JP2003504758A - ユーザ構成可能なモジュールポート拡張システム - Google Patents
ユーザ構成可能なモジュールポート拡張システムInfo
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Abstract
Description
33号の利益を享受するものである。
にあるUSBポートなどの単一のポートを、さまざまな周辺機器およびファンク
ションに接続するポート拡張システムに関し、さらに詳しく言えば、さまざまな
種類の周辺機器およびファンクションにホストシステムを接続する際に、高度な
柔軟性および効率性が得られるようなユーザ構成可能な拡張システムに関する。
本発明および本発明の背景について記載するが、「Firewire」または「
i.Link」とも呼ばれるIEEE1394やSCSIを含む他の標準バスイ
ンタフェースとともに用いられてよいことは、当業者に明らかであろう。
数のさまざまな種類のパーソナルコンピュータの周辺機器およびファンクション
を接続して適切に動作させることが困難なことから、外部の周辺機器およびファ
ンクションを追加するための低コストの標準ソケットを用いて、ホットプラグ可
能な「プラグアンドプレイ」対応のカスケード接続可能なシリアルインタフェー
スを備えたユニバーサルシリアルバス(USB)標準が採用された。1998年
9月23日付けのユニバーサルシリアルバス仕様Rev.1.1の内容全体は、
参照により本願明細書に引用されたものとする。データだけでなく電力もUSB
ケーブルを介して伝送されるため、別のパワーアダプタを必要とすることなく、
何らかの低電力デバイスが動作されてよい。USB仕様により、USBハブを用
いて最大127個の周辺機器を単一のPCへ接続することが可能となり、ホスト
が各機器により提供されるリソースを使用できるように、これらの周辺機器の接
続方法が規定される。USBポートは、すでに多くの新型のPCに採用されてお
り、さまざまな種類のUSB周辺機器が市場に流通している。また、周辺機器接
続用の1個または2個のUSBポートを備えたレガシーフリーPCも入手可能に
なっている。このようなPCには、従来の標準インタフェースが組み込まれてい
ない。
ポートおよびRJ−11モデムポートを含む従来のインタフェースに、PCまた
はUSBハブ上のUSBポートを接続するための入手可能なコンバータが多数あ
る。これらのコンバータにも、1個以上のUSBポートが含まれているものがあ
る。しかしながら、コンバータは、ホストシステムまたはハブに各筐体を取り付
けるために別のケーブルを要する個々の筐体内に収容される。
機能ハブの一つに、2個のシリアルポートと1個のパラレルプリンタポートから
なる従来の3個のポートとともに、4個の追加のUSBポートを備えるように、
USB使用可能PCを拡張するハブがある。しかしながら、このような多機能U
SBハブは、単一のハウジング内に一体化されているため、決まった数の組み合
わせの周辺機器またはファンクションのポートしか利用できない。
ジュール間でケーブルを使用することなく、1以上の周辺機器またはファンクシ
ョンのモジュールの所望のコンフィグレーションをカスタマイズできる、ユーザ
構成可能なモジュールポート拡張システムを提供する。周辺機器モジュールは、
第1および第2のエンドモジュール間を任意のシーケンスで互いに物理的かつ電
気的に接続可能であるため、ホストシステムのポート仕様の制限内において、実
質的に任意の数の選択された拡張機能を任意の組み合わせで提供することができ
る。周辺機器モジュールには、例えば、標準パラレルDB−25ポートモジュー
ル、2ポートシリアルPS/2モジュール、2ポートシリアルDB−9モジュー
ル、4ポートまたは7ポートUSBハブ、RJ−11イーサネットLANモジュ
ールおよびRJ−11モデムモジュールが含まれてよい。
可能なカップリングを提供する。このようにして、ユーザは、モジュールを手動
で容易に接続および分離して、ホストポート仕様の制限内において、任意の所望
の組み合わせおよび数の周辺機器モジュールを容易にカスタム設計し組み立てる
ことができる。隣接するモジュール間での機械的なカップリングには、ポート拡
張システムの個々の機器モジュール間およびポート拡張システムとホストシステ
ム間で要求される電気信号を伝送するように働く連結コネクタが含まれているこ
とで、さまざまなモジュールへの外部ハブおよび個々のケーブルが不要になる。
周辺機器モジュール間で信号を伝達する技術により、周辺機器モジュールを任意
のシーケンスで接続することができるため、ユーザが各自の要求に合わせてポー
ト拡張システムをカスタム構成することができる。さらに、システムは解体可能
なものであり、周辺機器モジュールは、望ましいように、異なる順序で再度組み
立て可能である。さまざまな個々の周辺機器モジュールを利用することにより、
ユーザがこのようなモジュールを購入して、周辺機器とネットワーク接続を混合
および整合させるように、ビルディングブロック方式で既存のシステムに追加し
てよい。
通信リンクを提供するホストポートを含むホストシステムに周辺機器を接続する
モジュールポート拡張システムが提供される。ポート拡張システムは、ホストシ
ステムのホストポートに接続可能なホストポートと、ホストシステムのホストポ
ートの業界標準プロトコルに準拠した信号に通信リンクをそれぞれが提供する複
数のスレーブポートを規定するダウンストリームコネクタと、ホストポートと複
数のスレーブポートとを相互接続するハブモジュールインタフェース回路と、を
含むハブモジュールとを含む。このシステムは、ハブモジュールに周辺機器を結
合し、ハブモジュールのダウンストリームコネクタに直接接続可能な周辺機器モ
ジュールをさらに含む。周辺機器モジュールは、ホストシステムのホストポート
のプロトコルと同じかまたは異なるものであってよい業界標準プロトコルに準拠
した信号に通信リンクを提供し、周辺機器に接続可能である周辺機器ポートを含
む。周辺モジュールは、ハブモジュールのダウンストリームコネクタと解除可能
に連結可能であり、ハブモジュールのダウンストリームコネクタにより規定され
たスレーブポートに対応する複数のポートを規定するアップストリームコネクタ
をさらに含む。周辺機器モジュールのアップストリームコネクタとハブモジュー
ルのダウンストリームコネクタにより、ハブと周辺機器モジュール間が機械的お
よび電気的に相互接続される。周辺機器モジュールは、アップストリームコネク
タのポートの1つと周辺機器ポートとの間に接続される周辺機器インタフェース
回路を組み込む。最後に、周辺機器モジュールは、周辺機器モジュールを別のモ
ジュールの解除可能に連結可能なアップストリームコネクタに機械的および電気
的に直接接続するダウンストリームコネクタを有する。
により規定される複数のポートは、第1のポートと、第2のポートと、連続する
ポートとを含み、周辺機器モジュールのダウンストリームコネクタは、第1のポ
ートと連続するポートを含む複数のポートを規定する。アップストリームコネク
タの第1のポートは、周辺機器モジュールのインタフェース回路に接続される。
周辺機器モジュールのアップストリームコネクタにより規定される第2および連
続するポートは、「1つシフトする」アーキテクチャのラインに沿って、周辺機
器モジュールのダウンストリームコネクタの第1および連続するポートに順次接
続される。このようにして、周辺機器モジュールは、任意のシーケンスで接続可
能である。
ルに接続可能であり、ハブエンドモジュールの端部とは反対のポート拡張システ
ムの端部を形成するパワーエンドモジュールをさらに含む。パワーエンドモジュ
ールは、システムが所定レベルを超える電力を要求する場合に、システムに電力
を供給するための外部電源に接続するためのコネクタを含む。また、パワーエン
ドモジュールは、デイジーチェーン接続用ポート拡張システム用または1以上の
周辺機器への直接接続用の拡張ポートを含むものであってもよい。
ル間を電気的および機械的に結合するための標準的な連結可能なDB−25コネ
クタを利用する。連結可能なDB−25コネクタが隣接するモジュール間を機械
的に相互接続することにより、十分な構造的完全性が得られるが、このように隣
接するモジュールを機械的に結合する部分に、モジュールを解除可能にラッチ止
めする手段を補うことが好ましい。DB−25コネクタによる機械的な相互接続
と、ラッチ手段とを組み合わせることにより、一体形またはワンピースユニット
のものに近い剛性と堅牢性を備えた構造が得られ、ワンピースまたは頑丈なブロ
ック構造の外観を形成する一方で、モジュールを容易に手動で引き離すことがで
きる。
利益、利点および特徴が明らかになるであろう。
ら逸脱することなく、当業者によりさまざまな代替および修正が考案されてよい
。例えば、以下、特に、USB標準バスインタフェースまたはプロトコルととも
に使用するために本発明を記載するが、「Firewire」または「i.Li
nk」とも呼ばれるIEEE1394およびSCSIなどの他の標準バスインタ
フェースに本発明を適用可能であることは、当業者に明らかであろう。したがっ
て、本発明は、特許請求の範囲内にあるすべての代替、修正および変更を包含す
るものである。
ム12にさまざまなコンピュータ周辺機器を取り付けるための、本発明の第1の
特定の例示的実施形態によるポート拡張システム10のブロック図である。本願
明細書で使用する場合、「周辺機器」という用語は、広義に、ホストシステムに
能力を与えるように一定の機能を実行するための任意の物理的実体を包含する用
語として使用される。したがって、「周辺機器」には、例示的かつ非制限的に、
プリンタ、スキャナ、スピーカ、ディジタルカメラ、Zip(登録商標)ドライ
バ、ビジネスカードリーダ、キーボード、マウス、ジョイスティックとともに、
電話線、イーサネットローカルエリアネットワーク、総合ディジタル通信網(I
SDN)およびディジタル加入者線(DSL)が含まれてよい。このシステム1
0は、第1またはハブエンドモジュール14と、第2またはパワーエンドモジュ
ール16と、ハブとパワーエンドモジュール間にある5個の周辺機器モジュール
17〜21とを含む直列の物理的、すなわち、電気的および機械的に相互接続さ
れたモジュールを含む。
Bポート26に接続されるUSBホストポート22を含むハブエンドモジュール
14は、システムのフロントエンドであり、パワーエンドモジュール16ととも
に最大6個の周辺機器モジュールをサポートするために、7個のUSBスレーブ
ポートを介してUSBホストシステム12とポート拡張システム10とをつなぎ
合わせる。パワーエンドモジュール16は、1以上の追加またはカスケード接続
されるポート拡張システム32にシステム10を接続するためのUSB拡張ポー
ト30を含む。この代わりとして、USBポート30は、追加のハブまたはUS
B使用可能な周辺機器またはファンクション(図示せず)に接続されてよい。パ
ワーエンドモジュール16は、プラグ37によりACパワーアダプタ36や同等
のバッテリーパックなどの外部電源にシステム10を接続するためのパワージャ
ック34をさらに含む。このような外部電源は、システム10の特定のコンフィ
ギュレーションがハブモジュール14のUSBポート22のパワーバスから利用
可能なものよりも多くの電力を要する場合に、必要とされることがある。
のを含む。すなわち、DB−9ポート38の一方をビジネスカードリーダ40に
接続した状態を図示したUSB・デュアルシリアルDB−9ポートモジュール1
7と、パラレル出力ポート42をプリンタ44に接続した状態を図示したUSB
・信号パラレルポート(IEEE−1284)モジュール18と、RJ−45ポ
ート46をイーサネットLAN48に接続したUSB・イーサネットモジュール
19と、2つのRJ−11ポートの一方(50)を電話線52に接続した状態を
示したUSB・電話線/電話モデムモジュール20と、例として、マウス54と
キーボード56に接続した状態を示したUSB・デュアルシリアルPS/2ポー
トモジュール21である。
的な一例の背面斜視図および正面斜視図をそれぞれ示したものである。図2およ
び図3のシステムは、第1のエンドまたはハブエンドモジュール62と、第2の
エンドまたはパワーエンドモジュール64と、それらのエンドモジュールの間に
接続された6個のユーザ選択周辺機器モジュール66〜71を含む。周辺機器モ
ジュールは、以下のユーザ選択シーケンスで並んで接続される。すなわち、デュ
アルシリアルPS/2ポートモジュール66と、デュアルRJ−11ジャックを
備えたモデムモジュール67と、単一のRJ−45ジャックを備えたイーサネッ
トLANモジュール68と、7ポートUSB拡張ハブモジュール69と、パラレ
ルポートモジュール70と、デュアルシリアルDB−9ポートモジュール71で
ある。ハブエンドモジュール62は、デスクトップPCやノートブックコンピュ
ータなどのホストシステムにシステム60を接続するためのUSBポート72を
含む。パワーエンドモジュール64は、すでに説明したように、USB拡張ポー
ト74および外部電源接続用のジャック76を有する。図3を参照すると、周辺
機器モジュール66〜71は、透明または半透明の光伝達プラスチックから作ら
れたライトバー84〜89をそれぞれ保持する前面78〜83を含む。ライトバ
ー84〜89のそれぞれは、以下にさらに説明するように、モジュール内にある
LEDなどの1以上の光源から光を伝達して、ユーザにモジュールの状態および
/または活動状態を示す。また、ハブエンドモジュール62は、エンドモジュー
ル62の状態および/または活動状態に応答する内部光源により照明され、ユー
ザが視認できるライトパイプ90からなる状態/活動状態インジケータを含むも
のであってよい。パワーエンドモジュール64は、同様の状態および/または活
動状態を示すライトパイプ92を含む。
た周辺機器モジュールの一例の詳細が示されている。モジュール100は、ねじ
または他の取り付け手段(図示せず)により接合されている上側ハウジング部分
104と下側ハウジング部分106とを含む成形プラスチックハウジング102
を含む。モジュール100は、それぞれがUSBのB型コネクタからなる7個の
USBポート108を保持する背面パネル107を含む。さらに、ハウジング1
02は、細長い開口部112を有する右側壁110を有し、この開口部を介して
、隣接するモジュールにより保持される連結用のDB−26雌コネクタまたはジ
ャックに解除可能に接続するためのアップストリームDB−25雄コネクタまた
はプラグ114が突出することにより、隣接するモジュール間を物理的に、すな
わち、機械的かつ電気的に相互接続する。モジュール100は、連結DB−25
コネクタにより与えられる機械的内部接続を補うインタモジュールラッチ手段を
含む。さらに詳しく言えば、モジュール100の右側壁110の上側部分から、
ハウジングの上側部分104と一体形成され、隣接するモジュールの左側壁の連
結孔に入るように配置された、間隔をおいて設けられた一対の弾性プラスチック
タブ116が突出している。各タブ116は、その外側先端部にカエシのような
拡張部118を含む。
ジングの左側壁の下側部分から突出する相補対のタブを受け入れるようにされた
、間隔をおいて設けられた一対の孔120が形成される。図5に示すように、モ
ジュール100のハウジング102は、細長い開口部124を有する左側壁12
2を含み、その開口部を介して、隣接するモジュールの右側にあるDB−25プ
ラグを受けるためのダウンストリームDB−25雌コネクタまたはジャック12
6が突出する。上側ハウジング部分104の左側壁122の上側部分には、隣接
するモジュールの右側壁から突出するタブを受けるための、間隔をおいて設けら
れた一対の孔128が形成される。同様に、モジュール100の左側壁122の
下側部分は、それぞれの外側先端部にカエシのような拡張部132を備える突出
タブ130を保持する。本願明細書で使用する場合、「アップストリームコネク
タ」という用語は、ホストシステム10に電気的に最も近いDB−25モジュー
ルコネクタをさす。これに対して、「ダウンストリームコネクタ」という用語は
、ホストシステム10から電気的に最も離れたDB−25モジュールコネクタを
さす。
34を含み、このライトバーは、状態および/または活動状態の信号に応答して
付勢される内部光源により照明可能なものである。
本発明によるポート拡張システムのモジュールを解除可能に連結しやすいように
、隣接するモジュールの側壁にあるラッチ手段が結合される様子を示している。
モジュール140は、右側壁146を備えるハウジング144を含み、その上側
部分は外側に突出するタブを有し、そのタブの一方(148)が図示されており
、隣接するモジュール142の左側壁152にある孔150に受け入れられる。
タブ148の外側先端部にあるカエシのような拡張部154は、モジュール14
2の左側壁152の内面156と係合する。モジュール140の右側壁146に
ある関連する孔160により、モジュール142の左側壁152にある相補的な
タブ158が受け入れられる。
いてもよく、このため、モジュールを機械的に完全に結合するのは、DB−25
コネクタにのみ委ねられている。さらに、連結コネクタのジェンダが逆のもので
あってよく、コネクタはDB−25コネクタに限定されるものではないことは明
らかであろう。しかしながら、このようなコネクタは、容易に入手可能であり、
比較的安価で、耐久性があるため好ましいものである。最後に、「左側」および
「右側」という表現は、本発明の記載を容易にするために便宜上参照したもので
あり、限定した意味で解釈されるべきものではないことは明らかであろう。
ントロニクスモジュール170の形をした周辺機器モジュールの別の例を示し、
その内部の詳細を示すものである。図7および図8に、特定のモジュールが示さ
れているが、図示されているモジュールの内部構造が、本発明によるポート拡張
システムをなすものであってよいさまざまなモジュールを一般的に代表するもの
であることを理解されたい。
よび下側ハウジング部分176と、平行な左側壁および右側壁178、180と
、平行な長手方向に延伸する前壁および後壁182、184とを備える成形プラ
スチックハウジング172を含む。下側ハウジング部分176内には、上面18
8と、前面マージンおよび背面マージン190、192と、左側マージンおよび
右側マージン194、196とを備えるプリント回路基板(PCB)186が搭
載されている。PCBの上面188には、ブロック198で表されるインタフェ
ース回路と、PCBの左側マージン194に沿ってダウンストリームDB−25
レセプタクルまたはジャック202を保持する第1のブラケット200と、右側
マージン196に沿ってアップストリームDB−25プラグ206を保持する第
2のブラケット204と、背面マージン192に沿ってDB−25ジャック21
0を保持する第3のブラケット208とを含む電子回路コンポーネントが搭載さ
れている。左側および右側のジャックおよびプラグコネクタ202、206は、
上述したように、隣接するモジュール上の連結DB−25コネクタに接続可能に
設けられて、モジュール間を機械的および電気的に相互接続する。背面DB−2
5レセプタクル210により、IEEE−1284仕様に準拠したパラレルポー
トが、当業者に公知であるように、ケーブルによりプリンタなどの周辺機器に接
続可能となる。右側またはアップストリームDB−25プラグ206は、右側壁
180にある細長い開口部212を介して突出し、左側壁にある同様の開口部が
、ダウンストリームDB−25レセプタクルまたはジャック202を露出する。
び/または活動状態に応答して回路198により付勢可能な発光ダイオード(L
ED)などの光源216が搭載されている。このような状態/活動状態インジケ
ータは、一般に当業者に公知のものである。光源216は、モジュール170の
前壁182により保持されているLEXAN(ポリカーボネート組成物であるG
eneral Electric社の商標)などの光伝達プラスチックのライト
バー218と光学的に結合される。このようにして、光源216によりライトバ
ー218が照明することで、ユーザに周辺機器モジュールの状態および/または
活動状態が表示される。各周辺機器モジュールが、2以上の状態/活動状態を表
す光源を含んでよく、このような複数の光源の色が異なるものであってよいこと
は明らかであろう。さらに、単一のライトバー218の代わりに、それぞれが別
々の光源に関連付けされた複数のライトバーが、モジュール170の前壁182
に沿って端から端まで配置されてよい。さらに、ライトバーが省かれてよく、ユ
ーザが直接視認できるように、モジュールの前壁182に沿って光源が載置され
てよい。最後に、ライトバーまたは光源は、後壁以外のハウジング部分に載置さ
れてよいことは明らかであろう。
。ハブエンドモジュールは、同様に構成される。モジュール230は、細長い開
口部236を備えた右側または内側壁234を含む成形プラスチックハウジング
232を備える。開口部236を介して、すでに上述したように、隣接するモジ
ュールにある連結DB−25レセプタクルまたはジャックに接続されるようにさ
れたDB−25プラグ238が突出して、それらの間を機械的および電気的に相
互接続する。モジュール230の右側壁234は、すでに上述したように、間隔
をおいて設けたタブ240および孔242の形をしたラッチ手段をさらに含む。
最後に、モジュール230は、モジュールの上側背面隅に隣接して露出された外
側可視表面244を備える状態/活動状態を表示するライトバーを含む。パワー
エンドモジュールについては、図14に関連させて、以下に記載する。
明によるポート拡張システム250のブロック図である。システム250は、ハ
ブエンドモジュール252(図12に詳細に図示)、パワーエンドモジュール2
54(図14に詳細に図示)、およびハブエンドモジュールとパワーエンドモジ
ュールとの間に接続された3つの周辺機器モジュール256、258および26
0を含む。周辺機器モジュール256、258および260は、一般化した形で
示されているが、これらのモジュールはそれぞれ、USBプロトコル信号をモジ
ュールに接続された特定の周辺機器のプロトコルに変えることを理解されたい。
図11のハブエンドモジュール252は、ホストシステムに接続するための標準
USBのA型コネクタ262と、USBコネクタ262の4つの端子に接続され
る7ポートハブコントローラ264とを含む。ダウンストリーム側で、7ポート
ハブコントローラ264は、単一のグラウンドライン(GND)268として簡
潔に示したグラウンドラインとともに、ダウンストリームDB−25レセプタク
ルまたはジャック266のコンタクトセットで規定され、ライン1〜7の番号が
付けられた7つのスレーブポートに、USBデータ(D+およびD−)を与える
。スレーブポート7は、パワーエンドモジュール254のUSB拡張ポート27
2へのパススルーである。上述したように、USBタイプBコネクタで規定され
るパワーエンドモジュール254のUSB拡張ポート272は、USB使用可能
周辺機器またはハブに接続されてよく、またはさらなるポート拡張システムをカ
スケードまたはデイジーチェーン接続することにより、ホストシステムが利用可
能な周辺機器およびファンクションをさらに拡張するために使用されてよい。
変換回路276、278および280をそれぞれ含み、これらの回路は、図1に
図示するようなさまざまな周辺機器に結合されてよいコネクタ282、284お
よび286にそれぞれ接続される。さまざまなモジュールは、すでに説明したよ
うに、25ピンDB−25ジャックおよびプラグにより、物理的に、すなわち、
電気的および機械的に接続される。したがって、ハブエンドモジュール252の
DB−25ジャック266は、周辺機器モジュール256のDB−25プラグ2
88に結合され、モジュール256および258は、DB−25ジャック290
およびプラグ292により結合され、以下同様に結合され、各コネクタは同一の
ポート1〜7を規定する。
すべてに共通し、各モジュール内の回路に電力供給をするパワーバスライン(V
CCBUS)294を含む。
基本的な配線が使用され、USBデータラインまたはポート番号1(実際には、
2つのラインD+およびD−を含む)は、インタフェース回路276、278お
よび280に接続され、アップストリームプラグのラインまたはポート2は、ダ
ウンストリームジャックのポート1に接続され、アップストリームプラグのポー
ト3は、ダウンストリームジャックのポート2に接続され、以下同様に接続され
ることは明らかであろう。このように「1つシフトする」アーキテクチャにより
、ユーザは、ハブエンドモジュールとパワーエンドモジュール間に任意のシーケ
ンスで最大6個のUSB機器モジュールを配設できる。パワーエンドモジュール
254は、パワーバス294に接続され、さらに、図14に詳細に図示するよう
に、外部電源に結合されてよいパワージャック298に接続されるレギュレータ
回路296を含む。
されてよいハブエンドモジュール300の実施形態のより詳細なブロック図であ
る。モジュール300およびシステムの他のモジュールは、仕様および動作が当
業者に公知の標準的な市販の電気的および電子的なコンポーネントを利用するた
め、詳細に記載する必要はない。ハブエンドモジュールの主要なコンポーネント
は、図12において、「ポート−1」〜「ポート−7」として示されている最大
7個のダウンストリームUSBスレーブポートをサポート可能な7ポートUSB
ハブコントローラ302である。これらのポートは、モジュール300により保
持されるダウンストリームDB−25コネクタレセプタクルまたはジャック30
4のコンタクトセットにより規定される。ハブエンドモジュール300は、標準
USBケーブルによりノートブックコンピュータなどのホストシステムのUSB
ポートにモジュールを接続するための標準4ピンUSBのA型コネクタ306を
備えるホストUSBポートをさらに含む。すでに説明したように、DB−25ジ
ャック304は、任意の周辺機器モジュールの連結アップストリームDB−25
プラグまたはパワーエンドモジュールに接続可能である。
に接続されるパワーバス(VCCBUS)308を含む。回路312の入力31
4は、コネクタ306のホストパワーバス(HOSTVCC)端子316に接続
される。回路312は、コントロールライン(VCCSEL)320が接続され
るイネーブル端子(EN)318を有する。ハブエンドモジュール300は、U
SB仕様Rev.1.1、セクション7.2以下参照に準拠したダウンストリー
ム周辺機器モジュールから流れる電流に応じて、バス電源モードまたは自己電源
式連動ポート電力管理モードのいずれかで動作する。
路312を介してUSBポートのHOSTVCCラインにより付勢される。バス
電源モードにおいて、ハブエンドモジュール300は、最大4個の低電力デバイ
スクラスのファンクションに対して100mAを各ダウンストリームUSBポー
トに供給可能である。ホストシステムからダウンストリームポートに500mA
を超える総電流が流れると、過電流パワースイッチング回路312により、バス
パワーオフ機能が働く。
パワーエンドモジュールに組み込まれた+5VDC電源により、パワーバス(V
CCBUS)308に電力が供給される。この電源モードにおいて、ハブエンド
モジュールは、最大7個の低電力または高電力デバイスクラスファンクションに
対して500mAを各ダウンストリームUSBポートに供給可能である。コント
ローラ302の/OVRCUR1〜/OVRCUR6端子(単一の端子322と
して簡潔に図示)は、連動モード動作用に結合されてよく、過電流状態指示およ
びパワースイッチ制御用に使用されてよい。
エンドモジュールのUSB拡張コネクタに接続されるパススルーUSBポートで
ある。「ポート−7」の電力管理は、パワースイッチングおよび過電流保護回路
324を介して別々に取り扱われる。コントローラ302がダウンストリームポ
ート−7のフォールトを検出すると、スイッチ回路324により、ポート−7の
みから電力が排除されるため、周辺機器モジュールを正常に動作し続けることが
できる。
さまざまな対に、トランジェントサプレッサ326が接続される。すべての例に
示されていないが、このようなトランジェントサプレッサは、残りのモジュール
のそれぞれのデータライン対に接続される。
ローラ302に与えるため、パワーバス308とコントローラ302のVCC端
子330との間に接続された低ドロップアウト電圧レギュレータ328を含む。
り照明されるユーザ視認可能な外面を備え(図3)、以下のことを示す異なる色
をもつライトパイプを含むLEDディスプレイ332をさらに含む。 自己電源オン−−−緑 バス電源オン−−−黄 過電流−−−赤
とDB−25プラグの背面図に適用可能であるように図示)と、コネクタピンア
ウトと、ピンアサインメントとを示す。ピン数は、図12においてDB−25ジ
ャック304を表すブロックで確認される。
のいずれかのDB−25ジャックと連結可能なアップストリームDB−25コネ
クタプラグ342と、FCC、ULおよびUSB要求に準拠するターミネーショ
ン回路346を介してDB−25プラグ342の「ポート−7」に接続されるU
SBのB型拡張コネクタ344とを含むパワーエンドモジュール340の実用的
な一例が示されている。上述したように、コネクタ344により、別のポート拡
張システムまたは1以上の標準USB機器にカスケード接続することができる。
モジュール340は、パワーバス(VCCBUS)348(インタモジュールD
B−25コネクタを介した他のシステムモジュールのパワーバスに接続可能)と
、外部電源352から外部パワージャック354を介して、自己電源動作モード
でパワーバス348に過電流保護を有する+5VDC(EXTVCC)を供給す
る電圧レギュレータ350とをさらに含む。スイッチ回路356が、外部電源3
52がプラグインされているか否かを検出し、ハブモジュール300(図12)
にスイッチ312のイネーブル(EN)端子318に与えられるコントロール信
号VCCSELを出力358で与えて、HOSTVCCとEXTVCCとの間で
VCCBUS電源を切り換える。DB−25プラグ342を介してパワーエンド
モジュール340への接続のみが、パワー、グラウンドおよびUSBコネクタ3
44への「ポート−7」パススルー接続を含むことが分かるであろう。
Dにより照明可能なライトパイプ(図3におけるパワーエンドモジュール64の
ライトパイプ92など)を含むLEDディスプレイ359を含む。 緑−−−USBポート344準備完了 赤−−−USBポート344過電流
す表である。したがって、ハブエンドモジュールとパワーエンドモジュールの両
方がシステムに接続され(「IN」)、外部電源352がアンプラグ(「OUT
」)の場合、ハブエンドモジュール300の電子スイッチ312のイネーブル端
子318に送信されるコントロール信号VCCSELは高になることで、パワー
バスにHOSTVCCを印加する(バス電源モード)。これとは逆に、自己電源
モードにおいて、電源352がジャック354にプラグインされている場合、V
CCSELは低になり、HOSTVCCを切断するため、パワーバスは、電圧レ
ギュレータ350の出力に現れるEXTVCCにより電力供給されることになる
。
モジュールのアップストリーム側にDB−25プラグ362を含み、ダウンスト
リーム側にDB−25ジャックまたはレセプタクル364を含む。図13に、コ
ネクタ362および364のピンアサインメントが示されている。モジュール3
60は、パススルーパワーバス(VCCBUS)、VCCSELコントロール信
号、およびグラウンドライン366、368および370をそれぞれ含む。モジ
ュール360はインタフェース回路を含み、例えば、コントローラ372が、モ
ジュールによりサポートされる周辺機器またはファンクションコネクタ374に
接続されるように適用された周辺機器のプロトコルに、DB−25プラグ362
の「ポート−1」に現れるUSBデータ信号を変換する。典型的なモジュール3
60は、インタフェース回路372により生じる状態および/または活動状態信
号に応答したLEDディスプレイ376を含む。
能にする「1つシフトする」アーキテクチャによれば、周辺機器モジュール36
0内において、アップストリームDB−25コネクタまたはプラグ362の「ポ
ート−1」(ピン3および16に割り当てられたUSBデータラインD1+およ
びD1−)が、USB周辺機器インタフェース回路372に接続され、プラグ3
62の「ポート−2」(ピン17および5のUSBデータラインD2+およびD
2−)が、ダウンストリーム側のDB−25ジャック364の「ポート−1」(
コンタクト3、16)に接続され、プラグ362の「ポート−3」(ピン6,1
9のUSBデータラインD3+およびD3−)が、DB−25ジャック364の
「ポート−2」(コンタクト17、5)に接続され、以下同様に接続される。D
B−25ジャック364の「ポート−6」(コンタクト23、11)へ、周辺機
器モジュール360内の内部接続はない。
ついて簡潔に記載する。この場合も、これらのモジュールのそれぞれで、公知の
コンポーネントが利用されるため、詳細に記載する必要はない。すべての場合に
おいて、図15に、モジュール内のアップストリームおよびダウンストリームD
B−25コネクタ間の配線が示されており、図13に、ピンアサインメントが示
されている。図16のブロック図を参照すると、アップストリームDB−25コ
ネクタプラグ382と、ダウンストリームDB−25コネクタレセプタクルまた
はジャック384とを含む56Kグローバルモデムモジュール380が示されて
おり、図13に、これらの両方のピンアサインメントが示されている。モジュー
ル380は、USBコントローラ386と、モデムチップセット388と、グロ
ーバルに認可されたモデム動作の絶縁オプトカプラの形をしたデータアクセスア
レンジメント(DAA)390とをさらに含む。DAA390には、電話線およ
び電話に接続するための一対のRJ−11ジャック392および394が接続さ
れる。また、モジュールは、状態/活動状態LEDディスプレイ396を含む。
2および404をそれぞれ含み、モジュール400をイーサネットLANに接続
するための単一の標準モジュールRJ−45ジャック406を組み込んだUSB
・10MbpsイーサネットLANモジュール400のブロック図である。モジ
ュール400は、USB・イーサネットメディバアクセスコントローラ(MAC
)408と、ネットワーク物理層デバイス410および412と、LED状態/
活動状態ディスプレイ414とを備えるインタフェース回路をさらに含む。
備えるインタフェース回路を含むUSB・信号パラレルポート(IEEE−12
84)モジュール420が示されている。ブリッジデバイス422は、IEEE
−1284ターミネーションネットワーク424に接続され、このネットワーク
は、プリンタなどの周辺機器に接続されるように適用されたDB−25パラレル
ポートコネクタ426に結合される。モジュール420は、モジュールの電力状
態をユーザに示すためにLEDディスプレイ428を含む。
同期レシーバ/トランスミッタ(UART)IC444と、DB−9コネクタ4
50および452にそれぞれ結合されたRS−232トランシーバ446および
448とを組み込んだUSB・デュアルシリアルDB−9ポート周辺機器モジュ
ール440が示されている。LEDディスプレイ454が、DB−9ポートの状
態を示す。
SBパワーコントロールスイッチデバイス464と、4個のUSBのA型コネク
タ466〜469を組み込んだ4ポートUSBハブモジュール460が示されて
いる。パワーコントロールスイッチデバイス464は、各ダウンストリームUS
Bポートに500mAを供給可能であり、ポートごとに電流制限できる。7ポー
トUSBハブモジュールは、7ポートUSBハブコントローラと2つのクワッド
USBパワーコントロールスイッチデバイス464とを含む以外は、モジュール
460に類似している。
イス482の形をしたインタフェース回路と、PS/2ポートコネクタ488お
よび490にそれぞれ接続されたデュアルPS/2ターミネーションネットワー
ク484および486とを含むUSB・デュアルシリアルPS/2ポートモジュ
ール480が示されている。PS/2ポートは、マウスまたはキーボードのいず
れかを受け入れ可能である。また、モジュール480は、ポート状態を示すLE
Dディスプレイ492を含む。
のブロック図。
7ポートUSBハブの形をした周辺機器モジュールの一例の背面/右側面斜視図
。
機構の詳細を示した正面断面図。
ルの別の例を部分的に切り取り、部分的に切断した側面図。
ブリの簡易斜視図。
ルの前面/右側面斜視図。
明の別の特定の例示的実施形態によるポート拡張システムのブロック図。
USBハブエンドモジュールの一例のブロック図。
USBハブエンドモジュールの一例のブロック図。
明のポート拡張システムの隣接モジュールを結合するDB−25コネクタを示す
図。
ンドモジュールの一例のブロック図。
ンドモジュールの一例のブロック図。
ュール間に接続されるように適用された典型的な周辺機器モジュールの一般的な
形を示すブロック図。
ュール間に接続されるように適用された典型的な周辺機器モジュールの一般的な
形を示すブロック図。
。
。
図。
図。
ルのブロック図。
ルのブロック図。
。
。
ルのブロック図。
ルのブロック図。
エンドモジュール、16 第2のエンドモジュール、17 USB・(2)DB
−9シリアルポート、18 USB・(1)パラレルポート、19 USB・(
1)RJ45、20 USB・(2)RJ11、21 USB・(2)PS/2
ポート、22 USBホストポート、24 ケーブル、30 USBポート、3
4 パワージャック、36 ACアダプタ、37 プラグ、40 ビジネスカー
ドリーダ、42 パラレル出力ポート、44 プリンタ、46 RJ−45ポー
ト、48 LAN、50 RJ−11ポート、52 電話線、54 マウス、5
6 キーボード。
Claims (35)
- 【請求項1】 業界標準プロトコルに準拠した信号に通信リンクを提供する
ホストポートを含むホストシステムに周辺機器を接続するモジュールポート拡張
システムであって、 ホストシステムのホストポートに接続可能なホストポートと、 ホストシステムのホストポートの業界標準プロトコルに準拠した信号に通信リ
ンクをそれぞれが提供する複数のスレーブポートを規定するダウンストリームコ
ネクタと、 ホストポートと複数のスレーブポートとを相互接続するハブモジュールインタ
フェース回路と、 を含むハブモジュールと、 業界標準プロトコルに準拠した信号に通信リンクを提供し、周辺機器に接続可
能である周辺機器ポートと、 ハブモジュールのダウンストリームコネクタと解除可能に連結可能であり、ハ
ブモジュールのダウンストリームコネクタにより規定されたスレーブポートに対
応する複数のポートを規定するアップストリームコネクタであって、周辺機器モ
ジュールのアップストリームコネクタとハブモジュールのダウンストリームコネ
クタにより、ハブと周辺機器モジュール間が機械的および電気的に相互接続され
るアップストリームコネクタと、 アップストリームコネクタのポートの1つと周辺機器ポートとの間に接続され
る周辺機器インタフェース回路と、 周辺機器モジュールを別のモジュールの解除可能に連結可能なコネクタに機械
的および電気的に接続するダウンストリームコネクタと、 を含むハブモジュールに周辺機器を結合し、ハブモジュールのダウンストリー
ムコネクタに直接接続可能な周辺機器モジュールと、 を具備するシステム。 - 【請求項2】 周辺機器モジュールのアップストリームコネクタにより規定
される複数のポートは、第1のポートと、第2のポートと、連続するポートとを
含み、アップストリームコネクタの第1のポートは、周辺機器インタフェース回
路に接続され、 周辺機器モジュールのダウンストリームコネクタは、第1のポートと連続する
ポートを含む複数のポートを規定し、周辺機器モジュールのアップストリームコ
ネクタにより規定される第2および連続するポートは、周辺機器モジュールのダ
ウンストリームコネクタの第1および連続するポートに順次接続される請求項1
に記載のシステム。 - 【請求項3】 ハブモジュールのダウンストリームコネクタは、最大6個の
周辺機器モジュールをサポートする7個のスレーブポートを規定する請求項2に
記載のシステム。 - 【請求項4】 ホストシステムポートの業界標準プロトコルは、周辺機器ポ
ートの業界標準プロトコルと同じものである請求項1に記載のシステム。 - 【請求項5】 業界標準プロトコルは、ユニバーサルシリアルバス仕様に準
拠する請求項4に記載のシステム。 - 【請求項6】 ホストシステムポートの業界標準プロトコルは、周辺機器ポ
ートの業界標準プロトコルとは異なるものである請求項1に記載のシステム。 - 【請求項7】 周辺機器ポートの業界標準プロトコルは、以下のプロトコル
、すなわち、標準シリアル、標準パラレル、イーサネットLAN、モデム、IS
DN、DSLおよびPNAからなる群から選択される請求項6に記載のシステム
。 - 【請求項8】 ハブモジュールのダウンストリームコネクタと、周辺機器モ
ジュールのアップストリームコネクタは、DB−25コネクタである請求項1に
記載のシステム。 - 【請求項9】 ハブおよび周辺機器モジュールのダウンストリームコネクタ
は、一方のジェンダのものであり、周辺機器モジュールのアップストリームコネ
クタは、それとは反対のジェンダのものである請求項8に記載のシステム。 - 【請求項10】 ハブモジュールは、前面と側面を有し、ハブモジュールの
ホストポートは、ハブモジュールの前記前面に沿って設けられ、ハブモジュール
のダウンストリームコネクタは、ハブモジュールの側面に沿って設けられ、 周辺機器モジュールは、前面と、対向する平行なアップストリームおよびダウ
ンストリーム側面とを有し、周辺機器ポートは、周辺機器モジュールの前面に沿
って設けられ、周辺機器モジュールのアップストリームおよびダウンストリーム
コネクタは、アップストリームおよびダウンストリーム側面に沿ってそれぞれ設
けられることにより、並行した関係でモジュールを直接接続可能である請求項1
に記載のシステム。 - 【請求項11】 ハブモジュールの側面と周辺機器モジュールのアップスト
リーム側面は、連結可能なラッチ式のタブおよび孔を含み、モジュールを解除可
能に機械的に接合する請求項10に記載のシステム。 - 【請求項12】 ハブモジュールまたは周辺機器モジュールのダウンストリ
ームコネクタと連結可能なアップストリームコネクタを含む側面を有するパワー
モジュールをさらに含み、 ハブモジュールと、周辺機器モジュールと、パワーモジュールは、モジュール
のアップストリームおよびダウンストリームコネクタを介して接続可能な電気パ
ワーバスを含み、 パワーモジュールは、外部電源コネクタを含み、電気回路は、パワーモジュー
ルのパワーバスに外部電源コネクタを結合するスイッチを含む請求項1に記載の
システム。 - 【請求項13】 パワーモジュールは、パワーモジュールのアップストリー
ムコネクタのコンタクトセットに接続可能な拡張ポートを含む請求項12に記載
のシステム。 - 【請求項14】 周辺機器モジュールは、周辺機器モジュールのインタフェ
ース回路により生じる状態および/または活動状態信号に応答するユーザ視認可
能なインジケータを含む請求項1に記載のシステム。 - 【請求項15】 状態および/または活動状態インジケータは、前記状態お
よび/または活動状態信号に応答して付勢可能な光源と、光源に光学的に結合さ
れ、ユーザが視認可能な光伝達要素とを含む請求項14に記載のシステム。 - 【請求項16】 ハブおよびパワーモジュールのそれぞれは、モジュールの
回路により生じる状態および/または活動状態信号に応答するユーザ視認可能な
インジケータを含む請求項12に記載のシステム。 - 【請求項17】 ハブおよびパワーモジュールのそれぞれの状態および/ま
たは活動状態インジケータは、前記状態および/または活動状態信号に応答して
付勢可能な光源と、光源に光学的に結合され、ユーザが視認可能な光伝達要素と
を含む請求項16に記載のシステム。 - 【請求項18】 業界標準プロトコルに準拠する信号に通信リンクを提供す
るホストコンピュータシステムのポートにコンピュータ周辺機器を接続するモジ
ュールであって、 前壁と、対向する平行な側壁とを有するハウジングと、 コンピュータ周辺機器に接続可能であり、ハウジングの前壁に沿って設けられ
、業界標準プロトコルに準拠した信号に通信リンクを与える周辺機器ポートと、 ハウジングの側壁の一方に沿って設けられ、第1のポートと、第2のポートと
、連続するポートとを含む複数のポートを規定するコンタクトを有する第1のコ
ネクタと、 ハウジングの側壁の他方に沿って設けられ、第1のポートと連続するポートを
含む複数のポートを規定するコンタクトを有する第2のコネクタと、 第1のコネクタの第1のポートと周辺機器ポートとの間に接続されたインタフ
ェース回路とを具備し、 第1のコネクタの第2および連続するポートは、第2のコネクタの第1および
連続するポートに順次接続されるモジュール。 - 【請求項19】 第1および第2のコネクタは、反対のジェンダからなるD
B−25コネクタを含む請求項18に記載のモジュール。 - 【請求項20】 第1および第2のコネクタのそれぞれは、7個のポートを
規定し、第1のコネクタの第2から第6のポートは、第2のコネクタの第1から
第5のポートにそれぞれ接続され、第1のコネクタの第7のポートは、第2のコ
ネクタの第7のポートに接続される請求項19に記載のモジュール。 - 【請求項21】 周辺機器ポートは、以下の業界標準ポート、すなわち、U
SB、シリアル、パラレル、イーサネットLAN、モデム、ISDN、DSLお
よびPNAからなる群から選択される請求項18に記載のモジュール。 - 【請求項22】 ハウジングの側壁のそれぞれは、モジュールを隣接するモ
ジュールに機械的に接合するラッチ手段を含む請求項18に記載のモジュール。 - 【請求項23】 モジュールのインタフェース回路により生じる状態および
/または活動状態信号に応答するユーザ視認可能なインジケータを含む請求項1
8に記載のモジュール。 - 【請求項24】 状態および/または活動状態インジケータは、前記状態お
よび/または活動状態信号に応答して付勢可能な光源と、光源に光学的に結合さ
れ、ユーザが視認可能な光伝達要素とを含む請求項23に記載のモジュール。 - 【請求項25】 業界標準バスプロトコルに準拠する信号に通信リンクを提
供するホストコンピュータシステムのポートに結合されるようにされたポート拡
張システムで使用するハブモジュールであって、 前壁と側壁とを含むハウジングと、 ハウジングの前壁に沿って設けられ、ホストコンピュータシステムのポートに
接続可能であるホストポートと、 ハウジングの側壁に沿って設けられ、前記業界標準ピウロトコルに準拠する信
号に通信リンクをそれぞれが提供する複数のスレーブポートを規定するコネクタ
と、 ハブモジュールホストポートと複数のスレーブポートとを相互に接続するイン
タフェース回路とを具備するハブモジュール。 - 【請求項26】 業界標準バスプロトコルはUSBからなり、コネクタはD
B−25コネクタからなる請求項25に記載のハブモジュール。 - 【請求項27】 複数のスレーブポートは、7個のスレーブポートを含み、
インタフェース回路は、7ポートハブコントローラを含む請求項26に記載のハ
ブモジュール。 - 【請求項28】 ハウジングの側壁は、ハブモジュールを隣接するモジュー
ルに機械的に接合するラッチ手段を含む請求項26に記載のハブモジュール。 - 【請求項29】 ハブモジュールのインタフェース回路により生じる状態お
よび/または活動状態信号に応答するユーザ視認可能なインジケータを含む請求
項25に記載のハブモジュール。 - 【請求項30】 状態および/または活動状態インジケータは、前記状態お
よび/または活動状態信号に応答して付勢可能な光源と、光源に光学的に結合さ
れ、ユーザが視認可能な光伝達要素とを含む請求項29に記載のハブモジュール
。 - 【請求項31】 業界標準プロトコルに準拠する信号に通信リンクを提供す
るホストコンピュータシステムのポートに接続されるようにされたポート拡張シ
ステムで使用するパワーモジュールであって、 前壁と側壁とを有し、パワーバスを含むハウジングと、 ハウジングの前壁に取り付けられた外部電源コネクタと、 ハウジングの側壁に沿って設けられ、パワーバスに接続されるパワーバスポー
トを規定するコネクタと、 レギュレータおよびスイッチング回路を含み、外部電源コネクタとパワーバス
を相互接続する回路とを具備するパワーモジュール。 - 【請求項32】 側壁コネクタは、前記業界標準プロトコルに準拠した信号
に通信リンクを提供するポートを含み、パワーモジュールは、 ハウジングの前壁に取り付けられ、側壁コネクタの通信リンクポートに接続さ
れる拡張ポートをさらに含む請求項31に記載のパワーモジュール。 - 【請求項33】 側壁コネクタはDB−25コネクタからなり、業界標準プ
ロトコルはUSBである請求項32に記載のパワーモジュール。 - 【請求項34】 モジュールは、モジュール回路により生じる状態および/
または活動状態に応答するユーザ視認可能なインジケータを含む請求項31に記
載のパワーモジュール。 - 【請求項35】 状態および/または活動状態インジケータは、前記状態お
よび/または活動状態信号に応答して付勢可能な光源と、光源に光学的に結合さ
れ、ユーザが視認可能な光伝達要素とを含む請求項34に記載のパワーモジュー
ル。
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