JP2016139376A - Usbバス制御システム及びusbバス制御方法、usbバス制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ホスト機器およびUSB機器において、ホスト内部に制御を行うソフトウェアを有することなく、バッテリ駆動の長時間化を行う。【解決手段】 USBホストと、USBデバイスと、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信線の途中に設けられたUSBバス制御器とを有し、USBバス制御器は、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信を解析しUSBホストからUSBデバイスへ供給される電源を制御する。【選択図】 図1
Description
本発明は、USB(Universal Serial Bus)バス制御システム及びUSBバス制御方法、USBバス制御装置に関し、特に、消費電力を低減するUSBバス制御システム及びUSBバス制御方法、USBバス制御装置に関する。
USBは、ホスト機器にさまざまな周辺機器を接続するためのバス規格であり、近年、様々なUSB機器が普及している。バッテリ駆動のUSB機器において、USB2.0仕様の場合、最大で、電流を500mA消費してしまい、バッテリ駆動時間が短くなるといった問題があった。また、複数の最大電流500mAの機器を動作させるためには、SELF−POWERED HUBで、ACアダプタ等からの外部電源供給が必要といった煩わしさがあった。
このようなUSBバス制御を行う関連技術として、特許文献1には、USBデバイスに一定期間アクセスがない場合、消費電力を低減するため、USBデバイスが、電源をオフにされるかアクティブでない場合に、デバイスを、USBホスト・コントローラから電気的に切断する技術が開示されている。
また、特許文献2には、周辺機器とホストとの通信接続を自在に管理するため、ホストとの接続を示すホスト接続信号をホストから受信する接続信号受信手段と、当該ホストとの接続/非接続を示す信号を当該ホストに送信する接続信号送信手段と、当該ホストとの間の通信の継続を監視し、所定時間、通信が継続しない場合に、当該接続信号送信手段により当該ホストに非接続を示す信号を送信させると共に、低消費電流モードに移行する制御手段とを具備する技術が開示されている。
特許文献1に記載の技術では、USBデバイスを、USBホスト・コントローラから制御するために、USBホスト・コントローラ内部に制御を行うソフトウェアを有していなければならない、という課題があった。
特許文献2に記載の技術では、周辺機器とホストとの通信接続を自在に管理するため、ホスト内部に制御を行うソフトウェアを有していなければならない、という課題があった。
本発明の目的は、上述した課題を解決し、ホスト内部に制御を行うソフトウェアを有することなく、USB機器へのUSBバスを制御することにより、バッテリ駆動の長時間化、および、複数のUSB機器が接続されるUSB HUBについて、BUS−POWERED HUBを使用可能とすることにある。
本発明は、上記課題を解決するために、USBホストと、USBデバイスと、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信線の途中に設けられたUSBバス制御器とを有し、USBバス制御器は、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信を解析しUSBホストからUSBデバイスへ供給される電源を制御することを特徴としている。
また、本発明は、上記課題を解決するために、USBホストと、USBデバイスと、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信線の途中に設けられたUSBバス制御器とを有するUSBバス制御システムのUSBバス制御方法において、USBバス制御器は、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信を解析しUSBホストからUSBデバイスへ供給される電源を制御するステップを有することを特徴としている。
また、本発明は、上記課題を解決するために、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信線の途中に設けられ、USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信を解析しUSBホストからUSBデバイスへ供給される電源を制御することを特徴としている。
本発明によれば、ホスト内部に制御を行うソフトウェアを有することなく、USB機器へのUSBバスを制御することにより、バッテリ駆動の長時間化、および、複数のUSB機器が接続されるUSB HUBについて、BUS−POWERED HUBを使用可能とする。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1を用いて、本発明の第1の実施形態の構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態のUSBバス制御システムの構成を示すブロック図である。
図1を用いて、本発明の第1の実施形態の構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態のUSBバス制御システムの構成を示すブロック図である。
図1において、USBホストとしての携帯端末1は、USBバス制御器6を介して、USBデバイスとしてのUSB機器7と接続されている。携帯端末1は、USBポート2を有している。USBバス制御器6は、USBインターフェイス部3、USBバス制御/解析部4、タイマ5で構成されている。
USBバス制御器6のUSBインターフェイス部3は、携帯端末1のUSBポート2と接続しており、携帯端末1からのUSBデータをUSBバス制御/解析部4を通して、USB機器7へ伝達する。また、逆に、USB機器7からのUSBデータをUSBバス制御/解析部4を通して、携帯端末1へ伝達する。また、USBバス制御器6の電源は、携帯端末1から供給されている。
USBバス制御/解析部4は、携帯端末1とUSB機器7の間のUSBデータの解析、タイマ5による特定時間でのUSBバス制御、およびUSB機器7をCONFIG状態へ移行させるためのUSBコマンド(SET CONFIG)の発行を行う。CONFIG状態とは、USBの仕様上、USB機器7を初期状態から動作可能な状態にすることを意味する。また、タイマ5は、一定時間、USBデータ受信が無かったかどうかの監視用の時間を設定する。
図1、図2、図3、図4を用いて、本発明の第1の実施形態の動作について説明する。図2、図3、図4は、USBバス制御/解析部4が行う解析、USBバス制御の動作を示すフローチャートである。
最初に、図1と図2を参照して、携帯端末1とUSB機器7との間の解析動作について説明する。
まず、USB機器7をUSBバス制御器6に接続した時、携帯端末1とのUSBネゴシエーションを行う(S1)。ここでは、USB機器7の機能や情報をやり取りする。USBバス制御/解析部4は、この時、USBバス制御/解析部4を流れるUSB情報を解析して、リモートウエイクアップ機能をサポートしているかどうか取得し(S2)、INトークン受信のエンドポイントにNAKを返すように設定する(S3)。INトークン受信は、デバイス側なので、USB機器7がNAKを返すように設定する。
NAKは、USB仕様で定義されているが、USBホストコントローラに対して、INトークンのリトライ要求を意味する。NAKは、通信エラー等の理由で、デバイス側でデータの送受信に失敗したことをホストに通知するので、リトライを要求することになる。また、リモートウエイクアップ機能というのは、USBの仕様では、USBサスペンド状態において、USBデバイス側からリモートウエイクアップ用の信号を送出することで、USB通信状態に復帰させる機能である。
NAKは、USB仕様で定義されているが、USBホストコントローラに対して、INトークンのリトライ要求を意味する。NAKは、通信エラー等の理由で、デバイス側でデータの送受信に失敗したことをホストに通知するので、リトライを要求することになる。また、リモートウエイクアップ機能というのは、USBの仕様では、USBサスペンド状態において、USBデバイス側からリモートウエイクアップ用の信号を送出することで、USB通信状態に復帰させる機能である。
次に、USB機器7が、リモートウエイクアップ機能をもたず、ホストから駆動する場合について、図3を参照して説明する。
まず、USBバス制御/解析部4は、携帯端末1からUSBデータを受信した場合(S10のYes)、USB機器7をUSB VBUS OFF状態(電源オフ)にしているかどうか確認する(S13)。携帯端末1は、基地局などの上位装置から受信したデータをUSBデータとしてもよいし、携帯端末1内部で作成されたデータをUSBデータとしてもよい。
USB VBUS OFF状態の場合(S13のYes)、USB VBUS ONし(電源オン)、USB機器7をCONFIG状態に移行し、INトークンを受信可とし(S15)、通常のUSB通信を行う(S14)。
USB VBUS OFFで無い場合は(S13のNo)、通常のUSB通信となる(S14)。すなわち、USB機器7は既に電源がオンになっていて、携帯端末1とUSB通信を行うことが可能となる。
次に、USBバス制御/解析部4がUSBデータを受信しない場合(S10のNo)は、タイマ5の設定時間に到達した場合(S11のYes)、USB機器7のINトークンにNAKを返すように設定し、USB VBUS OFF状態(S12)にする。この状態にするとUSB機器7は、電源がオフになって、携帯端末1とUSB通信を行っていない状態になる。また、タイマ5の設定時間に到達しない場合は(S11のNo)、現在の状態を維持する。
続いて、リモートウエイクアップ機能をもつUSB機器7の場合について、図4を参照して説明する。
まず、USBバス制御/解析部4は、USBデータを受信した場合、または、USB機器7からリモートウエイクアップ信号がある場合(S20のYes)、USB機器7をUSBサスペンド状態にしているかどうか確認する(S23)。
USBサスペンド状態の場合(S23のYes)、USBレジューム、INトークン受信可とし(S25)、通常のUSB通信を行う(S24)。USBサスペンド状態で無い場合(S23のNo)は、通常のUSB通信となる(S24)。
次に、USBデータを受信しない場合(S20のNo)は、タイマ5の設定時間に到達した場合(S21のYes)、USB機器7のINトークンにNAKを返すように設定し、USBサスペンド状態にする(S22)。また、タイマ5の設定時間に到達しない場合は(S21のNo)、現在の状態を維持する。
このように、ホストである携帯端末1とUSBデバイスであるUSB機器7との間にUSBバス制御器6を設けて、携帯端末1とUSB機器7の間のUSB情報を解析し、USB通信を行っていない場合には、USBバス制御器6がUSB機器7に供給される電源を制御することにより、携帯端末1のバッテリ駆動の長時間化を可能としている。
以上のように、本実施形態では、ホストである携帯端末とUSBデバイスであるUSB機器の間にUSBバス制御器を設けて、携帯端末とUSB機器の間のUSB情報を解析して制御することにより、ホスト内部に制御を行うソフトウェアを有することなく、携帯端末のバッテリ駆動の長時間化を可能としている。
(第2の実施形態)
図5を用いて本発明の第2の実施形態の構成について説明する。図5は、第2の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態では、USB機器を複数接続できる、USB HUBをUSBバス制御器に組み込んでいる点が異なる。
図5を用いて本発明の第2の実施形態の構成について説明する。図5は、第2の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態では、USB機器を複数接続できる、USB HUBをUSBバス制御器に組み込んでいる点が異なる。
図5において、USBバス制御器16は、USB HUBを組み込んだ機器であり、USBインターフェイス部13、USBバス制御/解析部14、タイマ15、USB HUB部21で構成される。
携帯端末11とは、USBポート12でつながっており、携帯端末11からのUSBデータをUSBバス制御/解析部14、USB HUB部21を通して、USB機器17、18、19、20へ伝達する。
また、逆に、USB機器17〜20からのUSBデータをUSB HUB部21、USBバス制御/解析部14を通して、携帯端末11へ伝達する。USBバス制御器16の電源は、携帯端末11から供給されている。
また、逆に、USB機器17〜20からのUSBデータをUSB HUB部21、USBバス制御/解析部14を通して、携帯端末11へ伝達する。USBバス制御器16の電源は、携帯端末11から供給されている。
図5、図6、図7、図8を用いて、本発明の第2の実施形態の動作について説明する。図6、図7、図8は、USBバス制御/解析部14が行う解析、USBバス制御の動作を示すフローチャートである。
図6は、携帯端末11とUSB機器17〜20との間の解析動作である。USB機器17から順番に図2同様の処理を行う。すなわち、USB機器17をUSBバス制御器16に接続した時、携帯端末11とのUSBネゴシエーションを行う(S31)。ここでは、USB機器17の機能や情報をやり取りする。USBバス制御/解析部14は、この時、USBバス制御/解析部14を流れるUSB情報を解析して、リモートウエイクアップ機能をサポートしているかどうか取得し(S32)、INトークン受信のエンドポイントにNAKを返すように設定する(S33)。USB機器18からUSB機器20に対して、同様の処理を繰り返す(S34〜S42)。
次に、リモートウエイクアップ機能をもたないホストから駆動するUSB機器の場合を、図7を参照して説明する。
まず、USBバス制御/解析部14は、携帯端末11からUSB機器17に対するUSBデータを受信した場合(S50のYes)、USB機器17と接続のHUBポートがVBUS OFF状態かどうか確認する(S53)。携帯端末11からUSBデータを受信した場合は、基地局などの上位装置からUSBデータを受信してもよいし、携帯端末11内部で作成されたデータをUSBデータとして受信する場合でもよい。
VBUS OFF状態の場合(S53のYes)、VBUS ONし、USB機器17をCONFIG状態に移行、INトークン受信可とし(S55)、通常のUSB通信を行う(S54)。
なお、USB機器18〜20に対するUSBデータを受信した場合も、同様に、USB機器18〜20と接続のHUBポートがVBUS OFF状態かどうか確認し、VBUS OFF状態の場合、VBUS ONし、通常のUSB通信を行う。
HUBポートがVBUS OFFで無い場合(S53のNo)は、通常のUSB通信となる(S54)。
次に、USB機器17に対するUSBデータを受信しない場合(S50のNo)は、タイマ15の設定時間に到達した場合(S51のYes)、USB機器17に対するINトークンにNAKを返すように設定し、USB機器17と接続のHUBポートをVBUS OFF状態(S52)にする。また、タイマ15の設定時間に到達しない場合は(S51のNo)、現在の状態を維持する。
なお、USB機器18〜20に対するUSBデータを受信しない場合も、同様に、タイマ15の設定時間到達でHUBポートをVBUS OFFする。
このように、USB機器17〜20がUSBデータを受信しない場合は、それぞれ電源をオフできるので効率的に、HUBポートのVBUSを制御できる。
続いて、リモートウエイクアップ機能をもつUSB機器の場合を、図8を参照して説明する。
まず、USBバス制御/解析部14は、USB機器17に対するUSBデータを受信した場合(S60のYes)、USB機器17と接続のHUBポートがUSBサスペンド状態かどうか確認する(S63)。
USBサスペンド状態の場合(S63のYes)、USBレジューム状態にして、INトークン受信可とし(S65)、通常のUSB通信を行う(S64)。
また、USB機器17からリモートウエイクアップ信号があった場合(S60のYes)も、USBサスペンド状態(S63のYes)から、USBレジューム状態にして、INトークン受信可とし(S65)、通常のUSB通信を行う(S64)。USBサスペンド状態で無い場合(S63のNo)は、通常のUSB通信となる(S64)。
次に、USB機器17に対するUSBデータを受信しない場合(S60のNo)は、タイマ15の設定時間に到達した場合(S61のYes)、USB機器17に対するINトークンにNAKを返すように設定し、USB機器17と接続のHUBポートをUSBサスペンド状態(S62)にする。また、タイマ15の設定時間に到達しない場合は(S61のNo)、現在の状態を維持する。
なお、USB機器18〜20についても、同様であり、USBサスペンド状態にあれば、USBレジュームさせ、通常のUSB通信を行う。また、USBデータを受信せず、タイマ15の設定時間に到達した場合は、USBサスペンド状態にする。USB機器17〜20がUSBデータを受信しない場合は、それぞれ電源をオフできるので、効率的にHUBポートのVBUSを制御できる。
このように、ホストである携帯端末11とUSBデバイスであるUSB機器17との間にUSBバス制御器16を設けて、携帯端末11とUSB機器17の間のUSB情報を解析し、USB通信を行っていない場合には、USBバス制御器16がUSB機器17に供給される電源を制御することにより、携帯端末11のバッテリ駆動の長時間化、および、複数のUSB機器動作で使われるUSB HUBについて、BUS−POWERED HUBを使用可能としている。
以上により、ホストである携帯端末とUSBデバイスであるUSB機器の間にUSBバス制御器を設けて、携帯端末とUSB機器の間のUSB情報を解析して制御することにより、ホスト内部に制御を行うソフトウェアを有することなく、携帯端末のバッテリ駆動の長時間化、および、複数のUSB機器動作で使われるUSB HUBについて、BUS−POWERED HUBを使用可能としている。
尚、本願発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更、変形して実施することが出来る。
本発明は、ホスト機器およびUSB機器において、消費電力を削減する場合に利用可能である。
1 携帯端末
2 USBポート
3 USBインターフェイス部
4 USBバス制御/解析部
5 タイマ
6 USBバス制御器
7 USB機器
11 携帯端末
12 USBポート
13 USBインターフェイス部
14 USBバス制御/解析部
15 タイマ
16 USBバス制御器
17 USB機器
18 USB機器
19 USB機器
20 USB機器
21 USB HUB部
2 USBポート
3 USBインターフェイス部
4 USBバス制御/解析部
5 タイマ
6 USBバス制御器
7 USB機器
11 携帯端末
12 USBポート
13 USBインターフェイス部
14 USBバス制御/解析部
15 タイマ
16 USBバス制御器
17 USB機器
18 USB機器
19 USB機器
20 USB機器
21 USB HUB部
Claims (8)
- USBホストと、
USBデバイスと、
前記USBホストと前記USBデバイスとの間のUSB通信線の途中に設けられたUSBバス制御器と、
を有し、
前記USBバス制御器は、前記USBホストと前記USBデバイスとの間のUSB通信を解析し前記USBホストから前記USBデバイスへ供給される電源を制御することを特徴とするUSBバス制御システム。 - 前記USBバス制御器は、前記USBホストと前記USBデバイスとの間のUSB通信が無い場合に、前記USBホストから前記USBデバイスへ電源を供給しないことを特徴とする請求項1に記載のUSBバス制御システム。
- 前記USBバス制御器は、前記USBデバイスを複数接続するためのUSB HUB部を有し、前記USBホストから複数の前記USBデバイスへ電源を供給しないことを特徴とする請求項1または2に記載のUSBバス制御システム。
- USBホストと、USBデバイスと、前記USBホストと前記USBデバイスとの間のUSB通信線の途中に設けられたUSBバス制御器とを有するUSBバス制御システムのUSBバス制御方法において、
前記USBバス制御器は、前記USBホストと前記USBデバイスとの間のUSB通信を解析し前記USBホストから前記USBデバイスへ供給される電源を制御するステップを有することを特徴とするUSBバス制御方法。 - 前記USBバス制御器は、前記USBホストと前記USBデバイスとの間のUSB通信が無い場合に、前記USBホストから前記USBデバイスへ供給される電源を制御するステップを有することを特徴とする請求項4に記載のUSBバス制御方法。
- 前記USBバス制御器は、前記USBデバイスを複数接続するためのUSB HUB部を有し、前記USBホストから複数の前記USBデバイスへ供給される電源を制御するステップを有することを特徴とする請求項4または5に記載のUSBバス制御方法。
- USBホストとUSBデバイスとの間のUSB通信線の途中に設けられ、
前記USBホストと前記USBデバイスとの間のUSB通信を解析し前記USBホストから前記USBデバイスへ供給される電源を制御することを特徴とするUSBバス制御器。 - 前記USB通信を解析した結果、USBデータが無い場合は、前記USBホストから前記USBデバイスへ電源を供給せず、USBデータがある場合は、前記USBホストから前記USBデバイスへ電源を供給することを特徴とする請求項7に記載のUSBバス制御器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015015292A JP2016139376A (ja) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | Usbバス制御システム及びusbバス制御方法、usbバス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015015292A JP2016139376A (ja) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | Usbバス制御システム及びusbバス制御方法、usbバス制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016139376A true JP2016139376A (ja) | 2016-08-04 |
Family
ID=56560198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015015292A Pending JP2016139376A (ja) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | Usbバス制御システム及びusbバス制御方法、usbバス制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016139376A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4075237A3 (en) * | 2021-03-16 | 2023-05-24 | INTEL Corporation | Apparatus and method to reduce standby power for systems in battery mode with a connected bus powered device |
-
2015
- 2015-01-29 JP JP2015015292A patent/JP2016139376A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4075237A3 (en) * | 2021-03-16 | 2023-05-24 | INTEL Corporation | Apparatus and method to reduce standby power for systems in battery mode with a connected bus powered device |
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