JP2001228944A - Ｕｓｂ装置の取付けおよび取外しをエミュレートする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＣをリブートせず、ＰＣからケーブルを抜
かずにＵＳＢデバイスをリセットする方法を提供する。 【解決手段】 本発明の装置は、ネットワークに接続可
能な装置であって、該装置が接続されると、該装置は、
該装置が該ネットワークに取付けられているように見え
る第１の状態と、該装置が該ネットワークから取外され
ているように見える第２の状態との間で切り替え可能で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概してユニバーサ
ルシリアルバス（「ＵＳＢ」）に関し、より詳細にはＵ
ＳＢ装置の取付けおよび取外しをエミュレートする方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ユニバーサルシリアルバス仕様書（１９
９８年９月２３日改訂１．１）は、会社の連合によるプ
ロダクトである。この文書では、産業規格ユニバーサル
シリアルバスを規定し、バス属性、プロトコル記述、ト
ランザクションの種類、バスマネージメント、およびプ
ログラミングインターフェースについて記載される。こ
れらは、この規格に対応するシステムおよび周辺機器を
設計し、かつ構築するために必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＵＳＢは、ホストコン
ピュータと、同時に広範なアクセスを可能とする周辺機
器との間のデータ交換をサポートするケーブルバスであ
る。取付けられた周辺機器は、ホストスケジュールされ
たトークン方式プロトコルを用いてＵＳＢの処理能力を
共有する。このバスは、ホストおよび他の周辺機器が動
作中であっても周辺機器の取付け、設定、使用、および
取外しを可能にする。

【０００４】いずれのＵＳＢシステムにおいてもただ１
つのホストが存在する。ホストコンピュータシステムへ
のＵＳＢインターフェースは、ホストコントローラと呼
ばれる。ホストコントローラは、ハードウェア、ファー
ムウェア、またはソフトウェアを組合せてインプリメン
トされる。

【０００５】ＵＳＢ装置は、以下のうちの１つである。
すなわち（ａ）さらなる取付けポイントをＵＳＢに提供
するハブ、（ｂ）統合デジタル総合サービス網（「ＩＳ
ＤＮ」）接続、デジタルジョイスティックまたはスピー
カのようなシステムに性能を設けるファンクションであ
る。

【０００６】ＵＳＢは、図１に示されるように４本のワ
イヤケーブルを介して信号および電力を伝送する。シグ
ナリングは、各ポイントツーポイントセグメント上の２
本のワイヤを介して生じる。ここでは、２つのデータ転
送速度がある。ＵＳＢの最大シグナリングビット速度
は、１２Ｍｂ／ｓである。制限可能な低速シグナリング
モードのビット速度もまた、１．５Ｍｂ／ｓである。よ
り高速のデータ転送速度が、提案されている。

【０００７】ケーブルはまた、装置に電力を送達するた
めに、各セグメントについてＶ_BUSおよび接地ワイヤを
保有する。Ｖ_BUSは、通常ソースでは＋５Ｖである。Ｕ
ＳＢにより、ケーブルセグメントの変更可能な長さは、
特定の抵抗降下に一致するように適切なコンダクタゲー
ジを選択することにより、数メートルまで可能であり、
装置の出力量およびケーブルの柔軟性のような他の特性
が可能になる。確実な入力電圧レベルおよび適切なター
ミネータインピーダンスを供給するために、バイアスさ
れたターミネータは、ケーブルの各端末で使用される。
ターミネータはまた、各ポートでの取付けおよび取外し
の検出を可能にし、そして最大速度装置と低速度装置と
を区別する。

【０００８】ＵＳＢは、常時ＵＳＢに取付け、そしてＵ
ＳＢから取外すＵＳＢ装置をサポートする。すべてのＵ
ＳＢ装置は、ハブとして知られる専門のＵＳＢ装置上の
ポートを介してＵＳＢに取付けられる。ハブは、そのポ
ートのうち１つのポート上にあるＵＳＢ装置の取付けま
たは取外しを示すステータスインジケータを有する。ホ
ストは、これらのインジケータを読み出すためにハブを
クエリする。取付けの場合、ホストは、ポートをイネー
ブルして、デフォルトのアドレスにおける装置のコント
ロールパイプを用いてＵＳＢ装置にアドレスする。ホス
トは、独自のＵＳＢアドレスをその装置に割り当て、次
いで新しく取付けられたＵＳＢ装置がハブであるか、ま
たはファンクションであるかを判定する。ホストは、割
り当てられたＵＳＢアドレスおよびゼロのエンドポイン
トを用いて、ＵＳＢ装置のコントロールパイプの終点を
確立する。取付けられたＵＳＢ装置がハブであり、ＵＳ
Ｂ装置がそのポートに取付けられる場合、取付けられた
ＵＳＢ装置の各々が上記の手順に従う。取付けらたＵＳ
Ｂ装置がファンクションである場合、取付けによる通知
は、ファンクションに対して適切なホストソフトウェア
によって処理される。

【０００９】ＵＳＢ装置が、ハブのポートのうちの１つ
から取外されると、ハブはポートをディセーブルし、装
置を取外したことをホストに指示する。その後取外され
たことによる指示は、適切なＵＳＢシステムソフトウェ
アによって処理される。取外されたＵＳＢ装置がハブの
場合、ＵＳＢシステムソフトウェアは、ハブおよびハブ
を介して前もってシステムに取付けられたすべてのＵＳ
Ｂ装置の両方の取外しを処理しなければならない。

【００１０】バスに取付けられた装置に対して独自のア
ドレスを識別し、割り当てるバスエニュメレーション
（ｅｎｕｍｅｒａｔｉｏｎ）が、動作する。ＵＳＢによ
りＵＳＢ装置は、常時ＵＳＢに取付けまたはＵＳＢから
取外すことが可能であるため、バスエニュメレーション
は、ＵＳＢシステムソフトウェアに対して常に動作す
る。従って、ＵＳＢのバスエニュメレーションはまた、
取外しの検出および処理を含む。

【００１１】図２は典型的なハブを示す。ハブは書き込
み集信装置であり、ＵＳＢの複数の取付け特性を可能に
する。取付けポイントはポートと呼ばれる。各ハブは、
１つの取付けポイントを複数の取付けポイントに変換す
る。そのアーキテクチャは、有限の数のハブの連結をサ
ポートする。

【００１２】ハブのアップストリームポートは、ハブを
ホストに接続する。各ハブのダウンストリームポート
は、他のハブまたはファンクションとの接続を可能にす
る。ハブは、各ダウンストリームポートにおいて取付け
および取外しを検出することができ、ダウンストリーム
装置に電力の配信を可能にする。各ダウンストリームポ
ートは個別にイネーブルされ得、最大速度装置または低
速度装置のいずれかに取付けられ得る。

【００１３】図３は、典型的なコンピュータ環境におい
てハブが接続性を提供する様子を示す。バスを介してデ
ータを送信または受信するか、あるいは情報を制御する
ことができるファンクションが、ＵＳＢ装置である。フ
ァンクションは、典型的にハブのポートに接続するケー
ブルを有する分離周辺機器として実装される。しかし、
物理パッケージは、複数のファンクションおよび１つの
ＵＳＢケーブルとともに組み込まれるハブをインプリメ
ントし得る。これは複合装置として公知である。ホスト
から見て複合装置は、１つ以上の取外し不可能なＵＳＢ
装置を有するハブのように見える。

【００１４】各ファンクションは、その性能およびリソ
ース要件を記載する設定情報を含む。ファンクションが
使用され得る前に、ホストがファンクションを設定しな
ければならない。この設定はＵＳＢの処理能力を割り当
て、ファンクションの特定の設定オプションを選択する
ことを含む。ファンクションの例としては、以下が挙げ
られる。すなわち（ａ）マウス、タブレット、またはラ
イトペンのようなロケータ装置、（ｂ）キーボードのよ
うな入力装置、（ｃ）プリンタのような出力装置、そし
て（ｄ）ＩＳＤＮのような電話アダプタである。

【００１５】ＵＳＢホストは、ホストコントローラを介
してＵＳＢ装置とインタラクトする。ホストは、以下を
請け負っている。すなわち（ａ）ＵＳＢ装置の取付けお
よび取外しを検出すること、（ｂ）ホストとＵＳＢ装置
との間のコントロールフローを管理すること、（ｃ）ホ
ストとＵＳＢ装置との間のデータフローフローを管理す
ること、（ｄ）ステータスおよびアクティビティ統計を
収集すること、そして（ｅ）電力を取付けられたＵＳＢ
装置に供給することである。

【００１６】ホスト上のＵＳＢシステムソフトウェア
は、ＵＳＢ装置とホスト型装置ソフトウェアとの間のイ
ンタラクションを管理する。ＵＳＢシステムソフトウェ
アと装置ソフトウェアとの間のインタラクションには５
つのエリアがある。すなわち（ａ）装置エニュメレーシ
ョンおよび設定、（ｂ）等時データ伝送、（ｃ）非同期
データ伝送、（ｄ）出力マネージメント、そして（ｅ）
装置およびバスマネージメントの情報である。

【００１７】ＵＳＢは、ＮＲＺＩ（ノンリターントゥゼ
ロ、変換）コード化および差分シグナリングを用いて、
ＵＳＢケーブルを介した情報を伝送する。ＵＳＢシリア
ルデータは、ＵＳＢケーブルを介して伝送される前に、
差分シグナリングを用いてＮＲＺＩコード化される。図
４は、ＵＳＢケーブルセグメントを介した情報の伝送プ
ロセスを示す。ＮＲＺＩコード化は、まず情報を送信し
ているＵＳＢエージェントによって実行される。次いで
コード化されたデータは、差分ドライバによってＵＳＢ
ケーブル上に送られる。レシーバは、入来の差分データ
を変換し、ＮＲＺＩデータをデコーダに送達する。

【００１８】情報を所与のＵＳＢ装置へまたは所与のＵ
ＳＢ装置から伝送する前に、ホストソフトウェアは、ま
ずその存在を検出しなければならない。ＵＳＢがＵＳＢ
ポートに取付けられる、および取外される場合、ＵＳＢ
は装置の存在を自動的に検出するように設計される。装
置の取付けを検出するために用いられるメカニズムはま
た、装置が最大速度装置かまたは低速度装置であるかど
うかを判定する方法を提供する。

【００１９】ケーブル出力がポートに印加された後、Ｕ
ＳＢハブは、差分データラインを用いて装置がポートの
うちの１つに取付けられたことを検出する。図５Ａに示
す構造は、ハブ８および最大速度装置１０を含む。図５
Ｂに示す構造は、ハブ９および低速度装置１１を含む。
図５Ａおよび図５Ｂを参照して、装置がＵＳＢポートに
取付けられていない場合、Ｄ＋およびＤ−ライン上の１
５ＫΩのプルダウンレジスタは、両方のデータラインが
ほぼ接地状態にあることを確実にする。ＵＳＢ装置は、
Ｄ＋またはＤ−のいずれかに（装置がそれぞれ高速度装
置または低速度装置のいずれかによって決まる）プルア
ップレジスタを含まなければならない。装置が取付けら
れると、Ｄ＋ラインまたはＤ−ラインのいずれかにある
ハブのプルダウンレジスタおよび装置のプルアップレジ
スタによって生成される電流が、分圧器を流れる。プル
ダウンレジスタの値が１５ＫΩであり、装置のプルアッ
プレジスタの値が１．５ＫΩであるので、データライン
は、Ｖ_USBの約９０％まで上昇する。ハブ（例えば、図
５Ａのハブ８および図５Ｂのハブ９）が、データライン
のうち一方がＶ_USBに近づき、他方がほぼ接地のままで
あるということを検出する場合、装置（例えば、図５Ａ
の最大速度装置１０および図５Ｂの低速度装置１１）が
取付けられたと認識する。

【００２０】Ｄ＋およびＤ−は差分信号である。Ｄ＋ラ
インおよびＤ−ラインは、実際のバスであり、この場合
データ通信が起こる。図５Ａを参照して、最大速度装置
１０の場合、１．５ＫΩのプルアップレジスタが、Ｖ
_USB（３．０−３．６Ｖｄｃ）とＤ＋ラインとの間で接
続される。図５Ｂを参照して、低速度装置１１の場合、
１．５ＫΩのレジスタがＶ_USB（３．０−３．６Ｖｄ
ｃ）とＤ−ラインとの間で接続される。適切な回路が設
置されると、ホストはＤ＋ラインまたはＤ−ラインがプ
ルアップされたと認識する。次いでホストは、装置がそ
のポートに接続されたと認識する。

【００２１】Ｄ＋ラインおよびＤ−ラインの両方が、
２．５μｓより長い時間０．８Ｖｄｃ未満に低下する
と、ハブは装置が取外されたことを検出する。Ｄ＋ライ
ンまたはＤ−ラインが、２．５μｓより長い時間２．０
Ｖｄｃを上回ると、ハブは装置が取付けられたと認識す
る。次いで装置は、２ｍｓより長い時間アイドルしたま
まとなる。ハブが装置の取付けを検出すると、そのポー
トステータスレジスタ内に適切なステータスビットを設
定し、ハブが装置の取外しを検出するとビットをリセッ
トする。ホストソフトウェアは、各ハブを定期的にポー
リングして、装置の取付けおよび取外しについてチェッ
クする。

【００２２】例えば、マウス、スキャナ、または他の例
示的なＵＳＢ装置が、パーソナルコンピュータ（「Ｐ
Ｃ」）の後ろにあるＵＳＢレセプタクルに接続される場
合、ホストは、新しいＵＳＢ装置が取付けられたことを
検出する。装置が取付けら得た場合に、ＰＣをリブート
する必要がなく、このことはＵＳＢの利点である。ホス
トコントローラおよびオペレーティングシステムは、新
しい装置が特定のポートに接続されたことを認識する。
次いでホストコントローラがシステム内の例えばマウス
と通信しはじめ、マウスをセットアップする場合、エニ
ュメレーションプロセスを経る。これにより、オペレー
ティングシステムは、（例えばカーソルを動かすことに
よって）そのマウスから得るコマンドを受信し、翻訳
し、応答し得る。マウスが接続され、ホストＰＣがエニ
ュメレーションプロセスを経由すると、ホストはその装
置のリセットを実行できなくなる。例えば、マウスがロ
ックアップされる場合、従来技術によるマウスをリセッ
トする唯一の方法は、ＰＣをリブートするか、または物
理的にＰＣからケーブルを抜いて、その後ＰＣに再び接
続するかである。これは、ケーブルがＵＳＢソケットに
再度接続される場合、ホストがエニュメレーションプロ
セスを再度実行するためにトリガされるためである。次
いでホストは、設定しなければならない新しい装置を検
出する。従って、ＰＣの後ろまで手を伸ばす等のオペレ
ータの介入を要する。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、ネット
ワークに接続可能な装置であって、該装置が接続される
と、該装置は、該装置が該ネットワークに取付けられて
いるように見える第１の状態と、該装置が該ネットワー
クから取外されているように見える第２の状態との間で
切り替え可能である。

【００２４】本発明の装置は、前記装置がＵＳＢ装置で
あってもよい。

【００２５】本発明の装置は、ハブにリンクされたノー
ドを有するネットワークと、各ノードにおける装置と、
を備え、少なくとも１つの装置が、該少なくとも１つの
装置が該ネットワークに取付けられているように見える
第１の状態と、該少なくとも１つの装置が該ネットワー
クから取外されているように見える第２の状態との間で
切り替え可能である。

【００２６】本発明の装置は、ノードを有する前記ネッ
トワークは、マスタ／スレイブ構成で動作してもよい。

【００２７】本発明の方法は、プルアップレジスタをＶ
_USBピンおよびＵＳＢケーブルのライと接続するステッ
プと、該Ｖ_USBピン上の電圧を制御するステップと、該
プルアップレジスタを流れる電流を制御するステップ
と、を包含する。

【００２８】本発明の方法は、前記Ｖ_USBピンへの前記
電圧をオフにするステップと、前記プルアップレジスタ
に電流が流れないようにするステップと、をさらに包含
してもよい。

【００２９】本発明の方法は、前記Ｖ_USBピンへの前記
電圧をオンにするステップをさらに包含してもよい。

【００３０】本発明の方法は、前記ＵＳＢケーブルをポ
ートに接続するステップをさらに包含してもよい。

【００３１】本発明の方法は、前記ポートに接続される
ホストであって、該ホストは、ＵＳＢ装置が前記電圧に
基づいて該ポートに取付けられているということを判定
してもよい。

【００３２】本発明の方法は、前記ポートに接続される
ホストであって、該ホストは、ＵＳＢ装置が前記電圧に
基づいて該ポートに取外されているということを判定し
てもよい。

【００３３】本発明の装置は、ＵＳＢケーブルを介して
ポートに接続可能なＵＳＢ装置であって、該ＵＳＢ装置
は、第１の状態と第２の状態との間で切り替え可能であ
り、該第１の状態では、ホストから見て該ＵＳＢ装置が
該ポートに取付けられているように見え、該第２の状態
では、該ホストから見て該ＵＳＢ装置が該ポートから取
外されているように見える。

【００３４】本発明の装置は、前記ＵＳＢ装置のＶ_USB
ピンと、該Ｖ_USBピンと前記ＵＳＢケーブルのラインに
接続されるプルアップレジスタと、をさらに備えてもよ
い。

【００３５】本発明の装置は、前記Ｖ_USBピン上の電圧
を制御する、前記ＵＳＢ装置内の取付け−取外し回路を
さらに備え、該取付け−取外し回路が電圧ソースに接続
されてもよい。

【００３６】本発明の装置は、制御信号を生成する、前
記ＵＳＢ装置内の制御回路をさらに備えてもよい。

【００３７】本発明の装置は、前記取付け−取外し回路
内のスイッチであって、該スイッチは、前記電圧ソース
と前記Ｖ_USBピンとの間に接続され、開状態と閉状態の
いずれかの状態にある、スイッチをさらに備えてもよ
い。

【００３８】本発明の装置は、前記スイッチは、前記制
御信号に応答して、前記Ｖ_USBピンを前記電圧ソースか
ら切断してもよい。

【００３９】本発明の装置は、前記スイッチが前記開状
態の場合、前記プルアップレジスタに電流が流れなくて
もよい。

【００４０】本発明の原理によると、装置のネットワー
クがハブに接続される。ネットワーク装置の各々が、第
１の状態（装置がネットワークに取付けられているよう
に見える）と第２の状態（装置がネットワークから取外
されているように見える）との間の切り替えを可能にす
る。

【００４１】本発明の特定の実施形態において、ＵＳＢ
装置内の回路は、ＵＳＢ装置の取付けおよび取外しをシ
ミュレートすることを提供する。ＵＳＢ装置のポートか
らの取外しは、Ｖ_USBピンを３．３Ｖｄｃ電圧ソースか
ら切断することによってシミュレートされる。この切断
により電流が１．５ＫΩプルアップレジスタを流れるの
を防ぐ。１．５ＫΩプルアップレジスタは、Ｖ_USBピン
およびＤ＋ライン（または低速度装置の場合はＤ−ライ
ン）に接続される。ホストが、Ｄ＋ラインおよびＤ−ラ
インを電流が流れないことを検出すると、ＵＳＢ装置か
らのＵＳＢケーブルがまだポートに接続されたままであ
っても、ホストはポートに接続されるＵＳＢ装置が存在
しないと判定する。Ｖ_USBピンを３．３Ｖｄｃ電圧ソー
スに再接続すると、ＵＳＢ装置のポートへの取付けがシ
ミュレートされる。

【００４２】本発明の他の特定の実施形態において、方
法は、プルアップレジスタをＶ_USBピンおよびＵＳＢケ
ーブルのラインに接続するステップ、Ｖ_USBピン上の電
圧を制御するステップ、およびプルアップレジスタに電
流が流れないようにするステップを含む。

【００４３】本発明の別の特定の実施形態において、Ｕ
ＳＢ装置はＵＳＢケーブルを介してポートに接続可能な
ＵＳＢ装置を含む。ＵＳＢ装置は、第１の状態と第２の
状態との間で切り替え可能である。第１の状態では、ホ
ストから見てＵＳＢ装置がポートに取付けられているよ
うに見える。第２の状態では、ホストから見てＵＳＢ装
置がポートから取外されているように見える。

【００４４】本発明の他の局面および利点は、以下の詳
細な説明および添付の図面から明らかとなる。添付の図
面は、本発明の特徴を例示することによって示される。

【００４５】

【発明の実施の形態】ネットワークは、コンピュータ、
端末、データベース、および互いに通信する他の装置等
の独立した機器からなる。これらの機器またはノード
は、各ノードが初期通信を可能とするピアツーピア構
成、または通信がマスタによって制御されるマスタ／ス
レイブ構成で動作し得る。ＵＳＢネットワークは、マス
タ／スレイブ構成の例である。

【００４６】特定の環境下で、ネットワーク上のノード
がネットワーク上にないかのように挙動することが望ま
しい。このことは、ノードの電気的挙動および通信の挙
動を、あるいは存在しないノードの出現（ａｐｐｅａｒ
ａｎｃｅ）を整合するか、またはエミュレートすること
によって達成され得る。ＵＳＢ装置の場合、この切断さ
れたノードのシミュレーションが再接続されるように見
えるとき、ノードの初期化またはエニュメレーションと
なる。ＵＳＢ装置は、プルアップレジスタロードを制御
し、ネットワークトラフィックに応答してこのことを達
成する。

【００４７】例えば、ＵＳＢ装置（例えばマウス等）の
エレクトロニクスが不完全である場合、そしてエレクト
ロニクスが不完全な条件を知り、その条件を訂正する方
法を知っている場合でさえ、従来技術によるホストにリ
セットさせる要求をする、またはホストを用いて接続を
再確立させる方法はない。本発明以前では、ＵＳＢ装置
（例えばマウスのような）を取外し、そして再びそこに
接続するという方法が、ＵＳＢ装置がリセットされる得
るか、またはホストを用いて接続を再確立させる方法で
あった。本発明により、その接続および再接続プロセス
の電気的なバージョンがユーザによる相互作用または特
別なホストのアクションを必要とすることなく装置レベ
ルで自動化され得る。

【００４８】図６を参照して、例示的なシステム１２
は、ノードを有するネットワーク１４にリンクされたハ
ブ１３を含み、これによりハブ１３とノード有するネッ
トワーク１４との間でデータの双方向の配信が可能とな
る。ネットワーク１４の個々のノードの各々が、コンピ
ュータ、端末、データベース、または周辺機器等の装置
を含む。各ノードの装置は、装置が接続された場合に、
第１の状態（装置がネットワークに取付けられているよ
うに見える）と第２の状態（装置がネットワークから取
外されているように見える）との間で切り替え可能な装
置となるようにネットワークに接続され得る。

【００４９】図６に示す特定の実施形態において、各ノ
ードは、コンピュータ１５を含む。媒体１６は、ネット
ワーク１４内のノードとリンクし、そのネットワークを
ハブ１３とリンクさせる。ハブ１３は、ノードを有する
リンクされたネットワーク１４への通信およびネットワ
ーク１４からの通信を切り替えるように動作する。ネッ
トワークインターフェースカードが、ハブ１３およびネ
ットワーク１４内の各コンピュータ１５で用いられ、こ
のような通信をするためのプロトコルを確立し、リンク
されたネットワーク間で信号をルーティングする。ネッ
トワーク１４の各コンピュータ１５は、第１の状態（コ
ンピュータがネットワーク１４に取付けらているように
見える）と第２の状態（コンピュータがネットワーク１
４から取外されているように見える）との間を切り替え
可能である。

【００５０】例示目的で図７に示すように、修正された
ＵＳＢ装置２０内の回路により、ＵＳＢ装置の取付けお
よび取外しは、ＵＳＢ装置２０からのＵＳＢケーブル２
２がＵＳＢポート内に物理的に差込まれたままソフトウ
ェアの制御をしてエミュレートされ得る。ＵＳＢ装置２
０内の回路は、Ｖ_USBピン、Ｄ＋ライン、Ｄ−ラインお
よびグランド（図示せず）に接続される。プルアップレ
ジスタＲ_PUは、Ｄ＋ライン（またはＵＳＢ装置２０の速
度によってはＤ−ライン）とＶ_USBピンとの間に接続さ
れる。本発明の原理によると、ＵＳＢ装置２０内の回路
は、３．３Ｖｄｃ電圧ソース２４、３．３Ｖｄｃ電圧ソ
ース２４に接続される取付け−取外し回路２６、取付け
−取外し回路２６に接続される制御回路２８、および制
御回路２８に接続される差分ドライバ回路３０を含む。

【００５１】取付け−取外し回路２６は、第１のトラン
ジスタスイッチＴ１、第２のトランジスタスイッチＴ
２、および内部レジスタＲ_INTを含む。取付け−取外し
回路２６において、３．３Ｖｄｃ電圧ソースとＶ_USBピ
ンとの間に２つの並列なパスがある。第１のトランジス
タスイッチＴ１は、第１のパスに配置される。第２のト
ランジスタスイッチＴ２および内部レジスタＲ_INTは、
第２のパスに配置される。

【００５２】差分ドライバ回路３０は、第１のバッファ
Ｄ１および第２のバッファＤ２を含む。第１のバッファ
Ｄ１および第２のバッファＤ２の出力は、それぞれＤ＋
ラインおよびＤ−ラインと接続される。差分ドライバ回
路３０は、ＵＳＢデータ信号をＵＳＢケーブル２２上へ
送る。Ｄ１バッファおよびＤ２バッファは、Ｄ＋ライン
およびＤ−ラインを駆動さるか、またはトライステート
となり得る（すなわち高インピーダンス状態）。

【００５３】制御回路２８が生成するＳＵＳＰＥＮＤ制
御信号３４は、第２のトランジスタスイッチＴ２と接続
される。制御回路２８が生成するＡＴＴＡＣＨ制御信号
３６は、第１のトランジスタスイッチＴ１と接続され
る。制御回路２８が生成するＯＵＴＰＵＴ制御信号３８
は、第１のバッファＤ１および第２のバッファＤ２のゲ
ートと接続される。

【００５４】ＵＳＢバスが、ホストへの取付け、ホスト
への取外しを有するホストセントリックシステムである
ので、ホスト４０は、装置がいつバスに接続され、いつ
バスから切断されるかを検出可能である必要がある。図
７を参照して、接続される装置がないＵＳＢポートは、
Ｄ＋ラインおよびＤ−ラインをプルダウンするＲ_PD1お
よびＲ_PD2を有し、これによりこのステータスのホスト
をシグナリングする。

【００５５】従来のＵＳＢ装置において、データライン
のうち１つ（Ｄ＋ラインまたはＤ−ラインのいずれか）
が、プルアップレジスタＲ_PUによって固定電圧Ｖ_USBに
プルアップされる。このような従来の装置がホストに接
続されるケーブルに取付けられると、プルアップレジス
タによりライン上でハイ状態電圧となる信号ライン（Ｄ
＋ラインまたはＤ−ライン）は、装置が接続されるホス
トに通知する。装置が取外されると、この場合もやはり
バス上のリセット状態が、ＵＳＢデータライン（すなわ
ちＤ＋ラインおよびＤ−ラインの両方）上でロウ状態電
圧となるため、ホストは装置が取外されたことを検出す
る。

【００５６】図７を参照して、ＵＳＢシステムがホスト
セントリックであるため、ホストは、ＵＳＢ装置がバス
上にのみ送ることを要求すれば、ＵＳＢ装置はそのよう
にする。本発明の原理によると、装置２０がプルアップ
レジスタＲ_PUをプルアップすることによって装置２０の
取付けをシグナリングする間、バッファＤ１およびバッ
ファＤ２は、制御回路２８内の制御ロジックまたはファ
ームウェアによってディセーブルされる。プルアップレ
ジスタＲ_PUのプルアップは、新しい装置がＵＳＢサブシ
ステムに取付けられたことをホスト４０にシグナリング
し、それによりホスト４０は新しく取付けられた装置の
エニュメレーションを開始する。エニュメレーションプ
ロセスは、ホスト４０と装置２０との間の通信インター
フェースを再確立する。

【００５７】本発明がもたらす進歩以前では、ＵＳＢ装
置（例えばマウスまたはスキャナ等）からのケーブル
は、強制的に再エニュメレーションを行うためにＵＳＢ
ポートから物理的に取外さなければならなかった。本発
明の原理によれば、装置は、装置からのケーブルを物理
的にＵＳＢポートから切断することなくソフトウェア制
御下でＵＳＢから取外され得る。本発明の原理により増
強されたＵＳＢ装置は、装置がホストによってリセット
される必要を要する状況が生じると、ホストに装置を再
エニュメレートさせ得る。本発明の原理によると、取外
しアクションは、内部ＰＭＯＳトランジスタスイッチＴ
１およびＴ２をディセーブルすることによってプルアッ
プレジスタＲ_PUからプルアップ電圧（Ｖ_USB）を取り除
きシミュレートされる。

【００５８】制御回路２８は、プログラマブルポートレ
ジスタ（「ＰＰＲ」）４２を含む。プログラマブルポー
トレジスタ４２のレジスタビットは、Ｖ_USB出力ピン上
に３．３Ｖｄｃ電圧があるかどうかを制御する。この電
圧の存在により、ＵＳＢケーブル上に取付けられた装置
をホスト４０に指示する。プログラマブルポートレジス
タ４２の２つのビットは、Ｖ_USBピン上への制御された
３．３Ｖｄｃ電圧ソースの接続性を判定する。

【００５９】２つのビットのうち１つはＡＴＴＡＣＨビ
ットであり、これにより制御回路２８内のロジックがＶ
_USB上で制御された電圧を選択し、ホストに接続された
装置をエミュレートする。ＡＴＴＡＣＨビットがクリア
になると（すなわちＡＴＴＡＣＨビットが偽条件に変更
する）、制御ロジックはスイッチＴ１およびＴ２を選択
解除し、これにより取外された装置をエミュレートす
る。

【００６０】ＵＳＢ仕様書はまた、バスが特定の時間の
間インアクティブである場合について、ＵＳＢ装置をサ
スペンド状態と定義する。これ以降、ＵＳＢ装置２０
は、スリープ状態に入り、電流消費量は通常の動作時よ
りも実質的に少なくなるはずである。

【００６１】Ｖ_USBピン上の電圧を制御する別のモード
は、サスペンドモード中の電流消費を制限するために使
用される。通常の通信モード中、バッファＤ１は、デー
タをデータラインＤ＋に送り、電圧Ｖ_USBの制御はこの
ことを考慮する。しかしサスペンドモードでは、Ｒ_PUお
よびＲ_PD1を流れる電流がわずかであるため、Ｖ_USBの制
御要求が供給される必要はほとんどない。サスペンドモ
ードでのこの減少した制御要求は、ＳＵＳＰＥＮＤビッ
トによって選択される。プログラマブルポートレジスタ
４２のＳＵＳＰＥＮＤビットを設定すると、制御回路２
８はトランジスタスイッチＴ２のみをイネーブルする。
このことは、内部レジスタＲ_INTを用いて３．３Ｖｄｃ
電圧ソースをインプリメントする。内部レジスタＲ_INT
は、通常の通信時よりも少ない電流を供給する。ＳＵＳ
ＰＥＮＤモードで動作中であっても、取付けられたＵＳ
Ｂ装置は依然としてエミュレートされる。制御回路２８
は、ＳＵＳＰＥＮＤ制御信号３４を選択解除して、ＡＴ
ＴＡＣＨ制御信号３６を選択し、それによりＶ_USB上の
全制御を再開するとすぐにサスペンドモードを出る。

【００６２】本発明の特定の形態が示され、記載された
が、種々の改変が本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなくなされ得ることもまた理解される。プルアップ
レジスタは、ＵＳＢ装置のＶ_USBピンおよびポートに接
続されるＵＳＢケーブルのＤ＋ラインまたはＤ−ライン
のいずれかに接続される。Ｖ_USBピンは、ソフトウェア
の制御下で電圧ソースから切断され、Ｄ＋ラインまたは
Ｄ−ラインのいずれかからプルアップレジスタをフロー
トにし、そのためプルアップレジスタ、Ｄ＋ラインまた
はＤ−ラインを流れる電流が生じない。Ｄ＋ラインまた
はＤ−ラインを流れる電流が生じないため、ホストは、
ＵＳＢケーブルが物理的にポートに接続されていても、
ＵＳＢケーブルがポートから抜かれ、ＵＳＢ装置が取外
されているということを決定する。ソフトウェアの制御
下で、電圧ソースがＶ_USBピンに接続され、装置が接続
されたとホストが決定するとすぐに、エミュレーション
プロセスが開始する。

【００６３】

【発明の効果】本発明によって、ＵＳＢ装置のポートか
らケーブルを取り外すことなく、装置がホストによって
リセットを要する状況が発生するとホストにデバイスを
再エニュメレートさせることによってソフトウェア制御
でＵＳＢ装置から取り外すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ＵＳＢケーブルを示す。

【図２】図２は、ＵＳＢハブを示す。

【図３】図３は、ＵＳＢコンピュータ環境での接続性を
示す。

【図４】図４は、ＵＳＢケーブルを介した情報の伝送を
示す。

【図５Ａ】図５Ａは、レジスタと最大速度ＵＳＢ装置と
の接続を示す。

【図５Ｂ】図５Ｂは、レジスタと低速度ＵＳＢ装置との
接続を示す。

【図６】図６は、本発明の原理に従って、ハブに接続さ
れたコンピュータネットワークを示す。これによりコン
ピュータの取付けおよび取外しがシミュレートされ得
る。

【図７】図７は、本発明の原理に従って適合されたＵＳ
Ｂ装置を示す。これにより取付けおよび取外しがシミュ
レートされ得る。

【符号の説明】

２２ ＵＳＢケーブル ２４ 電圧ソース ２６ 取付け−取外し回路 ２８ 制御回路 ３４ ＳＵＳＰＥＮＤ制御信号 ３６ ＡＴＴＡＣＨ制御信号 ３８ ＯＵＴＰＵＴ制御信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セオドア ジェイ． ディッペナー アメリカ合衆国 アリゾナ 85248， チ ャンドラー， ウエスト ウイステリア ドライブ 1640 (72)発明者 ピーター シャイカ アメリカ合衆国 アリゾナ 85048， フ ェニックス， エス． 37ティーエイチ ストリート 16622 (72)発明者 マイケル エス． ピスカ アメリカ合衆国 アリゾナ 85048， フ ェニックス， サウス 14ティーエイチ ウェイ 14601

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワークに接続可能な装置であっ
   て、該装置が接続されると、該装置は、該装置が該ネッ
   トワークに取付けられているように見える第１の状態
   と、該装置が該ネットワークから取外されているように
   見える第２の状態との間で切り替え可能な装置を備え
   る、装置。
2. 【請求項２】 前記装置がＵＳＢ装置である、請求項１
   に記載の装置。
3. 【請求項３】 ハブにリンクされたノードを有するネッ
   トワークと、 各ノードにおける装置と、を備え、少なくとも１つの装
   置が、該少なくとも１つの装置が該ネットワークに取付
   けられているように見える第１の状態と、該少なくとも
   １つの装置が該ネットワークから取外されているように
   見える第２の状態との間で切り替え可能である、装置。
4. 【請求項４】 ノードを有する前記ネットワークは、マ
   スタ／スレイブ構成で動作する、請求項３に記載の装
   置。
5. 【請求項５】 プルアップレジスタをＶ_USBピンおよび
   ＵＳＢケーブルのライと接続するステップと、 該Ｖ_USBピン上の電圧を制御するステップと、 該プルアップレジスタを流れる電流を制御するステップ
   と、を包含する、方法。
6. 【請求項６】 前記Ｖ_USBピンへの前記電圧をオフにす
   るステップと、 前記プルアップレジスタに電流が流れないようにするス
   テップと、をさらに包含する、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記Ｖ_USBピンへの前記電圧をオンにす
   るステップをさらに包含する、請求項５に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記ＵＳＢケーブルをポートに接続する
   ステップをさらに包含する、請求項５に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記ポートに接続されるホストであっ
   て、該ホストは、ＵＳＢ装置が前記電圧に基づいて該ポ
   ートに取付けられているということを判定する、請求項
   ８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記ポートに接続されるホストであっ
    て、該ホストは、ＵＳＢ装置が前記電圧に基づいて該ポ
    ートに取外されているということを判定する、請求項８
    に記載の方法。
11. 【請求項１１】 ＵＳＢケーブルを介してポートに接続
    可能なＵＳＢ装置であって、 該ＵＳＢ装置は、第１の状態と第２の状態との間で切り
    替え可能であり、該第１の状態では、ホストから見て該
    ＵＳＢ装置が該ポートに取付けられているように見え、
    該第２の状態では、該ホストから見て該ＵＳＢ装置が該
    ポートから取外されているように見える、ＵＳＢ装置を
    備える、装置。
12. 【請求項１２】 前記ＵＳＢ装置のＶ_USBピンと、 該Ｖ_USBピンと前記ＵＳＢケーブルのラインに接続され
    るプルアップレジスタと、をさらに備える、請求項１１
    に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記Ｖ_USBピン上の電圧を制御する、
    前記ＵＳＢ装置内の取付け−取外し回路をさらに備え、 該取付け−取外し回路が電圧ソースに接続される、請求
    項１２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 制御信号を生成する、前記ＵＳＢ装置
    内の制御回路をさらに備える、請求項１３に記載の装
    置。
15. 【請求項１５】 前記取付け−取外し回路内のスイッチ
    であって、該スイッチは、前記電圧ソースと前記Ｖ_USB
    ピンとの間に接続され、開状態と閉状態のいずれかの状
    態にある、スイッチをさらに備える、請求項１４に記載
    の装置。
16. 【請求項１６】 前記スイッチは、前記制御信号に応答
    して、前記Ｖ_USBピンを前記電圧ソースから切断する、
    請求項１５に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記スイッチが前記開状態の場合、前
    記プルアップレジスタに電流が流れない、請求項１６に
    記載の装置。