JP2020074102A - Ｕｓｂ電力搬送ソーシングデバイスのための省電力モード - Google Patents

Abstract

【課題】ＵＳＢケーブルを介するＵＳＢ電力搬送ソーシングデバイスのための省電力モードに向けられる電力消費を低減する方法を提供する。【解決手段】ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにおける電力消費を低減する方法において、一つ又は複数のソース能力メッセージがＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにより送られる。ソース能力メッセージを送った後、ソース能力メッセージに対する応答が所定の時間期間内に受信されない場合、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、別のソース能力メッセージを送る。所定数のソース能力メッセージを送った後、応答が受信されない場合、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、別のソース能力メッセージを送る前に延長された時間期間待機する。延長された時間期間の一部又は全ての間、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの、例えばレシーバなど受信機能がオフになる。【選択図】図４

Description

ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）は、コンピュータと電子デバイスとの間の接続、通信、及び電力サプライのためのバスにおいて用いられる、ケーブル、コネクタ、及び通信プロトコルを定義する業界標準である。ＵＳＢは、通信のため及び電力供給のための両方のために、コンピュータ周辺機器（キーボード、ポインティングデバイス、デジタルカメラ、プリンタ、ポータブルメディアプレーヤー、ディスクドライブ、及びネットワークアダプターを含む）のパーソナルコンピュータへの接続を標準化するために設計された。ＵＳＢは、スマートフォン、ＰＤＡ、及びビデオゲーム機などの他のデバイスにも一般的となってきている。ＵＳＢは、シリアル及びパラレルポートだけでなく、ポータブルデバイスのための別個の電力充電器など、種々の以前のインタフェースを効果的に置き換えてきている。

新たなＵＳＢケーブル及びコネクタを介する一層高い電力の搬送を可能にするために、新たなＵＳＢ電力搬送規格が開発されている。この技術は、既存のＵＳＢ解決策と互換性があるケーブル及びプラグを用いる５ボルト以上を必要とし得る、ラップトップ、タブレットなどのためのユニバーサル電力プラグをつくる。ＵＳＢ電力搬送（ＵＳＢ−ＰＤ）規格は、ＵＳＢ−ＰＤケーブル及びＵＳＢ−ＰＤコネクタを介して接続されるポート間の通信リンクを定義する。この通信は、半二重及びパケットベースであるように設計される。パケットは、２つのポートに、ソースポートがシンクポートに提供し得る電圧及び電流を通信及びネゴシエートさせ得る情報を含む。ポートは、役割を切り替える（ソースからシンクへ、その逆も同様である）ようにネゴシエートすることもできる。ＵＳＢ−ＰＤ規格における基本的通信は、バイナリ周波数偏移変調（ＦＳＫ）又はＢＭＣ（Ｂｉｐｈａｓｅ Ｍａｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ）を用い得る。この通信は、ＵＳＢ標準によるＤ＋及びＤ−など、データワイヤ上に現れる通常のＵＳＢ通信とは独立して起こる。ＵＳＢ−ＰＤ通信は、ＵＳＢデータ配線ではなく、異なるワイヤ（例えば、Ｖバス又はＣＣワイヤ）を介して進む。

ＵＳＢ電力搬送（ＰＤ）では、プロバイダ−オンリー、プロバイダ／コンシューマ、コンシューマ／プロバイダ、及びコンシューマ−オンリー、の４種のデバイスが定義される。プロバイダ−オンリー、プロバイダ／コンシューマ、又はコンシューマ／プロバイダであるデバイスは、ソース役割で作動する場合があり、そのため、それらは、遠端デバイスに消費又はシンクさせるためにＶバスワイヤ上でＤＣ電圧を提供している。本開示は、ソース役割において作動している、プロバイダ−オンリー、プロバイダ／コンシューマ、及びコンシューマ／プロバイダのＵＳＢ−ＰＤデバイスに関連する。ＵＳＢケーブルを介するＵＳＢ−ＰＤソースデバイスによる消費デバイスへの電力の提供は、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイスにおける電力のかなりの量を消費する。

ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスを動作させる方法の記載される例において、一つ又は複数のソース能力メッセージがＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにより送られる。ソース能力メッセージを送った後、ソース能力メッセージに対する応答が所定の時間期間内に受信されない場合、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、別のソース能力メッセージを送る。所定数のソース能力メッセージを送った後、応答が受信されない場合、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、別のソース能力メッセージを送る前に、延長された時間期間待機する。ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの受信機能は、延長された時間期間の一部又は全ての間オフになる。

別の記載される例が、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスを動作させる方法に向けられる。この方法に従って、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、第２のＵＳＢ電力搬送デバイスと通信する。通信は、第２のＵＳＢ電力搬送デバイスからメッセージを受け取ることを含む。所定の時間期間第２のＵＳＢ電力搬送デバイスからメッセージが受信されない場合、ＵＳＢ電力搬送デバイスは、ＵＳＢ電力搬送デバイスの信号受信機能がオフにされるデバイススリープモードに入る。

別の記載される例が、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスを動作させる方法に向けられる。この方法に従って、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、一つ又は複数の短縮されたソース能力メッセージを送る。各短縮されたソース能力メッセージは、一つのみの電力搬送オブジェクトを含む。各短縮されたソース能力メッセージの送信後、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、短縮されたソース能力メッセージに対する応答を受け取るために所定の長さの時間待機する。短縮されたソース能力メッセージに対する応答が受信されると、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスは、複数の電力搬送オブジェクトを含む全ソース能力メッセージを送る。

電力搬送に関連するＵＳＢ電力搬送デバイスの態様を示すブロック図である。

ＵＳＢ電力搬送データパケットを表すデータ構造図である。

ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスによるソース能力メッセージの伝送を示すタイミング図である。

電力消費を低減するために、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにおいてデバイススリープモードを用いる方法を表すフローチャートである。

電力消費を低減するために、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにおいて、短縮されたソース能力メッセージを用いる方法を表すフローチャートである。

ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスによる種々のメッセージの伝送及び受信を示すタイミング図である。

電力消費を低減するために、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにおいてデバイススリープモードを用いる方法を表すフローチャートである。

本開示は概して、ＵＳＢ電力搬送ソーシングデバイスのための省電力モードに向けられる。

図１は、電力搬送に関連するＵＳＢ電力搬送デバイス１００の態様を示すブロック図である。図１のデバイス１００は、電力をソース又はシンクし得、従って、プロバイダ又はコンシューマＵＳＢ電力搬送デバイスのいずれかとして機能し得る。幾つかの実施例の方法及び機能は、また、電力を他のＵＳＢデバイスに提供し得るが他のＵＳＢデバイスから電力を受信し得ないソースデバイスに関する。ＵＳＢ電力搬送デバイス１００は、当業界でよく知られているように、ＵＳＢケーブル１５０の一端上に配置されるＵＳＢコネクタを取り付け可能に受け得るＵＳＢレセプタクル１６０を含む。ＵＳＢケーブルの他方の端部は、第２のＵＳＢデバイスに恒久的に取り付けられ得るか、又は第２のＵＳＢ対応デバイスに取り付け可能に接続され得る第２のＵＳＢコネクタにおいて終端し得る。いずれの場合でも、このような第２のＵＳＢデバイスは、本明細書において遠端デバイスと称することがある。更に別の実施例において、ＵＳＢケーブル１５０は、ＵＳＢデバイス１００に恒久的に取り付けられ得る。ＵＳＢ電力搬送デバイス１００はまた、電力搬送に関して、ＵＳＢケーブル１５０を介して、他のＵＳＢ電力搬送デバイスとの通信を制御し、また、別のＵＳＢ電力搬送デバイスへの電力の実際のソーシング又は別のＵＳＢ電力搬送デバイスから受け取った電力のシンクを制御する、ＵＳＢ−ＰＤコントローラ１１０を含む。

ＵＳＢ−ＰＤコントローラ１１０は、周波数偏移変調（ＦＳＫ）モデム１２０、マイクロコントローラユニット１３０、及びケーブルタイプ検出回路１４０を含む。ＦＳＫモデム１２０は、ＦＳＫレシーバ１２２、ＦＳＫトランスミッタ１２４、及びスケルチレシーバ１２６を含む。図１の実施例は単に例示的なものであり、ＵＳＢ−ＰＤモデム１２０（及び従って、そのメインレシーバ１２２及びトランスミッタ１２４）は、ＢＭＣ（Ｂｉｐｈａｓｅ Ｍａｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ）など、例示の実施例に従って周波数偏移変調以外の他の変調方式を用い得る。ＦＳＫレシーバ１２２は、遠端ＵＳＢ電力搬送デバイスからＵＳＢ電力搬送に関する通信を受け取る。ＦＳＫトランスミッタ１２４は、ＵＳＢ電力搬送に関する通信を遠端ＵＳＢ電力搬送デバイスに送信する。ＵＳＢ電力搬送に関するこのような通信は、どのデバイスがソースされる（電力を提供する）べきか及びどのデバイスがシンクされる（電力を受信する）べきかの協議、並びに、電圧、電流、及び電力搬送のモードだけでなく、一つのデバイスから他のデバイスへのＵＳＢケーブル１５０を介する電力の搬送に付随するその他の情報の協議を含み得る。ＦＳＫレシーバ１２２及びＦＳＫトランスミッタ１２４は共に、本願では、ＦＳＫトランシーバと称される場合もある。ＦＳＫトランシーバ１２２／１２４は、電圧バス（Ｖバス）１４５を介して遠端ＵＳＢデバイスと通信する。図１に示すＦＳＫモデム１２０は、スケルチレシーバ１２６も含む。スケルチレシーバ１２６は、メインＦＳＫレシーバ１２２がオフになるときも、遠端ＵＳＢデバイスからのパケットの到達を検出するためにオンのままとされ得る低電力レシーバである。スケルチレシーバ１２６がパケットの到達を検出した後、マイクロコントローラユニット１３０は、ＦＳＫモデム１２０の通常オペレーションを再開するためＦＳＫレシーバ１２２をオンにし得る。マイクロコントローラユニット１３０は、ＵＳＢ−ＰＤコントローラ１１０のオペレーションを制御し、ＵＳＢ電力搬送に関する、遠端ＵＳＢデバイスに送られるべきメッセージを生成し、遠端ＵＳＢデバイスから受信したＵＳＢ電力搬送に関するメッセージを処理する。ＵＳＢ−ＰＤコントローラ１１０はまた、ＵＳＢレセプタクル１６０からケーブル識別信号１４７を受け取るケーブルタイプ検出回路１４０を含む。ＵＳＢレセプタクル１６０から受信したケーブル識別信号１４７に基づいて、ケーブルタイプ検出回路は、ＵＳＢレセプタクル１６０にケーブルが挿入されたかを判定し、挿入された場合、それがどのタイプのケーブルであるかを判定する。この情報はマイクロコントローラユニット１３０に提供され、マイクロコントローラユニット１３０は、特に、所与のＵＳＢケーブルタイプにどんな電力搬送モードが適切であるかを判定する際にこの情報を用い得る。幾つかの実施例において、ＩＤワイヤ１４７は実際には、タイプＣ ＵＳＢコネクタにおけるＣＣ１及びＣＣ２として通常知られている２つの個別の配線であり得る。また、幾つかの実施例において、ケーブルタイプの情報は更に、Ｖバス１４５を介してケーブルタイプ検出回路１４０に提供され得る。

図１に示すＵＳＢ電力搬送デバイス１００はまた、５ボルト電力サプライ１６５及び２０ボルト電力サプライ１７０の、２つの電力サプライを含む。この実施例は単に例示的なものであり、ＵＳＢ電力搬送デバイス１００は、付加的な電力サプラも含み得、又は電圧が可変である単一の電力サプライを含み得る。ＵＳＢ電力搬送デバイス１００はまた、ＵＳＢ電力搬送デバイス１００に電力供給するためにＶバス１４５を介して供給される電力を受け取ることができる電力シンク１７５を含む。ＵＳＢ電力搬送デバイス１００は更に、電力スイッチ１８０、１８５、１９０を含む。ＵＳＢ−ＰＤコントローラ１１０は、電力サプライを選択するため及び選択された電力サプライをカップリングインピーダンス１９５を介してＶバス１４５に結合するため、又はＵＳＢ電力搬送デバイス１００が遠端デバイスから電力を受信するべき場合に電力シンク１７５をＶバス１４５に結合するために、パワースイッチ１８０、１８５、１９０を制御する。幾つかの実施例において、カップリングインピーダンス１９５は存在しない場合もある。

ＦＳＫトランシーバ１２２／１２４の周辺に、ＵＳＢ電力搬送デバイス１００及び遠端ＵＳＢデバイスに、電力搬送メッセージをＶバス１４５を介して互いに送らせ得る物理層が構築される。物理層の上はプロトコル層、及びポリシーエンジン層である。物理層は、バイナリ周波数偏移変調（ＦＳＫ）変調又はＢＭＣ（Ｂｉｐｈａｓｅ Ｍａｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ）を用いる。物理層はまた、例えば４ｂ５ｂ符号化を用いて、パケットにおいて数ビットを符号化する。例示の一実施例に従った、電力搬送データパケットのパケットフォーマットを図２に示す。各パケット２００はプリアンブル２１０で開始し、プリアンブル２１０は、総計６４ビットに対して交互の１及び０のシーケンスを含む。プリアンブル２１０の後には、スタートオブパケットデリミッタ（ＳＯＰ）２２０が続き、ＳＯＰ２２０は、新たなデータパケットの開始を告知する所定の２０ビットのコードワードである。ＳＯＰ２２０の後には、プロトコル層により用いられる情報を含むヘッダー（これは４ｂ５ｂコードを用いて符号化される）が続く。他の情報の中でもヘッダー２３０に含まれるのは、どの種のメッセージをパケット２００が表すかを示すメッセージタイプフィールドである。ヘッダー２３０はまた、そのパケットにおいて後続するデータオブジェクトの数を示すデータフィールド（Ｎｏｂｊと称されることもある）を含む。ソース能力メッセージとして知られている特定のタイプのメッセージにおいて、ヘッダー２３０に続くのは、電力搬送オブジェクト（ＰＤＯ）として知られており、４ｂ５ｂコードを用いて符号化される、一つ又は複数のデータフィールドである。ソース能力メッセージについては下記で更に述べる。電力搬送オブジェクトの後には、３２ビットの巡回冗長検査（ＣＲＣ）２５０が続く。ＣＲＣ２５０は、データパケット２００に含まれるデータに対する偶発的な変化を検出するために用いられるエラー検出コードである。ＣＲＣは、ヘッダー２３０及び電力搬送オブジェクトに基づいて演算される。ＣＲＣは、４ｂ５ｂコードを用いて４０ビットに符号化された、ヘッダー２３０及び電力搬送オブジェクトのコンテンツの多項式除算の３２ビットの剰余である。データパケットのリトリーブの際、例えば第２のＵＳＢデバイスによって、計算が反復され、チェック値がマッチングしない場合、推定されるデータ破損に対して是正アクションが取られ得る。最終的に、ＣＲＣ２５０の後には、データパケット２００の終わりを告知する所定の５ビットのエンドオブパケットデリミッタ（ＥＯＰ）が続く。

ソース能力メッセージは、電源としてのその可用性を報知するため、デバイス１００などのＵＳＢ−ＰＤソースデバイスにより送られるメッセージである。ソース能力メッセージは、ソースとしてのそのデバイスの能力に関する情報を含むパケットである。各ソース能力メッセージは、そのデバイスが提供し得る各サプライタイプに一つの、一つ又は複数の電力搬送オブジェクトを含む。各電力搬送オブジェクトは、各々関連する電圧供給タイプの異なるパラメータを示す、複数のデータフィールドを含む。図２に示す例示のパケット構造において、バイト０ ２４０、バイト１ ２４２、バイトｎ−１ ２４４、及びバイトｎ ２４６が、データパケット２００の一つ又は複数の電力搬送オブジェクトを構成する。例示の一実施例において、各電力搬送オブジェクトは、４バイト（３２ビット）を含む。これらの中で、３２ビットが可変ビット長の複数のビットフィールドである。例えば、各電力搬送オブジェクトの第１のビットフィールドが、電力サプライのタイプ、即ち、固定電圧、可変電圧、又はバッテリ、を特定する。各電力搬送オブジェクトの第２のビットフィールドが、関連する電力サプライがＶバス１４５に提供し得る、固定電圧又は最小電圧を特定する。各電力搬送オブジェクトの第３のビットフィールドが、関連する電力サプライがソースし得る、最大電流又は電力を特定する。可変又はバッテリ電力サプライの場合、第４のビットフィールドが、関連する電力サプライがＶバス１４５に提供し得る最大電圧を含む。固定電圧電力サプライの場合、電力搬送オブジェクトの第４のビットフィールドが、固定電圧電力サプライが搬送し得るピーク電流を特定する。ピーク電流フィールドは、比較的短い期間それが一層高い電流をソースし得るか否か、及び、ソースし得る場合、どのくらい高い電流が進み得るか、及びどのくらい長くその高い電流レベルが持続し得るか、を遠端（シンクする）デバイスに伝える。各ソース能力メッセージの第１の電力搬送オブジェクトは、固定電圧電力サプライに関連付けられる。この第１の電力搬送オブジェクトは、デュアルロール電力に関連する付加的なビットフィールド、ＵＳＢサスペンドサポート、外部電力、ＵＳＢ通信能力、及びデータ役割交換を含む。

ＧｏｏｄＣＲＣメッセージは、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００などのＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにより送られるソース能力メッセージに応答して、遠端ＵＳＢ電力搬送デバイスにより送られる制御メッセージである。ＧｏｏｄＣＲＣメッセージは、ソース能力メッセージが受信されたこと、及びＣＲＣチェック値がマッチしたことを示している。ＧｏｏｄＣＲＣメッセージは、ソース能力メッセージと同じフレームフォーマットを有するが、如何なる電力搬送オブジェクトも含まない。そのため、パケットにおけるデータオブジェクトの数を示す、ヘッダーにおけるＮｏｂｊフィールドは、ゼロである。ヘッダーにおけるメッセージタイプフィールドは、メッセージをＧｏｏｄＣＲＣメッセージとして識別する固有の値を有する。

ＵＳＢソーシングデバイスがアクティブであるという最初の兆候は、ＤＣ電圧（例えば、５Ｖ）がＶバスワイヤ上で検出されることである。ケーブルの遠端におけるデバイス（マウスなど）が、動作するためにこの電圧を用い得る。多くの場合において、ソーシングデバイスがＵＳＢ−ＰＤケーブルソースであるという最初の兆候は、ＦＳＫモデム１２０がＶバスワイヤ１４５（大抵の実施例においてそれに容量的に結合される）を介してソース能力メッセージを送ることである。代替の実施例において、ＢＭＣモデムがこのメッセージをＣＣワイヤを介して送り得る。ＵＳＢ−ＰＤパートナーデバイスがケーブルの遠端で接続されないとき、ＦＳＫモデムレシーバ１２２は如何なる応答信号も受け取らない。応答なしで信号が送られる場合、ＵＳＢ−ＰＤプロトコル層は２つのリトライをトリガし得、ここで、リトライは同じパケットが再送されることを意味する。伝送後にタイムリーに応答が受信される場合、次のリトライは送られない。

図３は、パケットが、ＦＳＫトランスミッタ１２４から出てＶバスワイヤ１４５（又はＣＣワイヤ）上にどのように見られ得るかを図示するタイミング図である。Ｓ１ ３１０は、ポリシーエンジン層においてつくられる第１のソース能力メッセージを表す。Ｓ１を送信した後、ＦＳＫレシーバ１２２は、応答を聴き（ｌｉｓｔｅｎｓ ｆｏｒ）、これに応答して有効ＧｏｏｄＣＲＣメッセージが受信されない場合、時間ｔ１ ３２０が経過した後パケットを再送する。計３回Ｓ１メッセージ３１０を送り、第３の伝送の後時間ｔ２ ３３０を待機した後、プロトコル層は、送信失敗があったことをポリシーエンジンにレポートする。ポリシーエンジンは、別のソース能力メッセージＳ２ ３５０を伝送のためにプロトコル層に送る前に、延長された時間ｔ３ ３４０を待機し得る。多くの場合において、Ｓ１及びＳ２におけるデータは同じであるが、例えば、そうしている間にデバイスのソーシング能力が変更されるなどの場合、Ｓ１及びＳ２におけるデータは異なっていてもよい。このプロセスは終了することなく反復され得、又はＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、例えば１５０など大きな数が送られた後、ソース能力メッセージを送ることを停止し得る。

ＵＳＢ電力搬送規格は、幾つかの場合において、ケーブルがいつデバイスのレセプタクルに挿入されるかを検出するための方法を提供する。このような場合、ケーブルが挿入されないと、デバイス１００などのＵＳＢ−ＰＤデバイスは、そのデバイスが消費する電力量を低減するために最低電力モードに入り得る。この最低電力モードでは、挿入されているプラグがないため、ソーシングデバイスは、如何なるＤＣ電圧もＶバスワイヤ１４５に印加すらする必要がない。その後、ケーブルが挿入されたことを検出すると、ソーシングデバイス１００は、ＤＣ電圧をＶバスに印加することを開始し得、通常のソースオペレーションを継続し（又は始め）得る。ケーブル１５０がレセプタクル１６０に挿入されるときは必ず、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイス１００は、ＤＣ電圧（概して５Ｖ）をＶバス１４５に提供する。しかし、ケーブルがレセプタクルに挿入される（又はケーブル１５０は恒久的にデバイス１００に取り付けられ得る）が、ケーブルの他方の端部が如何なるデバイスにも接続されないことが起こり得る。ＵＳＢ電力搬送１.０規格は、この状況を検出する手段を提供しない。この状況において、ソーシングデバイス１００は、パートナーデバイスがケーブルの遠端において接続されているかのように、ＤＣ電圧をＶバス１４５に印加する。例示の実施例は、ソース１００がこのシナリオにおいてその電力消費を低減するために用い得る低電力モードを提供する。

ＵＳＢ電力搬送規格に従って、ＵＳＢ電力搬送デバイスは、遠端パートナーデバイスが図３においてｔ３ ３４０で示されるインタバル内でもメッセージを送るとすぐに反応し得るべきである。また、デバイス１００などのソーシングＵＳＢ−ＰＤデバイスは、このプロセスにわたってＶバス１４５上のＤＣ電圧を維持することが必要とされる。

例示の一実施例に従って、図３においてｔ３ ３４０として示されるインタバルの間、ＦＳＫレシーバ１２２はオフにされる。一実施例において、この時間期間の間、スケルチレシーバ１２６もオフにされる。或る実施例において、ｔ３の間、ＵＳＢ電力搬送デバイス１００の他の部分もオフにされる。これらの手段により、ＵＳＢ電力搬送デバイス１００がその電力消費を低減することが可能となる。この低電力モードは、本明細書においてデバイススリープと称する。ｔ３インタバルの間、デバイスのレシーバ１２２がディセーブルされるので、デバイス１００は、その遠端においてＵＳＢ−ＰＤデバイスが取り付けられていないケーブルが挿入されるときレシーバを起動することによって電力を無駄にすることはない。ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、ｔ３の間、ＤＣ電圧（例えば、５Ｖ）をＶバス１４５に印加し続け、一方、デバイス１００は、ＵＳＢケーブル１５０がレセプタクル１６０に結合されるときは常にＵＳＢ電力搬送規格により要求されるように、デバイススリープモードにある。ＵＳＢ−ＰＤデバイス１００が、ｔ３インタバルの間サービスされる必要のある何らかの他のペンディングタスクを有する場合、一実施例において他のペンディングタスクが処理される間、スケルチレシーバ１２６はイネーブルされたままとされ得る。

図４は、電力消費を低減するために、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにおいてデバイススリープモードを用いる方法を表すフローチャートである。ブロック４００で、送られたソース能力メッセージの数を表す変数ｎがゼロに設定される。ブロック４１０で、図１におけるデバイス１００などのＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが、ソース能力メッセージをＶバス１４５を介して送り、それに従ってｎが増分される。判定ブロック４２０において、ソース能力に対する応答が、ソース能力メッセージを送った後所定の時間期間内に受信されたか否かが判定される。例示の一実施例において、この所定の時間の長さは、図３に示すｔ１インタバル３２０によって表される。一実施例において、図３に示すように、第３のソース能力メッセージを送った後待機される時間ｔ２ ３３０の長さは、最初の２つのソース能力メッセージを送った後待機される時間ｔ１の長さと同一ではない。任意の事象において、ソース能力メッセージに対する応答が所定の時間期間内に受信される場合、ブロック４３０において示すように、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、電力搬送に関して応答を送った遠端デバイスとネゴシエートする。この協議の結果、電力搬送に関する合意に至る場合、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、合意された電力搬送モードを用いて電力の遠端デバイスへの搬送を開始し得る。一方、ソース能力メッセージに対する応答が所定の時間期間内に受信されない場合、判定ブロック４４０において示されるように、所定の数Ｎのソース能力メッセージが送られたか否かが判定される。例示の一実施例において、図３に関連して説明するように、Ｎは３である。この実施例において、ｎ≠３の場合、デバイスはまだ３つのソース能力メッセージを送っておらず、従って、プロセスはブロック４１０に戻り、ブロック４１０において、別のソース能力メッセージが送られ、ｎが再び増分される。一方、判定ブロック４４０においてｎがＮに等しい場合、所定数のソース能力メッセージが送られている。その事象では、ブロック４５０に示すように、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイスは、図３においてｔ３によって表される延長された時間期間待機する。この延長された時間期間の間、デバイス１００などのＵＳＢ−ＰＤソースデバイスは、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイスの信号受信機能がオフになるデバイススリープモードに入る。例えば、一実施例において、ＵＳＢ−ＰＤコントローラ１１０のメインレシーバ１２２は、延長された時間期間ｔ３の間オフにされる。また、一実施例において、この時間期間の間、スケルチレシーバ１２６もオフにされ、或る実施例において、ＵＳＢ電力搬送デバイス１００の他の部分もオフにされる。またブロック４５０において、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイスがブロック４１０においてソース能力メッセージの新たなラウンドを送信し始める開始する前に、変数ｎがゼロにリセットされる。

デバイススリープモードの間、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイス１００は、それがいつウェイクアップして次のソース能力メッセージを送るようを準備する必要があるかを判定するために用いるクロックは、デバイス１００が通常オペレーションにあるときほど正確でない可能性がある。また、デバイススリープモードの間、デバイス１００は、ケーブルの遠端においてＵＳＢ−ＰＤデバイスによりそれに送られる如何なるメッセージも受け取らない。デバイススリープのこの特性は、このデバイススリープモードを用いる任意のＵＳＢ−ＰＤデバイスがＵＳＢ電力搬送規格に完全には準拠しないことを意味する。しかし、デバイスは、それでもフルに機能し得、他のＵＳＢ電力搬送デバイスと相互運用し得る。

ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの一実施例において、図３に示す時間インタバルｔ３の間デバイススリープモードに入ることに加えて、このデバイスは更に、ＵＳＢ電力搬送規格において要求されるよりも長いｔ３時間期間を用いる。これにより電力消費が更に低減される。ＵＳＢ−ＰＤシンキングデバイスがケーブル１５０の遠端において接続される場合、ＵＳＢ−ＰＤシンキングデバイスは、ソース能力メッセージが到達するのを時間ｔ_{ＳｉｎｋＷａｉｔＣａｐ}待機し得る。ソース能力メッセージが到達しない場合、この遠端シンキングデバイスは、ハードリセットメッセージを送り、再びｔ_{ＳｉｎｋＷａｉｔＣａｐ}の間待機し、別のハードリセットメッセージを送り、再びｔ_{ＳｉｎｋＷａｉｔＣａｐ}の間待機し、その後、更に別のハードリセットメッセージを送り得る。この後、一実施例において、シンキングデバイスは、このソースはノンレスポンシブ（ｎｏｎ−ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ）であると仮定し得る。時間ｔ_{ＳｉｎｋＷａｉｔＣａｐ}はＵＳＢ電力搬送規格において定義される。従って、一実施例において、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイスは、延長されたｔ３時間期間を用いるが、相互利用性問題を起こし得るノンレスポンシブとして分類されることを避けるように、延長されたｔ３時間期間を３×ｔ_{ＳｉｎｋＷａｉｔＣａｐ}未満に保つ。

別の実施例において、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイス１００は、それが初めてＧｏｏｄＣＲＣメッセージを受け取るまで、短縮されたソース能力メッセージを送出する。これは、図３に示すＳ１インタバルの時間期間を最小化し、電力消費を更に低減する。一実施例において、ソーシングデバイス１００は、それがＧｏｏｄＣＲＣメッセージを受け取るまで一つの電力搬送オブジェクトのみを含むソース能力メッセージを送る。ＧｏｏｄＣＲＣメッセージを受け取った後、ソーシングデバイス１００は、電力搬送オブジェクトの全補完を含む別のソース能力メッセージを送る。この後続のソース能力メッセージに含まれる電力搬送オブジェクトの実際の数は、そのデバイスが提供し得る電力サプライタイプの数に依存し得る。一実施例において、短縮されたソース能力メッセージに含まれる単一電力搬送オブジェクトは、全てのＵＳＢ−ＰＤソーシングデバイスに含まれる必要のある固定５ボルトサプライに関連付けられる電力搬送オブジェクトである。

図５は、電力消費を低減するために、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにおいて短縮されたソース能力メッセージを用いる方法を表わすフローチャートである。ブロック５００で、デバイスは、一つ又は複数の短縮されたソース能力メッセージをＶバス１４５を介して送る。一実施例において、短縮されたソース能力メッセージは、電力搬送オブジェクトのみを含む。各短縮されたソース能力メッセージを送った後、ブロック５１０において、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイスは、短縮されたソース能力メッセージに対する応答を受け取るため所定の長さの時間待機する。ブロック５２０で、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイスが、短縮されたソース能力メッセージに対する応答を受け取る場合、ソースデバイスは、全ソース能力メッセージを送り、これは、一実施例において、複数の電力搬送オブジェクトを含む。

別の実施例において、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイス１００がＧｏｏｄＣＲＣメッセージ又は任意の他の有効なＵＳＢ−ＰＤメッセージを受信すると、それは、通信が或る時間期間停止するまで、再びデバイススリープモードを用いることを開始しない。しかし、遠端デバイスがプラグされておらず、従って、任意のＵＳＢ−ＰＤメッセージを或る時間期間送ることをやめる場合、ＵＳＢ−ＰＤソーシングデバイス１００は、電力を節約するために、本明細書に記載されるデバイススリープモードを用いることに戻る。図６は、このような状況におけるＦＳＫトランシーバ１２４／１２２によるデータパケット伝送及び受信の一例を図示するタイミング図である。図６は、応答のない３つのソース能力メッセージ６１０の伝送を示し、その後に、延長された時間期間ｔ３ ６１２が続く。延長された時間期間ｔ３ ６１２の間、ソース能力メッセージは送られず、また、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００はデバイススリープモードに入り、このモードでは、図３に関連して上述したように、そのレシーバ１２２をシャットダウンする。ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、別のソース能力メッセージ６１４を送るために再びウェイクアップする。この時点までに、ＵＳＢ−ＰＤデバイスがケーブル１５０の遠端において接続されており、この遠端デバイスは、ＧｏｏｄＣＲＣメッセージ６１６でソース能力メッセージ６１４に応答し、その後、メッセージの交換が成される。遠端デバイスは、電力リクエストメッセージ６１８を送り、リクエストメッセージ６１８の正常な受領がＧｏｏｄＣＲＣメッセージ６２０でＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００により受領通知される。ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００はその後、アクセプトメッセージ６２２で電力リクエストの受領を示す。このアクセプトメッセージの受領は、ＧｏｏｄＣＲＣメッセージ６２４で遠端ＵＳＢ−ＰＤデバイスにより受領通知される。ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００はその後、それが電力を送る準備ができたことを示すために電力ソースレディメッセージ６２６を送り、遠端デバイスは、ＧｏｏｄＣＲＣメッセージ６２８で電力ソースレディメッセージ６２６の受領を受領通知する。しかし、ＧｏｏｄＣＲＣメッセージ６２８を送った後、遠端デバイスは、プラグが外されるか又はその他の方式で非応答性となり、従って、ソース能力メッセージ６３０に応答することはない。

遠端デバイスから応答がない或る所定の量の時間後、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、図６において６３０で図示するように、ソース能力メッセージ（又は別のタイプのメッセージ）を送り得る。３つのソース能力メッセージ６３０が送られるが応答がない場合、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、ソフトリセットメッセージを送ることによってソフトリセットを試みる。ＵＳＢ電力搬送規格において定義されるように、ソフトリセットメッセージは、プロトコル層エラーからリカバーするために用いられる。ソフトリセットは、メッセージ同期化を回復するためにメッセージカウンタを既知の状態におく。ソフトリセットは搬送されている電力を変えない。これは、電力システムに影響を与えることなくプロトコルエラーを直すための試みである。遠端デバイスから応答が受信されない場合、ソフトリセットメッセージは更に２回再送され得る。３つのソフトリセットを試みた後応答が受信されない場合、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、（ＵＳＢ電力搬送規格により定義される）時間ｔ_{ＨａｒｄＲｅｓｅｔ}の間待機し、その後、ハードリセットメッセージを送る。ハードリセットは、システムのリセットを強いるためにＶバス１４５上の電圧を０．８Ｖ未満にする。例示の一実施例に従って、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００がハードリセットメッセージ６３４を送った後、それは図６に示す時間期間ｔ４ ６３６の間デバイススリープモードに入る。

図７は、電力消費を低減するために、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスにおいてデバイススリープモードを用いる方法を表わすフローチャートである。ブロック７００で、図１のデバイス１００などのＵＳＢ電力搬送デバイスは、Ｖバス１４５を介して第２の（遠端）ＵＳＢ電力搬送デバイスと通信する。この通信は、第２のＵＳＢ電力搬送デバイスへのメッセージの伝送、及び第２のＵＳＢ電力搬送デバイスからのメッセージの受信を含む。ブロック７１０で、第２のＵＳＢ電力搬送デバイスから所定の時間期間メッセージが受信されない場合、ＵＳＢ−ＰＤソースデバイス１００は、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイス１００の信号受信機能がオフにされるデバイススリープモードに入る。

このように、ＵＳＢ電力搬送ソーシングデバイスのための省電力モードを実装するための回路及び方法が本明細書において記載された。

本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得、他の実施例が可能である。例えば、ＵＳＢ−ＰＤモデム１２０（及び従って、そのメインレシーバ１２２及びトランスミッタ１２４）を周波数偏移変調（ＦＳＫ）変調方式を用いるように説明したが、これらの要素は、周波数偏移変調以外の他の信号変調方式を用いてもよい。

Claims (20)

1. ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスを動作させる方法であって、前記方法が、
   一つ又は複数のソース能力メッセージを送ること、
   ソース能力メッセージを送った後、前記ソース能力メッセージに対する応答が所定の時間期間内に受信されない場合、次のソース能力メッセージを送ること、
   所定数のソース能力メッセージを送った後、応答が受信されない場合、別のソース能力メッセージを送る前に、延長された期間待機すること、及び
   前記延長された時間期間の一部又は全ての間、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの信号受信機能をオフにすること、
   を含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが、周波数偏移変調（ＦＳＫ）レシーバを含み、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの信号受信機能をオフにすることが、前記ＦＳＫレシーバをオフにすることを含む、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、
   前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスがスケルチレシーバを更に含み、信号受信機能をオフにすることが、前記ＦＳＫレシーバ及び前記スケルチレシーバ両方をオフにすることを含む、方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   前記ソース能力メッセージの各々が、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスとしての前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの能力に関する情報を含む、方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、
   前記一つ又は複数のソース能力メッセージを前記送ることが、ＵＳＢケーブルを介して前記ソース能力メッセージを送信することを含む、方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、
   前記所定数のソース能力メッセージが３つである、方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、
   最初の２つのソース能力メッセージの各々を送った後、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが、前記ソース能力メッセージに対する応答を受信するために第１の時間の長さの間待機し、
   第３のソース能力メッセージを送った後、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが、別のソース能力メッセージを送る前に延長された時間期間待機する前に、前記ソース能力メッセージに対する応答を受信するために第２の時間の長さの間待機する、方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、
   前記延長された時間期間が、前記第１及び第２の時間の長さより実質的に長い、方法。
9. 請求項１に記載の方法であって、
   前記延長された時間期間の一部又は全ての間、前記信号受信機能に加えて、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの他の部分をオフにすることを更に含む、方法。
10. ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスを動作させる方法であって、前記方法が、
    第２のＵＳＢ電力搬送デバイスと通信することであって、前記第２のＵＳＢ電力搬送デバイスからメッセージを受け取ることを含む前記通信すること、及び
    前記第２のＵＳＢ電力搬送デバイスから所定の時間期間メッセージが受信されない場合、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの信号受信機能がオフされるデバイススリープモードに入ること、
    を含む、方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、
    前記第２のＵＳＢ電力搬送デバイスからメッセージが所定の時間期間受信されない場合、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが一つ又は複数のソース能力メッセージを送り、
    所定数のソース能力メッセージを送った後、前記第２のＵＳＢ電力搬送デバイスから応答が受信されない場合、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが前記デバイススリープモードに入る、方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記ソース能力メッセージの各々が、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスとしての前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの能力に関する情報を含む、方法。
13. 請求項１１に記載の方法であって、
    所定数のソース能力メッセージを送った後、前記第２のＵＳＢ電力搬送デバイスから応答が受信されない場合、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが少なくとも一つのリセットメッセージを送り、
    所定数のリセットメッセージを送った後、前記第２のＵＳＢ電力搬送デバイスから応答が受信されない場合、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが前記デバイススリープモードに入る、方法。
14. 請求項１０に記載の方法であって、
    前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスが、周波数偏移変調（ＦＳＫ）レシーバを含み、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの信号受信機能をオフにすることが、前記ＦＳＫレシーバをオフにすることを含む、方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、
    前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスがスケルチレシーバを更に含み、信号受信機能をオフにすることが、前記ＦＳＫレシーバ及び前記スケルチレシーバ両方をオフにすることを含む、方法。
16. ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスを動作させる方法であって、前記方法が、
    一つ又は複数の短縮されたソース能力メッセージを送ることであって、各短縮されたソース能力メッセージが一つの電力搬送オブジェクトのみを含むこと、
    各短縮されたソース能力メッセージを送った後、前記短縮されたソース能力メッセージに対する応答を受け取るため、所定の時間の長さの間待機すること、及び
    短縮されたソース能力メッセージに対する応答が受信されるとき、複数の電力搬送オブジェクトを含む全ソース能力メッセージを送ること、
    を含む、方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、
    各電力搬送オブジェクトが、ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスとしての前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの能力に関する情報を含むデータのブロックである、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、
    各電力搬送オブジェクトが、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの特定の電力搬送モードに関する情報を含む、方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、
    前記短縮されたソース能力メッセージに含まれる前記電力搬送オブジェクトが、前記ＵＳＢ電力搬送ソースデバイスの固定５ボルト電力搬送モードに関する情報を含む、方法。
20. 請求項１６に記載の方法であって、
    前記一つ又は複数のソース能力メッセージを送ることが、ＵＳＢケーブルを介して前記ソース能力メッセージを送信することを含む、方法。