JP2004110169A - Usbコントローラ及びusbデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】USB接地仕様を満足させながら、USBデバイス回路GNDとホストFG間の電位安定性を最大限にし、USBケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めたUSBコントローラ及びUSBデバイスを提供する。
【解決手段】USBデバイスに搭載され、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラ1において、USBデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との2系統の電源を備え、USBインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路2を外部電源で動作させるUSBコントローラ。ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、USBデバイス内部で信号を絶縁し、USBコントローラ1をバスパワーで動作させ、その他の回路2を外部電源で動作させるUSBデバイス。
【選択図】 図1
【解決手段】USBデバイスに搭載され、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラ1において、USBデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との2系統の電源を備え、USBインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路2を外部電源で動作させるUSBコントローラ。ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、USBデバイス内部で信号を絶縁し、USBコントローラ1をバスパワーで動作させ、その他の回路2を外部電源で動作させるUSBデバイス。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、USBコントローラ及びUSBデバイスに関し、特に、USB接地仕様を満足させながら、USBケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めたUSBコントローラ及びUSBデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来のホストとUSBデバイスの接続状態を示し、ホストのUSBコントローラ0とUSBデバイスのUSBコントローラ1とは、USBケーブル6を介して接続されている。ここで、USBケーブル6の内部の信号線は、USB仕様に従い、D+、D−(データライン)、GND(グランド)、VCC(電源電圧)、及びそれらをシールドするためのFG(フレームグランド)で構成される。
【0003】
USBコントローラ1及び他回路デバイス2は、電源3より給電されて動作する。尚、バスパワー電源電圧(BusPowerVCC)は、使用、未使用のいずれでもよい。
【0004】
この際、USB仕様により、USBケーブル6のシールドであるFG4(通常、ホスト内部でホスト回路GNDとFG4とは、直流結合されている)とは、USBデバイス回路のGNDとは直流結合が許されないため、コンデンサ8による結合となっている。
【0005】
すなわち、従来技術では、ホストのFGとUSBデバイス回路のGNDは、以下に示すUSB仕様(d)項(接地仕様)があるため、USBデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるAC結合をしていた。
【0006】
[USB接地仕様]
(a)完成したアセンブリでは、シールドをコネクタ・プラグに終端しなければならない。
(b)ホスト・エンドではシールド、DC電源、及びシャーシ・グランドを相互に結合しなければならない。
(c)完成したバスは、ホスト・エンドではDC接地点が1つだけでなくてはならない。
(d)他のいずれのデバイスも、シールドやDCリターンをシャーシ・グランドに接地してはならない。これにより低周波の電流が巡回することを防止する。但し、EMI対策においては耐圧250Vac(rms)のキャパシタによるAC結合が許される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のUSBコントローラ及びUSBデバイスにおいては、USBデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるAC結合をしているため、USBケーブル6に外来ラインからのノイズが印加されると、USBデバイス回路のGNDと、ホストFG間の電位の安定性が損なわれ、データエラーを誘発するという問題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上記従来のUSBコントローラ及びUSBデバイスにおける問題点に鑑みてなされたものであって、ホストFGとデバイスGNDの直流結合をしないようにしてUSB接地仕様を満足させながら、USBデバイス回路GNDとホストFG間の電位安定性を最大限にし、USBケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、USBデバイスに搭載され、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラにおいて、前記USBデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との2系統の電源を備え、前記USBインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、該USBデバイス内部で信号を絶縁し、前記USBコントローラをバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明は、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、USBケーブルを介して該USBデバイスに供給されるホストのフレームグランドを、前記USBコントローラのグランドと該USBデバイスの内部で直流結合することを特徴とする。
【0012】
そして、本発明によれば、USBデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との2系統の電源を備え、デバイスのUSBコントローラがホストFGとデバイス内部で結合されているため、USBインタフェースの電位安定性が最大限となり、通信中にUSBケーブルに外来ラインノイズが印加されてもデータエラーを最小限に抑えることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0014】
まず、図1を参照しながら、本発明の第1の実施の形態として、USBコントローラ内部で絶縁を行う場合について説明する。
【0015】
USBデバイスは、大別して、ホストとのUSB通信を行うUSBインタフェースとCPU等とのデータ通信を行うCPUインタフェースから構成されるUSBコントローラ1と、CPUを含む他回路デバイス2と、電源3の3つのブロックで構成される。
【0016】
USBコントローラ1の内部のUSBインタフェースと、CPUインタフェースは、電気的に絶縁されているものとする(実施には、IC内でのフォトカプラ等によるアイソレーションデバイスを使用する)。ここで、USBコントローラ1の内部のUSBインタフェースの動作電源をバスパワー/GNDから給電し、CPUインタフェースと他回路デバイス2の動作電源を電源3から給電する。
【0017】
これにより、ホストFGとUSBインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来USBラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってUSBラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【0018】
次に、図2を参照しながら、本発明の第2の実施の形態として、USBデバイス回路で絶縁を行う場合について説明する。
【0019】
USBデバイスは、ホストとのUSB通信、CPU等とのデータ通信を行うUSBコントローラ1と、CPUを含む他回路デバイス2と、電源3と、USBコントローラ1とCPU等を絶縁するためのフォトカプラ7の4つのブロックで構成される。
【0020】
ここで、USBコントローラ1とフォトカプラ7のUSB側の発光素子の動作電源をバスパワー/GNDから給電し、フォトカプラ7のCPU側のトランジスタと他回路デバイス2の動作電源を電源3から給電する(USBコントローラ1と他回路デバイス2は電気的に絶縁されることとなる。また、逆方向のフォトカプラも図のように電源接続する)。
【0021】
これにより、ホストFGとUSBインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来USBラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってUSBラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、USB接地仕様を満足させながら、USBデバイス回路GNDとホストFGとの間の電位安定性を最大限にし、USBケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるUSBデバイスの内部のブロック図である。
【図2】本発明にかかるUSBデバイスの内部のブロック図である。
【図3】従来のホストとUSBデバイスの接続状態を示す図である。
【符号の説明】
0 ホストのUSBコントローラ
1 USBデバイスのUSBコントローラ(または、SIE(Serial Inter face Engine))
2 CPUを含む他回路デバイス
3 電源(バッテリーまたはAC/DC)
4 FG(ホストのフレームグランド)
5 GND(ホストの回路グランド)
6 USBケーブル
7 フォトカプラ
8 コンデンサ(結合コンデンサ)
【発明の属する技術分野】
本発明は、USBコントローラ及びUSBデバイスに関し、特に、USB接地仕様を満足させながら、USBケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めたUSBコントローラ及びUSBデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来のホストとUSBデバイスの接続状態を示し、ホストのUSBコントローラ0とUSBデバイスのUSBコントローラ1とは、USBケーブル6を介して接続されている。ここで、USBケーブル6の内部の信号線は、USB仕様に従い、D+、D−(データライン)、GND(グランド)、VCC(電源電圧)、及びそれらをシールドするためのFG(フレームグランド)で構成される。
【0003】
USBコントローラ1及び他回路デバイス2は、電源3より給電されて動作する。尚、バスパワー電源電圧(BusPowerVCC)は、使用、未使用のいずれでもよい。
【0004】
この際、USB仕様により、USBケーブル6のシールドであるFG4(通常、ホスト内部でホスト回路GNDとFG4とは、直流結合されている)とは、USBデバイス回路のGNDとは直流結合が許されないため、コンデンサ8による結合となっている。
【0005】
すなわち、従来技術では、ホストのFGとUSBデバイス回路のGNDは、以下に示すUSB仕様(d)項(接地仕様)があるため、USBデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるAC結合をしていた。
【0006】
[USB接地仕様]
(a)完成したアセンブリでは、シールドをコネクタ・プラグに終端しなければならない。
(b)ホスト・エンドではシールド、DC電源、及びシャーシ・グランドを相互に結合しなければならない。
(c)完成したバスは、ホスト・エンドではDC接地点が1つだけでなくてはならない。
(d)他のいずれのデバイスも、シールドやDCリターンをシャーシ・グランドに接地してはならない。これにより低周波の電流が巡回することを防止する。但し、EMI対策においては耐圧250Vac(rms)のキャパシタによるAC結合が許される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のUSBコントローラ及びUSBデバイスにおいては、USBデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるAC結合をしているため、USBケーブル6に外来ラインからのノイズが印加されると、USBデバイス回路のGNDと、ホストFG間の電位の安定性が損なわれ、データエラーを誘発するという問題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上記従来のUSBコントローラ及びUSBデバイスにおける問題点に鑑みてなされたものであって、ホストFGとデバイスGNDの直流結合をしないようにしてUSB接地仕様を満足させながら、USBデバイス回路GNDとホストFG間の電位安定性を最大限にし、USBケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、USBデバイスに搭載され、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラにおいて、前記USBデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との2系統の電源を備え、前記USBインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、該USBデバイス内部で信号を絶縁し、前記USBコントローラをバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明は、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、USBケーブルを介して該USBデバイスに供給されるホストのフレームグランドを、前記USBコントローラのグランドと該USBデバイスの内部で直流結合することを特徴とする。
【0012】
そして、本発明によれば、USBデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との2系統の電源を備え、デバイスのUSBコントローラがホストFGとデバイス内部で結合されているため、USBインタフェースの電位安定性が最大限となり、通信中にUSBケーブルに外来ラインノイズが印加されてもデータエラーを最小限に抑えることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0014】
まず、図1を参照しながら、本発明の第1の実施の形態として、USBコントローラ内部で絶縁を行う場合について説明する。
【0015】
USBデバイスは、大別して、ホストとのUSB通信を行うUSBインタフェースとCPU等とのデータ通信を行うCPUインタフェースから構成されるUSBコントローラ1と、CPUを含む他回路デバイス2と、電源3の3つのブロックで構成される。
【0016】
USBコントローラ1の内部のUSBインタフェースと、CPUインタフェースは、電気的に絶縁されているものとする(実施には、IC内でのフォトカプラ等によるアイソレーションデバイスを使用する)。ここで、USBコントローラ1の内部のUSBインタフェースの動作電源をバスパワー/GNDから給電し、CPUインタフェースと他回路デバイス2の動作電源を電源3から給電する。
【0017】
これにより、ホストFGとUSBインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来USBラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってUSBラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【0018】
次に、図2を参照しながら、本発明の第2の実施の形態として、USBデバイス回路で絶縁を行う場合について説明する。
【0019】
USBデバイスは、ホストとのUSB通信、CPU等とのデータ通信を行うUSBコントローラ1と、CPUを含む他回路デバイス2と、電源3と、USBコントローラ1とCPU等を絶縁するためのフォトカプラ7の4つのブロックで構成される。
【0020】
ここで、USBコントローラ1とフォトカプラ7のUSB側の発光素子の動作電源をバスパワー/GNDから給電し、フォトカプラ7のCPU側のトランジスタと他回路デバイス2の動作電源を電源3から給電する(USBコントローラ1と他回路デバイス2は電気的に絶縁されることとなる。また、逆方向のフォトカプラも図のように電源接続する)。
【0021】
これにより、ホストFGとUSBインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来USBラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってUSBラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、USB接地仕様を満足させながら、USBデバイス回路GNDとホストFGとの間の電位安定性を最大限にし、USBケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるUSBデバイスの内部のブロック図である。
【図2】本発明にかかるUSBデバイスの内部のブロック図である。
【図3】従来のホストとUSBデバイスの接続状態を示す図である。
【符号の説明】
0 ホストのUSBコントローラ
1 USBデバイスのUSBコントローラ(または、SIE(Serial Inter face Engine))
2 CPUを含む他回路デバイス
3 電源(バッテリーまたはAC/DC)
4 FG(ホストのフレームグランド)
5 GND(ホストの回路グランド)
6 USBケーブル
7 フォトカプラ
8 コンデンサ(結合コンデンサ)
Claims (3)
- USBデバイスに搭載され、ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラにおいて、
前記USBデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との2系統の電源を備え、
前記USBインタフェースに関わる回路を前記バスパワーで動作させ、その他の回路を前記外部電源で動作させることを特徴とするUSBコントローラ。 - ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、
該USBデバイス内部で信号を絶縁し、前記USBコントローラをバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とするUSBデバイス。 - ホストに対するUSBインタフェースを提供するUSBコントローラを搭載したUSBデバイスにおいて、
USBケーブルを介して該USBデバイスに供給されるホストのフレームグランドを、前記USBコントローラのグランドと該USBデバイスの内部で直流結合することを特徴とするUSBデバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002268821A JP2004110169A (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | Usbコントローラ及びusbデバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002268821A JP2004110169A (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | Usbコントローラ及びusbデバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004110169A true JP2004110169A (ja) | 2004-04-08 |
Family
ID=32266940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002268821A Pending JP2004110169A (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | Usbコントローラ及びusbデバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004110169A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120031557A (ko) * | 2010-09-27 | 2012-04-04 | 엘지전자 주식회사 | 동글 |
WO2015008782A1 (ja) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
JP2020504440A (ja) * | 2016-12-08 | 2020-02-06 | 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. | Usbポート付きデバイス |
-
2002
- 2002-09-13 JP JP2002268821A patent/JP2004110169A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120031557A (ko) * | 2010-09-27 | 2012-04-04 | 엘지전자 주식회사 | 동글 |
KR101701843B1 (ko) | 2010-09-27 | 2017-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 동글 |
WO2015008782A1 (ja) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
JP2015023699A (ja) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
JP2020504440A (ja) * | 2016-12-08 | 2020-02-06 | 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. | Usbポート付きデバイス |
US10997109B2 (en) | 2016-12-08 | 2021-05-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Device with USB port |
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050809 |
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A977 | Report on retrieval |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080804 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081202 |