JP5695757B2 - Ｕｓｂ状態マシンを起動する方法及び端末 - Google Patents

Description

本発明は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）通信機能の起動技術に関し、具体的には、ＵＳＢ状態マシンを起動する方法及び端末に関する。

ハンディ端末の充電状態マシンの起動は、充電回路の正極（ＶＣＨＧ）端子に印加される電圧がある閾値（例えば３．３Ｖ）より高いか否かを判断することにより行われる。外部から印加される電圧が該閾値より高ければ、充電状態マシンを起動して充電管理を開始し、そうでなければ、充電を停止する。

ハンディ端末のＵＳＢ状態マシンの起動は、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳ（ＵＳＢバスの電源正極）端子に印加される電圧がＵＳＢ規格のＳｅｓｓｉｏｎ（セッション）値（例えば２．０Ｖ）より高いか否かを判断することにより行われる。外部より印加される電圧が該セッション値より高ければ、ＵＳＢデバイス列挙プロセスを実行し始め、そうでなければ、ＵＳＢ状態マシンを停止する。

中国情報産業部（ＭＩＩ）は２００６年１１月に、携帯電話のＵＳＢ通信と充電に利用するケーブルを一本で共用すると規定した「移動通信携帯電話の充電器及びインターフェースに対する技術的要求とテスト方法」（ＹＤ／Ｔ１５９１−２００９）を発表した。即ち、この一本のケーブルは、充電目的としても、ＵＳＢ通信目的としても利用できなければならない。このため、携帯電話の充電インターフェースの正極ＶＣＨＧとＵＳＢ＿ＶＢＵＳとを互いに短絡させる必要がある。業界の現状として、充電器とＵＳＢ通信とが一つの充電インターフェースを共用する場合におけるＵＳＢを起動する一般的なやり方は、以下の通りである。

一つは、ＶＣＨＧとＵＳＢ＿ＶＢＵＳとを互いに短絡させる方法である。この方法は、回路が比較的に簡単であるが、次のような問題点を有する。ハンディ端末のチップのＵＳＢ＿ＶＢＵＳ端子の耐電圧性が比較的に低いため、「移動通信携帯電話の充電器及びインターフェースに対する技術的要求とテスト方法」において規定した過電圧保護の要求を満たすことができない。

他の一つは、ハードウェア回路によって、ＶＣＨＧを使ってＵＳＢ＿ＶＢＵＳへの通電を制御する方法である。この方法は、充電時の過電圧保護を実現できるが、外部回路を追加する必要があるため、コストが増加する。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、ＵＳＢ状態マシンを起動するトリガー信号として充電器の挿抜を検出できる信号を利用し、過電圧保護の要求を満たすことができるＵＳＢ状態マシンを起動する方法および端末を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係るＵＳＢ状態マシンを起動する方法は、ＵＳＢバスの電源正極ピンにロジックレベルの電圧を印加するステップと、検出される充電回路の正極ピンの電圧が閾値より高ければ、充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動するステップと、を含む。

好ましくは、充電回路の正極ピンの電圧を監視する前に、ＵＳＢセッション割り込みをシールドするステップをさらに含み、前記ロジックレベルの電圧は、ハイレベルの電圧で、前記ハイレベルの電圧値は、前記ＵＳＢバスの電源正極ピンの耐電圧値以下である。

好ましくは、前記ＵＳＢバスの電源正極ピンにロジックレベルの電圧を印加するステップは、ＵＳＢバスの電源正極ピンを接地させることである。

好ましくは、前記充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動するステップの後、充電回路の正極ピンの電圧が前記閾値以下であれば、前記ＵＳＢ状態マシンを停止するステップをさらに含む。

好ましくは、前記閾値は３．３Ｖである。

上記の目的を達成するための本発明に係るＵＳＢ状態マシンを起動する端末は、ＵＳＢインターフェースと、ロジックレベルモジュールと、管理モジュールと、を含む端末であって、ＵＳＢバスの正極ピンは、前記ロジックレベルモジュールに接続されており、前記ロジックレベルモジュールは、ロジックレベルの電圧を出力し、前記管理モジュールは、検出される充電回路の正極ピンに印加される電圧が閾値より高ければ、充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動する。

好ましくは、前記端末は、シールドモジュールをさらに含み、前記管理モジュールは、前記ロジックレベルモジュールから出力された電圧のロジックレベルがハイレベルである場合、前記ハイレベルの電圧値が前記ＵＳＢバスの正極ピンの耐電圧値以下であれば、前記シールドモジュールを動作させ、前記シールドモジュールによりＵＳＢセッション割り込みをシールドする。

好ましくは、前記ロジックレベルモジュールは接地モジュールである。

好ましくは、前記管理モジュールは、充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動した後、さらに検出される充電回路の正極ピンの電圧が前記閾値以下であれば、前記ＵＳＢ状態マシンを停止する。

好ましくは、前記閾値は３．３Ｖである。

本発明に係るＵＳＢ状態マシンを起動する方法及び端末によれば、充電器の挿抜を検出できる信号を、ＵＳＢ状態マシンを起動するためのトリガー信号として利用する。このため、ＵＳＢ状態マシンを起動させることができるとともに、過電圧保護の要求を満たすことができる。したがって、信頼性を保証する前提で、最も簡単且つ安全な方法により充電器とＵＳＢとの同一物理インターフェースの共有を実現できる。

端末の概略構成を示すブロック図である。 端末によりＵＳＢ状態マシンを起動する方法を示すフローチャートである。 第１実施形態に係るＵＳＢ状態マシンを起動する方法を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るＵＳＢ状態マシンを起動する方法を示すフローチャートである。

本発明のＵＳＢ状態マシンを起動する方法は、主に、次のステップを含む。まず、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにあるロジックレベルの電圧を印加して電圧を固定するステップを含む。そして、ＶＣＨＧピンの電圧閾値によって、充電状態マシンを起動するとともにＵＳＢ状態マシンを起動するステップを含む。このような起動方法を採用するハンディ端末は、他の起動方法を採用する同製品に比べて、部品を追加する必要がなく、ハンディ端末のコストも増加しないというメリットを有する。

本発明の主な技術的特徴は、次の通りである。ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにあるロジックレベルの電圧を印加して電圧を固定する。当該ロジックレベルは、ＶＣＨＧの電圧により制限されない。ハンディ端末に実装されたソフトウェアを用いて、ＶＣＨＧの電圧レベルによってＵＳＢ状態マシンを起動する。

以下、ＶＣＨＧの電圧レベルによってＵＳＢ状態マシンを起動する原理を詳細に説明する。

まず、ハンディ端末装置の内部回路には、次のような２つのピンが含まれる。

１つのピンは、充電回路の正極（ＶＣＨＧ）ピンで、充電器の挿し込み、引き抜き状態の検出に使用される。ＶＣＨＧ端の電圧値がある閾値（例えば３．３Ｖ）より高ければ、充電器が挿し込み状態であると判断し、一方、ＶＣＨＧ端の電圧値がある閾値（例えば３．３Ｖ）以下であれば、充電器が引き抜き状態であると判断する。

もう１つのピンは、ＵＳＢに給電するＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンである。ＵＳＢ＿ＶＢＵＳ端の電圧値がＵＳＢ規格のＳｅｓｓｉｏｎ値（例えば２．０Ｖ）より高ければ、ＵＳＢ通信ケーブルが挿入されたと判断し、ＵＳＢ状態マシンを起動する。一方、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳ端子の電圧値がＵＳＢ規格のＳｅｓｓｉｏｎ値（例えば２．０Ｖ）以下であれば、ＵＳＢ通信ケーブルが引き抜かれたと判断する。

また、ＶＣＨＧの動作電圧の範囲は比較的高く、通常、十数ボルトから二十ボルト（例えば１８Ｖ）である。一方、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳ端子の動作電圧の範囲は比較的低い（例えば５．５Ｖ）。

なお、「移動通信携帯電話の充電器及びインターフェースに対する技術的要求とテスト方法」の規定によれば、充電ケーブルとＵＳＢ通信ケーブルとは、１つのインターフェースを共用しなければならない。また、同規定によれば、充電時の過電圧保護の要求を満たす必要もある。過電圧の電圧値は、約８Ｖ−１０Ｖである。このため、充電器の出力が８Ｖ−１０Ｖであっても、ハンディ端末は、壊れてはならない。

次に、本発明の具体的な実施手段について、詳細に説明する。

ハードウェアの面においては、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにあるロジックレベルの電圧を印加して電圧を固定する。ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンを保護するために、当該ロジックレベルの電圧は、ＵＳＢバスの電源正極ピンの耐電圧値以下でなければならない。

ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンの耐電圧値が充電時の過電圧保護の閾値よりも小さいため、過電圧充電時に、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンが壊れてしまう可能性がある。このため、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンとＶＣＨＧピンは分かれて設けられる。ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにあるロジックレベルの電圧を印加して電圧を固定する。例えば、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにローレベルの電圧（例えばグランドに接続）、或いはハイレベルの電圧（ＵＳＢ＿ＶＢＵＳ耐電圧値以下）を印加する。

ソフトウェアの面においては、ＶＣＨＧピンの電圧値を検出することによってＵＳＢ状態マシンを起動する。

ＶＣＨＧ端の電圧値が３．３Ｖより高ければ、端末回路における電源管理部ＰＭ（ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）は、充電器が挿し込み状態と判断するとともに割り込み要求を生成する。また、電源管理部ＰＭは、端末のベースバンド制御部（携帯電話のソフトウェアプログラムを実行する部分）に、充電器が差し込み状態であることを通知し、ＵＳＢ状態マシンの制御プロセスの実行を準備する。本発明は、充電状態マシンのプロセス処理中において、ＵＳＢ状態マシンを起動する。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜ＵＳＢ状態マシンを起動する端末＞
図１は、端末の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る端末は、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンおよびＶＣＨＧピンを備えるＵＳＢインターフェース、ロジックレベルモジュールおよび管理モジュールを含む。ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンは、ロジックレベルモジュールに接続されている。

ロジックレベルモジュールは、ロジックレベルの電圧を出力する。

管理モジュールは、検出される充電回路の正極ピンに印加される電圧が閾値より高ければ、充電状態マシンとＵＳＢ状態マシンを起動する。

本実施形態に係る端末は、更に、シールドモジュールを含むことができる。

ロジックレベルモジュールから出力された電圧のロジックレベルがハイレベルである場合、管理モジュールは、シールドモジュールを動作させ、シールドモジュールによりＵＳＢセッション割り込みをシールドする。

ロジックレベルモジュールは、接地するモジュールであってよく、例えば、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンを直接接地させてよい。

好ましくは、管理モジュールは、充電状態マシンとＵＳＢ状態マシンを起動した後、更に検出される充電回路の正極ピンの電圧が上記閾値以下であれば、ＵＳＢ状態マシンを停止させる。

図２は、本実施形態に係る端末によりＵＳＢ状態マシンを起動する方法のフローチャートである。

図２に示すように、当該方法は、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにロジックレベルの電圧を印加するステップＳ１０と、検出されるＶＣＨＧピンの電圧が閾値より高ければ、充電状態マシンとＵＳＢ状態マシンを起動するステップＳ２０を含む。

＜ＵＳＢ状態マシンを起動する方法＞
以下、本発明のＵＳＢ状態マシンを起動する方法を、２つの実施形態を例にして詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
ハードソフトウェアの面においては、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにローレベルの電圧を印加する。

ソフトウェアの面においては、図３に示すようなステップを実行させる。

まず、検出されるＶＣＨＧ端の電圧値が閾値より高いか否かを判断し（ステップ１０１）、高い場合、即ち充電器が差し込み状態であると判断する場合には、ステップ１０２と１０３を実行する。一方、高くない場合は、特段処理しない。

続いて、充電状態マシンを起動して、電池を充電し（ステップ１０２）、ＵＳＢ状態マシンを起動して、ＵＳＢデバイス列挙プロセスを実行する（ステップ１０３）。ステップ１０２とステップ１０３を実行する順序はいずれが先であってもよく限定しない。

続いて、ＵＳＢ状態マシンを起動した後、検出されるＶＣＨＧ端の電圧値が閾値以下であれば、ＵＳＢ状態マシンを停止する（ステップ１０４）。

＜第２実施形態＞
ハードソフトウェアの面においては、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにハイレベルの電圧を印加する。

ソフトウェアの面においては、図４に示すようなステップを実行させる。

まず、検出されるＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンの電圧レベルがハイレベルであれば、初期化時において、ＵＳＢ セッション割り込みをシールドする（ステップ２０１）。したがって、ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンによりＵＳＢ状態マシンを起動することができなくなる。

続いて、検出されるＶＣＨＧ端の電圧値が閾値より高いか否かを判断し（ステップ２０２）、高い場合、即ち充電器が差し込み状態であると判断する場合には、ステップ２０３と２０４を実行する。一方、高くない場合は、特段処理しない。

続いて、充電状態マシンを起動して、電池を充電し（ステップ２０３）、ＵＳＢ状態マシンを起動して、ＵＳＢデバイス列挙プロセスを実行する（ステップ２０４）。ステップ２０３とステップ２０４を実行する順序はいずれが先であっても良く限定しない。

続いて、ＵＳＢ状態マシンを起動した後、検出されるＶＣＨＧ端の電圧値が閾値以下であれば、ＵＳＢ状態マシンを停止する（ステップ２０５）。

ハンディ端末が充電器の挿し込みと引き抜き状態を検出する信号ＶＣＨＧ（充電回路の正極）によってＵＳＢ状態マシンを起動する方法は、あらゆる充電器とＵＳＢ通信とが１つの物理インターフェースを共用する端末製品に適用できる。

本技術分野における当業者であれば、上述した方法において、その全部或いは一部のステップはプログラムによって対応するハードソフトウェアに命令を出すことにより完成できることは理解できる。上記プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体、例えば読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク或いはＣＤ―ＲＯＭ等に記憶できる。また、上述した実施形態において、その全部或いは一部のステップは、１つ又は複数の集積回路によっても実現できる。さらに、上述した実施形態における各モジュールまたはユニットは、ハードウェアによっても、ソフトウェアに実装された機能モジュールによっても実現できる。なお、本発明は、上述したハードウェアとソフトウェアの任意な結合については限定しない。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

本発明は、ＵＳＢ状態マシンを起動する方法及び端末を提供する。充電器の挿し込みと引き抜き状態を検出する信号を、ＵＳＢ状態マシンを起動するためのトリガー信号として利用する。このため、ＵＳＢ状態マシンを起動できるとともに、過電圧保護の要求を満たすことができる。信頼性を保証する前提で、最も簡単且つ安全な方法により充電器とＵＳＢとの同一物理インターフェースの共有を実現できる。

Claims (10)

1. 端末内のユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）回路モジュールの電源正極ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンにロジックレベルの電圧を印加するステップと、
   検出される端末内の充電回路モジュールの正極ＶＣＨＧピンの電圧が閾値より高ければ、充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動し、前記ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンと前記ＶＣＨＧピンとを互いに短絡させる方法で接続するステップと、
   を含むＵＳＢ状態マシンを起動する方法。
2. 前記充電回路モジュールの正極ＶＣＨＧピンの電圧を監視する前に、ＵＳＢセッション割り込みをシールドするステップをさらに含み、
   前記ロジックレベルの電圧は、ハイレベルの電圧で、前記ハイレベルの電圧値は、前記ＵＳＢ回路モジュールの電源正極ピンの耐電圧値以下である請求項１に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する方法。
3. 前記ＵＳＢ回路モジュールの電源正極ピンにロジックレベルの電圧を印加するステップは、ＵＳＢ回路モジュールの電源正極ピンに低レベル電圧を印加することである請求項１に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する方法。
4. 前記充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動するステップの後、前記充電回路モジュールの正極ＶＣＨＧピンの電圧が前記閾値以下であれば、前記ＵＳＢ状態マシンを停止するステップをさらに含む請求項１に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する方法。
5. 前記閾値は３．３Ｖである請求項１〜４いずれか一項に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する方法。
6. ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）インターフェースと、ロジックレベルモジュールと、管理モジュールと、を含む端末であって、
   端末内のＵＳＢ回路モジュールの電源正極ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンは、前記ロジックレベルモジュールに接続されており、
   前記ロジックレベルモジュールは、ロジックレベルの電圧を出力し、
   前記管理モジュールは、検出される端末内の充電回路モジュールの正極ＶＣＨＧピンに印加される電圧が閾値より高ければ、充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動し、前記ＵＳＢ＿ＶＢＵＳピンと前記ＶＣＨＧピンとを互いに短絡させる方法で接続するＵＳＢ状態マシンを起動する端末。
7. 前記端末は、シールドモジュールをさらに含み、
   前記管理モジュールは、前記ロジックレベルモジュールから出力され、前記ハイレベルの電圧値が前記ＵＳＢバスの正極ピンの耐電圧値以下である電圧のロジックレベルがハイレベルである場合、前記シールドモジュールを動作させ、
   前記シールドモジュールによりＵＳＢセッション割り込みをシールドする請求項６に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する端末。
8. 前記ロジックレベルモジュールは接地モジュールである請求項６に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する端末。
9. 前記管理モジュールは、充電状態マシンおよびＵＳＢ状態マシンを起動した後、さらに検出される前記充電回路モジュールの正極ＶＣＨＧピンの電圧が前記閾値以下であれば、前記ＵＳＢ状態マシンを停止させる請求項６に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する端末。
10. 前記閾値は３．３Ｖである請求項６〜９の何れか一項に記載のＵＳＢ状態マシンを起動する端末。

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