JP5986145B2 - ポータブル・デバイス、ケーブル・アセンブリおよびｕｓｂシステム - Google Patents

Description

本発明は、ポータブル・デバイスが１個のコネクタを通じて内蔵電池を充電しながら他のデバイスと通信する技術に関し、さらにはそのような充電と通信を同時に行うためのポータブル・デバイスのアダプタとポータブル・デバイスとの連動動作に関する。

ホスト・デバイスと周辺デバイスを接続するコンピュータのインターフェースのひとつにＵＳＢがある。ＵＳＢでは、ホスト・デバイス（マスターともいう。）が収納するＵＳＢコントローラと周辺デバイス（ターゲット、ファンクション、または単にデバイスともいう。）を１対１でまたはハブを介して接続する。ホスト・デバイスはハードウェアとしてルート・ハブとそこに接続された１つ以上のＵＳＢポート（レセプタクル）を備え、ソフトウェアとしてバスの管理や周辺デバイスとのデータ通信をするＯＳやデバイス・ドライバを備える。

データ転送はホスト・デバイスだけが開始することができ、周辺デバイスはホスト・デバイスからの要求に応じたデータをホスト・デバイスに返すというホストとターゲットの関係で行われる。ホスト・デバイスは通常コンピュータであるが、周辺デバイスにはＵＳＢメモリ、ハードディスク・ドライブ、キーボード、マウス、プリンタ、デジタル・カメラ、およびオーディオ・デバイスなどがある。ＵＳＢ２．０規格のラインは１組の差動型のデータ・ライン（Ｄ±）、電源ライン（ＶＢＵＳ）、およびグランド・ライン（ＧＮＤ）で構成されている。ＵＳＢ３．０規格のラインには、これに２組の差動型のデータ・ライン（Ｔｘ±、Ｒｘ±）が追加される。

このようなホスト／ターゲット型のＵＳＢ通信に対して、非特許文献１、２は、タブレット端末やスマートフォンのようなパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）以外のデバイスをホスト・デバイスおよび周辺デバイスのいずれでも動作させるためのＵＳＢ＿ＯＴＧ（USB On-the-Go）について規定する。ＵＳＢ＿ＯＴＧ規格に適合するＯＴＧデバイスは、ホスト・デバイスおよび周辺デバイスの両方の機能を備えるという意味でデュアル・ロール・デバイスともいう。

ホスト・デバイスが充電式の電池を搭載するスマートフォンやタブレット端末のようなポータブル・デバイスの場合は、レセプタクルに直接接続したＵＳＢ充電器でＶＢＵＳラインを通じて充電することができる。ポータブル・デバイスがＯＴＧデバイスである場合は、通常１個のマイクロＡＢレセプタクルだけを搭載すればよいため小型化に適しているが、ＵＳＢ充電器と周辺デバイスのいずれかしか接続できないため充電と通信を同時行うことはできない。したがって、オフィスや自宅でポータブル・デバイスを充電しながら周辺デバイスを利用するためには特別な装置が必要になる。

非特許文献３は、ポータブル・デバイス（ＯＴＧデバイス）のマイクロＡＢレセプタクルにＵＳＢ充電器とアクセサリを同時に接続するための標準ＡＣＡ（Standard Accessory Charger Adapter）について規定する。図６に示す標準ＡＣＡ１０は、ポータブル・デバイス１１に接続するためのマイクロＡプラグとアクセサリ１３に接続するための標準Ａレセプタクルを備えている。標準ＡＣＡは、チャージャ・スイッチ１９とアダプタ・コントローラ２１を含む。アダプタ・コントローラ２１はＩＤ＿ＯＴＧラインを通じてポータブル・デバイス１１に、グランド状態またはフロート状態のいずれかを表明する。

ポータブル・デバイス１１は、ＩＤ＿ＯＴＧラインの電位を検出して動作モードを決める。標準ＡＣＡに、ポータブル・デバイス１１とアクセサリ１３とＵＳＢ充電器１５が同時に接続されたときはＵＳＢ充電器がＶＢＵＳラインに電圧を出力する。ポータブル・デバイス１１はＶＢＵＳラインの電源で内蔵電池を充電し、アクセサリ１３はＶＢＵＳラインの電源で動作することができる。また標準ＡＣＡとは別に、ＯＴＧデバイスに接続するマイクロＡプラグと、ＵＳＢ充電器を接続するマイクロＢレセプタクルと、周辺デバイスを接続する標準Ｂレセプタクルを備えるＯＴＧケーブルが市販されている。ＯＴＧケーブルでは、ＯＴＧデバイスに接続されるＶＢＵＳラインがＵＳＢ充電器用と周辺デバイス用に分岐している。

特許文献１は、２つのＵＳＢポートを備えるホスト・デバイスと周辺デバイスを接続するＵＳＢケーブル装置を開示する。ＵＳＢケーブル装置は、ホスト・デバイスに接続される２つのポートのＶＢＵＳラインを、ダイオードを介して接続することで、１ポートでは不足する周辺デバイスに供給する電力を他のポートで補うようにしている。特許文献２は、ホスト・デバイスまたは周辺デバイスのいずれか一方で動作するＯＴＧデバイスの電力制御について開示する。

ＯＴＧデバイスは、ＵＳＢの動作モードを検出する回路機構からホスト信号ＨＳＴおよび周辺信号ＰＥＲのいずれかを受け取って動作モードを決定する。周辺信号ＰＥＲがアサートされたときは周辺モードに移行する。周辺モードでは、ＵＳＢポートに接続されたホスト・デバイスからＶＢＵＳを通じてＯＴＧデバイスのＵＳＢトランシーバに電力の供給を受ける。このとき、ＯＴＧデバイスの非ＵＳＢ回路機構には、バッテリィから電力が供給される。

ホスト信号ＨＳＴがアサートされると、ＶＢＵＳラインの静電容量を充電する充電モードに移行し、ＶＢＵＳラインの電圧が上昇するとホストモードに移行する。ホストモードでは、バッテリィが非ＵＳＢ回路機構に電力を供給しさらにＶＢＵＳラインを通じて周辺デバイスのレシーバに電力を供給する。特許文献３は、携帯電話機の充電装置について開示する。携帯電話機は通信と電源に共用できる通信電源コネクタと専用の充電機器に接続される充電用端子部を備える。ＰＣと携帯電話機の間に挿入される通信インターフェース装置は、携帯電話機に接続される電力ラインと信号ラインを含むケーブルで通信電源コネクタに接続される。

特開２００１−３０６４１３号公報 特開２０１２−５０２３５４号公報 特開２０００−３５７０２９号公報

On-The-Go and Embedded Host Supplement to the USB Revision 2.0 Specification On-The-Go and Embedded Host Supplement to the USB Revision 3.0 Specification USB Battery Charging Specification Revision 1.2

市販のＯＴＧケーブルは、３個のＵＳＢコネクタを含むためそれぞれに対するデバイスの接続の順番により全体がさまざまな動作状態に遷移する。ＵＳＢ充電器を接続したＯＴＧケーブルをポータブル・デバイスに接続した場合は、ポータブル・デバイスはＵＳＢ充電器が供給するＶＢＵＳラインの電圧を検出してからＩＤラインの電位を検出するため、ＶＢＵＳラインに電源を供給することはない。しかし、ＯＴＧケーブルだけを先にポータブル・デバイスに接続すると、ポータブル・デバイスはマイクロＡプラグのＩＤピンの電位（グランド状態）を検出してホスト・デバイスとして動作するためＶＢＵＳラインに電圧を出力する。

その後、ＯＴＧケーブルにＵＳＢ充電器を接続すると、ＶＢＵＳラインでＵＳＢ充電器の電圧とポータブル・デバイスの電圧が重なってまたは電圧が衝突してシステムの動作に影響を与える場合がある。一旦正しい順番で接続してから、ＵＳＢ充電器の抜き差しをした場合も同様にＶＢＵＳラインの電圧が重なるため、ユーザは接続の順番に常に注意を払う必要がある。特許文献１の発明のようにＶＢＵＳラインにダイオードを挿入すれば、他方のポートから当該ポートへの電流の逆流を防ぐことはできるが、当該ポートを通じてポータブル・デバイスに充電電流を供給することはできなくなる。

非特許文献３に記載する標準ＡＣＡは、ポータブル・デバイス１１にマイクロＡプラグで接続するため、ポータブル・デバイス１１は常にＡデバイス（ホスト・デバイス）として動作する。また、マイクロＡプラグには、グランドに接続されたＩＤピンとは別にアダプタ・コントローラ２１に接続されたＩＤ＿ＯＴＧラインのピンを追加する必要がある。ポータブル・デバイス１１のマイクロＡＢレセプタクルには、標準ＡＣＡ以外のデバイスも接続されるが、接続前に、ポータブル・デバイス１１は接続されるデバイスを認識できない。マイクロＡプラグのＩＤピンの電位（グランド状態）を検出したポータブル・デバイスはホスト・デバイスとして動作してＶＢＵＳラインへ電圧を出力する。

このとき市販のＯＴＧケーブルで発生するようなＶＢＵＳラインでの電圧の衝突を防ぐにはポータブル・デバイス１１の構造も複雑になる。特にＵＳＢ充電器を取り外しＶＢＵＳラインの電圧が消滅すると、マイクロＡプラグが接続されたポータブル・デバイスの通常の動作では、ＶＢＵＳラインに電圧を出力する。したがってその後ＵＳＢ充電器１５が再接続されたときに電圧の衝突を防ぐ必要がある。また、ポータブル・デバイス１１はできるだけＵＳＢコントローラに変更を加えないで充電と通信を同時に行えるようにすることが望ましい。さらに、充電と通信を可能にするケーブル・アセンブリは、アダプタ・コントローラ２１のようなデバイスを含まないようにしてより簡単な構造で製造でき、利用できるＵＳＢ充電器１５も既存のもののなかから柔軟に選択できるようにしておくことが望ましい。

そこで本発明の目的は、ポータブル・デバイスが、１個のレセプタクルを通じて内蔵電池を充電しながら他のデバイスとＵＳＢ通信をすることを可能にするケーブル・アセンブリを提供することにある。さらに本発明の目的は、接続の順番に係わらずＶＢＵＳラインに電圧の衝突が発生しないようにしたケーブル・アセンブリを提供することにある。さらに本発明の目的は、簡単な構造のケーブル・アセンブリを提供することにある。

さらに本発明の目的は、ポータブル・デバイスのＵＳＢコントローラに変更を加えないで実現できるケーブル・アセンブリを提供することにある。さらに本発明の目的は、そのようなケーブル・アセンブリと連動して動作するポータブル・デバイスを提供することにある。さらに本発明の目的は、ポータブル・デバイスとケーブル・アセンブリで構成するＵＳＢシステムおよびそのようなＵＳＢシステムにおいてポータブル・デバイスと周辺デバイスが充電と通信を同時に行う方法を提供することにある。

本発明は、電池を搭載するポータブル・デバイスのＤ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含むＵＳＢレセプタクルに、Ｄ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含むケーブル・アセンブリのプラグを接続して、ケーブル・アセンブリに接続されたＵＳＢ充電器で電池を充電しながらポータブル・デバイスとケーブル・アセンブリに接続された周辺デバイスの通信を可能にする。ケーブル・アセンブリは、ＵＳＢ充電器が接続されたときにＩＤピンをグランド状態にしかつＶＢＵＳピンに電圧を出力する。ケーブル・アセンブリは、ＵＳＢ充電器が外されたときにＩＤピンをフローティング状態にしかつＶＢＵＳピンへの電圧の出力を停止する。

ケーブル・アセンブリにポータブル・デバイスとＵＳＢ充電器と周辺デバイスを接続する。ポータブル・デバイスがＵＳＢレセプタクルのＶＢＵＳピンの電圧を検出してから所定の時間が経過したときに検出したＩＤピンの電位がグランド状態だと判断したときにＵＳＢ充電器で電池を充電しかつ周辺デバイスとＵＳＢ通信をする。

ポータブル・デバイスはＩＤピンがグランド状態のときは、ホスト・デバイスとして動作してＶＢＵＳピンに電圧を出力する。上記の構成によれば、ケーブル・アセンブリに対するポータブル・デバイスとＵＳＢ充電器の接続の順番に係わらずＶＢＵＳラインでの電圧の衝突を防ぐことができる。たとえば、ＵＳＢ充電器が接続されたケーブル・アセンブリをポータブル・デバイスに接続したときは、ポータブル・デバイスは、ＵＳＢ充電器が出力するＶＢＵＳラインの電圧を検出する前にＩＤピンがグランド状態であることを検出してＶＢＵＳに電圧を出力することはなく、先にＶＢＵＳの電圧を検出してＶＢＵＳの電源で電池を充電することができるため電圧の衝突は発生しない。

また、最初にポータブル・デバイスにケーブル・アセンブリを接続したときは、ポータブル・デバイスはＩＤピンがフローティング状態である限りＶＢＵＳピンに電圧を出力しないため、つづいてケーブル・アセンブリにＵＳＢ充電器を接続しても電圧の衝突は発生しない。ポータブル・デバイスは、ＵＳＢ＿ＯＴＧ規格に適合するデュアル・ロール・デバイスであってもよい。

また、ＵＳＢ充電器からＶＢＵＳラインに電源を供給しながらポータブル・デバイスと周辺デバイスがＵＳＢ通信を開始した後に、ＵＳＢ充電器を取り外して再接続する場合もある。しかしＵＳＢ充電器が取り外されてＶＢＵＳラインの電圧が消滅したときに、ポータブル・デバイスが、ＩＤピンがフローティング状態である限りＶＢＵＳラインに電圧を出力しないようにすれば、ＵＳＢ充電器を再接続しても電圧の衝突は発生しない。

ケーブル・アセンブリから周辺デバイスが外されたときには、ＵＳＢ充電器が電池の充電を継続することができる。ポータブル・デバイスは、ＶＢＵＳピンの電圧を検出してから所定の時間が経過したときに検出したＩＤピンの電位がフローティング状態だと判断したときにＵＳＢレセプタクルに接続されたデバイスで電池を充電することができる。このときのデバイスは、ＤＣＰ、ＣＤＰ、またはＳＤＰのいずれかとすることができる。

デバイスがＳＤＰに相当するホスト・コンピュータだと判断したときポータブル・デバイスはＢデバイスとして動作してホスト・コンピュータがＶＢＵＳラインを通じて供給する電力で電池を充電しながらホスト・コンピュータと通信することができる。ポータブル・デバイスは、ＶＢＵＳピンに所定値以上の電圧を検出しないときに検出したＩＤピンの電位がグランド状態だと判断したときに、ＶＢＵＳピンに電圧を出力して周辺デバイスとＵＳＢ通信をすることができる。このときポータブル・デバイスはＡデバイスとして動作する。

本発明により、ポータブル・デバイスが、１個のレセプタクルを通じて内蔵電池を充電しながら他のデバイスとＵＳＢ通信をすることを可能にするケーブル・アセンブリを提供することができた。さらに本発明により、接続の順番に係わらずＶＢＵＳラインに電圧の衝突が発生しないようにしたケーブル・アセンブリを提供することができた。さらに本発明により、簡単な構造のケーブル・アセンブリを提供することができた。

さらに本発明により、ポータブル・デバイスのＵＳＢコントローラに変更を加えないで実現できるケーブル・アセンブリを提供することができた。さらに本発明により、そのようなケーブル・アセンブリと連動して動作するポータブル・デバイスを提供することができた。さらに本発明により、ポータブル・デバイスとケーブル・アセンブリで構成するＵＳＢシステムおよびそのようなＵＳＢシステムにおいてポータブル・デバイスと周辺デバイスが充電と通信を同時に行う方法を提供することができた。

ケーブル・アセンブリ１００を利用してポータブル・デバイス５０がＵＳＢ充電器６０および周辺デバイス７０と接続する様子を説明するための図である。 マイクロＡＢレセプタクル５１に接続することが可能なデバイスとプラグの種類の一例を説明するための図である。 ケーブル・アセンブリ１００の回路図である。 ポータブル・デバイス５０の回路図である。 ポータブル・デバイス５０とケーブル・アセンブリ１００の動作を説明するためのフローチャートである。 ＵＳＢ規格に規定するマイクロＡＣＡを説明するための図である。

［定義］
本明細書で使用する用語の意味は、特に注記しない限りＵＳＢ規格に従うが、本明細書で使用する主な用語の意味は以下のとおりである。ＵＳＢ＿ＯＴＧデバイス（以後、ＯＴＧデバイス）は、単一のマイクロＡＢレセプタクルを備え、ケーブルの接続を代えないでホスト・デバイスまたは周辺デバイスのいずれかとして動作することができるデバイスをいう。マイクロＡＢレセプタクルには、マイクロＡプラグまたはマイクロＢプラグのいずれかを接続することができる。

ＯＴＧデバイスはマイクロＡＢレセプタクルに、マイクロＡプラグが接続されたときはホスト・デバイス（Ａデバイス）として動作し、マイクロＢプラグが接続されたときは周辺デバイス（Ｂデバイス）として動作する。ＯＴＧデバイスはセッションの開始時に役割を確定したあとにＨＮＰ（Host Negotiation Protocol）またはＲＳＰ（Role Swap Protocol）を利用して役割を交換することができる。なお、役割を交換してもＶＢＵＳへの電力供給は最初にホスト・デバイスとして動作したデバイスが継続して行う。

マイクロＡプラグおよびマイクロＢプラグは、標準的なＵＳＢプラグのピンに対してＩＤピンが追加されたプラグをいう。マイクロＡプラグのＩＤピンはグランド・ラインに接続され（グランド状態）、マイクロＢプラグのＩＤピンはフローティング状態になっている。グランド状態は直接グランドに接続されている状態に加えて、抵抗を経由してグランドに接続されている状態も含む。Ａデバイスは、標準Ａレセプタクルを搭載するデバイスおよびマイクロＡプラグが挿入されたマイクロＡＢレセプタクルを搭載するデバイスをいう。Ａデバイスは、セッション（ＶＢＵＳに電力が供給されている状態）の開始のときにＶＢＵＳに電力を供給するとともにホスト・デバイスとして動作する。

Ｂデバイスは、標準Ｂレセプタクル、ミニＢレセプタクル、またはマイクロＢレセプタクルを搭載するデバイスおよびマイクロＢプラグが挿入されたかプラグが挿入されていないマイクロＡＢレセプタクルを搭載するデバイスをいう。Ｂデバイスは、セッションの開始のときにＶＢＵＳラインに電圧を出力しないで周辺デバイスとして動作する。ホスト・デバイスは、ＵＳＢコントローラに加え、ＣＰＵ、システム・メモリ、およびバスなどのハードウェアとオペレーティングおよびアプリケーションなどのソフトウェアを搭載するデバイスをいう。

ＵＳＢ充電器は、商用電源または直流電源を電力源としてＶＢＵＳラインを通じてＵＳＢデバイスを充電するＵＳＢ規格のＤＣＰ（Dedicated Charging Port）をいう。ＵＳＢ充電器のＤ±ラインは短絡または抵抗で接続されている。ＡデバイスもＢデバイスを充電する機能を備えているがその充電容量はＵＳＢ規格で制限される。これに対してＵＳＢ充電器の充電容量は、Ａデバイスよりも大きくすることができる。

本明細書ではＵＳＢ規格にない用語として、マイクロＡＢレセプタクルに挿入することができ、かつＩＤピンの状態をフローティング状態またはグランド状態のいずれかに外から制御できるプラグをマイクロＡＢプラグということにする。また、同様に制御するＩＤピンを含みミニＡＢレセプタクルに挿入することが可能なプラグをミニＡＢプラグということにする。ＵＳＢコネクタはＵＳＢプラグとＵＳＢレセプタクルの両方の意味を含むものとする。デバイスとは、ＵＳＢコネクタで接続することが可能な、Ａデバイス、Ｂデバイス、ケーブル・アセンブリ、およびＵＳＢ充電器のいずれかとする。

［ネットワーク・トポロジー］
図１は、ケーブル・アセンブリ１００を利用してポータブル・デバイス５０がＵＳＢ充電器６０および周辺デバイス７０と接続する様子を説明するための図である。ケーブル・アセンブリ１００は、コントロール・ブロック１０１と、マイクロＡＢプラグ１０５が接続されたＵＳＢケーブル１０３と、ＵＳＢ２．０規格の標準Ａプラグ１０９が接続されたＵＳＢケーブル１０７と、コントロール・ブロック１０１に取り付けられたＵＳＢ３．０規格の標準Ａレセプタクル１１１を含んでいる。

ＵＳＢケーブル１０３は、ＵＳＢ２．０規格の通信をするための一対のＵＴＰ（Unshielded Twist Pair）ケーブル、電源ケーブル（ＶＢＵＳ）、グランドケーブル（ＧＮＤ）、およびＵＳＢ３．０規格の通信をするための２対のＳＤＰ（Shielded Differential Pair）ケーブルとグランド・ドレイン（ＧＮＤ）ケーブルを含んでいる。マイクロＡＢプラグ１０５、標準Ａプラグ１０９および標準Ａレセプタクル１１１は、ケーブル・アセンブリ１００の物理的なインターフェースを構成し、それぞれポータブル・デバイス５０、ＵＳＢ充電器６０および周辺デバイス７０を同時に接続することができる。

ポータブル・デバイス５０は、ＡデバイスおよびＢデバイスのいずれとしても動作するＯＴＧデバイスであるが、本発明の適用においてはＡデバイスだけで動作するホスト・デバイスでもよい。ポータブル・デバイス５０は、ＩＤピンを含むマイクロＡＢレセプタクル５１を備えている。マイクロＡＢレセプタクルに代えて、ＩＤピンを含むミニＡＢレセプタクルを採用することもできる。

ポータブル・デバイス５０は、１個だけのマイクロＡＢレセプタクル５１を備えている場合にケーブル・アセンブリ１００を利用することが最も効果的であるが、本発明の適用においては２個以上のＵＳＢレセプタクルを備えていてもよい。マイクロＡＢプラグ１０５は、形状はマイクロＡプラグまたはマイクロＢプラグのいずれかとすることができるがＩＤピンの状態は、コントロール・ブロック１０１が制御するため、ＵＳＢの規格上はマイクロＡプラグおよびマイクロＢプラグのいずれにも帰属しない。

ポータブル・デバイス５０は、マイクロＡＢレセプタクル５１にケーブル・アセンブリ１００に代えて他のデバイスを接続することができる。図２は、マイクロＡＢレセプタクル５１に直接接続することが可能なデバイスとプラグの一例を示している。Ｂデバイス８１は、ポータブル・デバイス５０がＡデバイスとして動作するようにマイクロＡプラグで接続することができる。ポータブル・デバイス８２は、ＯＴＧデバイスで、一方にマイクロＡプラグが接続され他方にマイクロＢプラグが接続されたＯＴＧケーブルでポータブル・デバイス５０に接続することができる。ポータブル・デバイス５０とポータブル・デバイス８２をＯＴＧケーブルで直接接続する場合はセッションの開始時に、マイクロＡプラグが接続されたデバイスがＡデバイスとして動作し、マイクロＢプラグが接続されたデバイスがＢデバイスとして動作する。

ホストＰＣ８３は、ホスト・デバイスとして動作するノートブック型またはデスクトップ型のコンピュータで、ポータブル・デバイス５０がＢデバイスとして動作するようにマイクロＢプラグで接続する。ホストＰＣ８３は、ＵＳＢ規格に規定するＳＤＰ（Standard Downstream Port）に相当する。ホストＰＣ８３は、ポータブル・デバイス５０と通信しながらＶＢＵＳラインに最大０．５Ａまたは０．９Ａの電流を供給することができる。ＵＳＢ充電器９１はマイクロＢプラグで接続してポータブル・デバイス５０を充電するＵＳＢ規格に規定するＤＣＰ（Dedicated Charging Port）に相当する。

ＵＳＢ充電器９１は、マイクロＡプラグでポータブル・デバイス５０に接続することもできるが、マイクロＡプラグが接続されたポータブル・デバイス５０は、ＵＳＢ充電器９１がＶＢＵＳラインに電圧を出力していないときにＡデバイスとして動作してＶＢＵＳラインに電圧を出力する。その後、ＵＳＢ充電器９１がＶＢＵＳラインに電圧を出力すると電圧の衝突が起きるため、接続の順番に注意する必要がある。ＣＤＰ（Charging Downstream Port）９３は、ＳＤＰより大きな電流を供給できる通信可能なＵＳＢ規格のデバイスに相当する。ＣＤＰ９３はホストＰＣやハブとして実現され、マイクロＢプラグで接続してＶＢＵＳラインに一例として最大１．５Ａの電流を供給することができる。

図１に戻って、周辺デバイス７０は、標準Ａプラグで標準Ａレセプタクル１１１に接続することが可能なＢデバイスである。コントロール・ブロック１０１は、標準Ａレセプタクル１１１に代えて、ミニＡレセプタクル、マイクロＡレセプタクルまたはマイクロＡＢレセプタクルを採用することもできる。後に明らかになるように、本実施の形態ではＶＢＵＳラインに電圧の衝突が発生しないようにするために、ポータブル・デバイス５０に特別な動作をするように構成し、周辺デバイス７０は通常のデバイスとしている。

そのために、Ａデバイスとして動作してＶＢＵＳラインに電圧を出力するホストＰＣ８３は周辺デバイス７０に代えてコントロール・ブロック１０１に接続することはできないようにしている。標準レセプタクル１１１に代えてマイクロＡＢレセプタクルを採用する場合は、ＯＴＧケーブルのマイクロＢプラグ側をポータブル・デバイス８２にし、マイクロＡプラグ側をコントロール・ブロック１０１側にして接続することができる。しかし、接続時にユーザがプラグの方向に特別な注意を払うことは困難である。先に説明したマイクロＡＣＡでは、この点にも特別な工夫をする必要がある。なお、コントロール・ブロック１０１は、標準Ａレセプタクルに代えて標準Ｂプラグを接続したケーブルを直接接続するようにしてもよい。

周辺デバイス７０は、一例としてヘッドフォンおよびスピーカなどの音響デバイス、プリンタまたは外付けディスプレイのような出力デバイス、マウスまたはキーボードのような入力デバイス、およびメモリ・キーまたはディスク・ドライブのような記憶デバイスなどとすることができる。周辺デバイス７０は、ＶＢＵＳラインを通じてＵＳＢケーブルから電力は受け取るが動作の主たる電源をＡＣ／ＤＣアダプタのような別電源から受け取るセルフ・パワード・デバイスまたはＶＢＵＳラインから受け取った電力だけで動作するバス・パワード・デバイスのいずれであってもよい。

ＵＳＢ充電器６０は、ＵＳＢ充電器９１と同様な構成のＤＣＰで、一例では１．５Ａの電流を供給できる。ケーブル・アセンブリ１００は標準Ａプラグ１０９に代えてＵＳＢ充電器６０に適応できる容量を備える他の種類のプラグを採用することもできる。あるいは、コントロール・ブロック１０１にＵＳＢ充電器６０を接続するためのレセプタクルを実装することもできる。

［ケーブル・アセンブリ］
図３は、ケーブル・アセンブリ１００の回路図である。マイクロＡＢプラグ１０５と標準Ａレセプタクル１１１は、ＵＳＢ２．０規格の信号ピン（Ｄ±）、ＵＳＢ３．０規格の信号ピン（Ｔｘ±、Ｒｘ±）が相互に直接接続されている。またＶＢＵＳピン同士も相互に直接接続されている。マイクロＡＢプラグ１０５のＩＤピンは、抵抗およびｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２１を介してグランドに接続されている。ＩＤピンはｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２１を介して直接グランドに接続するようにしてもよい。

標準Ａプラグ１０９は、パワー（ＰＷＲ）・ピンがそれぞれ抵抗を介してｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２１のゲートと、ｐ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２３のゲートと、ｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２５のゲートに接続され、さらに直接ｐ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２３のソースに接続されている。ＰＷＲピンは、抵抗およびｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２５を介してグランドに接続されている。ｐ型ＭＯＳ−ＦＥＴ１２３のドレインはマイクロＡＢプラグ１０５と標準レセプタクル１１１のＶＢＵＳピンに接続されている。標準Ａプラグ１０９のＤ±ピンはいずれにも接続されていない。

つぎに、ケーブル・アセンブリ１００の動作を説明する。標準Ａプラグ１０９にＵＳＢ充電器６０が接続されていないときは、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２１〜１２３はオフ状態である。標準Ａプラグ１０９にＵＳＢ充電器６０が接続されると、ＭＯＳ−ＦＥＴ１２１〜１２３はオン状態に移行し、その後ＵＳＢ充電器６０が外されるとオフ状態に戻る。ＵＳＢ充電器６０は、マイクロＡＢプラグ１０５に接続されるポータブル・デバイス５０および標準Ａレセプタクル１１１に接続される周辺デバイスにＶＢＵＳ電源を供給する。

［ポータブル・デバイス］
図４は、ポータブル・デバイス５０の回路図である。図４は、本発明の理解に必要な構成だけを示している。ポータブル・デバイス５０は、ＵＳＢコントローラ２０１、充電式の電池２０３、電力部２０５、検出部２０７、制御部２０９、およびマイクロＡＢレセプタクル５１を含んでいる。電池２０３は電力部２０５を通じて、ＵＳＢコントローラ２０１、電力部２０５、検出部２０７および制御部２０９に電力を供給する。

ＵＳＢコントローラ２０１は、ＣＰＵ、システム・メモリ、およびＩ／Ｏ制御回路などとともにＳＯＣ（System-on-a-chip）手法で形成されている。ＵＳＢコントローラ２０１は、ホスト・デバイスとしてのコントローラの機能とルート・ハブの機能を備えている。ＵＳＢコントローラ２０１は、ＵＳＢ２．０規格の通信を行う２．０物理層とＵＳＢ３．０規格の通信を行う３．０物理層からなる二重バス構造を採用して２つの規格をサポートする。

電力部２０５、検出部２０７および制御部２０９は、ＳＯＣの外側にファームウェアを含むハードウェア・ロジック回路で形成することができる。したがって、本実施の形態では、ホスト・コントローラ２０１にケーブル・アセンブリ１００に接続するための変更を加える必要がない。マイクロＡＢレセプタクル５１のＶＢＵＳピンは電力部２０５と、抵抗を介してｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ２１１のドレインに接続されている。ｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ２１１のドレインは、制御部２０９に接続されている。ｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ２１１のソースはグランドに接続されゲートは電力部２０５に接続されている。

マイクロＡＢレセプタクル５１のＤ±ピンは検出部２０７に接続され、ＩＤピンは所定の電圧でプルアップされて制御部２０９に接続されている。ＵＳＢホスト・コントローラ２０１のＤ±ピンは検出部２０７に接続されている。制御部２０９は検出部２０７と電力部２０５とＵＳＢコントローラ２０１のＩＤピンに接続されている。ＵＳＢホスト・コントローラ２０１とマイクロＡＢレセプタクル５１のＵＳＢ３．０規格の信号ピン（Ｔｘ±、Ｒｘ±）は相互に接続されている。

ポータブル・デバイス５０は、充電モード、通信モードおよび充電通信モードの３つの動作モードのいずれかで動作する。電池２０３を充電する充電モードには、ＵＳＢ充電器６０またはＵＳＢ充電器９１で充電する場合と、ホストＰＣ８３で充電する場合を含む。通信モードは、ポータブル・デバイスがＡデバイスとして通信する場合とＢデバイスとして通信する場合を含むこが、Ａデバイスとしてだけ通信するようにしてもよい。充電通信モードは、ケーブル・アセンブリ１００を利用して充電とＵＳＢ通信を同時に行う動作モードである。

電力部２０５は、Ａデバイスとしての通信モードのときに電池２０３の電圧を所定の電圧まで昇圧してマイクロＡＢレセプタクル５１のＶＢＵＳピンに電力を供給する出力モードで動作する。電力部２０５は、ポータブル・デバイス５０が充電モードで動作するときに、マイクロＡＢレセプタクル５１のＶＢＵＳピンから充電電力を受け取る充電モードで動作する。ホストＰＣ８３がＶＢＵＳピンに電源を供給するときは、ポータブル・デバイス５０がＢデバイスとしての通信モードで動作する。

ＶＢＵＳピンに外から電圧が供給されていないときに電力部２０５は、ｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ２１１をオン状態に制御する。電力部２０５は、ＶＢＵＳピンに電圧が印加されたときに所定の時間が経過して電圧が安定するとｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ２１１のゲートに信号を送ってオフ状態に制御する。検出部２０７は、ＵＳＢホスト・コントローラ２０１とマイクロＡＢレセプタクル５１のＤ±ラインを、ＶＢＵＳの電圧およびＩＤラインの電位とは無関係にマイクロＡＢレセプタクル５１に接続されたデバイスの種類に応じて接続または切断する。

検出部２０７は、Ｄ±ラインの電位から、マイクロＡＢレセプタクル５１に接続されたデバイスが、ＵＳＢ充電器９１であると認識したときには、制御部２０９に制御信号（Ｈ）をアサートする。検出部２０７は、Ｄ±ピンの電位からマイクロＡＢレセプタクル５１に、ＵＳＢ通信が可能なデバイスが接続されたと認識したときは制御部２０９に制御信号（Ｌ）をアサートするとともに、ＵＳＢホスト・コントローラ２０１とマイクロＡＢレセプタクル５１のＤ±ピンを接続する。

検出部２０７が制御信号（Ｌ）をアサートするときは、マイクロＡＢレセプタクル５１にホストＰＣ８３、ＵＳＢ充電器６０と周辺デバイス７０が接続されたケーブル・アセンブリ１００、ＣＤＰ９３またはＢデバイス８１が接続されていることに相当する。制御部２０９は、ＶＢＵＳピンの電圧およびＩＤピンの電位に基づいて、電力部２０５を充電モードまたは出力モードに設定する。制御部２０９は、セッションの開始時に必ずＶＢＵＳピンの電圧を先に確認する。

制御部２０９は、ＶＢＵＳピンの電圧が所定値以上（Ｈ）のときに、電力部２０５を充電モードに設定するための充電信号を出力する。制御部２０９はＶＢＵＳピンの電圧が所定値未満（Ｌ）のときに、ＩＤピンがグランド状態のときに限って電力部２０５を出力モードに設定するための出力信号を出力する。制御部２０９は、充電信号を出力するときに、検出部２０７から制御信号（Ｈ）を受け取ったときは一例として電力部２０５に１．５Ａの引き込み電流を設定し、制御信号（Ｌ）を受け取ったときは０．５Ａ、０．９Ａまたは１．５Ａの引き込み電流を設定する。

［フローチャート］
つぎに、ポータブル・デバイス５０にケーブル・アセンブリ１００、ＵＳＢ充電器６０、周辺デバイス７０、または図２に示したいずれかのデバイスが接続されるときの、ポータブル・デバイス５０とケーブル・アセンブリ１００の動作を図５のフローチャートを参照して説明する。ブロック３０１では、ポータブル・デバイス５０の電源が起動しているが、マイクロＡＢレセプタクル５１には、いずれのデバイスも接続されていない。

ＵＳＢコントローラ２０１は、データ通信が行われていないことを検出してすべてのトランシーバを停止させアイドル状態に遷移している。このとき電力部２０５はＶＢＵＳラインに電圧を出力していない。また電力部２０５はｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ２１１をオン状態にしてＶＢＵＳラインを所定の抵抗値でプルダウンしている。検出部２０７はＵＳＢコントローラ２０１とマイクロＡＢレセプタクル２１の間のＤ±ラインを切断している。なお、ブロック３０１は、マイクロＡＢレセプタクル５１に、ＵＳＢ充電器６０および周辺デバイス７０が接続されていない状態（単独状態）のケーブル・アセンブリ１００または周辺デバイス７０だけが接続されたケーブル・アセンブリ１００が接続された状態も含んでいる。

ブロック３０３でマイクロＡＢレセプタクル５１に何らかのデバイスが接続される。ブロック３０５は、マイクロＡＢレセプタクル５１のＶＢＵＳピンの電圧の状態を示している。電圧が所定値以上（Ｈ）のときはブロック３０７に移行し、所定値未満（Ｌ）のときはブロック３５１に移行する。ブロック３０７に移行することは、マイクロＡＢレセプタクル５１に図２のノートＰＣ８３、ＵＳＢ充電器９１、ＣＤＰ９３、ＵＳＢ充電器６０が接続されたケーブル・アセンブリ１００、またはＵＳＢ充電器６０と周辺デバイス７０が接続されたケーブル・アセンブリ１００のいずれかが接続されたことに相当する。ブロック３５１に移行することは、マイクロＡＢレセプタクル５１にＶＢＵＳラインに電圧を出力しないデバイスが接続されたことに相当する。

そのようなデバイスは本実施の形態では、Ｂデバイス８１、単独状態のケーブル・アセンブリ１００または周辺デバイス７０だけが接続されたケーブル・アセンブリ１００が対応する。ブロック３０７で電力部２０５が検出するＶＢＵＳラインの電圧が所定値を越えてから安定するまでに、一例として２００ミリ秒以上の遅延時間が経過する。遅延時間は、制御部２０９がＶＢＵＳラインの電圧を検出する前にＩＤピンの電位がグランド状態であることを検出して出力信号を出力し、電力部２０５がＶＢＵＳピンに電圧を出力することを防ぐ意義がある。

したがって、必要に応じて電圧が安定するまでの時間よりも長い遅延時間を設定してもよい。ブロック３０９で遅延時間が経過して電圧が安定すると電力部２０５は、ｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴをオフ状態にする。その結果制御部２０９は、ＶＢＵＳラインに所定値以上の電圧が発生したことを検出する。ブロック３１１でＶＢＵＳラインの電圧を確認した制御部２０９はそれに続いてＩＤピンの電位を確認する。ＩＤピンの電位がフローティング状態のときはブロック３１３からブロック３１５に移行し、グランド状態のときはブロック３３１に移行する。

ブロック３１５に移行する場合は、マイクロＡＢレセプタクル５１にホストＰＣ８３、ＵＳＢ充電器９１、またはＣＤＰ９３のいずれかが直接接続されたことに相当する。これらのデバイスはマイクロＢプラグで接続するため、ポータブル・デバイス５０は自らをＢデバイスとして認識する。ブロック３３１に移行する場合は、マイクロＡＢレセプタクル５１にＵＳＢ充電器６０が接続されたケーブル・アセンブリ１００、またはＵＳＢ充電器６０と周辺デバイス７０が接続されたケーブル・アセンブリ１００が接続されたことに相当する。

このとき、ＩＤピンの電位がグランド状態であるため、ポータブル・デバイス５０は自らをＡデバイスとして認識する。しかし、制御部２０９はマイクロＡＢレセプタクル５１のＶＢＵＳピンを通じて電圧が供給されていることを認識しているため、電力部２０５を出力モードに設定しない。ＩＤピンがグランド状態またはフローティング状態のいずれであっても制御部２０９は、電力部２０５に充電信号を送るが、さらに以下の手順により制御部２０９は電力部２０５にＶＢＵＳピンを通じて受け取る引き込み電流の値を設定する。ブロック３１５で検出部２０７がＤ±ラインの電位から、マイクロＡＢレセプタクル５１にＵＳＢ充電器９１が接続されたと判断して制御信号（Ｈ）をアサートしたときはブロック３２１に移行する。

ブロック３２１で制御部２０９が電力部２０５に充電信号を送るとポータブル・デバイス５０は充電モードに移行する。このとき制御部２０９は、電力部２０５に一例として１．５Ａの引き込み電流を設定する。ブロック３１５で検出部２０７がＤ±ラインの電位から、ホストＰＣ８３またはＣＤＰ９３が接続されたと判断して制御信号（Ｌ）をアサートしたときはブロック３１７に移行する。

ブロック３１７で検出部２０７がＵＳＢコントローラ２０１とマイクロＡＢレセプタクル５１のＤ±ピンを接続すると、ポータブル・デバイス５０はＢデバイスとして動作する。ホストＰＣ８３またはＣＤＰ９３がポータブル・デバイス５０に対してエニュメレーションを開始してＵＳＢ通信を開始する。このときのＶＢＵＳの電源は、ホストＰＣ８３またはＣＤＰ９３が供給する。ブロック３１９で制御部２０９が電力部２０５に充電信号を送るとポータブル・デバイス５０はＢデバイスとして動作する充電通信モードに移行する。このとき制御部２０９は、ＵＳＢ規格で規定するように電力部２０５に０．５Ａ、０．９Ａまたは１．５Ａの引き込み電流を設定する。なお、ブロック３１７の手順はスキップして、検出部２０７はポータブル・デバイス５０とホストＰＣ８３が通信しないようにすることもできる。

ブロック３３１で検出部２０７がＤ±ラインの電位から、マイクロＡＢレセプタクル５１にＵＳＢ充電器６０が接続されたケーブル・アセンブリ１００が接続されたと判断して制御信号（Ｈ）をアサートしたときはブロック３３７に移行する。ブロック３３７で制御部２０９は電力部２０５に充電信号を送るとポータブル・デバイス５０は充電モードに移行する。このとき制御部２０９は、電力部２０５に一例として１．５Ａの引き込み電流を設定する。ブロック３３１で検出部２０７がＤ±ラインの電位から、ＵＳＢ充電器６０と周辺デバイス７０が接続されたケーブル・アセンブリ１００が接続されたと判断して制御信号（Ｌ）をアサートしたときはブロック３３３に移行する。

ブロック３３３で検出部２０７がＤ±ラインを接続すると、ポータブル・デバイス５０はＡデバイスとして動作する。ブロック３３５で制御部２０９が電力部２０５に充電信号を送るとポータブル・デバイス５０はＡデバイスとして動作する充電通信モードに移行する。ただし、制御部２０９が電力部２０５を出力モードに設定しないため、電力部２０５はＶＢＵＳラインに電圧を出力しない。ＶＢＵＳラインの電圧はＵＳＢ充電器６０が供給する。このとき制御部２０９は、電力部２０５に一例として１．５Ａの引き込み電流を設定する。その後、ポータブル・デバイス５０は周辺デバイス７０に対してエニュメレーションを開始してＵＳＢ通信を行う。

ブロック３３５の状態でケーブル・アセンブリ１００からＵＳＢ充電器６０を外すとＶＢＵＳラインの電源が停止し、Ｂデバイスとして動作する周辺デバイス７０もＶＢＵＳ電源を出力しないためＵＳＢ通信は停止する。ＵＳＢ充電器６０が外れたときは、マイクロＡＢプラグ１０５のＩＤピンがフローティング状態に移行するため、ＶＢＵＳの電圧が所定値未満のときは、ブロック３５５の手順で電力部２０５もＶＢＵＳに電圧を供給しない。しかし再びＵＳＢ充電器６０を接続すればＵＳＢ通信を再開することができる。

ブロック３５１で、Ｄ±ラインの電位から検出部２０７は通信可能なデバイスが接続されているか否かを判断する。通信可能なデバイスが接続されてないときは、単独状態のケーブル・アセンブリ１００が接続された状態、如何なるデバイスも接続されていない状態、または、ＯＴＧケーブルだけが接続された状態に相当するためブロック３０３に戻る。通信可能なデバイスが接続されていると判断した検出部２０７は制御部２０９に制御信号（Ｌ）をアサートする。制御信号（Ｌ）がアサートされるのは、Ｂデバイス８１が直接接続された状態または周辺デバイス７０だけが接続されたケーブル・アセンブリ１００が接続された状態に相当する。

ブロック３５３で制御部２０９は、マイクロＡＢレセプタクル５１のＩＤピンの電位を確認する。ＩＤピンの電位がフローティング状態のときは、周辺デバイス７０だけが接続されたケーブル・アセンブリ１００が接続されていることに相当するためブロック３０３に戻る。したがって周辺デバイス７０は、ケーブル・アセンブリ１００を利用してポータブル・デバイス５０に接続する場合にＵＳＢ充電器６０を接続しない限りＵＳＢ通信をすることができない。ＩＤラインの電位がグランド状態のときは、Ｂデバイス８１が直接接続されたことに相当するためブロック３５６に移行する。ブロック３５６で制御部２０９は出力信号を送って電力部２０５を出力モードに設定する。

ブロック３５７で電力部２０５は電池２０３の電圧を昇圧してＶＢＵＳラインに出力する。Ｂデバイス８１は、ＶＢＵＳラインに電圧を供給しないため電圧の衝突は起きない。ブロック３６１で検出部２０７がＵＳＢコントローラ２０１とマイクロＡＢレセプタクル５１のＤ±ラインを接続すると、ブロック３６３でポータブル・デバイス５０はＡデバイスとして動作して通信モードに移行しＵＳＢ通信を開始する。このときポータブル・デバイス５０がＢデバイス８１に対してエニュメレーションを行う。

以上の手順で説明した、各ブロックの順番は本発明を限定するものではない。当業者が予測可能な範囲で同等の機能を発揮するように順番を入れ替えることも本発明の範囲に含む。以上の手順によれば、ポータブル・デバイス５０は、ケーブル・アセンブリ１００を利用してＵＳＢ充電器６０で電池２０３を充電しながら、周辺デバイス７０と通信することができる。このときのＶＢＵＳラインの電源はＵＳＢ充電器６０が供給する。

ケーブル・アセンブリ１００は、ＵＳＢ充電器６０が接続されていないときは、ＩＤラインをＢプラグに対応するフローティング状態に制御し、ＵＳＢ充電器６０が接続されたときはＡプラグに対応するグランド状態に制御する。ポータブル・デバイス５０は、マイクロＡプラグでデバイスが接続されたときはＡデバイスとして動作しＶＢＵＳに電源を出力する。

ＵＳＢ充電器６０が接続されたケーブル・アセンブリ１００がマイクロＡＢレセプタクル５１に接続されたときにポータブル・デバイス５０は、ＩＤピンの電位を検出する前にＶＢＵＳの電圧を検出する。ＶＢＵＳラインの電圧が所定値以上（Ｈ）のときは、その後検出したＩＤラインの電位がグランド状態であってもブロック３１３の手順で、電力部２０５はＶＢＳＵピンに電圧を出力しない。したがって、ポータブル・デバイス５０はＡデバイスとして動作しながらＶＢＵＳラインへ電源を供給しないためＶＢＵＳラインでの電圧の衝突を防ぐことができる。

ポータブル・デバイス５０に接続されたケーブル・アセンブリ１００に、先に周辺デバイス７０が接続され、つづいて、ＵＳＢ充電器６０が接続される場合がある。ＵＳＢ充電器６０が接続される前は、ケーブル・アセンブリ１００のＩＤラインがフローティング状態であるため、ポータブル・デバイスはＶＢＵＳラインに電圧を出力しない。したがって、その後ＵＳＢ充電器を接続してもＶＢＵＳラインでの電圧の衝突は発生しない。

ポータブル・デバイス５０は、ブロック３０５で、マイクロＡＢレセプタクル５１のＶＢＵＳラインに他のデバイスが電源を供給していないときだけブロック３５７でＶＢＵＳラインに電源を供給して通信モードで動作する。したがって、ポータブル・デバイス５０に対するケーブル・アセンブリ１００およびＵＳＢ充電器６０の接続の順序がいかなるものであっても、ポータブル・デバイス５０の電圧とＵＳＢ充電器６０の電圧がＶＢＵＳライン上で衝突することはない。

本発明はケーブル・アセンブリ１００を簡素な構成にしながらＵＳＢコントローラ２０１に修正を加えないで容易に実現することができる。しかも、マイクロＡＢレセプタクル５１にケーブル・アセンブリ１００以外のデバイスが接続されてもポータブル・デバイス１００はＡデバイスまたはＢデバイスとして動作することができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

５０ ポータブル・デバイス（ＯＴＧデバイス）
６０ ＵＳＢ充電器
７０ 周辺デバイス
５１ マイクロＡＢレセプタクル
１００ ケーブル・アセンブリ
１０５ マイクロＡＢプラグ
１０９ 標準Ａプラグ
１１１ 標準Ａレセプタクル

Claims (20)

1. ポータブル・デバイスとケーブル・アセンブリを含むＵＳＢシステムであって、
   前記ケーブル・アセンブリが、
   Ｄ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含むプラグと、
   Ｄ±ピンとＶＢＵＳピンを含み周辺デバイスに接続が可能な第１のＵＳＢコネクタと、
   Ｄ±ピンとＶＢＵＳピンを含みＵＳＢ充電器に接続が可能な第２のＵＳＢコネクタと、
   前記ＵＳＢ充電器が接続されたときに前記ＩＤピンをグランド状態にし、前記ＵＳＢ充電器が接続されないときに前記ＩＤピンをフローティング状態にするコントロール・ブロックとを有し、
   前記ポータブル・デバイスが、
   充電式の電池と、
   Ｄ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含み前記プラグの接続が可能なＵＳＢ規格のレセプタクルと、
   ＵＳＢコントローラと、
   前記電池を充電する充電モードまたは前記電池の電圧を前記ＶＢＵＳピンに出力する出力モードで動作することが可能な電力部と、
   前記ＩＤピンの電位と前記ＶＢＵＳピンの電圧に応じて前記電力部の動作モードを制御する制御部と、
   前記Ｄ±ピンの電位から前記レセプタクルに接続されたデバイスの種類を識別して前記制御部に制御信号を出力する検出部と
   を有するＵＳＢシステム。
2. 前記ポータブル・デバイスがＵＳＢ＿ＯＴＧ規格に適合するデュアル・ロール・デバイスである請求項１に記載のＵＳＢシステム。
3. 前記制御部は前記ＶＢＵＳピンに電圧が印加されてから所定の時間が経過した後に検出した前記ＩＤピンの電位がグランド状態だと判断したときは前記電力部を充電モードに設定する請求項２に記載のＵＳＢシステム。
4. 前記検出部は前記Ｄ±ピンの電位から前記第１のＵＳＢコネクタに前記周辺デバイスが接続されたと判断したときに前記レセプタクルと前記ＵＳＢコントローラのＤ±ピンを接続する請求項３に記載のＵＳＢシステム。
5. 前記制御部は前記ＶＢＵＳピンに電圧が印加されてから所定の時間が経過した後に検出した前記ＩＤピンの電位がフローティング状態だと判断したときに前記電力部を充電モードに設定する請求項３に記載のＵＳＢシステム。
6. 前記制御部は、前記検出部から受け取った制御信号に基づいて前記レセプタクルにＵＳＢ充電器が接続されたと判断したときは前記電力部を所定の電流値の充電モードに設定する請求項５に記載のＵＳＢシステム。
7. 前記制御部は、前記検出部から受け取った制御信号に基づいて前記レセプタクルにホスト・デバイスが接続されたと判断したときは前記電力部を前記所定の電流値よりも小さい電流値の充電モードに設定し、かつ前記レセプタクルと前記ＵＳＢコントローラのＤ±ピンを接続する請求項６に記載のＵＳＢシステム。
8. 前記制御部は、前記ＶＢＵＳピンに電圧を出力しない周辺デバイスが前記レセプタクルに接続され、かつ前記ＩＤピンがグランド状態のときに前記電力部を出力モードに設定する請求項２に記載のＵＳＢシステム。
9. ポータブル・デバイスであって、
   充電式の電池と、
   Ｄ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含むＵＳＢ規格のマイクロＡＢレセプタクルと、
   ＵＳＢコントローラと、
   前記電池を充電する充電モードまたは前記電池の電圧を前記ＶＢＵＳピンに出力する出力モードで動作することが可能な電力部と、
   前記マイクロＡＢレセプタクルに、ＵＳＢ充電器と周辺デバイスに接続が可能で、Ｄ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含むプラグを備え、前記ＵＳＢ充電器が接続されたときだけ前記ＩＤピンをグランド状態にするケーブル・アセンブリを前記プラグで接続したときに、前記ＶＢＵＳピンに電圧が印加されてからＶＢＵＳラインの電圧の衝突を防ぐための遅延時間が経過した後に検出した前記ＩＤピンの電位がグランド状態のときに前記電力部を充電モードに設定する制御部と、
   前記Ｄ±ピンの電位を検出して前記ＵＳＢコントローラと前記レセプタクルのＤ±ピンの接続を制御する検出部と
   を有するポータブル・デバイス。
10. 前記制御部は、前記ケーブル・アセンブリから前記ＵＳＢ充電器が外されたときに、前記ＩＤピンの電位を検出して前記ＶＢＵＳピンに電圧を出力しないように前記電力部を制御する請求項９に記載のポータブル・デバイス。
11. マイクロＡＢレセプタクルを通じてポータブル・デバイスをＵＳＢ充電器で充電しながら前記ポータブル・デバイスと周辺デバイスのＵＳＢ通信を可能にするケーブル・アセンブリであって、
    Ｄ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含み前記ポータブル・デバイスのマイクロＡＢレセプタクルに接続が可能なプラグと、
    前記周辺デバイスに接続が可能な第１のＵＳＢコネクタと、
    前記ＵＳＢ充電器に接続が可能な第２のＵＳＢコネクタと、
    前記ＵＳＢ充電器が接続されたときに前記ＩＤピンをグランド状態にし、前記ＵＳＢ充電器が接続されていないときに前記ＩＤピンをフローティング状態にするコントロール・ブロックと
    を有するケーブル・アセンブリ
12. 前記第１のＵＳＢコネクタが標準Ａレセプタクルで前記第２のＵＳＢコネクタが標準Ａプラグである請求項１１に記載のケーブル・アセンブリ。
13. 前記コントロール・ブロックは、前記ＵＳＢ充電器の電圧を動作信号にして前記ＩＤピンをグランド状態またはフローティング状態に制御するトランジスタを含む請求項１１に記載のケーブル・アセンブリ。
14. 電池を搭載するポータブル・デバイスに実装されたＤ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含むＵＳＢレセプタクルに、Ｄ±ピンとＩＤピンとＶＢＵＳピンを含むケーブル・アセンブリのプラグを接続して前記ケーブル・アセンブリに接続されたＵＳＢ充電器で前記電池を充電しながら前記ポータブル・デバイスと前記ケーブル・アセンブリに接続された周辺デバイスの通信を可能にする方法であって、
    前記ケーブル・アセンブリが、前記ＵＳＢ充電器が接続されたときに前記ＩＤピンをグランド状態にしかつ前記ＶＢＵＳピンに電圧を出力するステップと、
    前記ケーブル・アセンブリが、前記ＵＳＢ充電器が外されたときに前記ＩＤピンをフローティング状態にするステップと、
    前記ケーブル・アセンブリに前記ポータブル・デバイスと前記ＵＳＢ充電器と前記周辺デバイスが接続されたときに、前記ポータブル・デバイスが前記ＶＢＵＳピンに所定値以上の電圧を検出してから所定の時間が経過したときに検出した前記ＩＤピンの電位がグランド状態だと判断したときに前記ＵＳＢ充電器で前記電池を充電しかつ前記周辺デバイスとＵＳＢ通信をするステップと
    を有する方法。
15. 前記ケーブル・アセンブリから前記ＵＳＢ充電器が外されたときに、前記ポータブル・デバイスは前記ＩＤピンの電位がフローティング状態であることを確認して前記ＶＢＵＳピンへ電圧を出力しない請求項１４に記載の方法。
16. 前記ＵＳＢ充電器が再接続されたときに前記ケーブル・アセンブリが前記ＶＢＵＳピンに電圧を出力しかつ前記ＩＤピンをグランド状態にするステップと、
    前記ポータブル・デバイスが前記ＶＢＵＳピンに所定値以上の電圧を検出してから所定の時間が経過したときに検出した前記ＩＤピンの電位がグランド状態だと判断したときに前記ＵＳＢ充電器で前記電池を充電しかつ前記周辺デバイスとＵＳＢ通信をするステップを
    有する請求項１５に記載の方法。
17. 前記ケーブル・アセンブリから前記周辺デバイスが外されたときに前記ＵＳＢ充電器が前記電池の充電を継続するステップを有する請求項１４に記載の方法。
18. 前記ポータブル・デバイスが前記ＶＢＵＳピンの電圧を検出してから所定の時間が経過したときに検出した前記ＩＤピンの電位がフローティング状態だと判断したときに前記ＵＳＢレセプタクルに接続されたデバイスで前記電池を充電するステップを有する請求項１４に記載の方法。
19. 前記デバイスがホスト・コンピュータだと判断したときに前記ポータブル・デバイスがＢデバイスとして動作して前記ホスト・コンピュータがＶＢＵＳラインを通じて供給する電力で前記電池を充電しながら前記ホスト・コンピュータと通信するステップを有する請求項１８に記載の方法。
20. 前記ポータブル・デバイスが前記ＶＢＵＳピンに所定値以上の電圧を検出しないときに検出した前記ＩＤピンの電位がグランド状態だと判断したときに前記ポータブル・デバイスが前記ＶＢＵＳピンに電圧を出力して前記周辺デバイスとＵＳＢ通信をする請求項１４に記載の方法。

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