JP2011215855A

JP2011215855A - Usb device control circuit and control method of usb device

Info

Publication number: JP2011215855A
Application number: JP2010083006A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Oikawa; 雅彦及川
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid inconsistency of a connection state between a USB (Universal Serial Bus) host and a USB device when the connection state is caused to transition from an active state to a low power consumption state.SOLUTION: A USB device control circuit 100 to be connected to a USB host (USB host control circuit 200) in a high-speed mode via a USB bus 300, includes a device controller 110. When receiving a state transition request about transition from the active state to the low power consumption state from the USB host by the predetermined number of times, the device controller 110 observes the state of the USB bus 300 for a predetermined period and determines the state of the USB host. When determining that the USB host has transitioned to the low power consumption state, the device controller 110 transitions to the low power consumption state, and when determining that the USB host maintains the active state, the device controller 110 maintains the active state.

Description

本発明は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイスの低消費電力制御に関する。 The present invention relates to low power consumption control of a USB (Universal Serial Bus) device.

ＵＳＢ２．０規格では、ＨＳ（ハイスピード）、ＦＳ（フルスピード）、及びＬＳ（ロースピード）の３種類のスピードの違いによる接続状態を用いて、ＵＳＢホスト（以下、適宜「ホスト」とも称する）とＵＳＢデバイス（以下、適宜「デバイス」とも称する）と間を接続することを可能とする。ＨＳは、ＦＳ、及びＬＳに比べ、より高速のデータ転送を可能とする。一方で、データ転送しないときには、デバイスは、ＨＳでホスト接続している場合、ＦＳ、及びＬＳで接続している場合に比べ、多くの電力を消費することになる。 In the USB 2.0 standard, a USB host (hereinafter also referred to as “host” as appropriate) using a connection state depending on three kinds of speeds of HS (high speed), FS (full speed), and LS (low speed). And a USB device (hereinafter also referred to as “device” as appropriate). HS enables higher-speed data transfer than FS and LS. On the other hand, when data is not transferred, the device consumes more power when connected to the host by HS than when connected by FS and LS.

図６に、接続状態と、バスの状態との対応を示す。ＵＳＢ２．０規格では、ホストとデバイスとは、Ｄ＋とＤ−との２種類のバスを用いて接続する。図６の上段には、Ｄ＋、Ｄ−の電位（ＨまたはＬ）と、接続状態それぞれにおけるバスの状態を示す記号とを示している。
Ｄ＋の電位、Ｄ−の電位ともにＬのとき、バスの状態を、ＨＳ，ＦＳ，及びＬＳともに、ＳＥ０と呼ぶ。
Ｄ＋の電位がＨ、Ｄ−の電位がＬのとき、バスの状態を、ＨＳ，ＦＳでは、Ｊと呼び、ＬＳでは、Ｋと呼ぶ。
Ｄ＋の電位がＬ、Ｄ−の電位がＨのとき、バスの状態を、ＨＳ，ＦＳでは、Ｋと呼び、ＬＳでは、Ｊと呼ぶ。
Ｄ＋の電位、Ｄ−の電位がともにＨのとき、バスの状態を、ＨＳ，ＦＳ，及びＬＳともに、ＳＥ１と呼ぶ。
なお、バスの状態をＪまたはＫで示す場合、ＨＳでは、ＨＳ−Ｊのように、接続状態とバスの状態とをハイフンでつなげて示す事とする。
ＵＳＢ２．０規格において、ホストとデバイスは、接続状態がＦＳのとき、３．３Ｖの電圧を閾値とし、接続状態がＨＳのとき、４００ｍｖの電圧を閾値として、バスの電位を判定することを前提とする。 FIG. 6 shows the correspondence between the connection state and the bus state. In the USB 2.0 standard, a host and a device are connected using two types of buses, D + and D−. The upper part of FIG. 6 shows D + and D− potentials (H or L) and symbols indicating the bus states in the respective connection states.
When both the D + potential and the D− potential are L, the state of the bus is called SE0 for all of HS, FS, and LS.
When the D + potential is H and the D− potential is L, the bus state is referred to as J for HS and FS, and as K for LS.
When the potential of D + is L and the potential of D− is H, the state of the bus is called K in HS and FS, and is called J in LS.
When both the D + potential and the D− potential are H, the state of the bus is referred to as SE1 for HS, FS, and LS.
When the bus state is indicated by J or K, in the HS, the connection state and the bus state are connected by a hyphen as in HS-J.
In the USB 2.0 standard, it is assumed that the host and the device determine the bus potential using a voltage of 3.3 V as a threshold when the connection state is FS, and a voltage of 400 mV as a threshold when the connection state is HS. And

ここで、ホストとデバイスとが、接続を開始してからＨＳの接続状態へ遷移する手順の概略を、図７を参照して説明する。ホストとデバイスとは、接続を開始する（Ｓ９１）場合、デバイスがＵＳＢバス（Ｄ＋）をプルアップして、バスの状態をＦＳ−Ｊの状態へ遷移させる（Ｓ９２）。ホストは、バスの状態がＦＳ−Ｊであることを検出すると、バスをリセットする（Ｓ９３）。このときバスの状態は、ＳＥ０となる。デバイスは、バスの状態がＳＥ０であることを検出すると、所定期間ＣｈｉｒｐＫを出力する（Ｓ９４）。ホストは、デバイスからのＣｈｉｒｐＫ出力を検出すると、当該所定期間経過後Ｃｈｉｒｐ出力をおこなう（Ｓ９５）。デバイスがホストからのＣｈｉｒｐ出力を検出すると、ホストとデバイスとは、ＨＳの接続状態へ遷移する（Ｓ９６）。 Here, an outline of a procedure in which the host and the device transition to the HS connection state after starting the connection will be described with reference to FIG. When the connection between the host and the device is started (S91), the device pulls up the USB bus (D +) and changes the bus state to the FS-J state (S92). When the host detects that the bus state is FS-J, the host resets the bus (S93). At this time, the state of the bus is SE0. When the device detects that the bus state is SE0, it outputs Chirp K for a predetermined period (S94). When the host detects Chirp K output from the device, it performs Chirp output after the predetermined period has elapsed (S95). When the device detects a Chirp output from the host, the host and the device transition to the HS connection state (S96).

ＵＳＢ２．０規格のＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＣＨＡＮＧＥＮＯＴＩＣＥ（ＥＣＮ）として、ＬｉｎｋＰｏｗｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＬＰＭ）という低消費電力モードのプロトコル規格がある（非特許文献１）。この規格では、ＬＰＭ用のパケットを用いることにより、低消費電力モードへの遷移を、低レイテンシで実現する技術が規定されている。ＬＰＭ用のバケットは、通常のアクティブ状態から低消費電力状態に遷移するよう要求する手段である。ＬＰＭ用のパケットを、ＬＰＭトークン、または、ＬＰＭトークンパケットともいう。ホスト及びデバイスは、ＬＰＭトークンとそれに対する応答パケットを送受信することによって、Ｌ０というアクティブ状態から、Ｌ１という低消費電力状態へ遷移する。 As a USB 2.0 standard ENGINEERING CHANGE NOTICE (ECN), there is a protocol standard for a low power consumption mode called Link Power Management (LPM) (Non-patent Document 1). This standard stipulates a technique for realizing transition to a low power consumption mode with low latency by using an LPM packet. The LPM bucket is a means for requesting a transition from a normal active state to a low power consumption state. The LPM packet is also referred to as an LPM token or an LPM token packet. The host and the device transition from an active state of L0 to a low power consumption state of L1 by transmitting and receiving an LPM token and a response packet thereto.

この遷移は、アクティブ状態のアイドル時、すなわち、ホストとデバイスとの間でパケット転送がない期間に実施される。ＬＰＭによるアクティブ状態Ｌ０から低消費電力状態Ｌ１への遷移動作において、ホストとデバイスとがＨＳで接続されている場合の動作について説明する。ＨＳのアクティブ状態において、アイドル時のバスの状態は、ＳＥ０である。さらに、ホストとデバイスの接続状態がＨＳの場合、低消費電力状態Ｌ１のバスの状態は、ＦＳ−Ｊと規定されている。従って、低消費電力状態Ｌ１に遷移する前のアクティブ状態Ｌ０は、ホストとデバイスの接続状態がＨＳであり、バスの状態がＳＥ０のときである。また、低消費電力状態Ｌ１は、ホストとデバイスの接続状態がＦＳであり、バスの接続状態がＦＳ−Ｊとなる。図６では、ＨＳでＳＥ０から、ＦＳでＪ（ＦＳ−Ｊ）へ遷移する。すなわち、Ｄ＋の電位、Ｄ−の電位がともにＬから、Ｄ＋の電位がＨ、Ｄ−の電位Ｌへ遷移する。 This transition is performed in an active idle state, that is, a period in which there is no packet transfer between the host and the device. In the transition operation from the active state L0 to the low power consumption state L1 by LPM, the operation when the host and the device are connected by HS will be described. In the HS active state, the idle bus state is SE0. Further, when the connection state between the host and the device is HS, the bus state in the low power consumption state L1 is defined as FS-J. Therefore, the active state L0 before the transition to the low power consumption state L1 is when the connection state between the host and the device is HS and the bus state is SE0. In the low power consumption state L1, the connection state between the host and the device is FS, and the bus connection state is FS-J. In FIG. 6, a transition is made from SE0 in HS to J (FS-J) in FS. That is, both the D + potential and the D− potential transition from L to the D + potential to the H and D− potential L.

ＬＰＭトークンおよびその応答の送受信の動作の概要は次のようなものである。まず、ホストがデバイスに対して、ＬＰＭトークンを発行する。デバイスはこのトークン受信に対し低消費電力状態Ｌ１遷移可能な状態の場合、ＡＣＫパケットを返信する。そして、所定の期間が経過後に低消費電力状態Ｌ１へ遷移する。この時デバイスはＵＳＢバス（Ｄ＋）をプルアップしてバスをＦＳ−Ｊのアイドル状態としなければならない。ホストはデバイスからＡＣＫパケットを受信すると、低消費電力状態Ｌ１に遷移する。また、ホストは、デバイスからＡＣＫパケットが返信されない場合（ＡＣＫパケットを受信しない場合）、再度ＬＰＭトークンを再送することが規定されている。このようにして、ホスト、デバイスともに低消費電力状態となる。 The outline of the operation of transmitting and receiving the LPM token and its response is as follows. First, the host issues an LPM token to the device. When the device is in a state where the low power consumption state L1 can be changed in response to the token reception, the device returns an ACK packet. And after a predetermined period passes, it changes to the low power consumption state L1. At this time, the device must pull up the USB bus (D +) to place the bus in the FS-J idle state. When the host receives the ACK packet from the device, the host transits to the low power consumption state L1. Further, it is stipulated that the host retransmits the LPM token again when no ACK packet is returned from the device (when no ACK packet is received). In this way, both the host and the device are in a low power consumption state.

"ENGINEERING CHANGE NOTICE、Title:USB2.0 Link Power Management Addendum"、１−２２頁、［平成２２年３月１２日検索］、インターネット＜URL: http://www.usb.org/developers/docs/#comp_test_procedures>から"Universal Serial Bus Revision 2.0 specification"を選択し、USB2_LinkPowerMangement_ECN[final].pdfをダウンロード"ENGINEERING CHANGE NOTICE, Title: USB2.0 Link Power Management Addendum", page 1-22, [searched on March 12, 2010], Internet <URL: http://www.usb.org/developers/docs/ Select "Universal Serial Bus Revision 2.0 specification" from #comp_test_procedures> and download USB2_LinkPowerMangement_ECN [final] .pdf

しかしながら、ＵＳＢバス上の信号品質劣化やノイズ等によって、デバイスが返信したＡＣＫパケットをホストが正常に受信できないことが生じる。この場合、ＵＳＢプロトコル上、ホストはＬＰＭトークン再送が許可される。ホストは、通常、合計３回のリトライが推奨されている。しかしながら、ホストが３回ともＡＣＫパケットを正常受信できなかった場合、デバイスは低消費電力状態Ｌ１となるが、ホストはアクティブ状態Ｌ０を維持するという状況に陥る。このため、ホストとデバイス間で接続状態の不整合が生じる。 However, due to signal quality degradation or noise on the USB bus, the host may not be able to normally receive the ACK packet returned by the device. In this case, the host is permitted to retransmit the LPM token according to the USB protocol. Hosts are generally recommended to retry a total of three times. However, if the host cannot successfully receive the ACK packet three times, the device enters the low power consumption state L1, but the host remains in the active state L0. For this reason, inconsistency of the connection state occurs between the host and the device.

ホストとデバイス間で接続状態の不整合が生じた場合、正常な通信ができないという問題が起こる。これは、信号の電位を判断する閾値が、ＨＳとＦＳとの間で異なるために生じる。上述した通り、ホストとデバイスは、接続状態がＦＳのとき、３．３Ｖの電圧を閾値とし、接続状態がＨＳのとき、４００ｍｖの電圧を閾値として、バスの電位を判定する。従って、ホストがアクティブ状態Ｌ０を維持している状態でパケットを送信しても、デバイスでは、信号として認識できないという事態が発生する。すなわち、送信されるすべての信号が低い電圧であるため、電位がＬとして認識され、データとして正確な情報を伝送することができない。 When the connection state mismatch between the host and the device occurs, there arises a problem that normal communication cannot be performed. This occurs because the threshold for determining the signal potential is different between HS and FS. As described above, when the connection state is FS, the host and the device determine the bus potential using a voltage of 3.3 V as a threshold and when the connection state is HS, the voltage of 400 mV is used as a threshold. Therefore, even if the host transmits a packet while maintaining the active state L0, a situation occurs in which the device cannot recognize the signal as a signal. In other words, since all transmitted signals are low voltage, the potential is recognized as L, and accurate information cannot be transmitted as data.

また、ホストとデバイス間で接続状態の不整合が生じた場合次のような問題も生じる。ホストとデバイスがＨＳで接続されている場合、１２５μｓの期間が一つのフレームと規定されている。アクティブ状態Ｌ０の時、ホストは１２５μｓ毎に定期的にＳＯＦ（Start of Frame）（ＳＯＦパケット）を発行する。ＳＯＦは、一つのフレームの最初にホストから発行されるトークンパケットである。ＵＳＢ２．０規格では、ホストは、ＳＯＦ送信時にＵＳＢバス上の電圧レベルを観測すること、そして、デバイスが切断されていないかを確認すること、とが規定されている。もし、上述したような、ホストとデバイスとの接続状態の不整合が生じてしまった場合、ホストは、ＳＯＦ送信するとともに、デバイスが切断されていると誤認することになる。具体的には、次のような現象が生じる。ホストは、ＨＳの接続状態を維持しているため、デバイスの切断検出として８００ｍｖ以下の電位で判定し、その電位を超えた場合に切断と判定する。一方デバイスは、ＦＳの接続状態へ遷移しているため、自身のＨＳ終端抵抗を外して、バスの状態をＦＳ−Ｊとするために、ＵＳＢバスをプルアップしている。従って、バスの状態は、８００ｍｖを超える電圧となっている。このため、ホストは、バスの状態として、基準値を超えた電圧を検出してしまい、デバイスが切断されたものと誤認識する状況が発生してしまう。 In addition, the following problem also arises when a connection state mismatch occurs between the host and the device. When the host and the device are connected by HS, a period of 125 μs is defined as one frame. When in the active state L0, the host periodically issues an SOF (Start of Frame) (SOF packet) every 125 μs. The SOF is a token packet issued from the host at the beginning of one frame. The USB 2.0 standard defines that the host observes the voltage level on the USB bus during SOF transmission and confirms whether the device is disconnected. If there is a mismatch in the connection state between the host and the device as described above, the host transmits SOF and misidentifies that the device is disconnected. Specifically, the following phenomenon occurs. Since the host maintains the HS connection state, the host determines that the device is disconnected with a potential of 800 mv or less, and determines that the device is disconnected when the potential is exceeded. On the other hand, since the device has transitioned to the FS connection state, the USB bus is pulled up to remove the HS termination resistance of the device and set the bus state to FS-J. Accordingly, the bus state is a voltage exceeding 800 mv. For this reason, the host detects a voltage exceeding the reference value as the state of the bus, resulting in a situation in which the device is erroneously recognized as having been disconnected.

このように、ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとの接続状態をアクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する場合に、接続状態の不整合が生じるという問題があった。 As described above, when the connection state between the USB host and the USB device is changed from the active state to the low power consumption state, there is a problem in that the connection state is inconsistent.

本発明に係るＵＳＢデバイス制御回路の一態様は、ＵＳＢバスを介して、ＵＳＢホストとハイスピードモードで接続するＵＳＢデバイス制御回路であり、少なくともデバイスコントローラを備える。デバイスコントローラは、アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する状態遷移要求を、ＵＳＢホストから所定の回数受信すると、所定の期間、ＵＳＢバスの状態を観測する。そして、観測した結果を用いて、ＵＳＢホストの状態を判定する。デバイスコントローラは、ＵＳＢホストが低消費電力状態へ遷移したと判定する場合、低消費電力状態へ遷移し、ＵＳＢホストがアクティブ状態を維持していると判定する場合、アクティブ状態を維持する。このように、ＵＳＢデバイス制御回路は、状態遷移要求を所定の回数受信すると、状態遷移要求に応じて状態を遷移する機能がＵＳＢホストにおいて正常に状態遷移が行われているか否かを判定する。この判定機能は、バスの状態を観測することによって実現する。ＵＳＢデバイス制御装置は、当該判定機能により、ＵＳＢホストが正常に状態遷移を行っている場合、自装置も低消費電力状態へ遷移し、ＵＳＢホストが状態遷移を行っていない場合、自装置もアクティブ状態を維持する。このようにして、ＵＳＢデバイス制御回路は、ＵＳＢホストの実際の状態に基づいて状態遷移を行う。これにより、ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとの状態の不整合を回避する。 One aspect of the USB device control circuit according to the present invention is a USB device control circuit connected to a USB host in a high speed mode via a USB bus, and includes at least a device controller. When the device controller receives a state transition request for transition from the active state to the low power consumption state from the USB host a predetermined number of times, the device controller observes the state of the USB bus for a predetermined period. Then, the state of the USB host is determined using the observed result. When the device controller determines that the USB host has transitioned to the low power consumption state, the device controller transitions to the low power consumption state. When the device controller determines that the USB host is maintaining the active state, the device controller maintains the active state. As described above, when the USB device control circuit receives the state transition request a predetermined number of times, the USB device control circuit determines whether or not the state transition function according to the state transition request is normally performed in the USB host. This determination function is realized by observing the bus state. The USB device control device uses the determination function so that when the USB host is performing a normal state transition, the own device also transitions to the low power consumption state, and when the USB host is not performing the state transition, the own device is also active. Maintain state. In this way, the USB device control circuit performs state transition based on the actual state of the USB host. Thereby, inconsistency between the state of the USB host and the USB device is avoided.

また、本発明に係るＵＳＢデバイスの制御方法の一態様は、ＵＳＢバスを介して、ＵＳＢホストとハイスピードモードで接続するＵＳＢデバイスの制御方法である。まず、アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する状態遷移要求を、ＵＳＢホストから所定の回数受信すると、ＵＳＢバスの状態の観測を開始する。次に、観測に基づいて、ＵＳＢホストの状態を判定する。そして、判定した結果に応じて、ＵＳＢホストが低消費電力状態へ遷移したと判定する場合、低消費電力状態へ遷移し、ＵＳＢホストがアクティブ状態を維持していると判定する場合、アクティブ状態を維持する。 Also, one aspect of the USB device control method according to the present invention is a USB device control method connected to a USB host in a high speed mode via a USB bus. First, when a state transition request for transition from the active state to the low power consumption state is received a predetermined number of times from the USB host, observation of the state of the USB bus is started. Next, the state of the USB host is determined based on the observation. Then, when it is determined that the USB host has transitioned to the low power consumption state according to the determination result, the active state is changed to the low power consumption state and when it is determined that the USB host is maintaining the active state. maintain.

本発明によれば、ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとの接続状態をアクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する場合に、接続状態の不整合を回避することが可能となる。 According to the present invention, when the connection state between the USB host and the USB device is changed from the active state to the low power consumption state, it is possible to avoid inconsistency in the connection state.

本発明の実施形態１に係るＵＳＢデバイス制御回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the USB device control circuit which concerns on Embodiment 1 of this invention. ＵＳＢデバイス制御回路を周辺機器に搭載する場合のシステム概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a system schematic structure in case a USB device control circuit is mounted in a peripheral device. アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する動作の概略タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the general | schematic timing of the operation | movement which changes from an active state to a low power consumption state. アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する場合のＵＳＢデバイス制御回路の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the USB device control circuit in the case of changing from an active state to a low power consumption state. バスをプルアップして観測する状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state which pulls up and observes a bus | bath. バスの接続状態と、バスの状態との対応を示す図である。It is a figure which shows a response | compatibility with the connection state of a bus | bath, and the state of a bus | bath. ホストとデバイスとが、接続を開始してからＨＳの接続状態へ遷移する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure in which a host and a device change to the connection state of HS after starting a connection.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. In the drawings, components having the same configuration or function and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

以下の実施形態では、ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとがＨＳで接続されているときに、アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する場合に、ＵＳＢホスト制御回路とＵＳＢデバイス制御回路との接続状態の不整合を回避するものである。各実施形態では、ＵＳＢ２．０規格に準拠することを前提とする。また、（１）ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとは、少なくとも、ハイスピードモード（ＨＳ）とフルスピードモード（ＦＳ）との二つのモードで接続可能なこと、（２）ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとは、アクティブ状態と低消費電力状態との二つの状態を設定可能であり、アクティブ状態では、ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスとの接続状態がＨＳであり、低消費電力状態では、接続状態がＦＳであること、（３）アクティブ状態から低消費電力状態へは、バスの状態がアクティブ状態のアイドル時、すなわち、ＳＥ０である場合に可能であり、低消費電力状態へ遷移するとバスの状態はＦＳ−Jとなること、を前提とする。 In the following embodiment, when the USB host and the USB device are connected by HS, the connection state between the USB host control circuit and the USB device control circuit is not satisfied when the active state transits to the low power consumption state. This is to avoid matching. Each embodiment is premised on conforming to the USB 2.0 standard. Further, (1) the USB host and the USB device can be connected in at least two modes of a high speed mode (HS) and a full speed mode (FS), and (2) the USB host and the USB device are Two states, an active state and a low power consumption state, can be set. In the active state, the connection state between the USB host and the USB device is HS, and in the low power consumption state, the connection state is FS. (3) The transition from the active state to the low power consumption state is possible when the bus state is the idle state of the active state, that is, when the state is SE0, and the bus state becomes FS-J when transitioning to the low power consumption state. Assuming that

以下の各実施形態では、ＵＳＢデバイスがＵＳＢホストから、状態遷移要求を受信する場合を制御する、ＵＳＢデバイス制御回路とＵＳＢホスト制御回路とについて説明する。状態遷移要求は、アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する要求である。ＬＰＭトークンは、状態遷移要求の具体例である。ＵＳＢデバイス制御回路は、ＵＳＢデバイスへ搭載される回路である。ＵＳＢホスト制御回路は、ＵＳＢホストへ搭載される回路である。ＵＳＢデバイスとＵＳＢホストとは、各装置が搭載した、ＵＳＢデバイス制御回路とＵＳＢホスト制御回路との間で実施される制御処理によって、接続状態が制御される。 In the following embodiments, a USB device control circuit and a USB host control circuit that control a case where a USB device receives a state transition request from a USB host will be described. The state transition request is a request for transition from the active state to the low power consumption state. An LPM token is a specific example of a state transition request. The USB device control circuit is a circuit mounted on the USB device. The USB host control circuit is a circuit mounted on the USB host. The connection state of the USB device and the USB host is controlled by a control process performed between the USB device control circuit and the USB host control circuit that is installed in each device.

ＵＳＢデバイス制御回路は、状態遷移要求を、ＵＳＢホスト制御回路から所定の回数受信すると、所定の期間にＵＳＢバスの状態の観測を開始する。そして、観測に基づいて、ＵＳＢホスト制御回路の状態を判定し、判定結果に応じて、ＵＳＢデバイス制御回路の状態を、アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移するか、アクティブ状態を維持するかを決定する。各実施形態では、ＵＳＢ２．０規格に従って、上述した所定の回数が３回であることを前提として説明する。以下図面を参照しながら詳述する。 When the USB device control circuit receives a state transition request from the USB host control circuit a predetermined number of times, the USB device control circuit starts observing the state of the USB bus in a predetermined period. Based on the observation, the state of the USB host control circuit is determined, and whether the state of the USB device control circuit is changed from the active state to the low power consumption state or the active state is maintained according to the determination result. decide. Each embodiment will be described on the assumption that the predetermined number of times described above is three according to the USB 2.0 standard. This will be described in detail below with reference to the drawings.

実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係るＵＳＢデバイス制御回路の一例を示すブロック図である。図１では、以降の説明を容易にするために、ＵＳＢホスト制御回路の構成例も示している。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００を介してＵＳＢホスト制御回路２００と接続する。図１では、ＵＳＢバス３００は、バスＤ＋とバスＤ−との二つのバスから構成される例を示しているが、これに限られるわけではない。
ＵＳＢデバイス制御回路１００は、デバイスコントローラ１１０、出力制御部（デバイス出力制御部）１２０、及びレシーバ（デバイスレシーバ）１３０を備える。 Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a USB device control circuit according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a configuration example of the USB host control circuit is also shown to facilitate the following description. The USB device control circuit 100 is connected to the USB host control circuit 200 via the USB bus 300. Although FIG. 1 shows an example in which the USB bus 300 includes two buses, a bus D + and a bus D−, the present invention is not limited to this.
The USB device control circuit 100 includes a device controller 110, an output control unit (device output control unit) 120, and a receiver (device receiver) 130.

デバイスコントローラ１１０は、少なくとも、次の（Ａ）、（Ｂ）の二つの機能を備える。（Ａ）ＵＳＢホスト制御回路２００から状態遷移要求を受信し、要求許諾応答（ＡＣＫパケット）を返信するとともに、自装置の状態を低消費電力状態へ遷移させる機能。（Ｂ）状態遷移要求を、ＵＳＢホスト制御回路２００から所定の回数受信すると、所定の期間にＵＳＢバス３００の状態を観測し、観測結果に応じて、自装置の状態を制御する機能。具体的には、デバイスコントローラ１１０は、自装置の状態を、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態へ遷移したと判定する場合、低消費電力状態へ遷移させる。一方、ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態を維持していると判定する場合、アクティブ状態を維持する。具体的な動作についは、図３，４を用いて後述する。 The device controller 110 has at least the following two functions (A) and (B). (A) A function of receiving a state transition request from the USB host control circuit 200, returning a request permission response (ACK packet), and transitioning the state of the own device to a low power consumption state. (B) A function of observing the state of the USB bus 300 during a predetermined period when a state transition request is received from the USB host control circuit 200 a predetermined number of times, and controlling the state of the device according to the observation result. Specifically, when the device controller 110 determines that the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state, the device controller 110 transitions to the low power consumption state. On the other hand, when the USB host control circuit 200 determines that the active state is maintained, the active state is maintained. A specific operation will be described later with reference to FIGS.

また、デバイスコントローラ１１０は、一般的な、ＵＳＢプロトコルに準拠した送受信バケット制御、送受信データのシリアル−パラレル変換、ＵＳＢエンドポイント管理、送受信データバッファ制御、応答制御などを行う機能を備える。本実施形態では、デバイスコントローラ１１０は、上述する機能を実現する回路を用いて構成される。 The device controller 110 has functions for performing general transmission / reception bucket control compliant with the USB protocol, serial-parallel conversion of transmission / reception data, USB endpoint management, transmission / reception data buffer control, response control, and the like. In the present embodiment, the device controller 110 is configured using a circuit that realizes the above-described functions.

出力制御部１２０は、ＨＳまたはＦＳにおいて、信号の出力（ＬまたはＨレベルの電位の出力）を制御する。また、出力制御部１２０は、ハイインピーダンスの状態を制御する。具体的には、出力制御部１２０は、ＦＳにおいて、信号の出力を制御する、すなわち、信号を示す電圧をＵＳＢバス３００へ与える機能（ＦＳ出力制御部）を備える。また、ＨＳにおいて、信号の出力を制御する、すなわち、信号を示す電流を供給する機能（ＨＳ出力制御部）を備える。さらに、ＵＳＢバス３００をＦＳ−Ｊへの状態へ設定するためにバスをプルアップする機能（プルアップ部）を備える。 The output control unit 120 controls signal output (output of an L or H level potential) in HS or FS. The output control unit 120 controls the high impedance state. Specifically, the output control unit 120 includes a function (FS output control unit) that controls signal output in the FS, that is, a voltage that indicates a signal to the USB bus 300. Further, the HS has a function of controlling the output of the signal, that is, supplying a current indicating the signal (HS output control unit). Further, a function (pull-up unit) for pulling up the bus to set the USB bus 300 to the state of FS-J is provided.

図１では、出力制御部１２０を次のように構成する例を示している。
ＦＳ出力制御部は、ドライバ１２１、及びＲｔｅｒｍ１８１、１８２から構成される。
ドライバ１２１は、ＦＳにおいて、ＵＳＢバス３００へ電圧レベルを与える。これにより、信号を出力する。
Ｒｔｅｒｍ１８１、１８２は、４５オーム（Ω）の終端抵抗である。
ＨＳ出力制御部は、スイッチ１２２、１２３、及び電流源１２４から構成される。
電流源１２４は、電流を供給する。また、ＨＳにおいて、スイッチ１２２、１２３の少なくともいずれかが接続される事によって、電流を供給し、信号を出力する（ＵＳＢバス３００へ電圧レベルを与える）。スイッチ２２２、２２３は、デバイスコントローラ１１０からの制御によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。図１では、この制御について、デバイスコントローラ１１０からスイッチ１２３へ向かう矢印を示しているが、スイッチ１２２も同様に制御される。
プルアップ部は、スイッチ１２５、電源１２６、及びＲＰＵ１８３から構成される。
電源１２６は、スイッチ１２５がＯＮになることに応じて、電圧を供給（印加）し、Ｕ
ＳＢバス３００をＦＳ−Ｊの状態へ設定するためにバスをプルアップする。スイッチ１２５は、デバイスコントローラ１１０からの制御によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。
ＲＰＵ１８３は、１．５キロオーム（ｋΩ）のプルアップ抵抗である。 In FIG. 1, the example which comprises the output control part 120 as follows is shown.
The FS output control unit includes a driver 121 and Rterms 181 and 182.
The driver 121 gives a voltage level to the USB bus 300 in the FS. Thereby, a signal is output.
Rterms 181 and 182 are termination resistors of 45 ohms (Ω).
The HS output control unit includes switches 122 and 123 and a current source 124.
The current source 124 supplies current. In the HS, when at least one of the switches 122 and 123 is connected, a current is supplied and a signal is output (a voltage level is applied to the USB bus 300). The switches 222 and 223 are controlled to be turned ON / OFF by the control from the device controller 110. In FIG. 1, an arrow from the device controller 110 to the switch 123 is shown for this control, but the switch 122 is similarly controlled.
The pull-up unit includes a switch 125, a power supply 126, and an RPU 183.
The power supply 126 supplies (applies) a voltage in response to the switch 125 being turned ON, and U
The bus is pulled up to set the SB bus 300 to the FS-J state. The switch 125 is controlled to be turned ON / OFF by the control from the device controller 110.
The RPU 183 is a 1.5 kiloohm (kΩ) pull-up resistor.

レシーバ１３０は、ＵＳＢバス３００からパケット（データ）を受信する。ここでは、レシーバ１３０は、ＨＳ及びＦＳの両方の場合ともパケットを受信する。 The receiver 130 receives a packet (data) from the USB bus 300. Here, the receiver 130 receives packets in both HS and FS cases.

ＵＳＢホスト制御回路２００は、ホストコントローラ２１０、出力制御部（ホスト出力制御部）２２０、及びレシーバ（ホストレシーバ）２３０を備える。
ホストコントローラ２１０は、少なくとも、ＵＳＢデバイス制御回路１００へ、状態遷移要求を送信し、ＵＳＢデバイス制御回路１００から返信される要求許諾応答（ＡＣＫパケット）に応じて、自装置の状態を低消費電力状態へ遷移させる機能を備える。
また、ホストコントローラ２１０は、ＵＳＢプロトコルに準拠した送受信パケット制御、送受信データのシリアル−パラレル変換、ＵＳＢエンドポイント管理、送受信データバッファ制御、応答制御などを行う機能を備える。本実施形態では、ホストコントローラ２１０は、上述する機能を実現する回路を用いて構成される。 The USB host control circuit 200 includes a host controller 210, an output control unit (host output control unit) 220, and a receiver (host receiver) 230.
The host controller 210 transmits a state transition request to at least the USB device control circuit 100, and changes its own device state to a low power consumption state in response to a request permission response (ACK packet) returned from the USB device control circuit 100. The function to make a transition to.
The host controller 210 has functions for performing transmission / reception packet control compliant with the USB protocol, serial-parallel conversion of transmission / reception data, USB endpoint management, transmission / reception data buffer control, response control, and the like. In the present embodiment, the host controller 210 is configured using a circuit that realizes the above-described functions.

出力制御部２２０は、ＨＳまたはＦＳにおいて、信号の出力（ＬまたはＨレベルの電位の出力）を制御する。具体的には、出力制御部２２０は、ＦＳにおいて、信号の出力を制御する、すなわち、信号を示す電圧をＵＳＢバス３００へ与える機能（ＦＳ出力制御部）を備える。また、ＨＳにおいて、信号の出力を制御する、すなわち、信号を示す電流を供給する機能（ＨＳ出力制御部）を備える。 The output control unit 220 controls signal output (output of an L or H level potential) in HS or FS. Specifically, the output control unit 220 includes a function (FS output control unit) that controls signal output in the FS, that is, a voltage indicating a signal to the USB bus 300. Further, the HS has a function of controlling the output of the signal, that is, supplying a current indicating the signal (HS output control unit).

図１では、出力制御部２２０を次のように構成する例を示している。
ＦＳ出力制御部は、ドライバ２２１とＲｔｅｒｍ２８１、２８２とから構成される。
ドライバ２２１は、ＦＳにおいて、ＵＳＢバス３００へ電圧レベルを与える。
Ｒｔｅｒｍ２８１、２８２は、４５オーム（Ω）の終端抵抗である。
ＨＳ出力制御部は、スイッチ２２２、２２３と電流源２２４とから構成される。
電流源２２４は、電流を供給する。また、ＨＳにおいて、スイッチ２２２、２２３の少なくともいずれかが接続される事によって、電流を供給し、信号を出力する。スイッチ２２２、２２３は、デバイスコントローラ１１０からの制御によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。図１では、この制御について、ホストコントローラ２１０からスイッチ２２２へ向かう矢印を示しているが、スイッチ２２３も同様に制御される。 In FIG. 1, the example which comprises the output control part 220 as follows is shown.
The FS output control unit includes a driver 221 and Rterms 281 and 282.
The driver 221 gives a voltage level to the USB bus 300 in the FS.
Rterms 281 and 282 are 45 ohm (Ω) termination resistors.
The HS output control unit includes switches 222 and 223 and a current source 224.
The current source 224 supplies current. In the HS, at least one of the switches 222 and 223 is connected to supply current and output a signal. The switches 222 and 223 are controlled to be turned ON / OFF by the control from the device controller 110. In FIG. 1, an arrow from the host controller 210 to the switch 222 is shown for this control, but the switch 223 is similarly controlled.

レシーバ２３０は、ＵＳＢバス３００からパケット（データ）を受信する。
また、図１に示すように、ＵＳＢホスト制御回路２００とＵＳＢバス３００との間に、１５キロオーム（ｋΩ）のプルダウン抵抗であるＲＰＤ２８３、２８４が配置されている。 The receiver 230 receives a packet (data) from the USB bus 300.
As shown in FIG. 1, RPDs 283 and 284 that are 15 kilohm (kΩ) pull-down resistors are arranged between the USB host control circuit 200 and the USB bus 300.

図２は、実施形態１のＵＳＢデバイス制御回路１００を搭載するシステム例を示すブロック図である。
図２では、ＵＳＢデバイス制御回路１００を周辺機器４００に搭載する場合のシステム概略構成を示している。周辺機器としては、例えば、プリンタ、メモリなどがあるが、これらに限られることはない。ＵＳＢ２．０規格に準拠したインタフェースを採用し、ＵＳＢホスト制御回路２００と、ＨＳとＦＳとの少なくとも二つのモードで接続可能な周辺機器であれば他の装置であってもよい。
周辺機器４００は、ＵＳＢデバイス制御回路１００、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１０、及びメモリ４２０を少なくとも備え、その他自装置の機能を実施する処理部４３０を備える。
また、ＵＳＢホスト制御回路２００をパーソナルコンピュータなどの計算機に搭載する場合の概略構成を示している。計算機５００は、ＵＳＢホスト制御回路２００、ＣＰＵ５１０、メモリ５２０、ＵＳＢホスト制御回路２００を制御するコントローラ５３０、及びその他の機能を実施する処理部５４０を備える。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a system example in which the USB device control circuit 100 according to the first embodiment is mounted.
FIG. 2 shows a schematic system configuration when the USB device control circuit 100 is mounted on the peripheral device 400. Examples of peripheral devices include, but are not limited to, a printer and a memory. Other devices may be used as long as they adopt an interface compliant with the USB 2.0 standard and can be connected to the USB host control circuit 200 in at least two modes of HS and FS.
The peripheral device 400 includes at least a USB device control circuit 100, a CPU (Central Processing Unit) 410, and a memory 420, and also includes a processing unit 430 that performs functions of the own device.
Further, a schematic configuration when the USB host control circuit 200 is mounted on a computer such as a personal computer is shown. The computer 500 includes a USB host control circuit 200, a CPU 510, a memory 520, a controller 530 that controls the USB host control circuit 200, and a processing unit 540 that performs other functions.

続いて、本実施形態のＵＳＢデバイス制御回路１００の動作例を、図３，４を参照して説明する。図３は、アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する動作の概略タイミングを示すタイミングチャートである。図４は、アクティブ状態から低消費電力状態へ遷移する場合のＵＳＢデバイス制御回路の動作例を示すフローチャートである。図３、４では、ＵＳＢデバイス制御回路１００からＵＳＢホスト制御回路２００へ返信した要求許諾応答（ＡＣＫパケット）が正常に受信されない場合の動作を中心に示している。 Subsequently, an operation example of the USB device control circuit 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a timing chart showing the schematic timing of the operation for transition from the active state to the low power consumption state. FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation example of the USB device control circuit in the case of transition from the active state to the low power consumption state. 3 and 4 mainly illustrate operations performed when the request permission response (ACK packet) returned from the USB device control circuit 100 to the USB host control circuit 200 is not normally received.

まず、図３を参照して、ＵＳＢホスト制御回路２００からＵＳＢデバイス制御回路１００へ状態遷移要求が送信されるときのパケットの送受信を説明する。ＵＳＢ２．０規格では、ＵＳＢホスト制御回路２００がＵＳＢデバイス制御回路１００に対して、アクティブ状態から低消費電力状態への遷移を要求する場合、ＬＰＭトークンを発行する。ＬＰＭトークンは、状態遷移要求を示すパケット、すなわち、アクティブ状態から低消費電力状態への遷移を、ＵＳＢデバイス制御回路１００に要求するパケットである。また、ＵＳＢホスト制御回路２００は、ＵＳＢデバイス制御回路１００からＡＣＫパケットが返信されない場合、最低３回ＬＰＭトークンを発行することが決められている。図３では、３回ＬＰＭトークンが発行された場合を示す。本実施形態のＵＳＢデバイス制御回路１００は、任意の回数（ここでは、３回）ＬＰＭトークンが発行された場合に特有の動作を行うものである。 First, with reference to FIG. 3, packet transmission / reception when a state transition request is transmitted from the USB host control circuit 200 to the USB device control circuit 100 will be described. In the USB 2.0 standard, when the USB host control circuit 200 requests the USB device control circuit 100 to transition from the active state to the low power consumption state, an LPM token is issued. The LPM token is a packet indicating a state transition request, that is, a packet for requesting the USB device control circuit 100 to transition from the active state to the low power consumption state. Further, when the ACK packet is not returned from the USB device control circuit 100, the USB host control circuit 200 is determined to issue an LPM token at least three times. FIG. 3 shows a case where the LPM token is issued three times. The USB device control circuit 100 of this embodiment performs a specific operation when an LPM token is issued an arbitrary number of times (here, three times).

背景技術で説明したように、ＵＳＢデバイス制御回路１００とＵＳＢホスト制御回路２００との接続状態がＨＳの場合、ＵＳＢホスト制御回路２００は、１２５μｍ毎に定期的にＳＯＦを発行する。図３では、Ｔ０、Ｔ１０のタイミングでＳＯＦを発行する場合を示す。また、ＵＳＢ２．０規格では、ＳＯＦのタイミングより前の所定の期間にパケットの転送を禁止する期間が設定されており、具体的には、ＥＯＦ１（End of Frame 1）と、ＥＯＦ２（End of Frame 2）とが設定されている。ＥＯＦ１は、パケット転送の禁止を開始するタイミングである。ＥＯＦ１のタイミング以降、次のＳＯＦのタイミングまで、ＵＳＢホスト制御回路２００は、ＵＳＢデバイス制御回路１００へパケットを送信しない期間となる。ＥＯＦ２は、パケット転送が完全に禁止されている期間の始まりである。ＥＯＦ１からＥＯＦ２までの期間には、ＥＯＦ１より前に送信したパケットが転送される場合があるが、ＥＯＦ２以降は、パケット転送が完全に禁止される。ＥＯＦ２以降にパケット転送が検出された場合、ＵＳＢホスト制御回路２００またはＵＳＢデバイス制御回路１００は、異常が発生したことを検出し、当該の接続を無効とする等の異常検出時の処理が必要となる。図３では、ＥＯＦ１をＴ７のタイミングに、ＥＯＦ２をＴ８のタイミングに示している。 As described in the background art, when the connection state between the USB device control circuit 100 and the USB host control circuit 200 is HS, the USB host control circuit 200 issues an SOF periodically every 125 μm. FIG. 3 shows a case where the SOF is issued at the timings T0 and T10. In the USB 2.0 standard, a period during which packet transfer is prohibited is set in a predetermined period before the SOF timing. Specifically, EOF1 (End of Frame 1) and EOF2 (End of Frame) are set. 2) and are set. EOF1 is a timing for starting prohibition of packet transfer. After the EOF1 timing, the USB host control circuit 200 does not transmit a packet to the USB device control circuit 100 until the next SOF timing. EOF2 is the beginning of a period when packet transfer is completely prohibited. In a period from EOF1 to EOF2, a packet transmitted before EOF1 may be transferred, but after EOF2, packet transfer is completely prohibited. When packet transfer is detected after EOF2, the USB host control circuit 200 or the USB device control circuit 100 detects that an abnormality has occurred, and needs processing at the time of abnormality detection such as invalidating the connection. Become. In FIG. 3, EOF1 is shown at the timing of T7, and EOF2 is shown at the timing of T8.

ＵＳＢホスト制御回路２００は、まず、Ｔ０のタイミングにおいて、ＳＯＦを発行する。その後、任意のタイミングＴ１において、ＬＰＭトークンを発行する。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＬＰＭトークンを受信すると、低消費電力状態Ｌ１への遷移が可能な場合、ＡＣＫパケットをＵＳＢホスト制御回路２００へ返信する（Ｔ２）。 The USB host control circuit 200 first issues an SOF at the timing T0. Thereafter, an LPM token is issued at an arbitrary timing T1. When receiving the LPM token, the USB device control circuit 100 returns an ACK packet to the USB host control circuit 200 when the transition to the low power consumption state L1 is possible (T2).

ＵＳＢデバイス制御回路１００が返信したＡＣＫパケットがＵＳＢバス３００上のノイズなどに起因して、ＵＳＢホスト制御回路２００において正常に受信されない事態が生じると仮定する。この場合、ＵＳＢホスト制御回路２００は、Ｔ３のタイミングにおいて、２回目のＬＰＭトークンを発行する。Ｔ３のタイミングは、Ｔ１のタイミングから予め決められた時間（以降、「再送までの経過時間」と称する）が経過した後のタイミングである。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、２回目のＬＰＭトークンを受信すると、２回目のＡＣＫパケットをＵＳＢホスト制御回路２００へ返信する（Ｔ４）。再度、ＵＳＢデバイス制御回路１００が返信したＡＣＫパケットがＵＳＢホスト制御回路２００において正常に受信されない事態が生じると仮定する。この場合、ＵＳＢホスト制御回路２００は、Ｔ３のタイミングから再送までの経過時間の経過後、Ｔ５のタイミングで３回目のＬＰＭトークンを発行する。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、３回目のＬＰＭトークンを受信すると、３回目のＡＣＫパケットをＵＳＢホスト制御回路２００へ返信する。 Assume that the USB host control circuit 200 does not normally receive the ACK packet returned from the USB device control circuit 100 due to noise on the USB bus 300 or the like. In this case, the USB host control circuit 200 issues a second LPM token at the timing T3. The timing of T3 is a timing after a predetermined time (hereinafter referred to as “elapsed time until retransmission”) has elapsed from the timing of T1. When the USB device control circuit 100 receives the second LPM token, it returns a second ACK packet to the USB host control circuit 200 (T4). Assume again that the ACK packet returned by the USB device control circuit 100 is not normally received by the USB host control circuit 200. In this case, the USB host control circuit 200 issues the third LPM token at the timing T5 after the elapsed time from the timing T3 to the retransmission. When the USB device control circuit 100 receives the third LPM token, it returns a third ACK packet to the USB host control circuit 200.

なお、ＵＳＢデバイス制御回路１００が返信したＡＣＫパケットが、ＵＳＢホスト制御回路２００において正常に受信された場合、ＵＳＢホスト制御回路２００は、低消費電力状態へ遷移する。また、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、上述した再送までの経過時間、再度ＬＰＭトークンを受信しないことを確認した後、低消費電力状態へ遷移する。例えば、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、Ｔ２のタイミングでＡＣＫパケットを返信した後、再送までの経過時間（図３では、Ｔ３のタイミングまでの期間）経過後、ＬＰＭトークンが再発行されなかった場合に、低消費電力状態へ遷移する。パケットの送受信が正常な場合には、このようにして、ＵＳＢデバイス制御回路１００とＵＳＢホスト制御回路２００との間の接続状態の整合性をとる。 When the ACK packet returned from the USB device control circuit 100 is normally received by the USB host control circuit 200, the USB host control circuit 200 transits to a low power consumption state. The USB device control circuit 100 transitions to the low power consumption state after confirming that the LPM token is not received again for the elapsed time until the retransmission described above. For example, when the USB device control circuit 100 returns an ACK packet at the timing of T2 and the elapsed time until the retransmission (period until the timing of T3 in FIG. 3) elapses, the LPM token is not reissued. Transition to the low power consumption state. When packet transmission / reception is normal, the consistency of the connection state between the USB device control circuit 100 and the USB host control circuit 200 is thus obtained.

ＵＳＢデバイス制御回路１００は、３回目のＡＣＫパケットを返信すると、ＵＳＢバス３００の状態の観測を開始する。バスの観測期間は、最大でも、ＡＣＫパケット返信（Ｔ６）後、次のＳＯＦが発行される（Ｔ１０）より前までの期間である。バスの状態の観測については、図４のフローチャートを参照して詳述するＵＳＢデバイス制御回路１００は、バスの状態の観測結果に応じて、自装置をアクティブ状態Ｌ０から低消費電力状態Ｌ１へ遷移させる。すなわち、バスの状態を観測した結果、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移していると判定した場合、自装置を低消費電力状態Ｌ１へ遷移させる。一方、ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０を維持（継続）していると判定した場合、自装置もアクティブ状態Ｌ０を維持する。このようにして、次のＳＯＦのタイミング（Ｔ１０）までに、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢホスト制御回路２００と同じ接続状態となるように（接続状態の整合性を取るように）制御する。 When the USB device control circuit 100 returns the third ACK packet, the USB device control circuit 100 starts observing the state of the USB bus 300. The bus observation period is a period from the ACK packet reply (T6) to the time before the next SOF is issued (T10) at the maximum. Regarding the observation of the bus state, the USB device control circuit 100, which will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 4, transitions its own device from the active state L0 to the low power consumption state L1 in accordance with the observation result of the bus state. Let That is, as a result of observing the bus state, if it is determined that the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state L1, the own apparatus is transitioned to the low power consumption state L1. On the other hand, when it is determined that the USB host control circuit 200 maintains (continues) the active state L0, the own device also maintains the active state L0. In this way, by the next SOF timing (T10), the USB device control circuit 100 performs control so as to be in the same connection state as the USB host control circuit 200 (so that the connection state is consistent).

次に、図４のフローチャートに示すＵＳＢデバイス制御回路１００の動作を、図３のタイミングチャートを参照して説明する。具体的な状況として、図３に示すパケットのやり取りが実施される事を前提とする。ここでは、特に図３のＴ６のタイミング以降に焦点を当てて説明する。
ＵＳＢデバイス制御回路１００とＵＳＢホスト制御回路２００とは、例えば、図７に示す手順により、相互の接続状態がＨＳであり、それぞれの自装置がアクティブ状態Ｌ０であることを前提とする（Ｓ１１）。このとき、ＵＳＢバス３００は、ＳＥ０、ＨＳ−Ｊ、ＨＳ−Ｋ、ＳＥ１のいずれかの状態となる。 Next, the operation of the USB device control circuit 100 shown in the flowchart of FIG. 4 will be described with reference to the timing chart of FIG. As a specific situation, it is assumed that the packet exchange shown in FIG. 3 is performed. Here, the description will be focused on the timing after the timing T6 in FIG.
For example, the USB device control circuit 100 and the USB host control circuit 200 assume that the mutual connection state is HS and the respective devices are in the active state L0 by the procedure shown in FIG. 7 (S11). . At this time, the USB bus 300 is in one of SE0, HS-J, HS-K, and SE1.

ＵＳＢホスト制御回路２００は、アクティブ状態Ｌ０のアイドル時、すわなち、ＵＳＢバス３００がＳＥ０の状態のときに、ＬＰＭトークンを発行する（図３のＴ１、Ｔ３）。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＬＰＭトークンを受信すると、低消費電力状態Ｌ１へ遷移可能な場合、ＡＣＫパケットを返信する（図３のＴ２、Ｔ４）。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＬＰＭトークンの受信が３回目でないときは（Ｓ１２でＮＯ）、アクティブ状態Ｌ０を維持する（Ｓ１１）。Ｔ６のタイミングにおいて、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、３回目のＬＰＭトークンを受信すると（Ｓ１２でＹＥＳ）、低消費電力状態Ｌ１へ遷移可能な場合、ＡＣＫパケットを返信する（Ｓ１３でＹＥＳ）。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、低消費電力状態Ｌ１へ遷移できないと判断したときなど、ＡＣＫパケットを返信しない場合（Ｓ１３でＮＯ）、アクティブ状態Ｌ０を維持する（Ｓ１１）。例えば、ＵＳＢデバイス制御回路１００が送信するデータを準備中である、何らかの処理中であるなどの理由で、ＬＰＭトークンを受信したときに低消費電力状態Ｌ１へ遷移できない場合である。 The USB host control circuit 200 issues an LPM token when the active state L0 is idle, that is, when the USB bus 300 is in the SE0 state (T1 and T3 in FIG. 3). Upon receiving the LPM token, the USB device control circuit 100 returns an ACK packet if it can transit to the low power consumption state L1 (T2 and T4 in FIG. 3). When the LPM token is not received for the third time (NO in S12), the USB device control circuit 100 maintains the active state L0 (S11). At the timing of T6, when receiving the third LPM token (YES in S12), the USB device control circuit 100 returns an ACK packet if the transition to the low power consumption state L1 is possible (YES in S13). The USB device control circuit 100 maintains the active state L0 (S11) when not returning an ACK packet (NO in S13), for example, when it is determined that transition to the low power consumption state L1 cannot be made. For example, the USB device control circuit 100 may not be able to transition to the low power consumption state L1 when an LPM token is received because the data to be transmitted is being prepared or is being processed.

ＵＳＢデバイス制御回路１００は、３回目のＬＰＭトークンに対してＡＣＫパケットを返信すると、ＵＳＢバス３００の状態の観測を開始する（Ｓ１４）。ＵＳＢデバイス制御回路１００（デバイスコントローラ１１０）は、ＵＳＢバス３００の観測結果に基づいて、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移したか否かを判定する。そして、判定結果に応じて、自装置の状態を決定する。 When the USB device control circuit 100 returns an ACK packet to the third LPM token, the USB device control circuit 100 starts observing the state of the USB bus 300 (S14). The USB device control circuit 100 (device controller 110) determines whether the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state L1 based on the observation result of the USB bus 300. Then, the state of the device itself is determined according to the determination result.

ＵＳＢバス３００の観測は、第１期間と、第１期間経過後の第２期間との二つに分けられる。第１期間は、パケットの転送が許容されている期間である。従って、パケットが転送される可能性がある。第２期間は、パケットの転送が禁止されている期間である。図３のタイミングチャートでは、第１期間は、３回目のＡＣＫパケット返信（Ｔ６のタイミング）以降ＥＯＦ１（Ｔ７のタイミング）以前までであり、第２期間は、ＥＯＦ１からＥＯＦ２（Ｔ８のタイミング）までである。 Observation of the USB bus 300 is divided into a first period and a second period after the first period has elapsed. The first period is a period during which packet transfer is permitted. Therefore, there is a possibility that the packet is transferred. The second period is a period during which packet transfer is prohibited. In the timing chart of FIG. 3, the first period is from the third ACK packet return (timing T6) to before EOF1 (timing T7), and the second period is from EOF1 to EOF2 (timing T8). is there.

まず、第１期間において、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、バスの状態がＳＥ０以外であるか否かを検出する。バスの状態がＳＥ０以外であることを検出することによって、ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０を維持していると判定する（Ｓ１４〜Ｓ１６でＮＯ）。その後、第２期間において、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００がＦＳ−Ｊの状態に設定可能であるかを検査する。検査結果に応じて、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移したか否かを判定する。ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移していると判定した場合、自装置も低消費電力状態Ｌ１へ遷移する（Ｓ１６でＹＥＳ〜Ｓ１９）。以下、具体的に説明する。 First, in the first period, the USB device control circuit 100 detects whether the bus state is other than SE0. By detecting that the bus state is other than SE0, it is determined that the USB host control circuit 200 maintains the active state L0 (NO in S14 to S16). Thereafter, in the second period, the USB device control circuit 100 checks whether the USB bus 300 can be set to the FS-J state. It is determined whether or not the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state L1 according to the inspection result. When it is determined that the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state L1, the own apparatus also transitions to the low power consumption state L1 (YES in S16 to S19). This will be specifically described below.

ＵＳＢデバイス制御回路１００は、第１期間において、ＵＳＢバス３００がＳＥＯ以外の状態であることを検出すると（Ｓ１５でＮＯ）、アクティブ状態Ｌ０を維持（継続）する（Ｓ１１）。すわなち、ＵＳＢバス３００がＳＥＯ以外の状態である場合、ＵＳＢホスト制御回路２００はパケットを送信している。従って、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０であると判定する。
このように、ＵＳＢホスト制御回路２００から３回連続してＬＰＭトークンを送信された場合、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００上でＳＥ０（Ｉｄｌｅ）以外が観測された場合、ＵＳＢホスト制御回路２００が３回目のＡＣＫパケットも正常に受信できなかったとみなす。従って、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、低消費電力状態Ｌ１に遷移せずにアクティブ状態Ｌ０を続ける。 When the USB device control circuit 100 detects that the USB bus 300 is in a state other than SEO in the first period (NO in S15), the USB device control circuit 100 maintains (continues) the active state L0 (S11). In other words, when the USB bus 300 is in a state other than SEO, the USB host control circuit 200 transmits a packet. Therefore, the USB device control circuit 100 determines that the USB host control circuit 200 is in the active state L0.
As described above, when the LPM token is transmitted from the USB host control circuit 200 three times in succession, the USB device control circuit 100 determines that the other than SE0 (Idle) is observed on the USB bus 300. 200 assumes that the third ACK packet could not be received normally. Therefore, the USB device control circuit 100 continues the active state L0 without transitioning to the low power consumption state L1.

一方、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、バスの状態がＳＥＯであると観測される場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、ＥＯＦ１まで、ＵＳＢバス３００の観測を継続する（Ｓ１６でＮＯ）。ＥＯＦ１までの期間（第１期間）、ＵＳＢバス３００がＳＥ０以外の状態であることを検出しなかった場合、ＥＯＦ１時点において（Ｓ１６でＹＥＳ）、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００をプルアップしてＵＳＢバス３００を観測する（Ｓ１７）。
具体的には、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００をＦＳ−Ｊの状態に設定し、ＵＳＢバス３００がＦＳ−Ｊの状態となるかを観測する。ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢ２．０で規定されたＥＯＦ１からＥＯＦ２までの期間（第２期間）において、ＵＳＢバス３００をプルアップし、かつ、バスを観測する。 On the other hand, when it is observed that the bus state is SEO (YES in S15), the USB device control circuit 100 continues to observe the USB bus 300 until EOF1 (NO in S16). If it is not detected that the USB bus 300 is in a state other than SE0 during the period up to EOF1 (first period), the USB device control circuit 100 pulls up the USB bus 300 at the time of EOF1 (YES in S16). Then, the USB bus 300 is observed (S17).
Specifically, the USB device control circuit 100 sets the USB bus 300 to the FS-J state and observes whether the USB bus 300 is in the FS-J state. The USB device control circuit 100 pulls up the USB bus 300 and observes the bus during a period (second period) from EOF1 to EOF2 defined by USB 2.0.

ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００がＦＳ−Ｊの状態であることを検出した場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移したとみなす。そして、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、自装置も低消費電力状態Ｌ１に遷移する（Ｓ１９）。ここで、ＵＳＢバス３００上でＦＳ−Ｊが検出できた場合とは、プルアップの結果、ＵＳＢバス３００の電圧が一定レベルを超えた場合である。また、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移していることは、ＡＣＫパケットが正常に受信されたことを意味する。 When the USB device control circuit 100 detects that the USB bus 300 is in the FS-J state (YES in S18), the USB device control circuit 100 considers that the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state L1. Then, the USB device control circuit 100 transitions itself to the low power consumption state L1 (S19). Here, the case where FS-J can be detected on the USB bus 300 is a case where the voltage of the USB bus 300 exceeds a certain level as a result of pull-up. Further, the transition of the USB host control circuit 200 to the low power consumption state L1 means that the ACK packet has been normally received.

ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００上でＳＥ０を観測した場合（Ｓ１８でＮＯ）、ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０を維持しているとみなす。そして、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＥＯＦ２までの期間にＵＳＢバス３００をプルアップすることを止めてアクティブ状態Ｌ０に戻る（維持する）（Ｓ１１）。ここで、ＵＳＢバス３００上でＳＥ０を観測した場合とは、ＵＳＢバス３００をプルアップしたがＵＳＢバス３００の電圧が一定レベルを超えなかった場合である。すなわち、ＥＯＦ１からＥＯＦ２までの間は、パケットを転送しない期間であるため、通常、ＵＳＢバス３００は、ＳＥ０の状態となっている。また、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態へ遷移している場合、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＵＳＢバス３００をプルアップすることにより、ＵＳＢバス３００をＦＳ−Ｊの状態に設定することができる。しかし、ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０を維持している場合、ＵＳＢバス３００をプルアップしてもＵＳＢバスの電圧が一定レベルを超えないことになる。ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０を維持しているとは、ＵＳＢホスト制御回路２００がＡＣＫパケットを受信できなかったことを意味する。 When the USB device control circuit 100 observes SE0 on the USB bus 300 (NO in S18), the USB device control circuit 100 considers that the USB host control circuit 200 maintains the active state L0. Then, the USB device control circuit 100 stops pulling up the USB bus 300 during the period up to EOF2 and returns (maintains) the active state L0 (S11). Here, the case where SE0 is observed on the USB bus 300 is a case where the USB bus 300 is pulled up but the voltage of the USB bus 300 does not exceed a certain level. That is, since the period from EOF1 to EOF2 is a period during which no packet is transferred, the USB bus 300 is normally in the SE0 state. Further, when the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state, the USB device control circuit 100 can set the USB bus 300 to the FS-J state by pulling up the USB bus 300. it can. However, when the USB host control circuit 200 maintains the active state L0, the USB bus voltage does not exceed a certain level even if the USB bus 300 is pulled up. The fact that the USB host control circuit 200 maintains the active state L0 means that the USB host control circuit 200 could not receive the ACK packet.

ＵＳＢホスト制御回路２００が切断状態を誤検出してしまうのはＳＯＦ時となる。従って、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、上述したＵＳＢバス３００のプルアップやバスの状態の観測をＥＯＦ１とＥＯＦ２との期間、すなわち、ＳＯＦの直前のタイミングにおいて行う必要がある。
ＥＯＦ１とＥＯＦ２との期間は短いため、ＲＰＵ１２５の１．５キロオームのプルアップでは間に合わない可能性がある。このため、ＦＳ−Ｊを一瞬ドライブする手段も考えられる。具体的には、ＵＳＢデバイス制御回路１００のドライバ１２１を一瞬ドライブすることにより、ＵＳＢバス３００の電圧を一時的に上昇させ、電圧が維持されるか、低下するかを観測する。ＵＳＢバス３００の電圧が維持された場合、ＵＳＢホスト制御回路２００は、低消費電力状態Ｌ１へ遷移していると判断できる。 The USB host control circuit 200 erroneously detects the disconnection state at the time of SOF. Therefore, the USB device control circuit 100 needs to perform the above-described pull-up of the USB bus 300 and observation of the bus state in the period between EOF1 and EOF2, that is, the timing immediately before SOF.
Since the period between EOF1 and EOF2 is short, there is a possibility that the 1.5 kilohm pull-up of RPU 125 will not be in time. For this reason, means for driving the FS-J for a moment can be considered. Specifically, by driving the driver 121 of the USB device control circuit 100 for a moment, the voltage of the USB bus 300 is temporarily increased to observe whether the voltage is maintained or decreased. When the voltage of the USB bus 300 is maintained, the USB host control circuit 200 can determine that the state has transitioned to the low power consumption state L1.

ここで、ＥＯＦ１からＥＯＦ２までの期間（第２期間）における、ＵＳＢデバイス制御回路１００とＵＳＢホスト制御回路２００との回路の状態を、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ等を用いて説明する。図５を用いてバスの状態を説明する。図５は、バスをプルアップして観測する状態を模式的に示す図である。
ＵＳＢデバイス制御回路１００において、デバイスコントローラ１１０は、ＥＯＦ１時点であることを認識すると（Ｓ１６でＹＥＳ）、スイッチ１２５をＯＮにし、電源１２６とＲＰＵ１８３とを接続状態にする。これにより、バスＤ＋をプルアップする。このとき、スイッチ１２２、１２３はＯＦＦである。また、デバイスコントローラ１１０は、ドライバ１２１を、ハイインピーダンスの状態となるように制御する。図５に示すように、ＵＳＢデバイス制御回路１００では、スイッチ１２５がＯＮとなる。従って、電源１２６からの電圧がバスＤ＋へ供給されている。バスＤ＋と電源１２６との間には、ＲＰＵ１８３が配置されている。 Here, the circuit states of the USB device control circuit 100 and the USB host control circuit 200 during the period from the EOF 1 to the EOF 2 (second period) will be described using ON / OFF of the switches and the like. The state of the bus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a state in which the bus is pulled up and observed.
In the USB device control circuit 100, when the device controller 110 recognizes that it is the EOF1 time (YES in S16), the switch 125 is turned on and the power supply 126 and the RPU 183 are connected. As a result, the bus D + is pulled up. At this time, the switches 122 and 123 are OFF. Further, the device controller 110 controls the driver 121 so as to be in a high impedance state. As shown in FIG. 5, in the USB device control circuit 100, the switch 125 is turned on. Therefore, the voltage from the power supply 126 is supplied to the bus D +. An RPU 183 is disposed between the bus D + and the power supply 126.

ＵＳＢホスト制御回路２００では、接続状態により次のように制御される。
ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０のアイドル時の場合、ホストコントローラ２１０は、バスの状態をＳＥ０となるように制御する。具体的には、ホストコントローラ２１０は、ドライバ２２１を、電位がＬとなるように制御し、スイッチ２２２，２２３を、ＯＦＦにする。スイッチ２２２，２２３を、ＯＦＦにするのは、この期間では、パケットの転送をしないためである。これにより、ＵＳＢバス３００は、Ｒｔｅｒｍ２８１，２８２と接続される状態となる。
ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１の場合、ホストコントローラ２１０は、バスの状態をＦＳ−Ｊとなるように制御する。具体的には、ホストコントローラ２１０は、ドライバ２２１をハイインピーダンスの状態になるように制御し、スイッチ２２２，２２３を、ＯＦＦにする。これにより、ＵＳＢバス３００は、ＲＰＤ２８３、２８４と接続される状態となる。 The USB host control circuit 200 is controlled as follows according to the connection state.
When the USB host control circuit 200 is idle in the active state L0, the host controller 210 controls the bus state to be SE0. Specifically, the host controller 210 controls the driver 221 so that the potential becomes L, and turns off the switches 222 and 223. The reason why the switches 222 and 223 are turned OFF is that packets are not transferred during this period. As a result, the USB bus 300 is connected to the Rterms 281 and 282.
When the USB host control circuit 200 is in the low power consumption state L1, the host controller 210 controls the bus state to be FS-J. Specifically, the host controller 210 controls the driver 221 to be in a high impedance state and turns off the switches 222 and 223. As a result, the USB bus 300 is connected to the RPDs 283 and 284.

デバイスコントローラ１１０がバスＤ＋をＲＰＵ１８３によりプルアップしている場合、ＵＳＢホスト制御回路２００は常にバスＤ＋をプルダウンした状態（ＲＰＤ２８３のみの状態、あるいは、ＲＰＤ２８３とＲｔｅｒｍ２８１の並列の状態）であるため、バスＤ＋の電位は電源１２６の電圧の抵抗分圧によって決定される。ここで、ＵＳＢホスト制御部２００の状態によって、バスＤ＋の状態は次のようになる。
ＵＳＢホスト制御回路２００がアクティブ状態Ｌ０の場合、図５のＲＸで示す抵抗は、ＲＰＤ２８３とＲｔｅｒｍ２８１の並列抵抗となる。バスＤ＋の電圧は、ＲＰＵ１８３と、＜ＲＰＤ２８３とＲｔｅｒｍ２８１の並列抵抗＞との間の抵抗分圧によって決まる電圧となり、Ｌレベルに近い値となる。低消費電力状態Ｌ１では、ＵＳＢバス３００がＦＳ−Ｊの状態となるため、Ｄ＋の電位はＨとなるはずである。ここでは、バスＤ＋の電位はＬと判定されるレベルであるため、ＦＳ−Ｊの状態とならない。このため、デバイスコントローラ１１０は、ＵＳＢホスト制御回路２００はＨＳ終端抵抗Ｒｔｅｒｍ２８１の接続を外していない状態、すなわち、ＨＳのアクティブ状態Ｌ０を維持していると判定する。
一方、ＵＳＢホスト制御回路２００が低消費電力状態Ｌ１の場合、図５のＲＸで示す抵抗は、ＲＰＤ２８３のみとなる。バスＤ＋の電圧は、ＲＰＵ１８３とＲＰＤ２８３との間の抵抗分圧によって決まる電圧となり、３．３Ｖに近い値となる。従って、ＵＳＢバス３００は、ＦＳ−Ｊの状態となる。このため、デバイスコントローラ１１０は、ＵＳＢホスト制御回路２００は低消費電力状態Ｌ１へ遷移したと判定する。 When the device controller 110 pulls up the bus D + by the RPU 183, the USB host control circuit 200 is always in a state where the bus D + is pulled down (only the RPD 283 is in a state or the RPD 283 and the Rterm 281 are in parallel). The potential of D + is determined by the resistance voltage division of the power supply 126. Here, depending on the state of the USB host control unit 200, the state of the bus D + is as follows.
When the USB host control circuit 200 is in the active state L0, the resistance indicated by RX in FIG. 5 is a parallel resistance of the RPD 283 and the Rterm 281. The voltage of the bus D + is a voltage determined by the resistance voltage division between the RPU 183 and <parallel resistance of the RPD 283 and Rterm 281>, and is a value close to the L level. In the low power consumption state L1, since the USB bus 300 is in the FS-J state, the potential of D + should be H. Here, since the potential of the bus D + is at a level determined to be L, the state of FS-J is not achieved. For this reason, the device controller 110 determines that the USB host control circuit 200 maintains the state in which the HS termination resistor Rterm 281 is not disconnected, that is, the HS active state L0.
On the other hand, when the USB host control circuit 200 is in the low power consumption state L1, the resistance indicated by RX in FIG. 5 is only the RPD 283. The voltage of the bus D + is determined by the resistance voltage division between the RPU 183 and the RPD 283, and is a value close to 3.3V. Therefore, the USB bus 300 is in the FS-J state. Therefore, the device controller 110 determines that the USB host control circuit 200 has transitioned to the low power consumption state L1.

また、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＬＰＭトークンを３回（あるいは３回以上）受信し、バスの状態の観測結果に応じて低消費電力状態Ｌ１へ遷移する場合、ＥＯＦ１とＥＯＦ２との期間に遷移を実施する必要がある。もし、ＥＯＦ１以前に低消費電力状態Ｌ１へ遷移すると、ＵＳＢホスト制御回路２００から送信されるＨＳのパケットを検出できなくなる。具体的には、ＵＳＢデバイス制御回路１００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移するために、ＥＯＦ１以前にＵＳＢバス３００をプルアップすることになる。このとき、ＵＳＢホスト制御回路２００が、ＨＳのアクティブ状態Ｌ０を維持した状態である仮定すると、ＨＳのパケットを送信することになる。接続状態がＨＳの場合、接続状態がＦＳの場合より低い電圧を用いてパケットを送信する。例えば、上述した通り、接続状態がＦＳのとき、３．３Ｖの電圧を閾値とし、接続状態がＨＳのとき、４００ｍｖの電圧を閾値として、バスの電位を判定する。従って、ＵＳＢデバイス制御回路１００が低消費電力状態Ｌ１へ遷移してＵＳＢバス３００をプルアップした状態では、ＨＳのパケットを検出できなくなり、送信されたＨＳのパケットに対して応答を返信できないという不具合が生じる。
なお、ＬＰＭトークンの受信が２回以下の場合には、上述した通常の正常動作の手順により、低消費電力状態Ｌ１へ遷移することが可能である。 Also, the USB device control circuit 100 receives the LPM token three times (or three times or more), and transitions to the low power consumption state L1 according to the observation result of the bus state, transits to the period between EOF1 and EOF2. It is necessary to carry out. If the transition is made to the low power consumption state L1 before EOF1, HS packets transmitted from the USB host control circuit 200 cannot be detected. Specifically, in order for the USB device control circuit 100 to transition to the low power consumption state L1, the USB bus 300 is pulled up before EOF1. At this time, assuming that the USB host control circuit 200 maintains the HS active state L0, the HS packet is transmitted. When the connection state is HS, the packet is transmitted using a lower voltage than when the connection state is FS. For example, as described above, when the connection state is FS, the voltage of 3.3V is used as a threshold value, and when the connection state is HS, the bus potential is determined using a voltage of 400 mV as a threshold value. Therefore, in the state where the USB device control circuit 100 is shifted to the low power consumption state L1 and the USB bus 300 is pulled up, the HS packet cannot be detected and a response cannot be returned to the transmitted HS packet. Occurs.
When the LPM token is received twice or less, it is possible to transition to the low power consumption state L1 by the normal normal operation procedure described above.

以上説明したように、本実施形態では、ＵＳＢデバイス制御回路１００は、ＥＯＦ１、及びＥＯＦ２時点までＵＳＢバス３００を観測することによって、ＵＳＢホスト制御回路２００の状態を判別する。その上で低消費電力状態Ｌ１に遷移するかどうかを判断する。このようにして、ＵＳＢデバイスとＵＳＢホストとの状態不整合による切断誤検出を防止する。これにより、接続状態の不整合を回避する低消費電力状態への遷移を実現することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the USB device control circuit 100 determines the state of the USB host control circuit 200 by observing the USB bus 300 until the time point EOF1 and EOF2. After that, it is determined whether or not to transit to the low power consumption state L1. In this way, erroneous detection of disconnection due to a state mismatch between the USB device and the USB host is prevented. This makes it possible to realize a transition to a low power consumption state that avoids connection state mismatch.

その他の実施形態
上記実施形態では、ＬＰＭトークンのリトライ回数として３回を用いて説明したが、３より大きい数値を用いてもよい。ＵＳＢデバイス制御回路１００が返信したＡＣＫパケットがＵＳＢホスト制御回路２００において正常に受信されない事態が生じた場合に、４回以上ＬＰＭトークンを発行するか否かは、設計上の問題である。図４では、ＬＰＭトークンを３回受信した場合にＵＳＢバス３００の状態を観測することになっているが、これに限られる事はない。ＬＰＭトークンの受信が３回以上の場合、あるいは、ＬＰＭトークンの受信が３の倍数の場合について、ＵＳＢバス３００の状態を観測することにしてもよい。 Other Embodiments In the above embodiment, the number of LPM token retries has been described as three, but a numerical value larger than three may be used. Whether or not to issue the LPM token four or more times when the ACK packet returned from the USB device control circuit 100 is not normally received by the USB host control circuit 200 is a design problem. In FIG. 4, when the LPM token is received three times, the state of the USB bus 300 is observed, but the present invention is not limited to this. The state of the USB bus 300 may be observed when the LPM token is received three times or more, or when the LPM token is received as a multiple of three.

なお、本発明は上記に示す実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することが可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment shown above. Within the scope of the present invention, it is possible to change, add, or convert each element of the above-described embodiment to a content that can be easily considered by those skilled in the art.

１００ＵＳＢデバイス制御回路
１１０デバイスコントローラ
１２０、２２０出力制御部
１３０、２３０レシーバ
１２１、２２１ドライバ
１２２、１２３、１２５、２２２、２２３スイッチ
１２４、２２４電流源
１２６電源
１８１、１８２、２８１、２８２Ｒｔｅｒｍ
１８３ＲＰＵ
２１０ホストコントローラ
２８３、２８４ＲＰＤ
２００ＵＳＢホスト制御回路
３００ＵＳＢバス
４００周辺機器
４１０、５１０ＣＰＵ
４２０、５２０メモリ
４３０、５４０処理部
５３０コントローラ 100 USB device control circuit 110 Device controller 120, 220 Output control unit 130, 230 Receiver 121, 221 Driver 122, 123, 125, 222, 223 Switch 124, 224 Current source 126 Power source 181, 182, 281, 282 Rterm
183 RPU
210 Host controller 283, 284 RPD
200 USB host control circuit 300 USB bus 400 Peripheral device 410, 510 CPU
420, 520 Memory 430, 540 Processing unit 530 Controller

Claims

A USB device control circuit that connects to a USB host in a high speed mode via a USB bus,
When a state transition request for transition from the active state to the low power consumption state is received from the USB host a predetermined number of times, the USB host state is determined by observing the state of the USB bus for a predetermined period, and the USB host A USB device comprising a device controller that maintains the active state when transitioning to the low power consumption state when determining that the USB host has transitioned to the low power consumption state and determining that the USB host is maintaining the active state Control circuit.

2. The device controller according to claim 1, wherein when the device controller detects that a packet is transferred to the USB bus during the predetermined period, the device controller determines that the USB host maintains the active state. USB device control circuit.

An output control unit for controlling output to the USB bus in the full speed mode and the high speed mode;
The device controller divides the predetermined period into a first period in which bucket transfer is allowed and a second period after the first period, and when there is no bucket transfer in the first period, After controlling the output control unit to set the USB bus to the full speed mode, the state of the USB bus is observed, and in the second period, the state of the USB bus is the full speed mode. If detected, it is determined that the USB host has transitioned to the low power consumption state, and if the USB bus state is not detected as the full speed mode, the USB host maintains the active state. The USB device control circuit according to claim 2, wherein the USB device control circuit is determined to be operating.

In the second period, the device controller causes the output control unit to pull up the USB bus to set the full speed mode to the USB bus, and when the USB bus is equal to or higher than a predetermined voltage, the USB host 4. The USB device control according to claim 3, wherein the USB device is determined to have transitioned to the low power consumption state, and if the voltage is less than the predetermined voltage, it is determined that the USB host is maintaining the active state. circuit.

The first period is a period in which packet transfer is permitted after transmitting a request permission response to the predetermined number of state transition requests, and the second period is a period in which packet transfer is prohibited. 5. The USB device control circuit according to claim 3, wherein the USB device control circuit is provided.

The device controller conforms to the USB 2.0 standard,
The predetermined number of times is three times,
The first period is a period from the transmission of a request permission response to the third state transition request to EOF1 (End of Frame 1), and the second period is from EOF1 to EOF2 (End of Frame 2). 6. The USB device control circuit according to claim 3, wherein the USB device control circuit is a period up to.

The device controller selects either the low power consumption state or the active state before the USB host regularly observes the state of the USB bus. The USB device control circuit according to claim 6.

A method of controlling a USB device connected to a USB host in a high speed mode via a USB bus,
When a state transition request for transitioning from the active state to the low power consumption state is received from the USB host a predetermined number of times, observation of the state of the USB bus is started,
Based on the observation, determine the state of the USB host,
When determining that the USB host has transitioned to the low power consumption state, transition to the low power consumption state, and when determining that the USB host is maintaining the active state, the USB that maintains the active state How to control the device.

In determining the state of the USB host,
After starting the observation, when detecting that the USB host is in the active state, the active state is maintained,
If the USB host does not detect that it is in the active state, continue the observation for a predetermined period of time,
When detecting that the USB host has transitioned to the low power consumption state, transition to the low power consumption state,
9. The method of controlling a USB device according to claim 8, wherein the active state is maintained when the USB host does not detect the transition to the low power consumption state.