JP2005284672A - Communication device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a USB device to perform communication with a USB host after becoming normally responsive, when it has a period unable to respond to communication from the USB host such as power on or a reset. <P>SOLUTION: In this communication device, the USB device 20 which notifies the connecting status to the USB host 10 by setting up a D+signal line 31 connected with the USB host 10 at high-level by a pull-up resistor Rpu, is provided with gate circuits G1-G3 which sets output of output driver B4 and B5 at a low level only for predetermined period from power up time or reset time. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ＵＳＢシステムにおけるＵＳＢデバイス等の通信装置にかかり、特に、電源投入時やリセット時等のようにＵＳＢホスト等の外部装置に対して正常に応答できないときの不具合を防止した通信装置に関するものである。   The present invention relates to a communication device such as a USB device in a USB system, and more particularly to a communication device that prevents a malfunction when an external device such as a USB host cannot respond normally, such as when power is turned on or reset. Is.

シリアル通信方式の従来のＵＳＢシステムでは、図３に示すように、ＵＳＢホスト１０とＵＳＢデバイス２０の間の双方向通信はＵＳＢバスケーブル３０で行われる。１１はＵＳＢホスト本体、２１はＵＳＢデバイス本体、Ｒｐｕはプルアップ抵抗、Ｒｐｄはプルダウン抵抗である。ＵＳＢバスケーブル３０はＤ＋の信号線３１とＤ−の信号線３２をもつ。なお、図３ではＵＳＢバスケーブル３０の電源線は省略している。   In the conventional USB system of the serial communication system, bidirectional communication between the USB host 10 and the USB device 20 is performed by a USB bus cable 30 as shown in FIG. 11 is a USB host body, 21 is a USB device body, Rpu is a pull-up resistor, and Rpd is a pull-down resistor. The USB bus cable 30 has a D + signal line 31 and a D− signal line 32. In FIG. 3, the power line of the USB bus cable 30 is omitted.

図４はＵＳＢデバイス本体２１内のＩ／Ｏバッファ部２２を具体化した回路図である。Ｒｓはシリーズ抵抗、Ｂ１は差動受信バッファ、Ｂ２はＤ＋用の受信バッファ、Ｂ３はＤ−用の受信バッファ、Ｂ４はＤ＋用の送信ドライバ、Ｂ５はＤ−用の送信ドライバである。送信ドライバＢ４，Ｂ５はアウトプットイネーブル信号Ｓ６により制御される。   FIG. 4 is a circuit diagram embodying the I / O buffer unit 22 in the USB device main body 21. Rs is a series resistor, B1 is a differential reception buffer, B2 is a D + reception buffer, B3 is a D− reception buffer, B4 is a D + transmission driver, and B5 is a D− transmission driver. The transmission drivers B4 and B5 are controlled by an output enable signal S6.

ＵＳＢデバイス２０がＵＳＢホスト１０に対してＵＳＢバスケーブル３０により接続されたときは、そのＵＳＢデバイス２０においてＤ＋の信号線３１がプルアップされ、ＵＳＢホスト１０においてプルダウンされ、Ｄ＋の信号線３１がハイレベル、Ｄ−の信号線３２がロウレベルに遷移したことをＵＳＢホスト１０が検出することで、その接続の確認が行われる。一般的には、Ｄ＋の信号線３１のプルアップはＵＳＢデバイス２０の電源投入により行われる。そして、ＵＳＢホスト１０がそのプルアップを検出すると、ある期間（最低１００ｍｓ）経過後にＵＳＢデバイス２０との接続処理を開始する（図５参照）。   When the USB device 20 is connected to the USB host 10 via the USB bus cable 30, the D + signal line 31 is pulled up in the USB device 20, pulled down in the USB host 10, and the D + signal line 31 is high. When the USB host 10 detects that the level and D− signal line 32 has transitioned to the low level, the connection is confirmed. In general, the pull-up of the D + signal line 31 is performed by turning on the USB device 20. When the USB host 10 detects the pull-up, the connection process with the USB device 20 is started after a certain period (at least 100 ms) (see FIG. 5).

したがって、予め電源投入されたＵＳＢホスト１０に対してＵＳＢデバイス２０が物理的に接続された場合には、そのＵＳＢデバイス２０は上記の期間の経過までに応答が開始できるような準備が必要となる。   Therefore, when the USB device 20 is physically connected to the USB host 10 that is powered on in advance, the USB device 20 needs to be prepared so that a response can be started before the above period elapses. .

しかしながらＵＳＢデバイス２０によっては、電源投入からＵＳＢホスト１０との間の通信が可能になるまでに多くの時間が必要なケースがある。例えば、パワーオンリセットに時間がかかる、ＵＳＢデバイス２０に搭載されたＣＰＵのファームウエア読み込みに時間がかかる等がある。このような場合、ＵＳＢホスト１０からの通信にＵＳＢデバイス２０が応答できないため、接続に失敗するケースが発生する。   However, depending on the USB device 20, there may be a case where a lot of time is required from when the power is turned on until communication with the USB host 10 becomes possible. For example, it takes time for power-on reset, and it takes time to read the firmware of the CPU mounted on the USB device 20. In such a case, since the USB device 20 cannot respond to communication from the USB host 10, a case where the connection fails occurs.

そこで、上記のようなケースを防ぐために、ＵＳＢデバイス２０にプルアップ抵抗をスイッチ素子によって非接続に制御するような回路を設け、ＵＳＢデバイス２０の準備中はＤ＋の信号線３１とＤ−の信号線３２をともにロウレベルにし、準備完了の後にプルアップすることが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、ＵＳＢデバイス２０にＵＳＢバスケーブル３０をプルダウンするようなスイッチ素子を設けることも提案されている（例えば、特許文献３参照）。   Therefore, in order to prevent the above case, the USB device 20 is provided with a circuit for controlling the pull-up resistor to be disconnected by the switch element, and the D + signal line 31 and the D− signal are prepared during preparation of the USB device 20. It has been proposed that both lines 32 be at a low level and pulled up after completion of preparation (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). It has also been proposed to provide a switch element that pulls down the USB bus cable 30 in the USB device 20 (see, for example, Patent Document 3).

特開平１１−１１００９７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-110097 特開平１１−２８８３３８号公報JP-A-11-288338 特開平１１−２４５４８７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-245487

ところが、上記したプルアップ抵抗を非接続に制御する手法ではその制御に必要な端子や部品が必要となり、またプルダウンに制御する手法でもその制御に必要な端子や部品が必要となる。さらに、プルダウン回路をＵＳＢデバイスに内蔵して制御する手法では、ＵＳＢバッファの特性に影響を及ばさないよう、そのプルダウン回路とＵＳＢバッファの最適化が必要となる。以上のような問題は、他のシリアル転送システムでも同様にある。   However, the above-described method for controlling the pull-up resistor to be disconnected requires terminals and components necessary for the control, and the method for controlling the pull-down resistor also requires terminals and components necessary for the control. Further, in the method of controlling the pull-down circuit incorporated in the USB device, it is necessary to optimize the pull-down circuit and the USB buffer so as not to affect the characteristics of the USB buffer. The above-described problems are similarly caused in other serial transfer systems.

本発明の目的は、電源投入時やリセット時等のように外部装置からの通信に応答できない期間をもつ場合の不具合を解消した通信装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a communication device that solves a problem that occurs when there is a period in which communication from an external device cannot be performed, such as when power is turned on or reset.

請求項１にかかる発明は、外部装置と接続された信号線に少なくともプルアップ抵抗および送信ドライバが接続され、前記プルアップ抵抗により前記信号線をハイレベルに設定することで前記外部装置に対する接続状態を通知する通信装置において、前記出力ドライバの出力を電源投入時またはリセット時から所定期間だけロウレベルに設定する制御手段を備えたことを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, at least a pull-up resistor and a transmission driver are connected to a signal line connected to an external device, and the signal line is set to a high level by the pull-up resistor, thereby connecting the external device. Is provided with control means for setting the output of the output driver to a low level for a predetermined period from the time of power-on or reset.

請求項２にかかる発明は、外部装置と接続された信号線に少なくともプルダウン抵抗および送信ドライバが接続され、前記プルダウン抵抗により前記信号線をロウレベルに設定することで前記外部装置に対する接続状態を通知する通信装置において、前記出力ドライバの出力を電源投入時またはリセット時から所定期間だけハイレベルに設定する制御手段を備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, at least a pull-down resistor and a transmission driver are connected to a signal line connected to an external device, and the signal line is set to a low level by the pull-down resistor to notify a connection state to the external device. The communication apparatus is characterized by comprising control means for setting the output of the output driver to a high level for a predetermined period from the time of power-on or reset.

請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の通信装置において、前記制御手段は、前記出力ドライバの入力側の信号ラインに設けられた第１のゲート回路と、前記出力ドライバを制御するアウトプットイネーブル信号ラインに設けられた第２のゲート回路とからなり、前記電源投入時またはリセット時から所定期間だけ、前記第１のゲート回路の出力をロウレベルに制御するとともに、前記第２のゲート回路により前記出力ドライバをアクティブに制御することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the communication device according to the first aspect, the control means includes a first gate circuit provided in a signal line on the input side of the output driver, and an output for controlling the output driver. And a second gate circuit provided in the second enable signal line, and controls the output of the first gate circuit to a low level for a predetermined period from the time of power-on or reset, and the second gate circuit. To actively control the output driver.

請求項４にかかる発明は、請求項２に記載の通信装置において、前記制御手段は、前記出力ドライバの入力側の信号ラインに設けられた第１のゲート回路と、前記出力ドライバを制御するアウトプットイネーブル信号ラインに設けられた第２のゲート回路とからなり、前記電源投入時またはリセット時から所定期間だけ、前記第１のゲート回路の出力をハイレベルに制御するとともに、前記第２のゲート回路により前記出力ドライバをアクティブに制御することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the communication device according to the second aspect, the control means includes a first gate circuit provided in a signal line on the input side of the output driver, and an output for controlling the output driver. And a second gate circuit provided on the second enable signal line, and controls the output of the first gate circuit to a high level for a predetermined period from the time of power-on or reset, and the second gate The output driver is actively controlled by a circuit.

本発明の通信装置によれば、外部装置に対して信号線で接続される信号線がプルアップ又はプルダウンされても、電源投入時やリセット時等のように外部装置からの通信に正常に応答できない期間中は、その接続を無効にするので、外部装置との接続に不具合が生じることが防止できる。この場合、外付け部品や端子は不要であり、ゲート回路を追加するのみで実現できるので、通信装置のチップ面積増大も僅かで済み、コストメリットがある。   According to the communication device of the present invention, even when a signal line connected to the external device by a signal line is pulled up or pulled down, it responds normally to communication from the external device, such as at power-on or reset. Since the connection is invalidated during a period when it cannot be performed, it is possible to prevent a problem from occurring in the connection with the external device. In this case, external parts and terminals are not required, and can be realized only by adding a gate circuit. Therefore, the increase in the chip area of the communication device is small, and there is a cost merit.

本発明では、外部装置に対して信号線で接続されその信号線がプルアップ又はプルダウンされても、電源投入時やリセット時等においてＵＳＢドライバ等の通信装置の準備が完了するまでの間、その通信装置の送信ドライバの出力をロウレベルあるいはハイレベルに制御することによって、信号線のプルアップあるいはプルダウンによる電位変化を無効にする。以下、詳しく説明する。   In the present invention, even when a signal line is connected to an external device and the signal line is pulled up or pulled down, until the preparation of a communication device such as a USB driver is completed at power-on or reset. By controlling the output of the transmission driver of the communication device to low level or high level, the potential change due to pull-up or pull-down of the signal line is invalidated. This will be described in detail below.

図１は本発明の実施例１のＵＳＢシステムの構成を示すブロック図である。ＵＳＢホスト１０とＵＳＢデバイス２０の間の双方向通信はＵＳＢバスケーブル３０で行われる。１１はＵＳＢホスト本体、２１はＵＳＢデバイス本体、Ｒｐｕはプルアップ抵抗、Ｒｐｄはプルダウン抵抗である。ＵＳＢバスケーブル３０はＤ＋の信号線３１とＤ−の信号線３２をもつ。ＵＳＢデバイス本体２１内のＩ／Ｏバッファ部分２２は、シリーズ抵抗Ｒｓ、差動受信バッファＢ１、Ｄ＋用の受信バッファＢ２、Ｄ−用の受信バッフＢ３、Ｄ＋用の送信ドライバＢ４、Ｄ−用の送信ドライバＢ５を有する。送信ドライバＢ４，Ｂ５はアウトプットイネーブル信号Ｓ６により制御される。なお、図１ではＵＳＢバスケーブル３０の電源線は省略している。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the USB system according to the first embodiment of the present invention. Bidirectional communication between the USB host 10 and the USB device 20 is performed by the USB bus cable 30. 11 is a USB host body, 21 is a USB device body, Rpu is a pull-up resistor, and Rpd is a pull-down resistor. The USB bus cable 30 has a D + signal line 31 and a D− signal line 32. The I / O buffer portion 22 in the USB device main body 21 includes a series resistor Rs, a differential reception buffer B1, a D + reception buffer B2, a D− reception buffer B3, a D + transmission driver B4, and a D− transmission driver. It has a transmission driver B5. The transmission drivers B4 and B5 are controlled by an output enable signal S6. In FIG. 1, the power line of the USB bus cable 30 is omitted.

本実施例１では、さらに、ＵＳＢデバイス２０内のＩ／Ｏバッファ部２２において、送信バッファＢ４，Ｂ５の出力を制御する制御手段としてゲート回路Ｇ１〜Ｇ３を追加し、Ｄ＋送信信号Ｓ４はゲート回路Ｇ１を介して送信ドライバＢ４に、Ｄ−送信信号はゲート回路Ｇ２を介して送信ドライバＢ５に、アウトプットイネーブル信号Ｓ６はゲート回路Ｇ３を介して送信ドライバＢ４，Ｂ５に入力するよう構成し、それらゲート回路Ｇ１〜Ｇ３をデバイスアクティブ信号Ｓ７で制御するようにした。このデバイスアクティブ信号Ｓ７としては、ロウアクティブのリセット信号あるいはその他の制御信号を使用可能である。   In the first embodiment, in the I / O buffer unit 22 in the USB device 20, gate circuits G1 to G3 are added as control means for controlling the outputs of the transmission buffers B4 and B5, and the D + transmission signal S4 is a gate circuit. The D-transmission signal is input to the transmission driver B5 via the gate circuit G2 and the output enable signal S6 is input to the transmission drivers B4 and B5 via the gate circuit G3. The gate circuits G1 to G3 are controlled by the device active signal S7. As the device active signal S7, a low active reset signal or other control signal can be used.

さて、ＵＳＢデバイス２０がＵＳＢホスト１０に対してＵＳＢバスケーブル３０で接続されても、そのＵＳＢデバイス２０がＵＳＢホスト１０からの通信に正常に応答できない期間では、アクティブデバイス信号Ｓ７をロウレベルに設定する。この結果、ゲート回路Ｇ１〜Ｇ３の出力がロウレベルになり、送信バッファＢ４，Ｂ５がアクティブとなるので、その送信バッファＢ４，Ｂ５の出力はロウレベルとなる。つまり、ＵＳＢバスケーブル３０のＤ＋の信号線３１，Ｄ−の信号線３２はともにロウレベルとなる。このため、プルアップによるＤ＋の信号線３１の電位上昇は無効になる。この結果、ＵＳＢホスト１０とＵＳＢデバイス２０との間の通信は開始されない。   Even when the USB device 20 is connected to the USB host 10 via the USB bus cable 30, the active device signal S7 is set to a low level during a period in which the USB device 20 cannot normally respond to communication from the USB host 10. . As a result, the outputs of the gate circuits G1 to G3 become low level, and the transmission buffers B4 and B5 become active, so the outputs of the transmission buffers B4 and B5 become low level. That is, both the D + signal line 31 and the D− signal line 32 of the USB bus cable 30 are at a low level. For this reason, the potential rise of the D + signal line 31 due to the pull-up becomes invalid. As a result, communication between the USB host 10 and the USB device 20 is not started.

ＵＳＢデバイス２０の準備が完了した後は、アクティブデバイス信号Ｓ７をハイレベルに設定する。この結果、ゲート回路Ｇ１，Ｇ２はＤ＋送信信号Ｓ４、Ｄ−送信信号Ｓ５をそのまま通過させ、ゲート回路Ｇ３はアウトプットイネーブル信号Ｓ６をそのまま通過させ、通常の動作が行われる。   After the preparation of the USB device 20 is completed, the active device signal S7 is set to a high level. As a result, the gate circuits G1 and G2 pass the D + transmission signal S4 and the D− transmission signal S5 as they are, and the gate circuit G3 passes the output enable signal S6 as it is and the normal operation is performed.

なお、図１では、正常に応答できない期間では、Ｄ＋の信号線３１とＤ−の信号線３２の双方をロウレベルに制御したが、Ｄ＋の信号線３１のみをロウレベルに制御してプルアップを無効にしてもよい。このようにＤ＋の信号線３１のみをロウレベルに制御する場合は、図２に示すように、送信バッファＢ４のみにゲート回路Ｇ３を追加すればよい。   In FIG. 1, during the period in which normal response is not possible, both the D + signal line 31 and the D− signal line 32 are controlled to the low level, but only the D + signal line 31 is controlled to the low level to disable the pull-up. It may be. When only the D + signal line 31 is controlled to the low level as described above, a gate circuit G3 may be added only to the transmission buffer B4 as shown in FIG.

また、以上ではＤ＋の信号線３１をプルアップすることでＵＳＢホスト１０に接続状態を通知する方式について説明したが、通信ホストにプルアップ抵抗を内蔵させ、通信デバイスにプルダウン抵抗を内蔵させてプルダウンすることで通信ホストに対する通信デバイスの接続状態を通信ホストに通知する場合には、正常に応答できない期間では、少なくともＤ＋の信号線３１をハイレベルに制御してプルダウンを無効にすればよい。   In the above description, the method of notifying the USB host 10 of the connection state by pulling up the D + signal line 31 has been described. However, a pull-up resistor is built in the communication host, and a pull-down resistor is built in the communication device. Thus, when notifying the communication host of the connection state of the communication device with respect to the communication host, it is only necessary to disable at least the D + signal line 31 to the high level and disable the pull-down during a period in which the communication host cannot respond normally.

また、以上ではＵＳＢシステムについて説明したが、その他のシリアル通信システムの場合にも同様に適用することができる。   Although the USB system has been described above, the present invention can be similarly applied to other serial communication systems.

本発明の実施例１のＵＳＢシステムのブロック図である。It is a block diagram of the USB system of Example 1 of this invention. 本発明の実施例２のＵＳＢシステムのブロック図である。It is a block diagram of the USB system of Example 2 of this invention. 一般的なＵＳＢシステムのブロック図である。It is a block diagram of a general USB system. ＵＳＢデバイス部分のＩ／Ｏバッファ部を詳細にしたＵＳＢシステムのブロック図である。It is a block diagram of the USB system which made the I / O buffer part of the USB device part detailed. ＵＳＢデバイスの立ち上がり特性図である。It is a rise characteristic figure of a USB device.

符号の説明Explanation of symbols

１０：ＵＳＢホスト、１１：ＵＳＢホスト本体
２０：ＵＳＢデバイス、２１：ＵＳＢデバイス本体、２２：Ｉ／Ｏバッファ部
３０：ＵＳＢバスケーブル、３１：Ｄ＋信号線、３２：Ｄ−信号線 10: USB host, 11: USB host body 20: USB device, 21: USB device body, 22: I / O buffer unit 30: USB bus cable, 31: D + signal line, 32: D- signal line

Claims (4)

外部装置と接続された信号線に少なくともプルアップ抵抗および送信ドライバが接続され、前記プルアップ抵抗により前記信号線をハイレベルに設定することで前記外部装置に対する接続状態を通知する通信装置において、
前記出力ドライバの出力を電源投入時またはリセット時から所定期間だけロウレベルに設定する制御手段を備えたことを特徴とする通信装置。 In a communication device in which at least a pull-up resistor and a transmission driver are connected to a signal line connected to an external device, and the signal line is set to a high level by the pull-up resistor to notify a connection state to the external device.
A communication apparatus comprising control means for setting the output of the output driver to a low level for a predetermined period from the time of power-on or reset. 外部装置と接続された信号線に少なくともプルダウン抵抗および送信ドライバが接続され、前記プルダウン抵抗により前記信号線をロウレベルに設定することで前記外部装置に対する接続状態を通知する通信装置において、
前記出力ドライバの出力を電源投入時またはリセット時から所定期間だけハイレベルに設定する制御手段を備えたことを特徴とする通信装置。 In a communication device in which at least a pull-down resistor and a transmission driver are connected to a signal line connected to an external device, and the connection state to the external device is notified by setting the signal line to a low level by the pull-down resistor.
A communication apparatus comprising: control means for setting the output of the output driver to a high level only for a predetermined period from power-on or reset. 請求項１に記載の通信装置において、
前記制御手段は、前記出力ドライバの入力側の信号ラインに設けられた第１のゲート回路と、前記出力ドライバを制御するアウトプットイネーブル信号ラインに設けられた第２のゲート回路とからなり、
前記電源投入時またはリセット時から所定期間だけ、前記第１のゲート回路の出力をロウレベルに制御するとともに、前記第２のゲート回路により前記出力ドライバをアクティブに制御することを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1,
The control means comprises a first gate circuit provided in a signal line on the input side of the output driver, and a second gate circuit provided in an output enable signal line for controlling the output driver,
A communication apparatus, wherein the output of the first gate circuit is controlled to a low level for a predetermined period from the time of power-on or reset, and the output driver is actively controlled by the second gate circuit. 請求項２に記載の通信装置において、
前記制御手段は、前記出力ドライバの入力側の信号ラインに設けられた第１のゲート回路と、前記出力ドライバを制御するアウトプットイネーブル信号ラインに設けられた第２のゲート回路とからなり、
前記電源投入時またはリセット時から所定期間だけ、前記第１のゲート回路の出力をハイレベルに制御するとともに、前記第２のゲート回路により前記出力ドライバをアクティブに制御することを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 2,
The control means comprises a first gate circuit provided in a signal line on the input side of the output driver, and a second gate circuit provided in an output enable signal line for controlling the output driver,
The communication device controls the output of the first gate circuit to a high level for a predetermined period from the time of power-on or reset, and actively controls the output driver by the second gate circuit. .
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