JP2006085248A - Portable apparatus having host function - Google Patents
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Description
本発明は、ホスト機能などの接続される機器とのデータ通信手段と接続される機器への電力供給手段とを有する携帯機器に関するものである。 The present invention relates to a portable device having a data communication unit with a connected device such as a host function and a power supply unit to the connected device.
パーソナルコンピュータにその周辺装置を接続する方法として、USBがある。USBにおいては、パーソナルコンピュータがホストとして機能し、周辺機器がデバイスとして機能する。USBは、ホストと複数のデバイスとの間をシリアル通信で接続し、プラグアンドプレイ(周辺装置を新たに接続したり削除したりした場合に自動的に接続関係を認識する機能)や、ホットインサーション(ホストの電源を入れたまま、接続及び取り外しが可能な機能)や、及び、電力供給の機能がある。 USB is a method for connecting the peripheral device to a personal computer. In USB, a personal computer functions as a host and a peripheral device functions as a device. USB connects the host and multiple devices via serial communication, and plug and play (a function that automatically recognizes the connection when a peripheral device is newly connected or deleted), hot inserter, etc. Functions (functions that can be connected and disconnected while the host power is on) and power supply functions.
USBの接続には、VBUSと称する5V電源と、GNDと、及び、D+、D−2本の信号線の組み合わせとの合計4本の配線を専用コネクタで行うことになっている。この電源の供給できる電流値には限界があり、USBの規格上では100mAから500mAに制限されている。また、USBでは、ホストの命令により周辺機器がサスペンド状態にならなければいけないということが定義されており、この状態ではVBUSからの電流消費は500μAと小さくしなくてはならない。サスペンド状態からの復帰にはレジューム命令がある。 For the USB connection, a total of four wires including a 5V power source called VBUS, GND, and a combination of D + and D-2 signal lines are to be performed by a dedicated connector. There is a limit to the current value that can be supplied by this power source, and the USB standard is limited to 100 mA to 500 mA. In USB, it is defined that a peripheral device must be in a suspended state by a command from a host. In this state, current consumption from VBUS must be reduced to 500 μA. There is a resume command for returning from the suspended state.
近年、USBホスト機能を搭載する機器としてパーソナルコンピュータだけではなく、例えば、USBデバイス機能を有するデジタルカメラと接続可能なUSBホスト機能を有するプリンタや、また、逆にUSBデバイス機能を有するプリンタを制御可能なUSBホスト機能を有するデジタルカメラなどの相互接続を可能とする機器が現れている。 In recent years, it is possible to control not only a personal computer as a device equipped with a USB host function, but also a printer having a USB host function that can be connected to a digital camera having a USB device function, and conversely a printer having a USB device function. Devices such as digital cameras having a USB host function have become available.
USBデバイス機能を有する機器には、自分自身で電源ユニットを持ち動作(セルフパワー)する機器と、自分自身では電源ユニットを持たずにUSBの通信ケーブルを通してUSBホスト機能を有する機器から電力供給を受けて動作(バスパワー)する2種類の機器がある。この接続方式におけるUSBデバイスの電力消費量がUSBホストの電力供給量を超える場合の問題を解決するために、特開2001−075682においては、電力供給可能な電子機器において電子機器に内蔵する電源からの電力供給量と接続されるデバイスの電力消費量を比較することにより接続デバイスへの電力供給を制限するという発明が提案されている。
しかしながら、従来の方法では、USBホスト機能を有する携帯機器がその電源容量が携帯機器本体の動作を保証する程度しかない場合に、バスパワー動作のUSBデバイス機能を有する機器を接続すると、USBデバイスの電力消費量がUSBホストの電力供給量を超えた瞬間にUSBホスト及びUSBデバイス双方が動作しなくなる。また、USBデバイスが例え正常動作しても、USBホストの電力が過度に消費された場合は、USBホスト本体の動作、例えば、プリンタであれば印刷動作、を充分に保証できなくなる。 However, in the conventional method, when a portable device having a USB host function has only a power capacity that guarantees the operation of the portable device body, when a device having a USB device function of bus power operation is connected, At the moment when the power consumption exceeds the power supply amount of the USB host, both the USB host and the USB device are disabled. Even if the USB device operates normally, if the power of the USB host is excessively consumed, the operation of the USB host main body, for example, if the printer is used, the printing operation cannot be sufficiently guaranteed.
また、特開2001−075682においては、接続デバイスへの電力供給を制限する為に、USBホストの電源容量、電力供給量、及び、USBデバイスの電力消費量の検出および監視を行い、USBホストの電力供給量とUSBデバイスの電力消費量の比較を行うなどの複雑な電気回路と制御が必要となる。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-077562, in order to limit power supply to a connected device, the USB host power supply capacity, power supply amount, and USB device power consumption are detected and monitored. A complicated electric circuit and control such as comparing the power supply amount and the power consumption amount of the USB device are required.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1において、ホスト機能を有する携帯機器が、例えばACアダプタからの、外部電源入力が行われているかどうかの検出手段にて、外部電源入力が行われている場合は入力外部電源で動作し、外部電源入力が行われていない場合は携帯機器に内蔵されている、例えば充電式電池等の、二次電池で動作を行う電源切り替え手段を持つ。この携帯機器は、例えばUSB等の、通信手段を通して接続されるデバイス機能を有する機器に電力供給を行う手段を有している。また、このホスト機能を有する携帯機器は、接続されるデバイス機能を有する機器がセルフパワーで動作するかバスパワーで動作するかの判定手段を有し、このホスト機能を有する携帯機器が二次電池で動作していて、接続されるデバイス機能を有する機器がバスパワーで動作する場合は、デバイスへの電力供給を行わず通信を遮断することを特徴としている。 In order to achieve the above object, in claim 1 of the present invention, a portable device having a host function performs input of an external power supply, for example, by means of detecting whether or not an external power supply is input from an AC adapter. If the external power supply is not input, the mobile device has a power supply switching means that operates with a secondary battery such as a rechargeable battery. This portable device has means for supplying power to a device having a device function connected through communication means, such as USB. Further, the portable device having the host function has a determination means for determining whether the device having the device function to be connected operates by self power or bus power, and the portable device having the host function is a secondary battery. When a device having a device function to be connected operates on bus power, the communication is cut off without supplying power to the device.
請求項2において、ホスト機能を有する携帯機器が外部電源で操作していて、接続さされるデバイス機能を有する機器がバスパワーで動作する場合は、デバイスへの電力供給を行うことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, when a portable device having a host function is operated by an external power source and a device having a device function to be connected operates by bus power, power is supplied to the device.
請求項3において、接続されるデバイス機能を有する機器がセルフパワーで動作する場合は、ホスト機能を有する携帯機器が外部電源によって動作しているか二次電池によって動作しているかに関わらず、デバイスへの電力供給を行うことなく通信動作を行うことを特徴としている。 When the device having the device function to be connected operates by self-power according to claim 3, the device is connected to the device regardless of whether the portable device having the host function is operated by an external power source or a secondary battery. The communication operation is performed without supplying the power.
請求項4において、ホスト機能を有する携帯機器が二次電池で動作していて、接続されるデバイス機能を有する機器がバスパワーで動作する場合に、デバイスへの電力供給を行わず通信の遮断を行う前に、デバイスへ通信不可の情報を通信するとともに、ホスト機能を有する携帯機器にてエラー情報を表示することを特徴としている。 In Claim 4, when the portable device having the host function is operated by the secondary battery and the device having the device function to be connected is operated by the bus power, the communication is cut off without supplying power to the device. Before performing, it communicates information indicating that communication is impossible to the device and displays error information on a portable device having a host function.
請求項1から4の手段を用いることにより、ホスト機能を有する携帯機器において、デバイス機能を有する機器との接続において、複雑な電気回路や制御を用いることなく、ホスト機能を有する携帯機器の動作を充分に保証できる電源確保を容易にすることが可能となる。 By using the means of claims 1 to 4, in the portable device having the host function, the connection of the device having the device function allows the operation of the portable device having the host function without using a complicated electric circuit or control. It is possible to easily secure a power source that can be sufficiently guaranteed.
本発明によれば、二次電池で動作するホスト機能を有する携帯機器が、バスパワーで動作するデバイス機能を有する機器と接続された場合に、複雑な電気回路や制御を用いずデバイスに電力供給を行わないので、以後のホスト機能を有する携帯機器の動作を充分に保証できる電源確保を容易にすることが可能となる。 According to the present invention, when a portable device having a host function that operates on a secondary battery is connected to a device having a device function that operates on bus power, power is supplied to the device without using a complicated electric circuit or control. Therefore, it is possible to easily secure a power source that can sufficiently guarantee the operation of the portable device having the host function thereafter.
また、接続されるデバイス機能を有する機器がバスパワーで動作する場合は、ホスト機能を有する携帯機器をACアダプタ等の外部の安定した電力で動作させることにより、デバイス機能を有した機器への電力供給と通信を可能とする。 In addition, when a device having a device function to be connected operates with bus power, power to the device having a device function can be obtained by operating a portable device having a host function with external stable power such as an AC adapter. Enable supply and communication.
以下、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のUSBホスト機能を有する携帯機器の一実施形態を説明するブロック図である。図において、1は制御回路であり、不図示のCPU、RAM、ROM、および、USBホスト機能を有する携帯機器の本来の動作を示す機能、例えばプリンタであれば印刷機能としての操作部、印刷部、また、デジタルカメラであればデジタルカメラ機能としてのカメラ部、操作部、写真画像格納部などで構成されている。 FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a portable device having a USB host function according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a control circuit, which is a function that shows the original operation of a portable device having a CPU, RAM, ROM, and USB host function (not shown), for example, an operation unit and a printing unit as a printing function if a printer. In the case of a digital camera, the digital camera function includes a camera unit, an operation unit, a photographic image storage unit, and the like.
制御回路1は、前記ROMにあらかじめ格納されているプログラムに従い、ユーザーの指示に従いUSBデバイス機能を有する機器との通信制御を行い、USBホスト機能を有する携帯機器の本来の動作を示す機能、例えばプリンタであれば通信手段によって受信したデータの印刷制御、デジタルカメラであれば写真を撮影し画像ファイルとして格納したり、格納された画像ファイルを再生したり、撮影された画像ファイルまたは格納された画像ファイルを印刷したり、格納された画像ファイルを通信手段による転送制御を行う。 The control circuit 1 performs communication control with a device having a USB device function in accordance with a user instruction according to a program stored in advance in the ROM, for example, a function indicating the original operation of a portable device having a USB host function, such as a printer If it is, print control of the data received by the communication means, if it is a digital camera, take a picture and store it as an image file, play back the stored image file, photographed image file or stored image file Or the stored image file is controlled to be transferred by communication means.
2はUSBホスト機能を有する携帯機器へACアダプタなど外部電源を入力するための端子であり、3によって2の外部入力端子にADアダプタが接続されかつ電力が供給されているかどうかを検出する。
4はUSBホスト機能を有する携帯機器へ通常電力を供給する二次電池であり、アルカリ乾電池、ニッカド電池、ニッケル水素電池、および、リチウムイオン電池などのいずれかで構成されている。 Reference numeral 4 denotes a secondary battery that supplies normal power to a portable device having a USB host function, and includes any one of an alkaline battery, a nickel cadmium battery, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, and the like.
5は、外部電源入力検出3によりUSBホスト機能を有する携帯機器への電力供給を外部電源入力2にするか二次電池4にするかを切り替えるスイッチである。
6は通信手段であり、通信端子7にUSBデバイス機能を有する機器が接続されたかどうかを検出する機能、接続されたデバイスがセルフパワーで動作するかバスパワーで動作するかを検出する機能、接続されたUDBデバイス機能を有する機器に電力を供給する機能、および、データ転送等の機能を行う。 6 is a communication means, a function for detecting whether a device having a USB device function is connected to the communication terminal 7, a function for detecting whether the connected device operates by self power or bus power, connection A function of supplying power to a device having a UDB device function and a function of data transfer and the like are performed.
8はエラー状態が発生した場合に、ユーザーにエラー情報を伝えるための表示装置であり、LCDディスプレやLEDやブザー等によって構成される。
図2に、本発明を実現するプログラムのフローチャートを示す。 FIG. 2 shows a flowchart of a program for realizing the present invention.
図2においては、制御回路1において動作電源切り替え処理とUSBデバイスとの通信処理を行う。USBホスト機能を有する携帯機器がユーザーの操作により動作を開始し、ステップS10において外部電源入力検出器3により外部電源入力端子2から外部電源が入力されているかどうかの検出を行う。外部電源が入力されている場合はステップS20において電源切り替えスイッチ5を用いて携帯機器の動作電源を外部電源に切り替える。外部電源が入力されていない場合はステップS30において電源切り替えスイッチ5を用いて携帯機器の動作電源を携帯機器に装着されている二次電池4に切り替える。
In FIG. 2, the control circuit 1 performs an operation power supply switching process and a communication process with the USB device. A portable device having a USB host function starts operation by a user operation, and in step S10, the external power input detector 3 detects whether or not an external power is being input from the external
ステップS40では、通信手段6において通信端子7にUSBデバイス機能を有する機器が接続されているかどうかの検出を行う。検出されなかった場合は、ステップS10の外部電源入力検出に進み、再びステップS40においてUSBデバイスの検出を監視する。 In step S40, the communication means 6 detects whether or not a device having a USB device function is connected to the communication terminal 7. If not detected, the process proceeds to external power input detection in step S10, and the detection of the USB device is monitored again in step S40.
ステップS50では、通信端子7にUSBデバイスが接続されたことが通信手段6によって検出されると、携帯機器は接続デバイスに対してUSBに準拠した最大電流100mAを許容する動作モードに移行する。 In step S50, when the communication means 6 detects that the USB device is connected to the communication terminal 7, the portable device shifts to an operation mode that allows a maximum current of 100 mA conforming to the USB to the connected device.
ステップS60にてデバイスリクエストを行い、通信端子7に接続されたUSBデバイスとの間で、データの転送方向、接続デバイスのアドレス設定、接続デバイスの構成、デバイスのディスクリプタ設定などの各種通信に必要な基本的な設定を行う。 A device request is made in step S60, and is necessary for various communications with the USB device connected to the communication terminal 7, such as data transfer direction, connection device address setting, connection device configuration, and device descriptor setting. Make basic settings.
ステップS70では、通信プロトコル、USBベンダID、プロダクトIDや、接続デバイスの製造者、製品、製造番号をあらわすストリングディスクリプタへのインディックス等の、接続されてUSBデバイスに関する情報であるデバイスディスクリプタを取得する。 In step S70, a device descriptor that is information about a connected USB device, such as a communication protocol, a USB vendor ID, a product ID, an index to a string descriptor representing the manufacturer, product, and manufacturing number of the connected device, is acquired. .
ステップS80にて、接続されたUSBデバイスがセルフパワーで動作するかバスパワーで動作するかの情報やUSBデバイスの必要とする消費電力量などの、接続されたUSBデバイスの構成に関する情報である構成ディスクリプタを取得する。 In step S80, the configuration is information regarding the configuration of the connected USB device, such as information on whether the connected USB device operates with self power or bus power and the power consumption required by the USB device. Get descriptor.
ステップS90においては、ステップS80にて取得した構成ディスクリプタの情報から、接続されたUSBデバイスがセルフパワーで動作するかバスパワーで動作するかの判定を行う。 In step S90, it is determined from the configuration descriptor information acquired in step S80 whether the connected USB device operates with self power or bus power.
ステップS90においてUSBデバイスがバスパワーで動作すると判定された場合は、ステップS100においてステップS10と同じように外部電源入力検出器3により外部電源入力端子2から外部電源が入力されているかどうかの検出を行う。外部電源が入力されておらず二次電池4で動作している場合はステップS110以降のエラー処理に進む。
If it is determined in step S90 that the USB device operates with bus power, in step S100, the external power input detector 3 detects whether or not the external power is input from the external
ステップS110においては、USBデバイスに通信処理が正常に出来ないことを示すエラー情報を送信するとともにステップS120でUSBデバイスの接続を禁止する。ステップS130では、ステップS50で選択された動作モードで供給開始した電力供給を停止し、ステップS140にてUSBに準拠したサスペンドモードに移行する。このサスペンド動作モードでは、接続されたUSBデバイスに供給する電流は最大で500μAと少ない電流値に設定されており、USBホスト機能を有する携帯機器側の電源に与える影響を最小限にしている。ステップS150では表示装置8にエラー表示を行い、USBホスト機能を有する携帯機器の二次電源では接続されたUSBデバイスが正常に動作しないことをユーザーに通知して処理を終了する。
In step S110, error information indicating that communication processing cannot be normally performed is transmitted to the USB device, and connection of the USB device is prohibited in step S120. In step S130, power supply started to be supplied in the operation mode selected in step S50 is stopped, and in step S140, a USB suspend mode is entered. In this suspend operation mode, the current supplied to the connected USB device is set to a current value as small as 500 μA at the maximum, and the influence on the power supply on the portable device side having the USB host function is minimized. In step S150, an error is displayed on the
ここで、ステップS10の外部電源入力検出にすすみ、ユーザーによって外部電源の入力待ちの状態することも可能である。ステップS10において外部電源入力が検出された場合はサスペンド動作モードに移行しているUSBデバイスをレジューム命令にて復帰させた後に、後述するステップS160からの通常通信処理を行う。 Here, the process proceeds to the external power supply input detection in step S10, and the user can wait for the input of the external power supply. If an external power input is detected in step S10, the USB device that has transitioned to the suspend operation mode is restored by a resume command, and then normal communication processing from step S160 described later is performed.
ステップS100の判定で外部電源が入力されており入力外部電源で動作している場合はステップS160以降の通信処理に進む。 If it is determined in step S100 that an external power supply has been input and the apparatus is operating with the input external power supply, the process proceeds to communication processing in and after step S160.
接続されたUSBデバイスを駆動するのに充分な電力供給が可能であるので、ステップS160では更に詳細な通信設定を行い、ステップS170において接続されたUSBデバイスとの接続を完了する。ステップS180では接続されたUSBデバイスへの電力を供給し、ステップS190にてデータ転送等の通信動作を実行して通信処理を終了する。 Since sufficient power can be supplied to drive the connected USB device, more detailed communication setting is performed in step S160, and the connection with the connected USB device is completed in step S170. In step S180, power is supplied to the connected USB device. In step S190, a communication operation such as data transfer is executed, and the communication process is terminated.
ステップ90において接続されたUSBデバイスがセルフパワーで動作するとはんていされた場合は、ステップS200で前述のステップS160と同じように通信に必要な更に詳細な通信設定を行い、ステップS210で前述のステップS170と同じように接続されたUSBデバイスとの接続を完了する。接続されたUSBデバイスに電力を供給する必要はないので前述のステップS180における電力供給を行うことなく、ステップS220にて前述のステップS190と同じようにデータ転送等の通信動作を実行して通信処理を終了する。 If the USB device connected in step 90 is assumed to operate with self-power, in step S200, more detailed communication settings necessary for communication are performed in the same manner as in step S160 described above. The connection with the connected USB device is completed in the same manner as in step S170. Since it is not necessary to supply power to the connected USB device, communication processing such as data transfer is executed in step S220 in the same manner as in step S190 without performing power supply in step S180. Exit.
本実施の形態においては、通信方式をUSBとして説明したが、通信コネクタに接続するデバイスとの通信において、データ信号線の他に、接続デバイスに対して電源を供給するための電源ラインを有する通信方式であれば、通信方式をUSBに限定する必要はない。例えばIEEE1394でもよいしPC CARDインターフェースでもよい。 In this embodiment, the communication method is described as USB. However, in communication with a device connected to a communication connector, communication having a power supply line for supplying power to the connected device in addition to the data signal line. If it is a system, it is not necessary to limit a communication system to USB. For example, it may be IEEE 1394 or a PC CARD interface.
また、本発明を実施する形態としてはUSBホスト機能を有する携帯機器であればよく、デジタルカメラ、プリンタに限らず、PDA、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話等、様々な携帯機器に応用できる。 The embodiment of the present invention may be any portable device having a USB host function, and is not limited to a digital camera and a printer, and can be applied to various portable devices such as a PDA, a handheld computer, and a cellular phone.
1 制御回路
2 外部電源入力端子
3 外部電源入力検出器
4 二次電池
5 電源切り替えスイッチ
6 通信手段
7 通信端子
8 表示器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記携帯機器において接続機器との通信手段と該通信手段による電力供給手段とを有し、
前記通信手段によって、前記携帯機器と接続される機器がセルフパワーで動作するか接続によるバスパワーで動作するかを検出する手段を有し、
前記携帯機器が二次電池で動作し、前記接続機器がバスパワーで動作する場合は、前記接続機器に前記電力供給手段による電力供給を行わずに、前記通信手段による前記接続機器との接続を遮断することを特徴とするホスト機能を有する携帯機器。 A means for detecting whether or not an external power supply is input, and when the external power supply is input, operates with an external power supply, and when the external power supply is not input, a built-in secondary battery In a portable device having a power supply switching means that operates in
The portable device has a communication means with a connection device and a power supply means by the communication means,
Means for detecting, by the communication means, whether the device connected to the portable device operates by self-power or bus power by connection;
When the portable device operates with a secondary battery and the connection device operates with bus power, the connection device is connected to the connection device without the power supply by the power supply device. A portable device having a host function characterized by blocking.
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