JP2014532215A - ユーエスビー周辺装置およびその送信電力低減方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、送信端回路および受信端回路に備えられた終端抵抗値を伝送線路の特定インピーダンス値より大きくすることにより、送信端回路の電力消耗を低減することができるユーエスビー周辺装置およびその送信電力低減方法に関するものである。

Description

本発明は、ＵＳＢ周辺装置に関するものであって、特に、送信電力を低減することができるＵＳＢ周辺装置およびその送信電力低減方法に関するものである。

現在、ＵＳＢ通信方式が携帯用モバイル機器などに多く用いられるにつれ、ＵＳＢ通信のために用いられる回路が携帯用装置の電力消耗に大きな影響を与える。

ＵＳＢ２．０インタフェースにおいて、ＨｏｓｔとＤｅｖｉｃｅのうち、Ｈｏｓｔは、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、Ｄｅｖｉｃｅは、メモリスティック、携帯電話、スマートフォンや、アイパッドなどの携帯用機器を含む複数種類の周辺機器（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）である。

ＵＳＢ通信に用いられる回路の送信電力の消耗を低減すると、限定されたバッテリ電力を内蔵している携帯装置の使用時間が増加する。
ＵＳＢ２．０標準のＵＳＢ周辺装置において最も多くの電力を消費する部分は高速駆動回路である。

ＵＳＢ２．０標準において、前記高速駆動回路が前記ＵＳＢ周辺装置に接続された外部機器にデータを伝送する時は、一定の出力電圧スイング（４００ｍＶ）を維持しなければならないが、前記電圧スイング値は、受信部回路の終端（Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）抵抗値と、送信部回路の終端抵抗値および前記高速駆動回路の供給電流によって決定される。
ＵＳＢ２．０標準の推薦により、送信端および受信端の終端抵抗値が４５オームに定められるため、出力電圧スイングを４００ｍＶに維持するために、前記高速駆動回路の電流は約１８ｍＡとなる。
前記高速駆動回路の電流は、ＵＳＢ周辺装置内で消費する全体電流の約４０％を占めるため、前記高速駆動回路の電流の大きさを低減すると、全体ＵＳＢ周辺装置の消費電力が大きく低減される。

本発明の目的は、上記の目的を達成するためのものであって、前記ＵＳＢ周辺装置が送信モードの時は、終端抵抗の抵抗値を既存より大きく増加させて送信電力を低減し、前記ＵＳＢ周辺装置が受信モードまたは待機モードの時は、前記終端抵抗の抵抗値を既存の抵抗値に変更することにより、ＵＳＢホスト装置で前記ＵＳＢ周辺装置をＵＳＢ２．０規格の装置として認識するようにするＵＳＢ周辺装置およびその送信電力低減方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ；以下、「ＵＳＢ」と称する）装置の動作モードが送信モードの時、入力されたデータを既接続の外部のＵＳＢホスト装置に送信する送信部と、前記ＵＳＢ周辺装置が受信モードの時、前記ＵＳＢホスト装置からデータを受信する受信部と、第１抵抗値を有し、前記送信部および受信部に接続された終端抵抗部と、前記ＵＳＢ周辺装置が送信モードおよび受信モードのうちのいずれか１つの動作モードであるかを感知し、前記終端抵抗部の第１抵抗値を前記感知された動作モードに相当する第２抵抗値に変更するように制御する制御部とを含んで構成される。

また、ＵＳＢホスト装置に接続され、前記ＵＳＢホスト装置とデータを送受信するユーエスビー装置の送信電力低減方法において、前記ＵＳＢ周辺装置の動作モードが送信モードおよび受信モードのうちのいずれか１つであるかを感知するステップと、前記感知の結果、前記ＵＳＢ周辺装置が送信モードであれば、前記ＵＳＢ周辺装置の送信部に接続された終端抵抗部の最初の第１抵抗値を前記第１抵抗値より２倍以上の第２抵抗値に変更するステップと、前記第１抵抗値が前記第２抵抗値に変更された後に入力されたデータを前記ＵＳＢホスト装置に伝送するステップと、前記感知の結果、前記ＵＳＢ周辺装置が受信モードであれば、前記変更された第２抵抗値を前記第１抵抗値に変更するステップとを含んでなる。

本発明にかかるＵＳＢ周辺装置およびその送信電力低減方法は、前記ＵＳＢ周辺装置が送信モードの時は、終端抵抗の抵抗値を既存より大きく増加させて送信電力を大きく低減することができる効果を提供する。

本発明にかかるＵＳＢ周辺装置１００およびＵＳＢホスト装置５００から構成されたシステムを示す図である。 本発明にかかるＵＳＢ周辺装置１００の構成を示すブロックダイアグラムである。 本発明にかかるＵＳＢ周辺装置の終端抵抗部の構成を示す図である。 本発明にかかるＵＳＢ周辺装置の送信電力低減過程を示すフローチャートである。 本発明にかかるＵＳＢ周辺装置の駆動タイミングを示す図である。 送信部の駆動タイミングを示す図である。 本発明にかかるＵＳＢ周辺装置が送信モードの時の、ＵＳＢ端子ＤＰ、ＤＭの電圧に対するＥＹＥダイアグラムをＳＰＩＣＥシミュレーションにより示す図である。 本発明にかかるＵＳＢ周辺装置が受信モードの時の、電圧に対するＥＹＥダイアグラムをＳＰＩＣＥシミュレーションにより示す図である。

以下の実施形態は、本発明の構成要素および特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素または特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものと考えられる。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施可能である。また、一部の構成要素および／または特徴を結合して本発明の実施形態を構成することもできる。本発明の実施形態で説明される動作の順序は変更可能である。いずれの実施形態の一部の構成や特徴は、他の実施形態に含まれていてもよく、または他の実施形態の対応する構成または特徴に入れ替えられていてもよい。

図面に関する説明において、本発明の技術的要旨を不明にする可能性がある手順または段階などは記述しておらず、当業者の水準で理解し得る程度の手順または段階も記述していない。また、明細書全体にわたって同一の部分に対しては同一の図面符号を付した。

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇまたはｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」とする時、これは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…器」、「モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの結合で実現可能である。また、「一（ａまたはａｎ）」、「１つ（ｏｎｅ）」、「その（ｔｈｅ）」および類似関連語は、本発明を記述する文脈において（特に、以下の請求項の文脈において）、本明細書に別途に指示されたり文脈によって明らかに反駁されない限り、単数および複数の両方を含む意味で使用できる。

本発明の実施形態で使用される特定の用語は、本発明の理解のために提供されたものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で他の形態に変更可能である。

以下、本発明にかかる好ましい実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。添付した図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明しようとするものであり、本発明が実施可能な唯一の実施形態を示すものではない。

本発明のＵＳＢ周辺装置は、ＵＳＢホスト装置に接続されるデバイスであって、４８０Ｍｂｐｓ以上の速度を有し、ＵＳＢ２．０標準規格による高速のＵＳＢ周辺装置である。

また、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置は、モジュールまたはユニット形態で構成され、前記モジュールまたはユニット形態のＵＳＢ周辺装置は、携帯用端末内に搭載されるとよい。

前記携帯用端末は、携帯電話、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、ノートパソコン（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、デジタル放送用端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、ＭＰ３プレーヤーなどが含まれるとよい。

図１は、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置１００およびＵＳＢホスト装置５００から構成されたシステムを示す図である。
図１を参照すれば、ＵＳＢ周辺装置１００は、データケーブルを介してＵＳＢホスト装置５００と有線通信で接続され、ＵＳＢ周辺装置１００が送信モードの時は、ＵＳＢ周辺装置１００内に備えられたデータのうち、ユーザによって選択されたデータをＵＳＢホスト装置５００に伝送し、ＵＳＢ周辺装置１００が受信モードの時は、ＵＳＢホスト装置５００からデータを受信する。

この時、本発明では、ＵＳＢ周辺装置１００が送信モードの時、ＵＳＢ周辺装置１００内の送信部に接続された終端抵抗値を最初の第１抵抗値より少なくとも２倍以上の第２抵抗値に増加させることにより、ＵＳＢホスト装置５００に伝送するデータの送信電力を画期的に低減することができる。

しかし、前記ＵＳＢ周辺装置１００の送信電圧スイングがＵＳＢ２．０標準に定義された送信電圧スイングと異なる場合、ＵＳＢホスト装置５００は、現在自身に接続されたＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢ２．０標準の高速装置でないか、または接続遮断されたものとして認識し得る問題が発生することがある。

これにより、本発明では、前記ＵＳＢホスト装置５００が、現在自身に接続されたＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢ２．０標準の高速装置であるかをチェックするためのチャープ（Ｃｈｉｒｐ）信号を前記ＵＳＢホスト装置５００に伝送する時は、前記チャープ信号の送信電力を既存の第１抵抗値の時の送信電力に変更することにより、ＵＳＢホスト装置５００は、現在自身に接続されたＵＳＢ周辺装置１００をＵＳＢ２．０標準の高速装置として認識するようにする。

また、本発明では、前記ＵＳＢ周辺装置１００が、送信モードでない、受信モードまたは待機モードの時は、前記増加した第２抵抗値を再び元の第１抵抗値に変更することにより、現在自身に接続されたＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢ２．０標準の高速装置として認識するようにする。

図２は、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置１００の構成を示すブロックダイアグラムである。
図２を参照すれば、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置１００は、送信部１１０と、受信部１２０と、終端抵抗部１３０と、メモリ１４０と、電源供給部１５０と、サブ電源供給部１６０と、制御部１７０とを含んで構成される。

送信部１１０は、ＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢホスト装置５００に接続されると、制御部１７０の制御によって、ユーザから選択されたデータをＵＳＢホスト装置５００に伝送する。
受信部１１０は、ＵＳＢホスト装置５００からデータを受信する。

終端抵抗部１３０は、送信部１１０とＵＳＢホスト装置５００との間の伝送線路、および／または受信部１２０とＵＳＢホスト装置５００との間の伝送線路に備えられ、本発明により第１および第２抵抗値を有する。

この時、終端抵抗部１３０の第１抵抗値は、最初の抵抗値であって、ＵＳＢ２．０標準規格に明示された４５オーム（Ｗ）になるとよく、前記第２抵抗値は、本発明により送信部１１０の送信電力を低減するために、前記４５オーム（Ｗ）より２倍以上の抵抗値を有する。

この時、終端抵抗部１３０は、前記第１および第２抵抗値に可変可能な可変抵抗から構成されるとよく、この場合、制御部１７０の制御によって、前記可変抵抗は、第１抵抗値から第２抵抗値に可変し、または第２抵抗値から第１抵抗値に可変する。

すなわち、制御部１７０は、ＵＳＢ周辺装置１００の現在の動作モードが送信モードと感知されると、前記可変抵抗の抵抗値を前記第１抵抗値から第２抵抗値に変更し、受信モードまたは待機モードと感知されると、前記可変抵抗の抵抗値を第１抵抗値に維持するか、または前記第２抵抗値を第１抵抗値に変更するものである。

また、終端抵抗部１３０は、以下の図３に示されるように、第１および第２抵抗値を有する第１および第２終端抵抗１３１、１３２と、前記第１および第２終端抵抗１３１、１３２をスイッチングするスイッチング素子１３３とを含んで構成されるとよい。

図３は、本発明にかかる終端抵抗部の構成を示す図である。
すなわち、図３に示されるように、終端抵抗部１３０は、最初の第１抵抗値（４５オームＷ）を有する第１終端抵抗１３１（Ｒ_１）と、前記第１抵抗値より２倍以上の第２抵抗値を有する第２終端抵抗１３２（Ｒ_２）と、制御部１７０の制御によって、前記第１および第２終端抵抗１３１、１３２のうちのいずれか１つを送信部１１０または受信部１２０に接続するスイッチング素子１３３とを含んで構成される。

すなわち、制御部１７０は、ＵＳＢ周辺装置１００の現在の動作モードが送信モードと感知されると、前記第２終端抵抗１３２が前記送信部１１０の伝送線路に接続されるように前記スイッチング素子１３３を制御し、前記ＵＳＢ周辺装置１００が受信モードまたは待機モードであれば、前記第１終端抵抗１３１が前記受信部１１０の伝送線路に接続されるように前記スイッチング素子１３３を制御するものである。

次に、メモリ１４０は、制御部１７０の処理および制御のためのプログラムが格納されてもよく、入／出力されるデータ（例えば、動画ファイル、音楽ファイル、データファイル等々）の臨時格納のための機能を行ってもよい。

電源供給部１５０は、制御部１７０の制御によって、ＵＳＢホスト装置５００の電源または内部の電源を受けて、ＵＳＢ周辺装置１００の各構成要素の動作に必要な電源を供給する。

サブ電源供給部１６０は、制御部１７０の制御によって、前記送信部１１０が前記チャープ（Ｃｈｉｒｐ）信号を前記ＵＳＢホスト装置５００に伝送する時に、前記チャープ信号の送信電力が既存の送信電力となるように前記送信部１１０に供給する。

すなわち、制御部１７０は、電源供給部１５０から供給される第２抵抗値の時の送信電力を利用して、現在の区間が、前記ＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢ２．０規格の装置であることをＵＳＢホスト装置５００に知らせるためのチャープ信号を伝送する区間であれば、電源供給部１５０から送信部１１０に供給される電源を遮断させ、前記サブ電源供給部１６０から供給される前記第１抵抗値の時の送信電力を前記送信部１１０に供給することにより、ＵＳＢホスト装置５００が前記ＵＳＢ周辺装置１００をＵＳＢ２．０標準の高速装置として認識するようにする。

制御部１７０は、前記ＵＳＢ周辺装置１００の全般的な動作を制御するものであり、以下の図４を参照して、本発明にかかる制御部１７０の細部動作を詳細に説明する。

図４は、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置の送信電力低減過程を示すフローチャートである。
図４を参照すれば、制御部１７０は、ＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢホスト装置５００に接続されたことが感知されると［Ｓ１１０］、ＵＳＢ周辺装置１００が高速装置であるかをチャープ（Ｃｈｉｒｐ）信号を通して知るようになる。この時、ＵＳＢ周辺装置１００が高速装置と確認されると、ＵＳＢ周辺装置１００が、現在、送信モードと、受信モードおよび待機モードのうちのいずれか１つの動作モードであるかを感知する［Ｓ１２０］。

この時、制御部１７０は、ＵＴＭＩ（ＵＳＢ２．０ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｍａｃｒｏｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して、前記送信部１１０と、受信部１２０と、終端抵抗部１３０とを含む物理階層の上位階層（ＳＩＥ）から送信有効信号ＴＸＶＡＬＩＤが受信されると、前記ＵＳＢ周辺装置１００が送信モードであると感知し、前記送信有効信号ＴＸＶＡＬＩＤが受信されなければ、前記ＵＳＢ周辺装置１００が受信モードまたは待機モードであると感知する。

前記のように、制御部１７０は、前記ＵＳＢ周辺装置１００が送信モードであれば［Ｓ１３０］、終端抵抗部１３０の最初の第１抵抗値を前記第１抵抗値より２倍以上の第２抵抗値に変更し［Ｓ１４０］、ユーザから入力されるか、または選択されたデータをＵＳＢホスト装置５００に伝送する［Ｓ１５０］。

この時、前記ＵＳＢ周辺装置１００の送信電圧スイングがＵＳＢ２．０標準に定義された送信電圧スイングと異なる場合、ＵＳＢホスト装置５００は、現在自身に接続されたＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢ２．０標準の高速装置でないか、または接続遮断されたと認識し得る問題が発生することがある。

すなわち、一例として、ＵＳＢ２．０規格のＵＳＢ周辺装置１００が初期化されてリセット状態の後に、ＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢ２．０規格の高速送受信が可能な装置であるかを調べるために、ＵＳＢホスト装置５００とＵＳＢ周辺装置１００との間でハンドシェーキング（Ｈａｎｄｓｈａｋｉｎｇ）を行うが、前記ハンドシェーキングのために伝送される信号をチャープ信号という。

前記チャープ（Ｃｈｉｒｐ）信号は、ＵＳＢ２．０規格によれば、０または８００ｍＶの値を有しなければならない。しかし、送信部１１０が前記チャープ信号を伝送する時には、終端抵抗部１３０がＵＳＢケーブルの接続された出力端子から隔離されるため、前記出力端子に接続された抵抗は、ＵＳＢホスト装置の４５オームだけである。すなわち、前記ＵＳＢホスト装置５００の４５オームの抵抗に前記チャープ信号のスイング電圧の８００ｍＶを発生させるには、送信部１１０の送信電力に応じた駆動電流値を約１８ｍＡ程度にしなければならない。

これにより、ＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢ２．０標準の装置であるかを知らせるチャープ（Ｃｈｉｒｐ）信号を前記ＵＳＢホスト装置５００に伝送する時は、前記サブ電源供給部１６０を制御して、前記チャープ信号の送信電力を既存の第１抵抗値の時の送信電力に変更することにより、ＵＳＢホスト装置５００がＵＳＢ周辺装置１００をＵＳＢ２．０標準の高速装置として認識するようにする。

また、制御部１７０は、前記Ｓ１２０ステップの感知の結果、前記ＵＳＢ周辺装置１００が受信モードまたは待機モードであれば［Ｓ１６０］、前記終端抵抗部１３０の現在の抵抗値が第１抵抗値の場合、前記第１抵抗値をそのまま維持するか、または前記終端抵抗部１３０の現在の抵抗値が第２抵抗値の場合、前記第２抵抗値を前記第１抵抗値に変更し［Ｓ１７０］、ＵＳＢホスト装置５００からデータを受信する［Ｓ１８０］。

図５は、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置の駆動タイミングを示す図である。
図５を参照すれば、ＵＳＢ周辺装置１００の送信部１１０が動作してデータを伝送しようとする時、ＵＴＭＩインタフェースを介して上位階層（ＳＩＥ）から受信される送信有効信号ＴＸＶＡＬＩＤが活性化（“１”）状態に変化した後、６０Ｍｈｚのクロックで２つのクロックあるいは３つのクロック後にデータを伝送し始める。

また、ＴＸＶＡＬＩＤが非活性化（“０”）状態に変化した後、６０Ｍｈｚのクロックで３つのクロック後に、送信部１１０がデータ伝送を中断する。

したがって、上位階層（ＳＩＥ）から受信される送信有効信号ＴＸＶＡＬＩＤを参照すれば、データを送信する前に２つのクロックあるいは３つのクロックの時間的余裕があるため、制御部１７０は、ＵＳＢ周辺装置１００の動作モードが、現在、送信モードであることを知ることができ、これにより、終端抵抗部１３０を制御して、最初の第１抵抗値を第２抵抗値に変更することができる。

高速駆動回路が送信機として動作後、受信機に動作モードを変化させる時も、ＦＳＭの出力信号を用いて、Ｄｅｖｉｃｅ ＰＨＹのターミネーション抵抗値を正確なデータを受信可能な抵抗値に変化させることができる。

図６は、送信部の駆動タイミングを示す図である。
図６を参照すれば、送信部１１０が前記チャープ信号を送信する時に用いられる３つの制御信号（Ｄｅｖｉｃｅ ＸＣＶＲ、Ｄｅｖｉｃｅ ＴＥＲＭ、Ｄｅｖｉｃｅ ＴＸＶＡＬＩＤ）に対するタイミングを示している。

前記制御信号は、上位階層（ＳＩＥ）からＵＴＭＩインタフェースを介してＵＳＢ周辺装置１００に伝達される信号である。

前記Ｄｅｖｉｃｅ ＸＣＶＲは、フルスピード（Ｆｕｌｌ−Ｓｐｅｅｄ）（１２Ｍｂｐｓ）ドライバおよびハイスピード（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ）（４８０Ｍｂｐｓ）ドライバのうちの１つを選択する役割を果たす。すなわち、前記Ｄｅｖｉｃｅ ＸＣＶＲが“１”であれば、前記フルスピード（１２Ｍｂｐｓ）ドライバが選択され、前記Ｄｅｖｉｃｅ ＸＣＶＲが“０”であれば、ハイスピード（４８０Ｍｂｐｓ）ドライバが選択される。

ただし、ＤＲＥという信号を用いて、前記ＤＲＥが“１”の時、前記ＸＣＶＲ信号によって選択されたフルスピード（Ｆｕｌｌ−Ｓｐｅｅｄ）（１２Ｍｂｐｓ）ドライバまたはハイスピード（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ）（４８０Ｍｂｐｓ）ドライバを送信部１１０として使用可能になる。前記ＤＲＥが“０”の時は、前記ＸＣＶＲ信号に関係なく、フルスピード（Ｆｕｌｌ−Ｓｐｅｅｄ）（１２Ｍｂｐｓ）ドライバとハイスピード（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ）（４８０Ｍｂｐｓ）ドライバがすべてオフとなり、受信部１２０として動作する。

前記Ｄｅｖｉｃｅ ＴＥＲＭ信号は、前記チャープ動作にのみ使用されるものであり、終端抵抗部１３０をＵＳＢ信号電圧端子ＤＰ、ＤＭに接続または隔離させる役割を果たす。すなわち、Ｄｅｖｉｃｅ ＴＥＲＭが“１”であれば、終端抵抗部１３０が前記ＤＰおよびＤＭ端子から隔離される。前記Ｄｅｖｉｃｅ ＴＥＲＭが“１”の場合は、チャープ信号の伝送動作でのみ発生する。

メモリでＤｅｖｉｃｅ ＴＸＶＡＬＩＤを用いて生成されたＣＯＮＴＲＯＬ信号が“１”であれば、ＵＳＢ周辺装置１００が送信モードであることを示す。すなわち、前記ＣＯＮＴＲＯＬ信号が“１”であれば、終端抵抗部１３０（図６のＤ．Ｔ．Ｒ）の第１抵抗値（一例として、４５オーム）が前記第２抵抗値（一例として、５００オーム）に変更され、前記ＣＯＮＴＲＯＬ信号が“０”になると、終端抵抗部１３０（図６のＨ．Ｔ．Ｒ）の抵抗値が既存の第１抵抗値（４５オーム）に調整される。

前記ＤＰおよびＤＭは、ＵＳＢ出力端子の差動信号を示す。ＳＥ０は、待機モードを示すもので、ＤＰおよびＤＭ端子信号がいずれも“０”の状態であり、Ｊは、ＤＰおよびＤＭがそれぞれ“１”および“０”の状態であり、Ｋは、ＤＰおよびＤＭがそれぞれ“０”および“１”の状態である。

まず、前記ＸＣＶＲ信号が“０”であれば、ＵＳＢ周辺装置１００がＥｎａｂｌｅされ、前記Ｄｅｖｉｃｅ ＴＥＲＭ信号が“１”であれば、終端抵抗部１３０がＵＳＢ信号端子ＤＰ、ＤＭから隔離され、前記ＣＯＮＴＲＯＬ信号が“１”であれば、前記ＵＳＢ周辺装置１００の動作モードが送信モードになり、送信部１１０は、ＵＳＢ信号端子でＫ信号（ＤＰ“０”、ＤＭ“１”）をＵＳＢホスト装置５００に伝送する。

一方、ＵＳＢホスト装置５００は、ＵＳＢ周辺装置１００から受信されたチャープ信号の電圧が０．７Ｖ以上１．１Ｖ以下の範囲に入るかをチェックする。前記範囲に入ってはじめて、ＵＳＢホスト装置５００は、ＵＳＢ２．０規格の前記ＵＳＢ周辺装置１００が接続されたと判断する。

図７は、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置が送信モードの時の、ＵＳＢ端子ＤＰ、ＤＭの電圧に対するアイ（ＥＹＥ）ダイアグラムをＳＰＩＣＥシミュレーションにより示す図である。
この時、図８における送信端はＵＳＢ周辺装置１００、受信端はＵＳＢホスト装置５００を示す。

ＵＳＢ２．０スペックを満足するためには、５ｍの伝送を有するＵＳＢ周辺装置１００にデータを伝送した時、送信部１１０に接続された終端抵抗部１３０における電圧レベルは、正のレベルが２７５ｍＶ以上５７５ｍＶ以下を満足しなければならない。

また、受信部１２０に接続された終端抵抗部１３０における電圧レベルは、正のレベルが１７５ｍＶ以上５２５ｍＶ以下を満足しなければならない。

図７に示されるように、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置１００は、ＵＳＢ２．０規格で提示したＥＹＥ ＳＰＥＣ条件を満足させる。

図８は、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置が受信モードの時の、ＥＹＥダイアグラムをＳＰＩＣＥシミュレーションにより示す図である。
図８に示されるように、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置が受信モードの時にも、ＵＳＢ２．０規格を満足することを確認することができる。

以上、本発明は、本発明の精神および必須の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者にとって自明である。
したがって、上記の詳細な説明はすべての面で制限的に解釈されてはならず、例示的なものとして考えられなければならない。
本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈によって決定されなければならず、本発明の等価的範囲内におけるすべての変更は本発明の範囲に属する。

上記の目的を達成するための、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ；以下、「ＵＳＢ」と称する）周辺装置の動作モードが送信モードの時、入力されたデータを既接続の外部のＵＳＢホスト装置に送信する送信部と、前記ＵＳＢ周辺装置が受信モードの時、前記ＵＳＢホスト装置からデータを受信する受信部と、第１抵抗値を有し、前記送信部および受信部に接続された終端抵抗部と、前記ＵＳＢ周辺装置が送信モードおよび受信モードのうちのいずれか１つの動作モードであるかを感知し、前記終端抵抗部の第１抵抗値を前記感知された動作モードに相当する第２抵抗値に変更するように制御する制御部とを含んで構成される。

また、ＵＳＢホスト装置に接続され、前記ＵＳＢホスト装置とデータを送受信するユーエスビー周辺装置の送信電力低減方法において、前記ＵＳＢ周辺装置の動作モードが送信モードおよび受信モードのうちのいずれか１つであるかを感知するステップと、前記感知の結果、前記ＵＳＢ周辺装置が送信モードであれば、前記ＵＳＢ周辺装置の送信部に接続された終端抵抗部の最初の第１抵抗値を前記第１抵抗値より２倍以上の第２抵抗値に変更するステップと、前記第１抵抗値が前記第２抵抗値に変更された後に入力されたデータを前記ＵＳＢホスト装置に伝送するステップと、前記感知の結果、前記ＵＳＢ周辺装置が受信モードであれば、前記変更された第２抵抗値を前記第１抵抗値に変更するステップとを含んでなる。

送信部１１０は、ＵＳＢ周辺装置１００がＵＳＢホスト装置５００に接続されると、制御部１７０の制御によって、ユーザから選択されたデータをＵＳＢホスト装置５００に伝送する。
受信部１２０は、ＵＳＢホスト装置５００からデータを受信する。

この時、終端抵抗部１３０の第１抵抗値は、最初の抵抗値であって、ＵＳＢ２．０標準規格に明示された４５オーム（Ω）になるとよく、前記第２抵抗値は、本発明により送信部１１０の送信電力を低減するために、前記４５オーム（Ω）より２倍以上の抵抗値を有する。

図３は、本発明にかかる終端抵抗部の構成を示す図である。
すなわち、図３に示されるように、終端抵抗部１３０は、最初の第１抵抗値（４５オーム（Ω））を有する第１終端抵抗１３１（Ｒ_１）と、前記第１抵抗値より２倍以上の第２抵抗値を有する第２終端抵抗１３２（Ｒ_２）と、制御部１７０の制御によって、前記第１および第２終端抵抗１３１、１３２のうちのいずれか１つを送信部１１０または受信部１２０に接続するスイッチング素子１３３とを含んで構成される。

すなわち、制御部１７０は、ＵＳＢ周辺装置１００の現在の動作モードが送信モードと感知されると、前記第２終端抵抗１３２が前記送信部１１０の伝送線路に接続されるように前記スイッチング素子１３３を制御し、前記ＵＳＢ周辺装置１００が受信モードまたは待機モードであれば、前記第１終端抵抗１３１が前記受信部１２０の伝送線路に接続されるように前記スイッチング素子１３３を制御するものである。

図６は、送信部の駆動タイミングを示す図である。
図６を参照すれば、送信部１１０が前記チャープ信号を送信する時に用いられる３つの制御信号（Ｄｅｖｉｃｅ＿ＸＣＶＲ、Ｄｅｖｉｃｅ＿ＴＥＲＭ、Ｄｅｖｉｃｅ＿ＴＸＶＡＬＩＤ）に対するタイミングを示している。

前記Ｄｅｖｉｃｅ＿ＸＣＶＲは、フルスピード（Ｆｕｌｌ−Ｓｐｅｅｄ）（１２Ｍｂｐｓ）ドライバおよびハイスピード（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ）（４８０Ｍｂｐｓ）ドライバのうちの１つを選択する役割を果たす。すなわち、前記Ｄｅｖｉｃｅ＿ＸＣＶＲが“１”であれば、前記フルスピード（１２Ｍｂｐｓ）ドライバが選択され、前記Ｄｅｖｉｃｅ＿ＸＣＶＲが“０”であれば、ハイスピード（４８０Ｍｂｐｓ）ドライバが選択される。

前記Ｄｅｖｉｃｅ＿ＴＥＲＭ信号は、前記チャープ動作にのみ使用されるものであり、終端抵抗部１３０をＵＳＢ信号電圧端子ＤＰ、ＤＭに接続または隔離させる役割を果たす。すなわち、Ｄｅｖｉｃｅ＿ＴＥＲＭが“１”であれば、終端抵抗部１３０が前記ＤＰおよびＤＭ端子から隔離される。前記Ｄｅｖｉｃｅ＿ＴＥＲＭが“１”の場合は、チャープ信号の伝送動作でのみ発生する。

メモリでＤｅｖｉｃｅ＿ＴＸＶＡＬＩＤを用いて生成されたＣＯＮＴＲＯＬ信号が“１”であれば、ＵＳＢ周辺装置１００が送信モードであることを示す。すなわち、前記ＣＯＮＴＲＯＬ信号が“１”であれば、終端抵抗部１３０（図６のＤ．Ｔ．Ｒ）の第１抵抗値（一例として、４５オーム）が前記第２抵抗値（一例として、５００オーム）に変更され、前記ＣＯＮＴＲＯＬ信号が“０”になると、終端抵抗部１３０（図６のＨ．Ｔ．Ｒ）の抵抗値が既存の第１抵抗値（４５オーム）に調整される。

図７は、本発明にかかるＵＳＢ周辺装置が送信モードの時の、ＵＳＢ端子ＤＰ、ＤＭの電圧に対するアイ（ＥＹＥ）ダイアグラムをＳＰＩＣＥシミュレーションにより示す図である。
この時、図７における送信端はＵＳＢ周辺装置１００、受信端はＵＳＢホスト装置５００を示す。

ＵＳＢ２．０スペックを満足するためには、５ｍの伝送ライン長さを有するＵＳＢ周辺装置１００にデータを伝送した時、送信部１１０に接続された終端抵抗部１３０における電圧レベルは、正のレベルが２７５ｍＶ以上５７５ｍＶ以下を満足しなければならない。

Claims (13)

1. ユーエスビー（ＵＳＢ）周辺装置の動作モードが送信モードの時、入力されたデータを既接続の外部のユーエスビー（ＵＳＢ）ホスト装置に送信する送信部と、
   前記ユーエスビー装置が受信モードの時、前記ＵＳＢホスト装置からデータを受信する受信部と、
   第１抵抗値を有し、前記送信部および受信部に接続された終端抵抗部と、
   前記ユーエスビー装置が送信モードおよび受信モードのうちのいずれか１つの動作モードであるかを感知し、前記終端抵抗部の第１抵抗値を前記感知された動作モードに相当する第２抵抗値に変更するように制御する制御部とを含んで構成されることを特徴とする、ユーエスビー周辺装置。
2. 前記ユーエスビー周辺装置は、
   ４８０Ｍｂｐｓ以上のユーエスビー２．０規格の高速ユーエスビー周辺装置であることを特徴とする、請求項１に記載のユーエスビー周辺装置。
3. 前記制御部は、
   前記ユーエスビー周辺装置のＵＴＭＩ（ＵＳＢ２．０ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｍａｃｒｏｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して送信有効信号（ＴＸＶＡＬＩＤ）が受信されると、送信有効信号を用いてメモリで生成されたＣＯＮＴＲＯＬ信号により、制御部が前記ユーエスビー周辺装置の動作モードが送信モードであると感知し、前記送信有効信号（ＴＸＶＡＬＩＤ）が受信されない時には、送信有効信号を用いてメモリで生成されたＣＯＮＴＲＯＬ信号により、制御部が前記ユーエスビー周辺装置の動作モードが受信モードであると感知することを特徴とする、請求項１に記載のユーエスビー周辺装置。
4. 前記制御部は、前記ユーエスビー周辺装置が受信モードであるか、または前記送信モードおよび受信モードでない待機モードであれば、前記変更された第２抵抗値を前記第１抵抗値に変更することを特徴とする、請求項１に記載のユーエスビー周辺装置。
5. 前記制御部は、
   前記ユーエスビー周辺装置が送信モードであれば、前記第１抵抗値を２倍以上大きい第２抵抗値に変更するように制御することにより、前記送信部の送信電力を低減することを特徴とする、請求項１に記載のユーエスビー周辺装置。
6. 前記制御部は、
   前記ユーエスビー周辺装置が送信モードの状態で、前記ユーエスビー周辺装置が前記ＵＳＢホスト装置にハンドシェーキング（Ｈａｎｄｓｈａｋｉｎｇ）のためのチャープ（Ｃｈｉｒｐ）信号を送信する区間の間には、前記チャープ信号の送信電力を前記第１抵抗値の時の送信電力に再変更させることを特徴とする、請求項５に記載のユーエスビー周辺装置。
7. 前記終端抵抗部は、前記第１および第２抵抗値に可変する可変抵抗を含み、
   前記制御部は、前記ユーエスビー周辺装置が送信モードであれば、前記可変抵抗が前記第１抵抗値から第２抵抗値に変更されるように制御することを特徴とする、請求項１に記載のユーエスビー周辺装置。
8. 前記終端抵抗部は、前記第１抵抗値を有する第１終端抵抗と、前記第２抵抗値を有する第２終端抵抗と、前記第１および第２終端抵抗をスイッチングするスイッチング素子とを含み、
   前記制御部は、前記ユーエスビー周辺装置が送信モードであれば、前記スイッチング素子を制御して、前記送信部が前記第２終端抵抗に接続されるように制御することを特徴とする、請求項１に記載のユーエスビー周辺装置。
9. ＵＳＢホスト装置に接続され、前記ＵＳＢホスト装置とデータを送受信するユーエスビー周辺装置の送信電力低減方法において、
   前記ユーエスビー周辺装置の動作モードが送信モードおよび受信モードのうちのいずれか１つであるかを感知するステップと、
   前記感知の結果、前記ユーエスビー周辺装置が送信モードであれば、前記ユーエスビー周辺装置の送信部に接続された終端抵抗部の最初の第１抵抗値を前記第１抵抗値より２倍以上の第２抵抗値に変更するステップと、
   前記第１抵抗値が前記第２抵抗値に変更された後に入力されたデータを前記ＵＳＢホスト装置に伝送するステップと、
   前記感知の結果、前記ユーエスビー周辺装置が受信モードであれば、前記変更された第２抵抗値を前記第１抵抗値に変更するステップとを含んでなることを特徴とする、ユーエスビー装置の送信電力低減方法。
10. 前記ユーエスビー周辺装置は、
    ４８０Ｍｂｐｓ以上のユーエスビー２．０規格の高速ユーエスビー周辺装置であることを特徴とする、請求項９に記載のユーエスビー周辺装置の送信電力低減方法。
11. 前記感知ステップは、
    前記ユーエスビー周辺装置のＵＴＭＩインタフェースを介して送信有効信号（ＴＸＶＡＬＩＤ）が受信されると、メモリが送信有効信号を処理し、制御部を介して前記ユーエスビー周辺装置の動作モードが送信モードであると感知し、
    前記送信有効信号（ＲＸＶＡＩＬＤ）が受信されない時には、メモリが送信有効信号を処理し、制御部を介して前記ユーエスビー周辺装置の動作モードが受信モードであると感知することを特徴とする、請求項９に記載のユーエスビー周辺装置の送信電力低減方法。
12. 前記ユーエスビー周辺装置が待機モードであれば、前記変更された第２抵抗値を前記第１抵抗値に変更するステップをさらに含んでなることを特徴とする、請求項９に記載のユーエスビー周辺装置の送信電力低減方法。
13. 前記ユーエスビー周辺装置が送信モードの状態で、前記ユーエスビー周辺装置が前記ＵＳＢホスト装置にハンドシェーキング（Ｈａｎｄｓｈａｋｉｎｇ）のためのチャープ（Ｃｈｉｒｐ）信号を送信する区間の間には、前記チャープ信号の送信電力を前記第１抵抗値の時の送信電力に再変更させるステップをさらに含んでなることを特徴とする、請求項９に記載のユーエスビー周辺装置の送信電力低減方法。
    

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