende Handshaking-Schaltkreis die
Trennung durch Erkennen der Abwesenheit der Stromimpulse (oder einer durch
ein Gerät, welches mit dem initiierenden Handshaking-Schaltkreis
verbunden ist, bereitgestellten Informationen) erkennen. Auf diese
Weise kann der initialisierende Handshaking-Schaltkreis erkennen,
dass der initialisierende Handshaking-Schaltkreis die Spannung des
bereitgestellten Energiesignals auf ein angemessenes geschütztes Energieversorgungs-Signal
herabsetzen soll.
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Ein
antwortender Handshaking-Schaltkreis kann darin fortfahren, über
ein Energieversorgungs-Signal Stromimpulse zu senden, auch wenn die
Spannung des Energieversorgungs-Signals auf ein Niveau heraufgesetzt
ist, welches außerhalb des Spannungsbereiches liegt, welcher
erforderlich ist, um die Einprägung der Stromimpulse auf
das Energieversorgungs-Signal zu initiieren. Auf diese Weise kann
der antwortende Handshaking-Schaltkreis darin fortfahren, Informationen
an einen initiierenden Handshaking-Schaltkreis bereitzustellen,
so dass der initiierende Handshaking-Schaltkreis weiß,
dass das Gerät immer noch angeschlossen ist. Der Fachmann wird
erkennen, dass das Trennen auf verschiedene Weise erkannt werden
kann. Beispielsweise kann die Unterbrechung der Daten, die zwischen
den beiden ausgetauscht werden, dazu verwendet werden, auf eine
Trennung hinzuweisen, und eine neue Handshaking-Routine initiieren.
Wenn eine neue Handshaking-Routine initiiert wird, wird beispielsweise
die Spannung und (und/oder der Strom) des Energieversorgungs-Signals,
welches durch den initiierenden Handshaking-Schaltkreis bereitgestellt
wird, auf ein vorgegebenes Niveau herabgesetzt.
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Das
Flussdiagramm 330 kann beispielsweise als Teil eines Handshaking-Protokolls
zwischen zwei Geräten verwendet werden. Beispielsweise kann
das Flussdiagramm 330 als Teil eines leitungsseitig zu
geräteseitig Handshaking-Protokolls über ein Energieversorgungs-Signal
verwendet werden. Das Flussdiagramm 330 kann einen Schritt 331 aufweisen,
in welchem eine Charakteristik eines Energieversorgungs-Signals
analysiert wird. Entsprechend kann beispielsweise in Schritt 331 die
Spannung eines Energieversorgungs- Signals analysiert werden, um
zu bestimmen, ob die Spannung über (oder unter) einem bestimmten
Schwellenwert (z. B. 2,7 V) liegt. Sobald festgestellt wird, dass
die Spannung des Energieversorgungs-Signals innerhalb eines bestimmten
Bereichs liegt, kann das Energieversorgungs-Signal in Schritt 332 an
eine Zeitschaltung ausgegeben werden. Anschließend kann
die Schaltung bestimmen, ob eine Charakteristik des Energieversorgungs-Signals
unter (oder über) einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
Entsprechend kann in Schritt 333 beispielsweise bestimmt
werden, ob die Spannung des Energieversorgungs-Signals unter einem
vorgegebenen Schwellenwert (z. B. 3.1 V) liegt. Der Fachmann wird
erkennen, dass durch ein erstes Erkennen, ob eine Spannung über
einem Schwellenwert liegt, und ein Erkennen, ob eine Spannung unter einem
anderen Schwellenwert liegt (oder umgekehrt), eine Entscheidung
getroffen werden kann, ob eine Spannung innerhalb eines bestimmten
Bereichs liegt. Ein derartiger Spannungsbereich kann von jeder Größe
sein. Bevorzugt enthält der Spannungsbereich nicht eine
Spannung, die für ein primäres Energieversorgungs-Signal
vorgesehen ist (z. B. 5,0 V), und bevorzugt ist der Bereich erweitert,
um eine erwartete Fehlerspannbreite in einem bestimmten Umfeld zu
berücksichtigen. Sobald erkannt wird, dass die Charakteristik
(z. B. Spannung) in einem bestimmten Bereich liegt, kann in Schritt 334 ein Zähl-Schaltkreis
initiiert werden.
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Ein
derartiger Zähl-Schaltkreis kann basierend auf der Geschwindigkeit
eines Taktsignals, welches der Zähl-Schaltkreis enthält,
heraufzählen. Dieser Zähl-Schaltkreis kann beispielsweise
mit einer Verriegelungsschaltung verbunden sein, welche den Zähler
anhält, wenn ein bestimmter Wert erreicht wurde. Als ein
Steuersignal des Zähl-Schaltkreises kann ein einziges Ausgabebit
oder jede Anzahl von Ausgabebits verwendet werden. Beispielsweise
kann sich das siebente Bit (d. h. das Bit mit der höchsten Signifikanz, most
significant bit) von einer logischen "0" zu einer logischen "1" ändern,
wenn der Zähler 128 erreicht. Die Verriegelungsschaltung
kann verwendet werden, um den Wert des Zählers anzuhalten,
sobald dieses Bit auf eine logische "1" wechselt, und kann dazu
verwendet werden, um zu Bestimmen, wann eine Charakteristik (z.
B. die Spannung) des Energieversorgungs-Signals für eine
bestimmte Zeitdauer innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs
geblieben ist. Der Fachmann wird erkennen, dass die Dynamik des
Zähl-Schaltkreises und/oder des Takts geändert
werden kann, so dass ein bestimmter Zählwert (z. B. 128)
einer bestimmten Zeitdauer (z. B. 0,5 s) entspricht.
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In
Schritt 335 kann eingetreten werden, sobald der Zähl-Schaltkreis
einen bestimmten Zählerstand erreicht. In Schritt 335 kann
eine Charakteristik (z. B. der Strom) des Energieversorgungs-Signals
so geändert werden, dass das Gerät, welches das
Energieversorgungs-Signal sendet, erkennen kann, dass ein geeignetes
Gerät das Energieversorgungs-Signal für wenigstens
eine bestimmte Zeitdauer empfangen hat. Ein derartiges Gerät
kann dann die Charakteristik der Energieversorgungs-Spannung ändern.
Beispielsweise kann das Gerät die Energieversorgungs-Spannung
von einem sicheren geschützten Spannungsniveau, welches
für die Identifikation verwendet wird, auf ein Spannungsniveau,
welches zum Energieversorgen eines Gerätes verwendet wird,
erhöhen. Der Fachmann wird erkennen, dass ein sicheres
geschütztes Spannungsniveau ein Spannungsniveau sein kann,
bei dem es unwahrscheinlich ist, den Körper zu schädigen
oder ihm Schmerzen zuzufügen. Bei einem derartigen sicheren
geschützten Spannungsniveau ist es auch unwahrscheinlich,
einen Schaltkreis zu beschädigen, der nicht dafür
gedacht ist, ein erhöhtes Spannungsniveau zu empfangen.
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Flussdiagramm 340 kann
verwendet werden, um zwischen unterschiedlichen Arten von Geräten
zu unterscheiden, welche über eine gemeinsame Stecker-
und Buchse-Schnittstelle verwendet werden können. Schritt 341 kann
beispielsweise auftreten, wenn zwei Handshaking-Schaltkreise miteinander über
ein Energieversorgungs-Signal kommunizieren. Sobald der Schritt 341 abgeschlossen
ist, sind die Geräte, welche die Handshaking-Schaltkreise
zu beschützen versuchen, dazu in der Lage, sowohl Energie
als auch Daten zu übertragen. Beispielsweise kann ein Laptop
in Schritt 342 Musikdaten an ein tragbares Musikwiedergabegerät übertragen,
während er gleichzeitig ein Energieversorgungs-Signal zu
dem tragbaren Musikwiedergabegerät bereitstellt, um die
Batterie des tragbaren Musikwiedergabegerätes aufzuladen.
Der Handshaking-Schaltkreis kann dann durch Entfernen der Leitung,
welche die beiden Handshaking-Schaltkreise verbindet getrennt werden.
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Ein
anderes Gerät, welches keinen Handshaking-Schaltkreis aufweist,
kann dann an dem Stecker angeordnet werden und weiterhin durch das tragbare
Musikwiedergabegerät in Schritt 343 verwendet
werden. Beispielsweise können in Schritt 343 Kopfhörer
oder Lautsprecher mit dem Stecker verbunden werden. Dabei kann das
tragbare Gerät beispielsweise analoge Musiksignale an dem
Stecker bereitstellen, und den Handshaking-Schaltkreis ausschalten
oder den Handshaking-Schaltkreis nicht verwenden, um ein derartiges
Signal bereitzustellen. Der Fachmann wird erkennen, dass Kopfhörer und/oder
Lautsprecher Informationen zu einem Gerät bereitstellen
können, mit welchem die Kopfhörer und/oder Lautsprecher
verbunden sind. Beispielsweise kann ein Lautstärkesteuersignal über
einen Stecker, welcher Musiksignale wie beispielsweise analoge oder
digitale Musiksignale zu den Kopfhörern und/oder Lautsprechern
zuführt, übertragen werden.
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In 344 kann
ein weiterer Typ von Gerät mit dem Stecker verbunden sein.
Beispielsweise kann in 344 ein Mikrofon an dem Stecker
platziert werden. Ein derartiges Gerät kann oder kann auch
nicht einen Handshaking-Schaltkreis aufweisen. Beispielsweise kann
ein Mikrofon Signale an einem Energieversorgungs-Signal-Kontakt
bereitstellen, welche nicht im Arbeitsbereich eines Handshaking-Schaltkreises oder
eines primären Energieversorgungs-Signals liegen. Entsprechend
kann ein Handshaking-Schaltkreis in einem Gerät, welches
ein Mikrofonsignal empfängt, eine derartige Spannung erkennen
und in der Folge erkennen, dass ein Mikrofon an einem Stecker angeschlossen
ist. Als solches kann es der Handshaking-Schaltkreis dem Gerät
erlauben, den Stecker als Mikrofonstecker zu verwenden und beispielsweise
in Schritt 345 analoge Mikrofonsignale empfangen. Wie vorstehend
gezeigt kann ein Gerät mit einem Handshaking-Schaltkreis
und einem einzelnen Stecker den gleichen Stecker für eine
Zahl von unterschiedlichen Arten von Geräten verwenden, welche
unterschiedliche Arten von Interaktionen mit dem Stecker erforderlich
machen.
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4 zeigt
einen Handshaking-Schaltkreis 400, der beispielsweise über
ein Energiesignal mit einem anderen Handshaking-Schaltkreis kommunizieren
kann, und dabei den Bereitsteller des Energiesignals mit Instruktionen
versorgen kann, wie das Energiesignal in der Zukunft bereitgestellt
werden soll. Beispielsweise kann der Handshaking-Schaltkreis 400 ein
Gerät vor dem Empfang einer relativ hohen Spannung schützen,
bevor das Gerät dazu in der Lage ist, eine derartig hohe
Spannung zu empfangen. Der Handshaking-Schaltkreis 400 kann
beispielsweise in einem Gerät enthalten sein, welches ein
Energiesignal empfängt, und das Gerät, welches das
Energiesignal bereitstellt, kann einen anderen Handshaking-Schaltkreis
aufweisen.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass ein Gerät und/oder eine Leitung
zwei Handshaking-Schaltkreise aufweisen kann, wobei ein Handshaking-Schaltkreis
verwendet wird, wenn Energie zugeführt wird, und der andere
Handshaking-Schaltkreis/das andere Handshaking-Gerät verwendet wird,
wenn Energie empfangen wird. Alternativ kann ein Handshaking-Schaltkreis
beispielsweise bereitgestellt werden, welcher die Fähigkeit
hat, sowohl die initiierenden Schritte eines Handshakes (z. B. durch Veränderung
einer Versorgungsspannung auf ein vorgegebenes Niveau) und den antwortenden Handshake
(z. B. durch Bereitstellen der geeigneten Stromimpulse) durchzuführen.
Auf diese Weise kann ein Gerät (z. B. ein tragbares Mediengerät)
beispielsweise in die Lage versetzt werden, sowohl mit einem Energieversorgungs-Gerät
(z. B. einem Laptop) welches Energie zu in dem Gerät angeordneten
aufladbaren Batterien bereitstellt, zu kommunizieren, als auch mit
Zubehör (z. B. einem Mikrofon/Lautsprecherzubehör)
welche Energie benötigen. Entsprechend ermöglicht
es die Vereinigung beider Funktionalitäten in einem Gerät, über
eine gemeinsame Buchse wie beispielsweise eine Mikrofonbuchse oder
einen 30-Pin-Verbinder, mit Energieversorgungsgeräten sowie
Geräten, welche Energie benötigen, zu kommunizieren.
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Der
Handshaking-Schaltkreis 400 kann feststellen, ob ein Energieversorgungs-Signal
für eine Zeitspanne in einem bestimmten Spannungsbereich liegt.
Wenn dem so ist, kann der Handshaking-Schaltkreis 400 den
Strom des Energieversorgungs-Signals durch Einprägen von
identifizierbaren Stromimpulsen auf das Energieversorgungs-Signal manipulieren,
um den Bereitsteller des Energieversorgungs-Signals dazu anzuleiten,
eine Operation durchzuführen. Beispielsweise kann der Bereitsteller des
Energieversorgungs-Signals die Stromimpulse erkennen und die Spannung
des Energieversorgungs-Signals von einer relativ niedrigen Spannung (z.
B. 2,9 V) auf eine relativ hohe Spannung (z. B. 5,0 V) heraufsetzen.
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Der
Handshaking-Schaltkreis 400 kann einen Eingangs-Knoten 491 aufweisen,
der elektrisch mit einem Stromkontakt einer Eingangs-/Ausgangsbuchse
verbunden ist. Wenn die Eingangs-/Ausgangsstecker eines Gerätes
mit so einer Eingangs-/Ausgangsbuchse richtig verbunden sind kann an
dem Knoten 491 des Gerätes ein Energieversorgungs-Signal
empfangen werden.
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Der
Handshaking-Schaltkreis 400 kann eine Spannungsdetektions-Schaltung 410 aufweisen.
Die Spannungsdetektions-Schaltung 410 kann einen Spannungsdetektor 411 verwenden,
um festzustellen, ob die Spannung des Energieversorgungs-Signals
am Knoten 491 einen vorgegebenen Schwellenwert erfüllt.
Beispielsweise kann der Spannungsdetektor 411 feststellen,
ob die Spannung des Energieversorgungs-Signals am Knoten 491 über
einem bestimmten Schwellenwert (z. B. 2,7 V) liegt. Wenn der Schwellenwert
erfüllt ist, kann der Spannungsdetektor 411 ein
Signal bereitstellen, um den Schalter 413 anzuschalten.
Der Fachmann wird erkennen, dass einige Spannungsdetektoren (z.
B. Vergleicher) ein Signal bereitstellen, das nicht die korrekte
Polarität hat, um einige Schaltungs-Schaltkreise (z. B.
Transistoren) anzuschalten. In diesem Falle kann beispielsweise
ein Inverter-Schaltkreis 412 vorgesehen sein, um die Polarität
des Signals, welches durch den Spannungsdetektor 411 bereitgestellt
wird, zu invertieren, um den Schalter 413 anzuschalten.
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Sobald
der Schalter 413 angeschaltet ist, erlaubt es der Schalter 413 dem
Energieversorgungs-Signal an dem Knoten 491, zu dem Knoten 492 zu
fließen. Der Handshaking-Schaltkreis 400 kann
einen Oszillator-Schaltkreis 420 aufweisen. Der Oszillator-Schaltkreis 420 kann
beispielsweise ein niedrig versorgter Oszillator-Schaltkreis sein,
der mit einer über die Zeit konstanten Frequenz (z. B.
200 Hz) läuft. Der Oszillator-Schaltkreis 420 kann beispielsweise
dazu ausgebildet sein, nur zu laufen, wenn über den Schalter 413 an
dem Knoten 492 ein Energieversorgungs-Signal anliegt. Insbesondere kann
der Knoten 492 ein Energiesignal an den Oszillator 421 bereitstellen.
Der Ausgang des Oszillators 421 des Oszillator-Schaltkreises 420 kann
an ein logisches Gatter wie beispielsweise ein NOR-Gatter 441 angelegt
sein.
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Auf
diese Weise kann ein Energieversorgungs-Signal herabgesetzt werden,
um eine Handshake-Funktionalität bereitzustellen, und dennoch noch
genug Energie bereitstellen, um die Schaltung eines Handshaking-Gerätes
zu betreiben. Entsprechend kann ein Gerät, welches einen
Handshaking-Schaltkreis aufweist, eine Batterie haben, die komplett
entleert ist, und ein Handshaking-Schaltkreis des Gerätes
kann dennoch mit Energie versorgt werden, selbst wenn die Energieversorgungs-Spannung
zum Zwecke des Handshakings herabgesetzt ist.
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Das
an einem Knoten 492 über einen Schalter 413 bereitgestellte
Energieversorgungs-Signal kann auch einem Spannungsdetektor 431 bereitgestellt
werden. Der Spannungsdetektor 431 kann bestimmen, ob die
an dem Knoten 492 bereitgestellte Spannung des Energieversorgungs-Signals
einen bestimmten Schwellenwert erfüllt. Beispielsweise kann
der Spannungsdetektor 431 bestimmen, ob die Spannung des
Energieversorgungs-Signals unter einem bestimmten Schwellenwert
(z. B. 3,1 V) liegt. Der Fachmann kann erkennen, dass die Spannungsdetektoren 411 und 431 zusammen
verwendet werden können, um zu bestimmen, ob eine Spannung
eines Energieversorgungs-Signals in einen vorgegeben Bereich von
Spannungen (z. B. 2,7 V bis 3,1 V) fällt. Ein derartiger
Bereich kann eine Fehlerbandbreite für eine bestimmte Umgebung
in Betracht ziehen. Wenn der Handshaking-Schaltkreis 400 beispielsweise
den Erhalt eines Energieversorgungs-Signals, welches eine Spannung
von 2,9 V aufweist, erwartet, und eine Fehlerbandbreite als 0,2
V bestimmt worden ist, kann der Handshaking-Schaltkreis die erwartete
Spannung (2,9 V) so erweitern, dass sie die Fehlerbandbreite enthält
(z. B. 2,7 V bis 3,1 V).
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Der
Ausgang des Spannungsdetektors 431 kann beispielsweise
dem gleichen logischen Gatter bereitgestellt werden, welches den
Ausgang des Oszillator-Schaltkreises 420 erhält.
Beispielsweise können die Ausgänge des Spannungsdetektors 431 und 420 einem
NOR-Gatter 441 bereitgestellt werden.
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Das
NOR-Gatter 431 kann jede Anzahl von Eingängen
(z. B. 3) aufweisen. Da das Gatter 441 eine NOR-Funktionalität
hat, kann der Ausgang des NOR-Gatters 441 auf FALSCH wechseln
wenn einer der Eingänge des NOR-Gatters WAHR ist. Der Fachmann
wird erkennen, dass der Spannungsdetektor 431 so ausgebildet
sein kann, oder so mit der Schaltung verbunden sein kann, dass ein
FALSCH-Signal an dem NOR-Gatter 441 bereitgestellt wird,
wenn der Schwellenwert des Spannungsdetektors 431 erfüllt wird.
Entsprechend kann das NOR-Gatter 441 den Zähler 451 so
lange mit der Frequenz des Oszillators 421 takten, wie
der Schwellenwert des Spannungsdetektors 431 erfüllt
ist.
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Der
Fachmann wird auch erkennen, dass der Knoten 493 ausgebildet
sein kann, um anfänglich ein FALSCH-Signal an das NOR-Gatter 441 bereitzustellen,
so dass der Zähler 451 betätigt wird.
Insbesondere kann der Knoten 493 elektrisch mit einem Ausgangsbit
des Zähler 451 verbunden sein (z. B. dem siebent
meist signifikanten Ausgangsbit des Zählers 451).
Entsprechend kann der Zähler 451 mit einem Anfangszählerwert
von 0 beginnen. Als solches kann auch das Ausgangsbit des Zählers 451 ein
NIEDRIG/FALSCH-Signal aufweisen (z. B. 0 V oder ein logisches "0"-Voltsignal).
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So
lange wie der Spannungsdetektor 441 ein FALSCH-Signal (d.
h. ein Schwellenwert des Spannungsdetektors 441 ist erfüllt)
bereitstellt, wird das NOR-Gatter den Zähler 451 dazu
veranlassen, ausgehend von einem Startwert (z. B. 0) mir der Rate des
Oszillators 421 heraufzuzählen. Während
der Zähler 451 heraufzählt, kann das
Ausgangsbit des Zählers 451 beginnen, seinen Zustand
zu wechseln. Beispielsweise kann, wenn der Zähler 451 von
0 zu 1 zählt, das am wenigstens signifikante Ausgangsbit von
einem NIEDRIG-Signal auf ein HOCH-Signal wechseln. Entsprechend
kann der Zähler 451 dazu verwendet werden, jeden
Wert zu zählen, und im Ergebnis kann der Zähler 451 dazu
verwendet werden, jede Zeitspanne zu zählen. Beispielsweise
kann der Zähler 451 dazu ausgebildet sein, dass
der Zähler 128 (d. h. das siebent meist signifikante Bit
wird von einem NIEDRIG-Signal zu einem HOCH-Signal gewechselt) nach
einer vorgegebenen Zeitspanne (z. B. 0,6 s) erreicht. Ein derartiges
Ausgabebit kann als Eingang des NOR-Gatters 441 verwendet
werden, so dass der Ausgang des NOR-Gatters 441 von WAHR
zu FALSCH wechselt, wenn der Zähler 451 einen
Zählerstand von 128 erreicht. Auf diese Weise wird der
Zähler 451 dazu veranlasst, das Zählen
zu beenden, da die Impulse von dem Oszillator 421 nicht
länger zu dem Zähler 451 geführt
werden, und wird der Zähler 451 den zuletzt gezählten
Wert (z. B. 128) beibehalten (z. B. eingefroren werden). Wiederum
kann das zum Ausschalten des NOR-Gatters 441 verwendete
Ausgabebit auch konstant gehalten werden. Entsprechend kann dieses
Ausgabebit dazu verwendet werden, über den Knoten 493 Steuersignale
zu weiteren Komponenten des Handshaking-Schaltkreises 400 bereitzustellen.
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Der
Knoten 493 kann beispielsweise verwendet werden, um den
Schalter 461 anzuschalten, sobald der Zähler 451 eine
vorgegebene Zeitspanne gemessen hat. Der Schalter 461 kann
wiederum den Schalter 481 zum Anschalten veranlassen. Zum Beispiel
kann der Schalter 461 ein Gatter-Terminal des Schalters 481 elektrisch
mit Erde verbinden, um den Schalter 481 anzuschalten.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass eine primäre Schaltung des
Gerätes (z. B. ein tragbares Musikwiedergabegerät)
mit dem Knoten 494 verbunden sein kann. Eine derartige
primäre Schaltung kann einen Spannungsdetektor aufweisen,
um zu bestimmen, ob die zu dem primären Schaltkreis zugeführte Spannung
ein primäres Energieversorgungs-Signal (z. B. 5 V) ist,
in dem sie einen Spannungsdetektor aufweist, um zu bestimmen, ob
das empfangende Energieversorgungs-Signal angemessen (z. B. über 4,5
V) ist.
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Durch
Anschalten des Schalters 481 wird das Energieversorgungs-Signal
an dem Knoten 491 dem Takterzeugungs-Schaltkreis 470 bereitgestellt. Der
Takterzeugungs-Schaltkreis 470 arbeitet wie folgt. Wenn
der Schalter 471 angeschaltet ist, wird Energieversorgungs-Spannung
an dem Knoten 494 über den Widerstand 472 über
den Schalter 471 auf Erdung 499 abgeführt.
Auf diese Weise erzeugt der Widerstand 472 Stromimpulse
in dem Energieversorgungs-Signal mit der Schaltrate des Oszillators 421.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass ein Handshaking-Schaltkreis Energieleitungen
(z. B. einen Energiekontakt und einen Erdungskontakt) verwenden
kann, um eine Handshake-Funktionalität bereitzustellen.
Beispielsweise kann die Erdung 499 mit dem Erdungskontakt
einer Eingangs-/Ausgangsbuchse eines Gerätes verbunden
sein. Auf diese Weise kann ein Handshaking-Schaltkreis Informationen über
einen Erdungskontakt erhalten. Beispielsweise kann der Handshaking-Schaltkreis
eine virtuelle Erdung an der Erdung 499, von einem anderen Handshaking-Schaltkreis
empfangen, welche einen Nicht-Null-Wert (z. B. 1 V) aufweist. Der
Handshaking-Schaltkreis kann diese virtuelle Erdung verwenden, um
Information für den anderen Handshaking-Schaltkreis einzubetten
(z. B. Übermitteln von Stromimpulsen über die
virtuelle Erdung). Weiter kann ein Handshaking-Schaltkreis sowohl
einen Energie- als auch einen Erdungskontakt verwenden, um Informationen
an jede Anzahl von Handshaking-Schaltkreisen zu senden und Information
von diesen zu empfangen.
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Ein
Treiber-Schaltkreis 475 kann vorgesehen sein, um die Schaltcharakteristik
des Schalters 471 des Impulsgenerators 470 zu
treiben. Der Treiber-Schaltkreis 475 kann einen Kondensator 476 aufweisen,
welcher einen Impuls erzeugt, der den Schalter 471 anschaltet,
indem er das Gatter-Terminal des Schalters 471 elektrisch
mit Erde verbindet. Der Fachmann wird erkennen, dass die Kapazität des
Kondensators 476 zumindest teilweise die Zeitspanne bestimmen
kann, in welcher der Schalter 471 angeschaltet ist. Beispielsweise
kann der Kondensator 476 dazu ausgebildet sein, den Schalter 471 mit einer
bestimmten Zeitperiode für eine bestimmte Zeitdauer anzuschalten.
Beispielsweise kann der Kondensator 476 den Schalter 471 alle
5 ms (z. B. welche durch den Oszillator 420 festgelegt
werden) für ungefähr 4 Mikrosekunden anschalten.
Eine derartige Schaltungscharakteristik des Schalters 471 kann
wiederum einen Stromimpuls erzeugen (basierend auf dem Widerstand
des Widerstands 472), welcher einen Arbeitszyklus von 4
Mikrosekunden geteilt durch 5 ms (oder 0,1 Prozent Arbeitszyklus)
aufweist. Auf diese Weise kann der Kondensator 476 in einem Energieversorgungs-Signal
einen NIEDRIG-Arbeitszyklus-Stromimpuls bereitstellen. Ein derartiger NIEDRIG-Arbeitszyklus-Stromimpuls
kann einen Arbeitszyklus von beispielsweise weniger als 1 Prozent aufweisen.
Ein NIEDRIG-Arbeitszyklus-Stromimpuls kann beispielsweise einen
Arbeitszyklus von weniger als 0,1 Prozent aufweisen. Der Fachmann
wird auch erkennen, dass wenn der Widerstand 472 einen
Widerstand von ungefähr 47 Ohm hat, und 2,9 Volt an dem
Widerstand 472 angelegt werden, dann 60 mA Strom durch
den Widerstand 472 fließen, bei einer Spannung
von 2,9 V an dem Knoten 491. Entsprechend kann der Impulserzeugungs-Schaltkreis 470 Stromimpulse
mit einem relativ hohen Strom und niedrigem Arbeitszyklus erzeugen.
Da der Strom über einen Knoten konstant bleibt, wird die
dem Knoten 491 des Handshaking-Schaltkreises bereitgestellte
Energie in diesem Beispiel auch 60 mA Strom aufweisen. Der Handshaking-Schaltkreis
kann dazu ausgebildet sein, unterschiedliche Arten von Stromimpulsen
(z. B. einen 40 mA-Impuls und einen 60 mA-Impuls) zu senden, um
unterschiedliche Arten von Instruktionen zu dem Handshaking-Schaltkreis, welcher
das Energieversorgungs-Signal bereitstellt, bereitzustellen. Auf ähnliche
Weise kann der Handshaking-Schaltkreis, welcher das Energieversorgungs-Signal
bereitstellt, auf unterschiedliche Arten arbeiten (z. B. Heraufsetzen
oder Herabsetzen der Spannung des Energieversorgungs-Signals) basierend
auf unterschiedlichen Instruktionen, welche der Handshaking-Schaltkreis
durch das bereitgestellte Energieversorgungs-Signal zurückerhält.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass der Schalter 481 beispielsweise
nicht angeschaltet werden kann, bis ein Handshaking-Vorgang abgeschlossen
ist. Entsprechend kann es beispielsweise erforderlich sein, dass
ein ordentlicher Handshake erfolgt, bevor eine primäre
Schaltung des Gerätes (z. B. eines tragbaren Musikwiedergabegerätes)
dazu in die Lage versetzt wird, ein Energieversorgungs-Signal von
dem Knoten 491 zu nutzen. Ein derartiger Handshake kann
beispielsweise den Knoten 491 dazu veranlassen, elektrisch
mit dem Knoten 494 verbunden zu werden. Beispielsweise
können Stromimpulse, nachdem ein Handshake-Vorgang abgeschlossen
wurde, kontinuierlich angewandt werden, so dass wenn zwei Geräte
getrennt werden, der initiierende Handshaking-Schaltkreis einen
Verlust des Empfangs des korrekten Stromimpulses erfassen kann und
die Spannung der Versor gungsspannung auf ein sicheres und geschütztes
Niveau (z. B. 2,9 V) herabsetzen kann.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass der Schalter 481 den Knoten 491 von
dem Knoten 494 lösen kann, so dass beispielsweise
eine Mikrofonschaltung 480 mit dem Knoten 491 verbunden
werden kann. Der Fachmann wird erkennen, dass die Frequenz der Stromimpulse
eines antwortenden Handshaking-Schaltkreises verändert
werden kann, um beispielsweise unterschiedliche Arten von Information
an den initiierenden Handshaking-Schaltkreis zu übertragen.
Auch Modulationstechniken können verwendet werden, wenn
die Stromimpulse erzeugt werden, um die Sicherheit einer Verbindung
zu erhöhen. Auf diese Weise können die Stromimpulse durch
Modulationstechniken so verschlüsselt werden, dass ein
initiierender Handshaking-Schaltkreis, welcher die Stromimpulse
empfängt, das Modulationsschema, das auf die Stromimpulse
angewendet worden ist, kennen kann, und die Stromimpulse demodulieren
kann, um die in den Stromimpulsen gespeicherte Information zu entschlüsseln.
Auf diese Weise können Handshaking-Schaltkreise bereitgestellt
werden, welche unter Verwendung von verschlüsselter Information,
die über eine Energieversorgungs-Leitung übertragen
wird, kommunizieren.
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5 zeigt
einen Handshaking-Schaltkreis 500, der beispielsweise ein
Energieversorgungs-Signal zu einem Gerät bereitstellen
kann, und bestimmen kann, ob ein Gerät einen Handshaking-Schaltkreis
aufweist, der dazu in der Lage ist, mit dem Handshaking-Schaltkreis 500 zu
kommunizieren. Genauer gesagt kann der Handshaking-Schaltkreis 500 ein
Energieversorgungs-Signal mit einer bestimmten Spannung (z. B. NIEDRIG
oder HOCH) an dem Knoten 592 bereitstellen. Der Handshaking-Schaltkreis 500 kann
an dem Knoten 592 auch beispielsweise Stromimpulse empfangen,
während der Handsha king-Schaltkreis 500 ein Energieversorgungs-Signal
bereitstellt.
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Stromimpulse,
die durch einen Handshaking-Schaltkreis (z. B. den Handshaking-Schaltkreis 400 von 4)
erzeugt werden, können an dem Knoten 592 bereitgestellt
werden, während der Handshaking-Schaltkreis 500 ein
Energieversorgungs-Signal an dem Knoten 592 bereitstellt.
Ein Stromimpuls-Detektor 560 kann verwendet werden, um
beispielsweise kommende Stromimpulse zu detektieren. Der Fachmann
wird erkennen, dass ein Stromimpuls-Detektor auch unterschiedliche
Arten von Stromimpulsen erkennen kann, und in Abhängigkeit
von einer Art eines Stromimpulses, welchen er empfängt,
unterschiedlich reagieren kann. Allgemein kann ein Messwiderstand 561 verwendet
werden, um Änderungen des Stroms zu messen, und es können
unterschiedliche Spannungssignale zu einem Vergleicher 562 ausgegeben
werden, um zu erkennen, ob geeignete Stromimpulse empfangen worden
sind. Der Handshaking-Schaltkreis 500 kann jede Anzahl
von Vergleichern aufweisen, um jede Anzahl von unterschiedlichen
Arten von Stromimpulsen zu messen. Auf ähnliche Weise kann
der Handshaking-Schaltkreis jede Anzahl von Messwiderständen
aufweisen, um jede Anzahl von unterschiedlichen Arten von Stromimpulsen
zu messen. Stromspiegel können verwendet werden, um diesen
Widerständen Strom, der zu dem an einem bestimmten Knoten
(z. B. einem Energieversorgungs-Knoten) bereitgestellten Strom identisch
ist, bereitzustellen.
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Wenn
ein geeigneter Stromimpuls detektiert wird, kann der Ausgang des
Vergleichers 562 ein logisches WAHR-signal ausgeben. Auf
diese Weise kann der Impulsdehn-Schaltkreis 511 die Erzeugung eines
Impulses triggern. Der Impulsdehn-Schaltkreis 511 kann
beispielsweise Impulse erzeugen, die eine längere Zeitdauer
haben, als sie an dem Ausgang des Vergleichers 562 erzeugt
wird. Tatsächlich kann der Impulsdehn-Schaltkreis 511 beispielsweise
Impulse erzeugen, die eine Zeitdauer haben, die um ein mehrfaches
länger (z. B. zweimal so lang) wie die Zeitdauer der Impulse
an dem Knoten 592 sind. Der Impulsdehn-Schaltkreis 511 kann
auch wiedertriggerbar (re-triggerable) sein, so dass der Schaltkreis das
Erzeugen eines Impulses neu starten kann, wenn er betätigt
wird. Auf diese Weise kann der Impulsdehn-Schaltkreis 511 nicht
nur abwarten, bis ein Impuls abgeschlossen ist, um einen neuen Impuls
zu erzeugen. Weiter kann der Impulsdehn-Schaltkreis 511 beispielsweise
ohne Unterbrechung ein konstantes Signal an den Knoten 593 ausgeben,
solange wie Stromimpulse durch den Impulsdetektor 560 erfasst werden.
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Ein
Verzögerungs-Schaltkreis 520 kann vorgesehen sein,
um das von dem Impulsdehn-Schaltkreis 511 erzeugte Energiesignal
zu verzögern. Beispielsweise kann die Charakteristik eines
Widerstandes 521 und eines Kondensators 522 so
gewählt sein, dass sie eine bestimmte Zeitverzögerung
(z. B. 0,5 s) implementieren. Beispielsweise kann die Spannung über
den Kondensator 522 über die Zeit aufgebaut werden,
um es dann nach einer bestimmten Zeit dem Schaltkreis 530 zu
ermöglichen, zu veranlassen, dass der Ausgang des Vergleichers 531 auf
NIEDRIG geht. Wiederum kann der Ausgang des Vergleichers 531 einen
Spannungsregel-Schaltkreis 540 ausschalten und es dem Schalter 551 ermöglichen,
dass die Spannung des am Knoten 592 bereitgestellten Energieversorgungs-Signals
von einer sicheren geschützten Spannung (z. B. 2,9 V) auf
eine primäre Energieversorgungs-Spannung (z. B. 5,0 V) heraufgesetzt
wird. Genauer gesagt wird, wenn der Energieregel-Schaltkreis 540 deaktiviert
wird, der Schalter-Schaltkreis 550 angeschaltet und wird
primäre Energie an dem Knoten 591 elektrisch mit
dem Knoten 592 verbunden.
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Bevor
Stromimpulse an dem Knoten 592 empfangen und durch den
Impulsdetektions-Schaltkreis 560 detektiert werden, kann
der Spannungsregel-Schaltkreis 540 so aktiviert werden,
dass das primäre Energieversorgungs-Signal an dem Knoten 591 durch
den Spannungsregel-Schaltkreis 540 auf eine bestimmte Spannung
(z. B. 2,9 V) herabgesetzt wird. Während das Gerät 541 betätigt
wird, ist der Schalt-Schaltkreis 550 ausgeschaltet, so
dass das Energieversorgungs-Signal an dem Knoten 591 nicht direkt
mit dem Knoten 592 verbunden ist. Entsprechend setzt das
Gerät 541 die Spannung des Energieversorgungs-Signals
an dem Knoten 591 herunter und stellt diese herabgesetzte
Spannung an dem Knoten 592 beispielsweise als vorgegebene
Charakteristika des Schalters 542, des Schalters 543,
des Widerstandes 544, des Widerstandes 545 und
des Kondensators 546 zur Verfügung.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass eine Buchse an einem Gerät
entweder ein männlicher Verbinder oder ein weiblicher Verbinder
sein kann, oder eine Form annehmen kann, die weder männlich noch
weiblich ist. Auf ähnliche Weise kann ein Stecker an einer
Leitung entweder ein männlicher Verbinder oder ein weiblicher
Verbinder sein, oder eine Form annehmen, die weder männlich
noch weiblich ist.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass Stromimpulse so erzeugt werden können,
dass der durchschnittliche Strom für diese Stromimpulse
niedrig (z. B. 50 Mikroampere) ist, obwohl die einzelnen Stromimpulse
einen relativ hohen Strom (z. B. 60 Milliampere) aufweisen.
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Aus
der vorangegangen Beschreibung wird der Fachmann erkennen, dass
diese Erfindung Handshaking zwischen Geräten ermöglicht.
Zusätzlich wird der Fachmann erkennen, dass die zahlreichen
hier beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert
werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Es wird auch erkannt werden, dass die Erfindung auf viele andere Weisen
als die in dieser Beschreibung offenbarten realisiert werden kann.
Weiter wird betont, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die
offenbarten Verfahren, Systeme und Vorrichtungen beschränkt
ist, sondern dass beabsichtigt ist, Abweichungen und Modifikationen
davon zu umfassen, welche innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden
Ansprüche fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2004/0224638 [0038]
- - US 7293122 [0038]