JP2004295445A

JP2004295445A - スレーブ側ｕｓｂトランシーバ部

Info

Publication number: JP2004295445A
Application number: JP2003086689A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Murakami; 寛明村上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】低消費電力化回路により、バッテリー駆動のモバイル製品へのＵＳＢインターフェースの採用に対して、ＵＳＢケーブル未接続時のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部のシングルエンドレシーバ回路でのフローティングによるリーク電流を、ＵＳＢ信号特性に悪影響を与えないで防止する。
【解決手段】ドライバ回路２７、レシーバ回路２８およびシングルエンデッドレシーバ回路２９、３０を有し、これらの間を２本を１組とするＵＳＢデータライン３５、３６で接続したスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部２０１であって、ＵＳＢデータライン３５に接続されたプルアップ抵抗器２１と、ＵＳＢデータライン３６に接続されたプルダウン抵抗器３８とを備えている。プルアップ抵抗器２１を持つデータ信号ライン以外のＵＳＢデータ信号ライン（Ｄ＋あるいはＤ−）をグランドレベルにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＳＢトランシーバのレシーバ部におけるリーク電流を防止するための低消費電力化回路を有するスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータとその周辺機器の接続にＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）が利用されるようになってきた。
【０００３】
図２は、従来のＵＳＢ接続でのＵＳＢトランシーバ部の接続構成を示す。マスタ側ＵＳＢトランシーバ部２００は、差動出力ドライバ１１を使用してＵＳＢケーブル６の中にあるＵＳＢデータライン１５（Ｄ＋）と１６（Ｄ−）を駆動する。ドライバ１１の出力は、双方向・半二重動作を実現するために３ステート動作をサポートしている。ＵＳＢデータ信号の受信には、差動入力レシーバ１２を使用している。さらにシングルエンデッドレシーバ１３と１４を有する。これらの間をＵＳＢデータラインである１５（Ｄ＋）と１６（Ｄ−）で接続される。さらにマスタ側のＵＳＢデータラインである１５（Ｄ＋）、１６（Ｄ−）の両ライン上には、それぞれのローカルグランドに接続される１５ｋΩ±５％のプルダウン抵抗器２と３が接続される。スレーブ側がＵＳＢケーブル６によって接続されていない場合は、プルアップ抵抗器２、３によって、ＵＳＢデータライン１５（Ｄ＋）と１６（Ｄ−）は、グランドレベルになる。またマスタ側トランシーバ部２００は、ＵＳＢコネクタ（Ａタイプ）５によってＵＳＢケーブル６に繋がれる。１７はＶｂｕｓ信号、１８はＶｂｕｓ駆動回路である。
【０００４】
スレーブ側トランシーバ部２０１もマスタ側トランシーバ部２００と同様に、差動出力ドライバ７を使用してＵＳＢケーブル６の中にあるＵＳＢデータライン１５（Ｄ＋）と１６（Ｄ−）を駆動する。ドライバ１１の出力は、双方向・半二重動作を実現するために３ステート動作をサポートしている。ＵＳＢデータ信号の受信には、レシーバ８を使用している。さらにシングルエンデッドレシーバ９と１０を有する。これらの間をＵＳＢデータラインである１５（Ｄ＋）と１６（Ｄ−）で接続される。さらにスレーブ側のＵＳＢデータラインである１５（Ｄ＋）、１６（Ｄ−）のライン上には、次に示すデバイスタイプのいずれかによって１．５ｋΩ±５％のプルアップ抵抗器１を持つ。プルアップ抵抗器１は、高速デバイスと低速デバイスによって抵抗器の位置が区別され、高速デバイスはＤ＋ライン上に終端され、低速デバイスはＤ−ライン上に終端される。またスレーブ側トランシーバ部２０１は、ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ）４によってＵＳＢケーブル６に繋がれる。
【０００５】
マスタ側ＵＳＢトランシーバ部２００とスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部２０１は、ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ）４とＵＳＢコネクタ（Ａタイプ）５の間を、ＵＳＢケーブル６で接続することで双方向の通信を行う。接続されたマスタ側トランシーバ部２００とスレーブ側トランシーバ部２０１は、ＵＳＢデータライン１５、１６が駆動されていない場合は、プルダウン抵抗器２、３およびプルアップ抵抗器１によってライン上に休止バイアス状態が生成され、プルアップ抵抗器を持つデータ信号ラインの電圧はＶｂｕｓ電圧に、それ以外のデータ信号ラインはグランドレベルになる。
【０００６】
【非特許文献１】
ＵＳＢＩｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓＦｏｒｕｍ、ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓＲｅｖｉｓｉｏｎ１．１ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ、［平成１５年１月２３日検索］、インターネット＜ＵＲＬｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｕｓｂ．ｏｒｇ／ｄｅｖｅｌｏｐｅｒｓ／ｄｏｃｓ／＞、Ｃｈａｐｔｅｒ７、Ｐ．１１７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＵＳＢトランシーバ部の構成では、ＵＳＢコネクタ４と５の間を接続するＵＳＢケーブル６が未接続の場合、スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部２０１におけるシングルエンドレシーバ９或いは１０のどちらかがフローティング状態となり、リーク電流が流れるという問題があった。
【０００８】
従来では、バッテリー駆動による製品へのＵＳＢインターフェースの採用があまり広く検討されていなかったので、このリーク電流が問題となることがなかった。
【０００９】
本発明では、今後バッテリー駆動によるモバイル製品へのＵＳＢインターフェースの採用での上記従来の問題点を解決するもので、リーク電流を防止し消費電力を低減することができるスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明はＵＳＢケーブルが未接続時のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部におけるフローティング状態によるリーク電流の発生を防止する低消費電力化回路を備えている。
【００１１】
請求項１記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部は、ドライバ回路、レシーバ回路およびシングルエンデッドレシーバ回路を有し、これらの間を２本を１組とするＵＳＢデータラインで接続し、コネクタを介してマスタ側ＵＳＢトランシーバ部に接続される、スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部であって、
第１のＵＳＢデータラインに接続されたプルアップ抵抗器と、第２のＵＳＢデータラインに接続されたプルダウン抵抗器とを備えたものである。
【００１２】
請求項１記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部のＵＳＢデータラインにプルダウン抵抗器を接続することにより、ＵＳＢインターフェースを備えた製品のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部でのフローティングによるリーク電流を防止することができる。このため、今後ＵＳＢインターフェースの搭載が期待されるバッテリー駆動によるモバイル製品の消費電力を押え、バッテリーによる動作時間の長時間化に大きな効果をもたらす。
【００１３】
請求項２記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部は、請求項１において、第１のＵＳＢデータラインにプルダウン抵抗器が接続されているものである。
【００１４】
請求項２記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１５】
請求項３記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部は、請求項１において、ＵＳＢデータラインにつながるプルダウン抵抗器とグランドとの間にマスタ側ＵＳＢトランシーバ部に接続されていないときにオンとなるスイッチ素子を設けたものである。
【００１６】
請求項３記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１７】
請求項４記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部が、請求項２において、ＵＳＢデータラインにつながるプルダウン抵抗器とグランドとの間にマスタ側ＵＳＢトランシーバ部に接続されていないときにオンとなるスイッチ素子を設けたものである。
【００１８】
請求項４記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項２と同様な効果がある。
【００１９】
請求項５記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部は、請求項３または請求項４において、スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部が、マスタ側ＵＳＢトランシーバ部との接続によって供給されるＶｂｕｓ信号を検出し、スイッチ素子をＯＦＦさせ、非検出のときオンさせる制御信号を生成するコントローラ部を有するものである。
【００２０】
請求項５記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項３または請求項４と同様な効果がある。
【００２１】
請求項６記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部は、請求項１または請求項２において、ＵＳＢデータラインにつながるプルダウン抵抗器を半導体チップに内蔵したものである。
【００２２】
請求項６記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項１または請求項２と同様な効果がある。
【００２３】
請求項７記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部は、請求項３または請求項４において、ＵＳＢデータ信号ラインにつながるプルダウン抵抗器とグランドとの間に設けたスイッチ素子を半導体チップに内蔵したものである。
【００２４】
請求項７記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項３または請求項４と同様な効果がある。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施形態におけるＵＳＢトランシーバを示す。図１において、マスタ側ＵＳＢトランシーバ部２００は、差動出力ドライバ３１を使用してＵＳＢケーブル２６の中にあるＵＳＢデータライン３５（Ｄ＋）と３６（Ｄ−）を駆動する。ＵＳＢデータ信号の受信には、差動入力レシーバ３２を使用している。さらにシングルエンデッドレシーバ３３と３４を有する。これらの間を２本を１組としたＵＳＢデータラインである３５（Ｄ＋）と３６（Ｄ−）で接続される。さらにマスタ側のＵＳＢデータラインである３５（Ｄ＋）、３６（Ｄ−）の両ライン上には、それぞれのローカルグランドに接続される１５ｋΩ±５％のプルダウン抵抗器２２と２３が接続される。またマスタ側ＵＳＢトランシーバ部２００は、ＵＳＢコネクタ（Ａタイプ）２５によってＵＳＢケーブル２６に繋がれる。
【００２７】
同様にスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部２０１は、差動出力ドライバ２７を使用してＵＳＢケーブル２６の中にあるＵＳＢデータライン３５（Ｄ＋）と３６（Ｄ−）を駆動する。ＵＳＢデータ信号の受信には、レシーバ２８を使用している。さらにシングルエンデッドレシーバ２９と３０を有する。これらの間を２本を１組としたＵＳＢデータラインである３５（Ｄ＋）と３６（Ｄ−）で接続される。さらにスレーブ側のＵＳＢデータ信号ラインであるＤ＋、Ｄ−の両ライン上には、次に示すデバイスタイプのいずれかによって１．５ｋΩ±５％のプルアップ抵抗器２１を持つ。このプルアップ抵抗器２１は、高速デバイスと低速デバイスによって抵抗器の位置が区別され、高速デバイスはＤ＋ライン上に終端され、低速デバイスはＤ−ライン上に終端される。またスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部２０１は、ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ）２４によってＵＳＢケーブル２６に繋がれる。
【００２８】
ＵＳＢトランシーバ部は、ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ）２４とＵＳＢコネクタ（Ａタイプ）２５の間を、ＵＳＢケーブル２６で接続することで双方向の通信を行う。
【００２９】
ここでマスタ側ＵＳＢトランシーバ部２００の電源が供給されている状態にあっても、低消費電力化回路として、図１に示すようにスレーブ側のＵＳＢデータライン３５（Ｄ＋）と３６（Ｄ−）にプルダウン抵抗器３７と３８を付加することによって、ＵＳＢケーブル２６がＵＳＢコネクタ（Ａタイプ、或いはＢタイプ）から抜かれた状態でも、プルアップ抵抗器２１を持つデータ信号ライン以外のデータ信号ラインがフローティング状態になることを防ぎグランドレベルにすることで、ＵＳＢの信号特性に悪影響を与えずに、データ信号ラインが繋がるシングルエンデッドレシーバ２９、３０でのリーク電流の発生を防止することができる。プルダウン抵抗器３７と３８の抵抗値は、ＵＳＢデータラインを駆動するドライバ回路の入力インピーダンスと同等以上の値とする。
【００３０】
或いは低消費電力化回路として、プルアップ抵抗器２１を持つデータ信号ライン以外のＵＳＢデータラインのみにプルダウン抵抗器３７或いは３８を付加することでも良い。
【００３１】
さらにプルダウン抵抗器３７と３８に、グランドとの間にスイッチ素子３９と４０を設ける。またスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部２０１はＵＳＢケーブル２６の挿脱に伴い、ＵＳＢケーブル２６経由でマスタ側ＵＳＢトランシーバ部２００から供給されるＶｂｕｓ信号の検出に応じてスイッチ素子３９、４０をオン／オフさせる制御信号を生成するコントローラ１００を設け、コントローラ１００にスイッチ素子３９、４０を制御する初期化プログラムを設ける。これにより、ＵＳＢケーブル２６によってマスタ側とスレーブ側が接続されていることを、コントローラ１００でＶｂｕｓ信号１０１の電圧を検出することによって判別し、コントローラ１００から出力されるＶｂｕｓ１０１の検出信号の反転信号４１によって、スイッチ素子３９と４０をＵＳＢケーブル２６によってマスタ側とスレーブ側が接続されていないときのみＯＮさせることで、シングルエンデッドレシーバ２９、３０でのリーク電流の発生を防止する。
【００３２】
なお、ＵＳＢデータラインにつながるプルダウン抵抗器を半導体チップに内蔵したり、ＵＳＢデータ信号ラインにつながるプルダウン抵抗器とグランドとの間に設けたスイッチ素子を半導体チップに内蔵してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部のＵＳＢデータラインにプルダウン抵抗器を接続することにより、ＵＳＢインターフェースを備えた製品のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部でのフローティングによるリーク電流を防止することができる。このため、今後ＵＳＢインターフェースの搭載が期待されるバッテリー駆動によるモバイル製品の消費電力を押え、バッテリーによる動作時間の長時間化に大きな効果をもたらす。
【００３４】
請求項２または請求項３記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００３５】
請求項４記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項２と同様な効果がある。
【００３６】
請求項５記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項３または請求項４と同様な効果がある。
【００３７】
請求項６記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項１または請求項２と同様な効果がある。
【００３８】
請求項７記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部によれば、請求項３または請求項４と同様な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるＵＳＢトランシーバの回路構成図である。
【図２】従来のＵＳＢ接続でのトランシーバの回路構成図である。
【符号の説明】
１プルアップ抵抗器
２プルダウン抵抗器
３プルダウン抵抗器
４ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ）
５ＵＳＢコネクタ（Ａタイプ）
６ＵＳＢケーブル
７ドライバ回路
８レシーバ回路
９シングルエンデッドレシーバ回路
１０シングルエンデッドレシーバ回路
１１ドライバ回路
１２レシーバ回路
１３シングルエンデッドレシーバ回路
１４シングルエンデッドレシーバ回路
１５ＵＳＢデータライン（Ｄ＋）
１６ＵＳＢデータライン（Ｄ−）
１７Ｖｂｕｓ
１８Ｖｂｕｓ駆動回路
２１プルアップ抵抗
２２プルダウン抵抗
２３プルダウン抵抗
２４ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ）
２５ＵＳＢコネクタ（Ａタイプ）
２６ＵＳＢケーブル
２７ドライバ回路
２８レシーバ回路
２９シングルエンデッドレシーバ回路
３０シングルエンデッドレシーバ回路
３１ドライバ回路
３２レシーバ回路
３３シングルエンデッドレシーバ回路
３４シングルエンデッドレシーバ回路
３５ＵＳＢデータライン（Ｄ＋）
３６ＵＳＢデータライン（Ｄ−）
３７プルダウン抵抗器
３８プルダウン抵抗器
３９スイッチ素子
４０スイッチ素子
４１制御信号
１００コントローラ
１０１Ｖｂｕｓ
１０２Ｖｂｕｓ駆動回路
２００マスタ側ＵＳＢトランシーバ部
２０１スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部

Claims

ドライバ回路、レシーバ回路およびシングルエンデッドレシーバ回路を有し、これらの間を２本を１組とするＵＳＢデータラインで接続し、コネクタを介してマスタ側ＵＳＢトランシーバ部に接続される、スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部であって、
第１の前記ＵＳＢデータラインに接続されたプルアップ抵抗器と、第２の前記ＵＳＢデータラインに接続されたプルダウン抵抗器とを備えたスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部。
第１のＵＳＢデータラインにプルダウン抵抗器が接続されている請求項１記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部。
ＵＳＢデータラインにつながるプルダウン抵抗器とグランドとの間にマスタ側ＵＳＢトランシーバ部に接続されていないときにオンとなるスイッチ素子を設けた請求項１記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部。
ＵＳＢデータラインにつながるプルダウン抵抗器とグランドとの間にマスタ側ＵＳＢトランシーバ部に接続されていないときにオンとなるスイッチ素子を設けた請求項２記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部。
スレーブ側ＵＳＢトランシーバ部は、マスタ側ＵＳＢトランシーバ部との接続によって供給されるＶｂｕｓ信号を検出し、前記スイッチ素子をＯＦＦさせ、非検出のときオンさせる制御信号を生成するコントローラ部を有する請求項３または請求項４記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部。
ＵＳＢデータラインにつながるプルダウン抵抗器を半導体チップに内蔵した請求項１または請求項２記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部。
ＵＳＢデータ信号ラインにつながるプルダウン抵抗器とグランドとの間に設けたスイッチ素子を半導体チップに内蔵した請求項３または請求項４記載のスレーブ側ＵＳＢトランシーバ部。