JP2004534995A - 電子装置用通信インターフェース - Google Patents
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Abstract
コネクタ（８）と、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）モード及びシングルエンド（ＳＥ）モードで、パーソナルコンピュータ、別の携帯電話端末あるいはキーボードとの間でデータ伝送を行うための回路とを備えた携帯電話端末を提供する。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１または第２データ伝送モードで、ある電子装置と別の電子装置との間で通信を行うことを可能にする通信インターフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）規格は、４線バスを通して、１台のホスト（通常はパーソナルコンピュータ（ＰＣ））に最大１２７個の周辺機器を取り付けることができる。周辺機器とは、例えばプリンタ、スキャナ、キーボード、モデム、カメラ、記憶装置などである。これらの周辺機器はＰＣに直接接続してもよいし、ハブを経由して接続してもよい。ハブを用いると、より多くの接続が可能になる。
【０００３】
ＵＳＢの利点は、タイプの異なる装置の接続を画一化できるという点である。また、周辺機器は、ＰＣのスイッチがオンの場合や別の装置の使用中でも接続が可能である。ＵＳＢが対応するデータ転送速度は、４８０Ｍbpsまでである。
ＵＳＢの概要については、Ｊ．Garney他著「ＵＳＢハードウェアとソフトウェア」（Anna Books、1998年、ＩＳＢＮ 0-929392-3-X）を参照されたい。また、ＵＳＢ規格の現在のバージョンは、www. usb.orgまたはUSB−IF管理局（5440 SW Westgate Drive, Suite 217, Portland, OR 97221 USA）から入手可能である。
【０００４】
現在、ＵＳＢに対応する携帯電話端末が売り出されている。ＵＳＢインターフェースによって、携帯電話端末とＰＣまたは周辺機器との接続が可能になる。これによって端末は周辺機器またはホストとしての役割を果たす。このような端末はＵＳＢの利点の多くを享受することになるが、同時に欠点も持ち合わせる。端末と接続する周辺機器は本来簡単なつくりだが、周辺機器自体がＵＳＢに対応しなければならないために、不必要に複雑かつ高価になってしまう。さらに、周辺機器は、一度接続が確立すると、限られたバッテリ容量しかもたない端末から電流を奪ってしまう。
【０００５】
携帯電話端末はＲＳ−２３２規格に基づいた簡単なシリアル通信インターフェースを有し、シングルエンド伝送を行う。そのため、携帯電話端末とキーボードなどの周辺機器とを接続し、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）や電子メールの入力を行うことができる。こうしたタイプのインターフェースは必要とする電流が少ないため、低出力のアプリケーションに適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＵＳＢインターフェースを備えることによって生じる欠点を克服するためには、単一の端末に両タイプのインターフェースを備えてもよい。しかし、これは小さな端末にとっては実用的でない。また、コネクタを画一化する意味が失われてしまう。
本発明はこの問題に対する解決策を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が提供するのは、第１または第２データ伝送モードで、ある電子装置と別の電子装置との間で通信を行うための通信インターフェースである。
本発明がさらに提供するのは、インターフェースを含む電子装置である。
この電子装置は携帯可能であり、携帯電話端末、携帯情報端末あるいは携帯発信機、デジタルカメラ、ＭＰ３プレイヤー、携帯ゲーム機であってもよい。
【０００８】
本発明が提供する通信インターフェースは、第１データ伝送モードで通信を行うための第１通信手段と、第２データ伝送モードで通信を行うための第２通信手段と、第１及び第２通信手段を選択的に共通の伝送経路と接続するための切換え手段とを具備する。
第１データ伝送モードは、データのシリアル伝送を行う。これは例えばシングルエンドデータ伝送である。
第２データ伝送モードは、データのシリアル伝送を行う。これは例えばディファレンシャル伝送である。また、ＵＳＢ規格に準拠する。
【０００９】
インターフェースは第１及び第２入出力データ線を備える。この第１及び第２入出力データ線は第２データ伝送モードでのデータの送受信に使用する。第１入出力データ線はデータの受信に使用し、第２入出力データ線は第１データ伝送モードでのデータの送信に使用する。
第１入出力データ線は第１データ伝送モードでのデータの送受信に使用する。第２入出力データ線は第１データ伝送モードでのデータの送受信に使用する。第１及び第２入出力データ線はそれぞれＤ＋ライン及びＤ−ラインを備える。第１及び第２入出力データ線はデータバスに接続可能である。
【００１０】
インターフェースはデータバスを接続するコネクタをさらに具備していてもよい。データバスはＵＳＢ規格に準拠したものである。
第１データ伝送モードは第１電圧レベルセットを使用する。一方、第２データ伝送モードは第２電圧レベルセットを使用する。第１電圧レベルセットと第２電圧レベルセットは異なる。切換え手段は、第１または第２電圧レベルセットを別の電圧レベルセットに変更するための手段を備える。
【００１１】
インターフェースは、共通の伝送経路上でのデータ伝送モードを決定するための手段をさらに備える。
データ伝送モードを決定するための手段は、ステータスラインを検知する手段と電源ラインを検知するための手段とを備える。
第１通信手段は全二重通信または半二重通信用に構成される。
インターフェースは電子装置に組み込まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１及び図２に示すのは携帯電話端末１である。携帯電話端末１は、ケース２、バッテリパック３、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル４、マイクロホン５、受話口６、キーパッド７、コネクタ８、アンテナ９、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード１０、ＳＩＭカードリーダ１１を具備する。
携帯電話回路は、無線インターフェース回路１２、コーデック回路１３、コントローラ１４、メモリ１５、入出力（Ｉ／Ｏ）トランシーバ回路１６を含む。Ｉ／Ｏトランシーバ回路１６によってＳＥモード及びＵＳＢモードのシリアルデータ伝送が可能になる。
【００１３】
図３に示すように、Ｉ／Ｏトランシーバ回路１６は、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）１７、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１８及びトランシーバ回路１９を備える。本例においては、コネクタ８は端末１をＵＳＢホスト（図示せず）と接続するのに適している。コネクタ８はＵＳＢ規格に準拠する。
当然のことながら、「Ｂ」型プラグは接続ケーブルの端にあり、これを用いて端末１をＵＳＢ周辺機器に接続する。コネクタ８は端末１を他のタイプの周辺機器（図示せず）と接続するのにも適している。周辺機器は、ＳＥデータ伝送モードを利用する。データ伝送モードとは、装置や回路など２つのものの間でデータ伝送を行うための構成のことで、ハードウェアやソフトウェアも含まれる。
コネクタ８は、電源（Ｖｂｕｓ）ライン２０、接地（ＧＮＤ）ライン２１、データ線２２（Ｄ＋／ＲｘＤ）及び２３（Ｄ−／ＴｘＤ）を有するＵＳＢポートである。
【００１４】
また、コネクタ８はステータスライン（Ｉｄ）２４を有する。Ｉｄ２４は端末１と周辺機器（図示せず）との間でのデータ伝送モードを決定する。電源ライン２０、接地ライン２１、データ線２２、２３はトランシーバ回路１９につながっている。
トランシーバ回路１９は、２種類の伝送モード、すなわちＵＳＢ伝送モードとＳＥ伝送モードとで駆動可能である。各モードともそれぞれに利点を備えている。ＵＳＢ伝送は、ディファレンシャルデータ伝送方式を利用する。これは特に、高いデータ転送速度の場合にノイズ棄却性能を発揮する。一方、ＳＥ伝送はＵＳＢ伝送と異なり、厳密な時間的要件を持たない。また、ＳＥ伝送はキーボードなどの周辺機器を必要とせず（図５）、５ボルトの電源で駆動する。
【００１５】
トランシーバ回路１９は、システムＡＳＩＣ１８とコネクタ８に接続されたデータバス（図示せず）との間でインターフェースとして機能する。トランシーバ回路１９はレベルシフトし、データを調整して、端末１をどちらかのタイプのインターフェースを有する周辺機器とともに使用できるようにする。
例えば、レベルシフティングはＡＳＩＣ１８が使用する比較的低い電圧とＵＳＢ伝送に使用する比較的高い電圧との間で信号を変換する段階を含む。一方、信号調整はＤ＋／ＲｘＤデータ線２２及びＤ−／ＴｘＤデータ線２３上での設定立ち上がり時間及び立ち下がり時間を含む。
【００１６】
トランシーバ回路１９は、ＳＥモードライン２５に２進法の「０」信号を印加するとＵＳＢ伝送モードに、「１」信号を印加するとＳＥ伝送モードに切換えることができる。トランシーバ回路１９は第１データ経路（Ｆｓｅ０／ＦＴＸ）２６及び第２データ経路（Ｖｐ／ＦＲＸ）２７に対応し、システムＡＳＩＣ１８にデータを送信するとともに、システムＡＳＩＣからデータを受信する。Ｆｓｅ０／ＦＴＸデータ経路２６およびＶｐ／ＦＲＸデータ経路２７とＤ＋／ＲｘＤデータ線２２およびＤ−／ＴｘＤデータ線２３との間の関係は、以下に詳述される。
【００１７】
トランシーバ回路１９は、複数のＵＳＢ仕様のデータ及び制御線を有する。ここにはデータ線Ｖｍ２８も含まれる。データ線Ｖｍ２８は、Ｄ−／ＴｘＤデータ線２３と、ディファレンシャル受信データ線ＲＣＶ２９と、送受信制御線ＯＥ＃３０と、伝送データ線Ｖｏ３１と、速度制御線ＳＰＥＥＤ３２とを介して受信したデータのために経路を提供する。
送受信制御線ＯＥ＃３０は、データの送受信を制御する。また、速度制御線ＳＰＥＥＤ３２は、伝送されたデータのスルーレートを選択する。本例においては、伝送データのスルーレートは４乃至２０nsの間、または７５乃至３００nsの間であってもよい。
【００１８】
システムＡＳＩＣ１８は、シングルエンド汎用非同期送受信回路（ＳＥ ＵＡＲＴ）３３とＵＳＢ論理回路３４とを備える。ＵＳＢ論理回路３４はＵＳＢデータ命令を符号化及び復号化する。Ｆｓｅ０／ＦＴＸデータ経路２６及びＶｐ／ＦＲＸデータ経路２７はＳＥ ＵＡＲＴ３３とＵＳＢ論理回路３４との間で切換えられる。この切換えは、スイッチの第１組３５ａ，３５ｂと第２組３６ａ，３６ｂとがそれぞれ行う。
【００１９】
これらのスイッチはＭＣＵ１７からの制御線３７が制御する。制御線３７はＳＥモードライン２５を通して信号の供給も行う。システムＡＳＩＣ１８は第１検出回路３８１も備える。第１検出回路３８１は、コネクタ８におけるステータスラインＩｄ２４の抵抗を計測して、周辺機器（図示せず）のデータ伝送のタイプを決定する。ステータスラインＩｄ２４は弱いプルアップ抵抗４０を通して端末電源３９（例えばバッテリ３）と接続する。
【００２０】
本例においては、抵抗器４０の値は２２０ｋΩである。当然のことながら、抵抗を測る代わりに信号方式を使用してもよい。システムＡＳＩＣ１８は第２検出回路３８２を備えていてもよい。第２検出回路３８２はＶｂｕｓ電源供給ライン２０と接続する。検出回路３８はＭＣＵ１７に報告し、これによってＭＣＵ１７はデータ伝送モードを決定する。
ＳＥ ＵＡＲＴ回路３３は、周辺機器（図示せず）へのデータ伝送用のＳＥＴｘライン３９と、周辺機器（図示せず）からのデータ受信用のＳＥＲｘライン４０とを有する。
【００２１】
ＵＳＢ論理回路３４は、信号状態ＳＥ０をＦｓｅ０／ＦＴＸライン２６に印加してＤ＋／ＲｘＤデータ線２２及びＤ−／ＴｘＤデータ線２３とを０ボルトで駆動するためのＳｅ０＿ｏライン４１と、受信したＤ＋データを検出するＲｘｄｐ＿ｉライン４２とを有する。
ＳＥ ＵＡＲＴ３３及びＵＳＢ論理回路３４は、命令及び伝送データをＭＣＵ１７との間で交換する。その際、第１バス４４及び第２バス４５を用いる。トランシーバ回路１９は、例えば異なるデータ線および制御線構成を備えるなどの変更が可能である。例えば、Ｆｓｅ０／ＦＴＸデータ線２６及び伝送データ線Ｖｏ３１はそれぞれＦｓｅ０ライン及びＶｏ／ＦＴＸラインと置き換えることができる。その結果、Ｆｓｅ０ラインは単一の機能、すなわち上述したＵＳＢモードにおいてＳＥ０信号状態を印加する機能のみを果たすことになる。
【００２２】
Ｖｏ／ＦＴＸデータ線２６は二重の機能を有する。すなわち、Ｖｏ／ＦＴＸデータ線２６は、上述の伝送データ線Ｖｏ３１または以下に詳述する従来のＴｘＤ ＳＥラインを供給する。この構成にはＡＳＩＣ１８の変更が必要である。特に変更が必要なのは、スイッチ３５及び３６である。したがって、Ｓｅ０＿ｏライン４１は恒久的にＦｓｅ０ラインと接続される。Ｖｏ／ＦＴＸデータ線は、スイッチ３５ａを通してＵＡＲＴ３３のＳＥＴｘライン３９と接続する。また、制御線３７が制御するスイッチ（図示せず）を通してＵＳＢ論理回路３４のＴｘＤ＿ｏライン（図示せず）とも接続する。
【００２３】
図４に示すように、トランシーバ回路１９は電圧ＶｉｏでシステムＡＳＩＣ１８と信号を交換する。トランシーバ回路１９は、ＵＳＢモードのときには標準電圧の３．３Ｖで、またＳＥモードのときには電圧Ｖｒｅｇで周辺機器と信号を交換する。本例においては、Ｖｉｏ＜３．３Ｖであり、Ｖｉｏ＜Ｖｒｅｇである。したがって、トランシーバ回路１９はＡＳＩＣ１８と周辺機器（図示せず）との間で信号をレベルシフトする。
トランシーバ回路１９は第１及び第２出力手段４６、４７を備える。送受信制御線ＯＥ＃３０は出力手段４６、４７をイネーブルしてデータを伝送する。一方、速度制御線３２は伝送データのスルーレートを決定する。
【００２４】
ＵＳＢモードにおいては、ＵＳＢ論理回路３４は第１出力手段４６にＵＳＢ伝送データ線Ｖｏ３１からの伝送データを供給する。また、第１データ経路Ｆｓｅ０／ＦＴＸ２６に沿って信号ＳＥ０を供給する。ＵＳＢ伝送データ線Ｖｏ３１は、第２出力手段４７にも伝送データを供給する。信号ＳＥ０は第１出力手段４６及び第２出力手段４７を制御し、Ｄ＋＝Ｄ−＝０Ｖとなるようにする。したがって、Ｄ＋／ＲｘＤデータ線２２とＤ−／ＴｘＤデータ線２３とは、従来のＵＳＢのデータ線と同様、それぞれＤ＋とＤ−として駆動する。
【００２５】
ＳＥモードにおいては、ＳＥ ＵＡＲＴ３３は第１出力手段４６に、第１データ経路Ｆｓｅ０／ＦＴＸ２６からの伝送データを供給する。信号ＳＥモード２５は、第１出力手段４６と第２出力手段４７とをＳＥモードに切換える。したがって、Ｄ−／ＴｘＤデータ線２３は従来のＳＥラインと同様、ＴｘＤとして駆動する。
トランシーバ１９は、第１入力手段４８と、第２入力手段４９と、第３入力手段５０とをさらに備える。
【００２６】
ＵＳＢモードにおいては、第１入力手段４８にはＤ−／ＴｘＤデータ線２３から受信したデータが供給される。第１入力手段はこのデータをデータ線Ｖｍ２８を用いてＵＳＢ論理回路３４に供給する。同様に、第２入力手段４９にはＤ＋／ＲｘＤデータ線２２から受信したデータが供給される。第２入力手段はこのデータを第２データ線Ｖｐ／ＦＲＸ２７を用いてＵＳＢ論理回路３４に供給する。第３入力手段５０はＤ＋／ＲｘＤデータ線２２とＤ−／ＴｘＤデータ線２３との両方からデータを受信し、ディファレンシャル受信データ信号ＲＣＶをＵＳＢ論理回路３４に供給する。
ＳＥモードにおいては、Ｄ＋／ＲｘＤデータ線２２は第２入力手段４９に受信データを供給する。第２入力手段４９はこのデータを第２データ線Ｖｐ／ＦＲＸ２７を用いてＳＥ ＵＡＲＴ回路３３に供給する。
【００２７】
入力手段４８、４９、５０及び出力手段４６、４７は、データの切換えとともに、レベルシフティング及び信号調整を行う。これは、周辺機器から受信したデータと周辺機器に送信したデータ（図示せず）とについて行われる。
送受信信号の電圧レベルのシフティングに関しては、トランシーバ回路は電圧基準源を有する。端末への電源供給が行われている間、回路１９には継続的に電源Ｖｉｏ５１が供給される。このとき、ＭＣＵ１７が電源Ｖｒｅｇ５２を制御する。Ｖｂｕｓ２０はコネクタ８を通して供給される。したがって、ＳＥモードにおいては、トランシーバ回路１９は電源Ｖｉｏ５１及びＶｒｅｇ５２の供給を受ける。一方ＵＳＢモードにおいては、トランシーバ回路１９は電源Ｖｉｏ５１及びＶｂｕｓ２０の供給を受ける。
【００２８】
次に、ＳＥ伝送モード及びＵＳＢ伝送モードについて以下に詳述する。
図３及び図５に示すように、キーボード５３はコネクタ８を使用して端末１に接続している。キーボード５３は、ＲＳ−２３２規格に基づいて通信を行う。また、キーボード５３は抵抗器（図示せず）を有し、この抵抗器はステータスライン２４を接地に接続する。第１検出回路３８１は抵抗を測定し、それによってＭＣＵ１７は、キーボード５３がＳＥ伝送モードに基づいて駆動する単純な周辺機器であると判断する。コントローラ１７は制御線３７に「１」を印加し、トランシーバ１９をＳＥ伝送モードに切換える。
制御線３７上のハイ信号はデータ経路２６、２７をそれぞれＳＥ ＵＡＲＴ３３のＳＥＴｘライン３９及びＳＥＲｘライン４０に切換える。その結果、コネクタ８のＤ＋ライン２２は受信（Ｒｘ）ラインとして駆動し、コネクタ８のＤ−ライン２３は送信（Ｔｘ）ラインとして駆動する。
【００２９】
図３及び図６に示すように、端末１はＵＳＢケーブル５４を用いてＵＳＢハブ５６のポート５５と接続する。ハブ５６はケーブル５７を用いてＰＣ（図示せず）に接続される。ステータスライン２４は接続されず、Ｖｉｏのフロートにに残される。
第２検出回路３８２はＶｂｕｓを検出し、それによってマイクロコントローラ１７は、端末がＵＳＢホストに接続しているか否かを判断するとともに、ＵＳＢ伝送モードで駆動する。コントローラ１７は制御線３７に「０」を印加し、制御線３７はトランシーバ１９をＵＳＢ伝送モードにスイッチする。
【００３０】
制御線３７上のロー信号はデータ経路２６、２７をそれぞれＵＳＢ論理回路３４のＳｅ０＿ｏライン３９及びＲｘｄｐ＿ｉライン４０に切換える。その結果、Ｄ＋ライン２２及びＤ−ライン２３は従来のＵＳＢ伝送モードで用いられる。当然のことながら、端末１はＰＣに直接接続することが可能である。
これには、ＵＳＢインターフェースを使用でき、ＳＥ伝送で駆動するシステムと下位互換性を有するという利点がある。ピンやコネクタを追加提供する必要は無い。
【００３１】
本発明によれば、シングルエンド（ＳＥ）モードにおいて、１本のライン２２がデータの受信に、別のライン２３がデータの送信に使用される。したがって、端末１は別の周辺機器との間で信号を同時に送受信できる。すなわち、全二重通信が可能である。ライン２２及び２３のうちどちらか一方あるいは両方は、１つ以上の周辺機器と半二重通信を行うような構成であってもよい。例えば、各ライン２２、２３をＳＥモードで送信と受信との両方に用いる場合、すなわち半二重通信の場合、これらのラインは互いに独立して使用される。そのため、端末１は別々の２つの機器と通信を行うことができる。ライン２２、２３は、同一の機器との半二重通信に用いられてもよい。半二重通信中は、ライン２２、２３は端末からの信号を同時にまたは別々に伝送する。
【００３２】
上述した実施例に関して様々な変更が可能であることは明らかである。携帯電話端末のかわりに様々なタイプの携帯デジタル機器を使用してもよい。その例としては、携帯情報端末、デジタルカメラ、ＭＰ３プレイヤー、携帯ゲーム機などが挙げられる。ホストはＰＣである必要はないが、ＰＣであってもよい。例えば、ソニーのPlaystation２あるいはマイクロソフトのX-boxであってもよい。
ＭＣＵ及び／またはトランシーバ回路はシステムＡＳＩＣに統合されてもよい。ＵＳＢモードとＳＥモードとの切換えには、異なる信号を使用してもよい。例えば、トランシーバ回路１９は、ＳＥモードライン２５に「１」を印加することによってＵＳＢモードに切換えることができる。また、「０」を印加すればＳＥモードに切換えることができる。データバス通信を用いて、もっと複雑な信号構成を代わりに使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】携帯電話端末の斜視図。
【図２】携帯電話回路の概略図。
【図３】シリアル入出力回路の概略図。
【図４】トランシーバ回路の概略図。
【図５】シングルエンドデータ伝送を利用したキーボードと携帯電話機との接続を示す図。
【図６】双方向ディファレンシャルデータ伝送を利用したパーソナルコンピュータと携帯電話機との接続を示す図。
【０００１】
本発明は、第１または第２データ伝送モードで、ある電子装置と別の電子装置との間で通信を行うことを可能にする通信インターフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）規格は、４線バスを通して、１台のホスト（通常はパーソナルコンピュータ（ＰＣ））に最大１２７個の周辺機器を取り付けることができる。周辺機器とは、例えばプリンタ、スキャナ、キーボード、モデム、カメラ、記憶装置などである。これらの周辺機器はＰＣに直接接続してもよいし、ハブを経由して接続してもよい。ハブを用いると、より多くの接続が可能になる。
【０００３】
ＵＳＢの利点は、タイプの異なる装置の接続を画一化できるという点である。また、周辺機器は、ＰＣのスイッチがオンの場合や別の装置の使用中でも接続が可能である。ＵＳＢが対応するデータ転送速度は、４８０Ｍbpsまでである。
ＵＳＢの概要については、Ｊ．Garney他著「ＵＳＢハードウェアとソフトウェア」（Anna Books、1998年、ＩＳＢＮ 0-929392-3-X）を参照されたい。また、ＵＳＢ規格の現在のバージョンは、www. usb.orgまたはUSB−IF管理局（5440 SW Westgate Drive, Suite 217, Portland, OR 97221 USA）から入手可能である。
【０００４】
現在、ＵＳＢに対応する携帯電話端末が売り出されている。ＵＳＢインターフェースによって、携帯電話端末とＰＣまたは周辺機器との接続が可能になる。これによって端末は周辺機器またはホストとしての役割を果たす。このような端末はＵＳＢの利点の多くを享受することになるが、同時に欠点も持ち合わせる。端末と接続する周辺機器は本来簡単なつくりだが、周辺機器自体がＵＳＢに対応しなければならないために、不必要に複雑かつ高価になってしまう。さらに、周辺機器は、一度接続が確立すると、限られたバッテリ容量しかもたない端末から電流を奪ってしまう。
【０００５】
携帯電話端末はＲＳ−２３２規格に基づいた簡単なシリアル通信インターフェースを有し、シングルエンド伝送を行う。そのため、携帯電話端末とキーボードなどの周辺機器とを接続し、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）や電子メールの入力を行うことができる。こうしたタイプのインターフェースは必要とする電流が少ないため、低出力のアプリケーションに適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＵＳＢインターフェースを備えることによって生じる欠点を克服するためには、単一の端末に両タイプのインターフェースを備えてもよい。しかし、これは小さな端末にとっては実用的でない。また、コネクタを画一化する意味が失われてしまう。
本発明はこの問題に対する解決策を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が提供するのは、第１または第２データ伝送モードで、ある電子装置と別の電子装置との間で通信を行うための通信インターフェースである。
本発明がさらに提供するのは、インターフェースを含む電子装置である。
この電子装置は携帯可能であり、携帯電話端末、携帯情報端末あるいは携帯発信機、デジタルカメラ、ＭＰ３プレイヤー、携帯ゲーム機であってもよい。
【０００８】
本発明が提供する通信インターフェースは、第１データ伝送モードで通信を行うための第１通信手段と、第２データ伝送モードで通信を行うための第２通信手段と、第１及び第２通信手段を選択的に共通の伝送経路と接続するための切換え手段とを具備する。
第１データ伝送モードは、データのシリアル伝送を行う。これは例えばシングルエンドデータ伝送である。
第２データ伝送モードは、データのシリアル伝送を行う。これは例えばディファレンシャル伝送である。また、ＵＳＢ規格に準拠する。
【０００９】
インターフェースは第１及び第２入出力データ線を備える。この第１及び第２入出力データ線は第２データ伝送モードでのデータの送受信に使用する。第１入出力データ線はデータの受信に使用し、第２入出力データ線は第１データ伝送モードでのデータの送信に使用する。
第１入出力データ線は第１データ伝送モードでのデータの送受信に使用する。第２入出力データ線は第１データ伝送モードでのデータの送受信に使用する。第１及び第２入出力データ線はそれぞれＤ＋ライン及びＤ−ラインを備える。第１及び第２入出力データ線はデータバスに接続可能である。
【００１０】
インターフェースはデータバスを接続するコネクタをさらに具備していてもよい。データバスはＵＳＢ規格に準拠したものである。
第１データ伝送モードは第１電圧レベルセットを使用する。一方、第２データ伝送モードは第２電圧レベルセットを使用する。第１電圧レベルセットと第２電圧レベルセットは異なる。切換え手段は、第１または第２電圧レベルセットを別の電圧レベルセットに変更するための手段を備える。
【００１１】
インターフェースは、共通の伝送経路上でのデータ伝送モードを決定するための手段をさらに備える。
データ伝送モードを決定するための手段は、ステータスラインを検知する手段と電源ラインを検知するための手段とを備える。
第１通信手段は全二重通信または半二重通信用に構成される。
インターフェースは電子装置に組み込まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１及び図２に示すのは携帯電話端末１である。携帯電話端末１は、ケース２、バッテリパック３、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル４、マイクロホン５、受話口６、キーパッド７、コネクタ８、アンテナ９、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード１０、ＳＩＭカードリーダ１１を具備する。
携帯電話回路は、無線インターフェース回路１２、コーデック回路１３、コントローラ１４、メモリ１５、入出力（Ｉ／Ｏ）トランシーバ回路１６を含む。Ｉ／Ｏトランシーバ回路１６によってＳＥモード及びＵＳＢモードのシリアルデータ伝送が可能になる。
【００１３】
図３に示すように、Ｉ／Ｏトランシーバ回路１６は、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）１７、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１８及びトランシーバ回路１９を備える。本例においては、コネクタ８は端末１をＵＳＢホスト（図示せず）と接続するのに適している。コネクタ８はＵＳＢ規格に準拠する。
当然のことながら、「Ｂ」型プラグは接続ケーブルの端にあり、これを用いて端末１をＵＳＢ周辺機器に接続する。コネクタ８は端末１を他のタイプの周辺機器（図示せず）と接続するのにも適している。周辺機器は、ＳＥデータ伝送モードを利用する。データ伝送モードとは、装置や回路など２つのものの間でデータ伝送を行うための構成のことで、ハードウェアやソフトウェアも含まれる。
コネクタ８は、電源（Ｖｂｕｓ）ライン２０、接地（ＧＮＤ）ライン２１、データ線２２（Ｄ＋／ＲｘＤ）及び２３（Ｄ−／ＴｘＤ）を有するＵＳＢポートである。
【００１４】
また、コネクタ８はステータスライン（Ｉｄ）２４を有する。Ｉｄ２４は端末１と周辺機器（図示せず）との間でのデータ伝送モードを決定する。電源ライン２０、接地ライン２１、データ線２２、２３はトランシーバ回路１９につながっている。
トランシーバ回路１９は、２種類の伝送モード、すなわちＵＳＢ伝送モードとＳＥ伝送モードとで駆動可能である。各モードともそれぞれに利点を備えている。ＵＳＢ伝送は、ディファレンシャルデータ伝送方式を利用する。これは特に、高いデータ転送速度の場合にノイズ棄却性能を発揮する。一方、ＳＥ伝送はＵＳＢ伝送と異なり、厳密な時間的要件を持たない。また、ＳＥ伝送はキーボードなどの周辺機器を必要とせず（図５）、５ボルトの電源で駆動する。
【００１５】
トランシーバ回路１９は、システムＡＳＩＣ１８とコネクタ８に接続されたデータバス（図示せず）との間でインターフェースとして機能する。トランシーバ回路１９はレベルシフトし、データを調整して、端末１をどちらかのタイプのインターフェースを有する周辺機器とともに使用できるようにする。
例えば、レベルシフティングはＡＳＩＣ１８が使用する比較的低い電圧とＵＳＢ伝送に使用する比較的高い電圧との間で信号を変換する段階を含む。一方、信号調整はＤ＋／ＲｘＤデータ線２２及びＤ−／ＴｘＤデータ線２３上での設定立ち上がり時間及び立ち下がり時間を含む。
【００１６】
トランシーバ回路１９は、ＳＥモードライン２５に２進法の「０」信号を印加するとＵＳＢ伝送モードに、「１」信号を印加するとＳＥ伝送モードに切換えることができる。トランシーバ回路１９は第１データ経路（Ｆｓｅ０／ＦＴＸ）２６及び第２データ経路（Ｖｐ／ＦＲＸ）２７に対応し、システムＡＳＩＣ１８にデータを送信するとともに、システムＡＳＩＣからデータを受信する。Ｆｓｅ０／ＦＴＸデータ経路２６およびＶｐ／ＦＲＸデータ経路２７とＤ＋／ＲｘＤデータ線２２およびＤ−／ＴｘＤデータ線２３との間の関係は、以下に詳述される。
【００１７】
トランシーバ回路１９は、複数のＵＳＢ仕様のデータ及び制御線を有する。ここにはデータ線Ｖｍ２８も含まれる。データ線Ｖｍ２８は、Ｄ−／ＴｘＤデータ線２３と、ディファレンシャル受信データ線ＲＣＶ２９と、送受信制御線ＯＥ＃３０と、伝送データ線Ｖｏ３１と、速度制御線ＳＰＥＥＤ３２とを介して受信したデータのために経路を提供する。
送受信制御線ＯＥ＃３０は、データの送受信を制御する。また、速度制御線ＳＰＥＥＤ３２は、伝送されたデータのスルーレートを選択する。本例においては、伝送データのスルーレートは４乃至２０nsの間、または７５乃至３００nsの間であってもよい。
【００１８】
システムＡＳＩＣ１８は、シングルエンド汎用非同期送受信回路（ＳＥ ＵＡＲＴ）３３とＵＳＢ論理回路３４とを備える。ＵＳＢ論理回路３４はＵＳＢデータ命令を符号化及び復号化する。Ｆｓｅ０／ＦＴＸデータ経路２６及びＶｐ／ＦＲＸデータ経路２７はＳＥ ＵＡＲＴ３３とＵＳＢ論理回路３４との間で切換えられる。この切換えは、スイッチの第１組３５ａ，３５ｂと第２組３６ａ，３６ｂとがそれぞれ行う。
【００１９】
これらのスイッチはＭＣＵ１７からの制御線３７が制御する。制御線３７はＳＥモードライン２５を通して信号の供給も行う。システムＡＳＩＣ１８は第１検出回路３８１も備える。第１検出回路３８１は、コネクタ８におけるステータスラインＩｄ２４の抵抗を計測して、周辺機器（図示せず）のデータ伝送のタイプを決定する。ステータスラインＩｄ２４は弱いプルアップ抵抗４０を通して端末電源３９（例えばバッテリ３）と接続する。
【００２０】
本例においては、抵抗器４０の値は２２０ｋΩである。当然のことながら、抵抗を測る代わりに信号方式を使用してもよい。システムＡＳＩＣ１８は第２検出回路３８２を備えていてもよい。第２検出回路３８２はＶｂｕｓ電源供給ライン２０と接続する。検出回路３８はＭＣＵ１７に報告し、これによってＭＣＵ１７はデータ伝送モードを決定する。
ＳＥ ＵＡＲＴ回路３３は、周辺機器（図示せず）へのデータ伝送用のＳＥＴｘライン３９と、周辺機器（図示せず）からのデータ受信用のＳＥＲｘライン４０とを有する。
【００２１】
ＵＳＢ論理回路３４は、信号状態ＳＥ０をＦｓｅ０／ＦＴＸライン２６に印加してＤ＋／ＲｘＤデータ線２２及びＤ−／ＴｘＤデータ線２３とを０ボルトで駆動するためのＳｅ０＿ｏライン４１と、受信したＤ＋データを検出するＲｘｄｐ＿ｉライン４２とを有する。
ＳＥ ＵＡＲＴ３３及びＵＳＢ論理回路３４は、命令及び伝送データをＭＣＵ１７との間で交換する。その際、第１バス４４及び第２バス４５を用いる。トランシーバ回路１９は、例えば異なるデータ線および制御線構成を備えるなどの変更が可能である。例えば、Ｆｓｅ０／ＦＴＸデータ線２６及び伝送データ線Ｖｏ３１はそれぞれＦｓｅ０ライン及びＶｏ／ＦＴＸラインと置き換えることができる。その結果、Ｆｓｅ０ラインは単一の機能、すなわち上述したＵＳＢモードにおいてＳＥ０信号状態を印加する機能のみを果たすことになる。
【００２２】
Ｖｏ／ＦＴＸデータ線２６は二重の機能を有する。すなわち、Ｖｏ／ＦＴＸデータ線２６は、上述の伝送データ線Ｖｏ３１または以下に詳述する従来のＴｘＤ ＳＥラインを供給する。この構成にはＡＳＩＣ１８の変更が必要である。特に変更が必要なのは、スイッチ３５及び３６である。したがって、Ｓｅ０＿ｏライン４１は恒久的にＦｓｅ０ラインと接続される。Ｖｏ／ＦＴＸデータ線は、スイッチ３５ａを通してＵＡＲＴ３３のＳＥＴｘライン３９と接続する。また、制御線３７が制御するスイッチ（図示せず）を通してＵＳＢ論理回路３４のＴｘＤ＿ｏライン（図示せず）とも接続する。
【００２３】
図４に示すように、トランシーバ回路１９は電圧ＶｉｏでシステムＡＳＩＣ１８と信号を交換する。トランシーバ回路１９は、ＵＳＢモードのときには標準電圧の３．３Ｖで、またＳＥモードのときには電圧Ｖｒｅｇで周辺機器と信号を交換する。本例においては、Ｖｉｏ＜３．３Ｖであり、Ｖｉｏ＜Ｖｒｅｇである。したがって、トランシーバ回路１９はＡＳＩＣ１８と周辺機器（図示せず）との間で信号をレベルシフトする。
トランシーバ回路１９は第１及び第２出力手段４６、４７を備える。送受信制御線ＯＥ＃３０は出力手段４６、４７をイネーブルしてデータを伝送する。一方、速度制御線３２は伝送データのスルーレートを決定する。
【００２４】
ＵＳＢモードにおいては、ＵＳＢ論理回路３４は第１出力手段４６にＵＳＢ伝送データ線Ｖｏ３１からの伝送データを供給する。また、第１データ経路Ｆｓｅ０／ＦＴＸ２６に沿って信号ＳＥ０を供給する。ＵＳＢ伝送データ線Ｖｏ３１は、第２出力手段４７にも伝送データを供給する。信号ＳＥ０は第１出力手段４６及び第２出力手段４７を制御し、Ｄ＋＝Ｄ−＝０Ｖとなるようにする。したがって、Ｄ＋／ＲｘＤデータ線２２とＤ−／ＴｘＤデータ線２３とは、従来のＵＳＢのデータ線と同様、それぞれＤ＋とＤ−として駆動する。
【００２５】
ＳＥモードにおいては、ＳＥ ＵＡＲＴ３３は第１出力手段４６に、第１データ経路Ｆｓｅ０／ＦＴＸ２６からの伝送データを供給する。信号ＳＥモード２５は、第１出力手段４６と第２出力手段４７とをＳＥモードに切換える。したがって、Ｄ−／ＴｘＤデータ線２３は従来のＳＥラインと同様、ＴｘＤとして駆動する。
トランシーバ１９は、第１入力手段４８と、第２入力手段４９と、第３入力手段５０とをさらに備える。
【００２６】
ＵＳＢモードにおいては、第１入力手段４８にはＤ−／ＴｘＤデータ線２３から受信したデータが供給される。第１入力手段はこのデータをデータ線Ｖｍ２８を用いてＵＳＢ論理回路３４に供給する。同様に、第２入力手段４９にはＤ＋／ＲｘＤデータ線２２から受信したデータが供給される。第２入力手段はこのデータを第２データ線Ｖｐ／ＦＲＸ２７を用いてＵＳＢ論理回路３４に供給する。第３入力手段５０はＤ＋／ＲｘＤデータ線２２とＤ−／ＴｘＤデータ線２３との両方からデータを受信し、ディファレンシャル受信データ信号ＲＣＶをＵＳＢ論理回路３４に供給する。
ＳＥモードにおいては、Ｄ＋／ＲｘＤデータ線２２は第２入力手段４９に受信データを供給する。第２入力手段４９はこのデータを第２データ線Ｖｐ／ＦＲＸ２７を用いてＳＥ ＵＡＲＴ回路３３に供給する。
【００２７】
入力手段４８、４９、５０及び出力手段４６、４７は、データの切換えとともに、レベルシフティング及び信号調整を行う。これは、周辺機器から受信したデータと周辺機器に送信したデータ（図示せず）とについて行われる。
送受信信号の電圧レベルのシフティングに関しては、トランシーバ回路は電圧基準源を有する。端末への電源供給が行われている間、回路１９には継続的に電源Ｖｉｏ５１が供給される。このとき、ＭＣＵ１７が電源Ｖｒｅｇ５２を制御する。Ｖｂｕｓ２０はコネクタ８を通して供給される。したがって、ＳＥモードにおいては、トランシーバ回路１９は電源Ｖｉｏ５１及びＶｒｅｇ５２の供給を受ける。一方ＵＳＢモードにおいては、トランシーバ回路１９は電源Ｖｉｏ５１及びＶｂｕｓ２０の供給を受ける。
【００２８】
次に、ＳＥ伝送モード及びＵＳＢ伝送モードについて以下に詳述する。
図３及び図５に示すように、キーボード５３はコネクタ８を使用して端末１に接続している。キーボード５３は、ＲＳ−２３２規格に基づいて通信を行う。また、キーボード５３は抵抗器（図示せず）を有し、この抵抗器はステータスライン２４を接地に接続する。第１検出回路３８１は抵抗を測定し、それによってＭＣＵ１７は、キーボード５３がＳＥ伝送モードに基づいて駆動する単純な周辺機器であると判断する。コントローラ１７は制御線３７に「１」を印加し、トランシーバ１９をＳＥ伝送モードに切換える。
制御線３７上のハイ信号はデータ経路２６、２７をそれぞれＳＥ ＵＡＲＴ３３のＳＥＴｘライン３９及びＳＥＲｘライン４０に切換える。その結果、コネクタ８のＤ＋ライン２２は受信（Ｒｘ）ラインとして駆動し、コネクタ８のＤ−ライン２３は送信（Ｔｘ）ラインとして駆動する。
【００２９】
図３及び図６に示すように、端末１はＵＳＢケーブル５４を用いてＵＳＢハブ５６のポート５５と接続する。ハブ５６はケーブル５７を用いてＰＣ（図示せず）に接続される。ステータスライン２４は接続されず、Ｖｉｏのフロートにに残される。
第２検出回路３８２はＶｂｕｓを検出し、それによってマイクロコントローラ１７は、端末がＵＳＢホストに接続しているか否かを判断するとともに、ＵＳＢ伝送モードで駆動する。コントローラ１７は制御線３７に「０」を印加し、制御線３７はトランシーバ１９をＵＳＢ伝送モードにスイッチする。
【００３０】
制御線３７上のロー信号はデータ経路２６、２７をそれぞれＵＳＢ論理回路３４のＳｅ０＿ｏライン３９及びＲｘｄｐ＿ｉライン４０に切換える。その結果、Ｄ＋ライン２２及びＤ−ライン２３は従来のＵＳＢ伝送モードで用いられる。当然のことながら、端末１はＰＣに直接接続することが可能である。
これには、ＵＳＢインターフェースを使用でき、ＳＥ伝送で駆動するシステムと下位互換性を有するという利点がある。ピンやコネクタを追加提供する必要は無い。
【００３１】
本発明によれば、シングルエンド（ＳＥ）モードにおいて、１本のライン２２がデータの受信に、別のライン２３がデータの送信に使用される。したがって、端末１は別の周辺機器との間で信号を同時に送受信できる。すなわち、全二重通信が可能である。ライン２２及び２３のうちどちらか一方あるいは両方は、１つ以上の周辺機器と半二重通信を行うような構成であってもよい。例えば、各ライン２２、２３をＳＥモードで送信と受信との両方に用いる場合、すなわち半二重通信の場合、これらのラインは互いに独立して使用される。そのため、端末１は別々の２つの機器と通信を行うことができる。ライン２２、２３は、同一の機器との半二重通信に用いられてもよい。半二重通信中は、ライン２２、２３は端末からの信号を同時にまたは別々に伝送する。
【００３２】
上述した実施例に関して様々な変更が可能であることは明らかである。携帯電話端末のかわりに様々なタイプの携帯デジタル機器を使用してもよい。その例としては、携帯情報端末、デジタルカメラ、ＭＰ３プレイヤー、携帯ゲーム機などが挙げられる。ホストはＰＣである必要はないが、ＰＣであってもよい。例えば、ソニーのPlaystation２あるいはマイクロソフトのX-boxであってもよい。
ＭＣＵ及び／またはトランシーバ回路はシステムＡＳＩＣに統合されてもよい。ＵＳＢモードとＳＥモードとの切換えには、異なる信号を使用してもよい。例えば、トランシーバ回路１９は、ＳＥモードライン２５に「１」を印加することによってＵＳＢモードに切換えることができる。また、「０」を印加すればＳＥモードに切換えることができる。データバス通信を用いて、もっと複雑な信号構成を代わりに使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】携帯電話端末の斜視図。
【図２】携帯電話回路の概略図。
【図３】シリアル入出力回路の概略図。
【図４】トランシーバ回路の概略図。
【図５】シングルエンドデータ伝送を利用したキーボードと携帯電話機との接続を示す図。
【図６】双方向ディファレンシャルデータ伝送を利用したパーソナルコンピュータと携帯電話機との接続を示す図。
Claims (26)
- 第１または第２データ伝送モードで、ある電子装置と別の電子装置との間で通信を行うための通信インターフェースであって、
前記インターフェースは、
前記第１データ伝送モードで通信を行うための第１通信手段と、
前記第２データ伝送モードで通信を行うための第２通信手段と、
前記第１及び第２通信手段を選択的に共通の伝送経路に接続するための切換え手段と、
を具備することを特徴とするインターフェース。 - 請求項１に記載のインターフェースにおいて、
前記第１データ伝送モードがデータのシリアル伝送を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項１または２に記載のインターフェースにおいて、
前記第１データ伝送モードがシングルエンドデータ伝送を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第２データ伝送モードがデータのシリアル伝送を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第２データ伝送モードがデータのディファレンシャル伝送を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至５のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第２データ伝送モードがユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）規格に準拠することを特徴とするインターフェース。 - 請求項１に記載のインターフェースにおいて、
前記第１データ伝送モードがシングルエンド伝送を行い、
前記第２データ伝送モードがＵＳＢ規格に準拠することを特徴とするインターフェース。 - 請求項７に記載のインターフェースにおいて、
第１及び第２入出力データ線を備えることを特徴とするインターフェース。 - 請求項８に記載のインターフェースにおいて、
前記第１及び第２入出力データ線を使用して、前記第２データ伝送モードでデータの送受信を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項８または９に記載のインターフェースにおいて、
前記第１入出力データ線を使用してデータの受信を行い、
前記第２入出力データ線を使用して、前記第１データ伝送モードでデータの送信を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項８乃至１０のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第１入出力データ線を使用して、前記第１データ伝送モードでデータの送受信を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項８乃至１１のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第２入出力データ線を使用して、前記第１データ伝送モードでデータの送受信を行うことを特徴とするインターフェース。 - 請求項８乃至１２のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第１及び第２入出力データ線がＤ＋及びＤ−ラインをそれぞれ備えることを特徴とするインターフェース。 - 請求項８乃至１３のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第１及び第２入出力データ線がデータバスに接続可能であることを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至１４のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
データバスを接続するためのコネクタをさらに備えることを特徴とするインターフェース。 - 請求項１５に記載のインターフェースにおいて、
前記コネクタがＵＳＢ規格に準拠することを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至１６のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第１データ伝送モードが第１電圧レベルセットを使用することを特徴とするインターフェース。 - 請求項１７に記載のインターフェースにおいて、
前記第２データ伝送モードが第２電圧レベルセットを使用することを特徴とするインターフェース。 - 請求項１８に記載のインターフェースにおいて、
前記切換え手段が前記第１または第２電圧レベルセットを別の電圧レベルセットに変更する手段を備えることを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至１９のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記共通の伝送経路上でのデータ伝送モードを決定する手段をさらに備えることを特徴とするインターフェース。 - 請求項２０に記載のインターフェースにおいて、
前記データ伝送モードを決定する手段がステータスラインを検知する手段を備えることを特徴とするインターフェース。 - 請求項２０または２１に記載のインターフェースにおいて、
前記データ伝送モードを決定する手段が電源ラインを検知する手段を備えることを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至２２のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記電子装置に組み込まれることを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至２３のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第１通信手段が全二重通信用に構成されることを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至２４のいずれかに記載のインターフェースにおいて、
前記第１通信手段が半二重通信であることを特徴とするインターフェース。 - 請求項１乃至２５のいずれかに記載のインターフェースを含む電子装置。
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