JP6550296B2 - 給電システム - Google Patents

給電システム Download PDF

Info

Publication number
JP6550296B2
JP6550296B2 JP2015156674A JP2015156674A JP6550296B2 JP 6550296 B2 JP6550296 B2 JP 6550296B2 JP 2015156674 A JP2015156674 A JP 2015156674A JP 2015156674 A JP2015156674 A JP 2015156674A JP 6550296 B2 JP6550296 B2 JP 6550296B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
usb
host
power supply
authentication
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015156674A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017038429A (ja
Inventor
隆紀 植木
隆紀 植木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2015156674A priority Critical patent/JP6550296B2/ja
Priority to TW105120187A priority patent/TW201725475A/zh
Priority to US15/203,405 priority patent/US10310576B2/en
Priority to KR1020160099359A priority patent/KR102656498B1/ko
Priority to EP16182724.1A priority patent/EP3128394A1/en
Priority to CN201610638076.6A priority patent/CN106445860A/zh
Publication of JP2017038429A publication Critical patent/JP2017038429A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6550296B2 publication Critical patent/JP6550296B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/266—Arrangements to supply power to external peripherals either directly from the computer or under computer control, e.g. supply of power through the communication port, computer controlled power-strips
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/44—Program or device authentication
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00—Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0042—Universal serial bus [USB]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/40—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the exchange of charge or discharge related data
    • H02J7/47—Arrangements for checking compatibility or authentication between one component, e.g. a battery or a battery charger, and another component, e.g. a power source
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)

Description

本発明は給電システム及び給電制御方法に関し、例えば、ＵＳＢＰＤ規格内で設定された複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択して給電動作を行う給電システム及び給電制御方法に関する。
近年、パーソナルコンピュータやスマートフォン、タブレット端末等の多くの電子機器は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェースを備えている。これらの電子機器は、ＵＳＢインターフェースを介して、他の電子機器とデータ通信を行うことができるとともに、他の電子機器から電力の供給を受けることができる。
ＵＳＢパワーデリバリー（以下、ＵＳＢＰＤとする）規格の導入に伴い、複数の電源電圧が選択的に同一の電源線に供給されるようになってきている（非特許文献１）。ＵＳＢＰＤ規格では、給電方向は固定されておらず、ＵＳＢホスト、ＵＳＢハブ、充電器、ケーブル等のＵＳＢＰＤシステムを構成する要素は、接続相手に応じて、電源線を介して電力を供給するソース側デバイス（電源電圧供給側デバイス）となるか、又は、電源線を介して電力を受給するシンク側デバイス（電源電圧受給側デバイス）となる。
例えば、ＵＳＢＰＤデバイスは、接続相手に応じて、５Ｖ、１２Ｖ、２０Ｖの電源電圧のうち一つを選択して、電源線を介して接続相手へ供給する。また、ＵＳＢＰＤデバイス同士を接続するケーブルには、ＩＤチップを搭載する仕様が規格化されている（非特許文献２）。ＩＤチップには、電流容量や性能、ベンダー認識情報等のケーブルの仕様情報が格納されている。このようなケーブルは、Ｅマークケーブル（Electronically Marked Cable）と呼ばれている。
ケーブルの仕様情報は、シーケンスの開始を示すＳＯＰ’（Start Of Packet）パケットとともに、ケーブルに搭載されたＩＤチップからＵＳＢＰＤデバイスへ通知される。ＳＯＰ’パケットは、ＵＳＢＰＤデバイスのうちソース側デバイスで認識される。ソース側デバイスは、ケーブルの仕様情報に基づき、ケーブルの電流容量を参照して電源電圧を供給するため、過電流によるケーブルの発熱を避けることができる。
Universal Serial Bus Power Delivery Specification Revision 2.0, Version 1.1 (May 7, 2015) Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Revision 1.1 (April 3, 2015)
しかし、逆アッセンブリなどによりＥマークケーブルのＩＤチップの情報がコピーされ、安価で粗悪なケーブルが作成される可能性がある。この粗悪ケーブルに本来対応できない電力が供給されると、ケーブルが過熱溶断する恐れがあり、より安全な接続を確保することが求められている。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態によれば、給電システムは、第１デバイスの第１セキュリティ情報を第２デバイスへ送信し、第２デバイスにおいて、第１セキュリティ情報を用いて第１デバイスの認証を行い、認証が成功した場合に、ＵＳＢＰＤ規格内で設定された複数の電圧から一つの電源電圧を選択する電圧選択信号に基づき第２デバイスが給電動作を行う。
前記一実施の形態によれば、ＵＳＢパワーデリバリー規格に対応したデバイス間のより安全な接続を確保することが可能となる。
実施の形態１に係る給電システムの構成を示す図である。 図１の給電システムに用いられるケーブルの構成を示す図である。 図１の給電システムのポートコンフィギュレーション配線上の通信プロトコルを説明する図である。 実施の形態１に係る給電制御方法を説明するフロー図である。 図４のステップＳ２における認証プロセスを説明する図である。 実施の形態２に係る給電システムの構成を示す図である。 実施の形態３に係る給電システムの構成を示す図である。 実施の形態の給電システムを説明するための図である。 図８の給電システムに用いられるケーブル内の配線の構成を示す図である。 図８の給電システムに用いられるケーブルの構成を示す図である。 図８の給電システムのポートコンフィギュレーション配線上の通信プロトコルを説明する図である。
以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。以下の実施の形態に示す具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、それに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
実施の形態は、ＵＳＢパワーデリバリー（以下、ＵＳＢＰＤとする）規格に対応し、ソース側デバイスとシンク側デバイス間でパワーデリバリー通信を行い、ＵＳＢＰＤ規格内で設定された複数の電源電圧から１つの電源電圧を選択し給電動作を行う給電システムに関する。実施の形態に係る給電システムは、ＵＳＢＰＤ規格内で設定された複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択するためのパワーデリバリー（以下、ＰＤとする）通信を行う設定配線を介して、ＵＳＢデバイスのセキュリティ情報をソース側デバイスへ送信する。ソース側デバイスは、セキュリティ情報を用いてシンク側デバイスの認証を行い、認証が成功した場合に、ＰＤ通信で確立された電力をＵＳＢデバイスへ供給する。
接続されたＵＳＢデバイスの認証を行う給電システムについて説明する前に、図８〜１１を参照してＵＳＢＰＤ規格に対応した給電システム１００について説明する。給電システム１００の各構成要素は、ＵＳＢＰＤ規格に対応する。給電システム１００の各構成要素としては、例えば、ＵＳＢホスト、ＵＳＢハブ、充電器、ケーブル等があげられる。ＵＳＰＤデバイスは、接続相手に応じて、電源線を介して電力を供給するソース側デバイス（電源電圧供給側デバイス）となるか、又は、電源線を介して電力を受給するシンク側デバイス（電源電圧受給側デバイス）となる。
図８に示す例では、給電システム１００は、ホスト１０、ＵＳＢデバイス２０、ＵＳＢケーブル３０を有する。ホスト１０はソケット１１を備えており、ＵＳＢデバイス２０はソケット２１を備えている。ＵＳＢケーブル３０の両端には、それぞれプラグ３１、３２が設けられている。プラグ３１がソケット１１に挿入され、プラグ３２がソケット２１に挿入される。
ホスト１０は、ＵＳＢケーブル３０を介してＵＳＢデバイス２０と接続されている。ＵＳＢデバイス２０は、ＵＳＢケーブル３０を介して、ホスト１０とデータ通信を行うことができるとともに、ホスト１０から電力の供給を受けることができる。図８に示す例では、ホスト１０がソース側デバイス（電源電圧供給側デバイス）であり、ＵＳＢデバイス２０がシンク側デバイス（電源電圧受給側デバイス）である。
図９、１０は、図８の給電システムに用いられるケーブルの構成を示す図である。ＵＳＢケーブル３０は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃケーブルである。図９に示すように、ＵＳＢケーブル３０は、ポートコンフィギュレーション配線３３、電源配線３４、データ配線３５、接地配線３６を有している。
ポートコンフィギュレーション配線３３は、１つ又は１チャネルのサイドバンド信号線である、図１０に示すコンフィギュレーションチャネル線ＣＣ（以下、ＣＣ線とする）を含む。ＣＣ線は、ソース側デバイスとシンク側デバイス間におけるＰＤ通信を行なうために用いられる設定配線である。
電源配線３４は、１つ以上の配線からなる。ここでは、図１０に示すように、電源配線３４は電源線ＶＢＵＳ、ＶＣＯＮＮを含む。電源線ＶＢＵＳには、ＵＳＢＰＤ仕様に定義される電源電圧規格内の複数の電源電圧から選択された１つの電源電圧が供給される。すなわち、電源線ＶＢＵＳには、複数の電源電圧が選択的に供給される。
電源線ＶＢＵＳには、ＵＳＢＰＤ仕様に定義されるホストとＵＳＢデバイス間のパワーネゴシエーションに応じて、最大２０Ｖ、５Ａの電力が供給される。例えば、ホスト１０は、接続されるＵＳＢデバイス２０の要求に応じて、５Ｖ、１２Ｖ、２０Ｖの電源電圧のうち一つを選択して、電源線ＶＢＵＳを介してＵＳＢデバイス２０へ供給する。なお、ホスト１０は、規格上、５Ｖ〜２０Ｖの範囲で、５０ｍＶステップで電圧を設定することが可能である。電源線ＶＣＯＮＮは、ＵＳＢケーブル３０内の能動回路に電力を供給する。例えば、当該能動回路には、電源線ＶＣＯＮＮを介して、５Ｖ、２１０ｍＡの電力が供給される。
データ配線３５は２以上の配線からなり、ホスト１０とＵＳＢデバイス２０間においてデータ通信を行う。データ配線３５は、例えば、ＵＳＢ２．０通信用のＤ＋／Ｄ−や、ＵＳＢ３．１通信用のＴＸ、ＲＸペア等である。接地配線３６は１以上の配線からなり、図１０の接地線ＧＮＤを含む。
図１０に示すように、ソース側デバイス１２、シンク側デバイス２２には、それぞれ、電源線ＶＢＵＳと接続されるＶＢＵＳピン、ＣＣ線と接続されるＣＣピン、電源線ＶＣＯＮＮと接続されるＶＣＯＮＮピン、接地線ＧＮＤと接続されるＧＮＤピンが設けられている。ソース側デバイス１２、シンク側デバイス２２の各ピンが、ＵＳＢケーブル３０の各配線を介してそれぞれ接続される。
ＵＳＢケーブル３０としては、ケーブルの仕様情報等を備えたＥマークケーブル（Electronically Marked Cable）が用いられる。ＵＳＢケーブル３０は、ＩＤチップ３７を備える。ＩＤチップ３７には、ケーブルがサポート可能な電流容量や性能、ベンダー認識情報等のケーブルの仕様情報が格納されている。ＩＤチップ３７は、ＵＳＢケーブル３０の電源線ＶＣＯＮＮ、接地線ＧＮＤに接続されている。
ＩＤチップ３７とソース側デバイス１２のＶＣＯＮＮピンとの間には、ダイオードＤ１が設けられている。ダイオードＤ１のアノードがソース側デバイス１２のＶＣＯＮＮピンに接続され、カソードがＩＤチップ３７に接続されている。ソース側デバイス１２のＶＣＯＮＮピンとダイオードＤ１のアノードとの間のノードは、抵抗Ｒ１を介して接地線ＧＮＤに接続されている。
ＩＤチップ３７とシンク側デバイス２２のＶＣＯＮＮピンとの間には、ダイオードＤ２が設けられている。ダイオードＤ２のアノードがシンク側デバイス２２のＶＣＯＮＮピンに接続され、カソードがＩＤチップ３７に接続されている。シンク側デバイス２２のＶＣＯＮＮピンとダイオードＤ２のアノードとの間のノードは、抵抗Ｒ２を介して接地線ＧＮＤに接続されている。
ＩＤチップ３７は、ソース側デバイス１２又はシンク側デバイス２２のいずれか一方から、電源線ＶＣＯＮＮを介して電力の供給を受ける。実施の形態では、ソース側デバイス１２が、電源線ＶＢＵＳ、電源線ＶＣＯＮＮへ電力を供給する。ＩＤチップ３７は、電源線ＶＣＯＮＮを介して電力の供給を受ける。また、シンク側デバイス２２は、電源線ＶＢＵＳを介して電力の供給を受ける。
なお、ここでは図示していないが、ソース側デバイス１２のＣＣピンは電源に接続された終端抵抗（プルアップ抵抗）に接続され、シンク側デバイス２２のＣＣピンは接地された終端抵抗（プルダウン抵抗）に接続される。ソース側デバイス１２は、そのＣＣピンの電圧を監視して、接続イベントを検出する。ソース側デバイス１２は、そのＣＣピンがシンク側デバイス２２側の終端抵抗で終端処理されたか否か検出することができる。すなわち、ソース側デバイス１２は、そのＣＣピンの電圧が未終端電圧より小さいか否かを監視する。これにより、ソース側デバイス１２にシンク側デバイス２２が接続されたか否かを検出することができる。
また、ＩＤチップ３７は、ＣＣ配線に接続されている。ＩＤチップ３７は、給電時のＵＳＢケーブル３０の電流容量をソース側デバイス１２へ通知する通知部である。ＩＤチップ３７に格納されたケーブルの仕様情報は、ベンダー定義メッセージ（Vendor Defined Message）として、シーケンスの開始を示すＳＯＰ’（Start Of Packet）パケットとともにＣＣ線を介してソース側デバイス１２に送信される。
ＳＯＰ’パケットは、ソース側デバイス１２で認識される。ＵＳＢケーブル３０の特性は、ベンダー定義メッセージとしてソース側デバイス１２へ通知される。ソース側デバイス１２は、ケーブルの仕様情報に従い、ＵＳＢケーブル３０のサポート可能な電流容量を参照して、シンク側デバイス２２とのＰＤ通信で決定した電力をシンク側デバイス２２へ供給する。これにより、ＵＳＢケーブル３０の発熱を避けることが可能となる。
図１１は、図８の給電システム１００のポートコンフィギュレーション配線３３としてのＣＣ線上の通信プロトコルを説明する図である。図１１に示すように、給電システム１００では、ベンダー定義メッセージ（Vender Defined Message）、メッセージ（Message）がＣＣ線３３上でシリアルに伝送される。
ベンダー定義メッセージは、ベンダーが、仕様によって定義された情報以外の情報を交換することを可能にするものである。上述したＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃケーブルでは、ＣＣ線を介した、ＵＳＢＰＤ規格に対応するＵＳＢホスト、ＵＳＢハブ、周辺機器、充電器、ケーブル、コンセント等のＵＳＢＰＤデバイス間のＰＤ通信に加えて、データ線を介したＵＳＢデータ通信が行われる。
ベンダー定義メッセージを用いた新たな通信プロトコルで、ＰＤ通信を行うことにより、ベンダー固有のパワーデリバリーに関する仕様拡張が可能となる。また、実施の形態では、後に詳述するように、ＵＳＢＰＤデバイスのセキュリティ情報が、ベンダー定義メッセージとしてＣＣ線を介して送信される。
なお、ベンダー定義メッセージ以外の通信プロトコルは、従来から使用されているプロトコルである。ベンダー定義メッセージ、メッセージは、電気信号（Electrical Signal）として伝送される。電気信号は、二値のバイナリシグナル（Binary Signal）で表される。バイナリ信号は、例えば、５ビット毎に区分され、１シンボルとなる。
パケットには、ベンダー定義メッセージ又はメッセージがペイロードとして含まれる。また、ＵＳＢパワーデリバリー通信のパケットフォーマットでは、パケットの先頭にＳＯＰ＊パケットが付加される。ＳＯＰ＊パケットは、ＳＯＰパケット、ＳＯＰ’パケット、ＳＯＰ’’パケットのいずれかである。
ＳＯＰパケットは、ソース側デバイス１２とシンク側デバイス２２間の通信の開始を指定するコードである。ＳＯＰ’パケットは、ソース側デバイス１２とＵＳＢケーブル３０のプラグ３１との間の通信の開始を指定するコードである。ＳＯＰ’’パケットは、ソース側デバイス１２とＵＳＢケーブル３０のプラグ３２との間の通信の開始を指定するコードである。なお、プラグ３２によるＳＯＰ’’パケットへの応答は任意であり、ＳＯＰ’’パケットが付加されない場合もある。
上述したように、ＵＳＢケーブル３０の仕様情報がベンダー定義メッセージとして送信される場合には、ベンダー定義メッセージにＳＯＰ’パケットが付加される。なお、パケットのフレームの最後には、誤り検出のためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）と、パケット終了を示すＥＯＰ（End Of Packet）が伝送される。メッセージは、例えば、１６ビットのヘッダーと３２ビットのオブジェクト（Object 0〜Object 7）からなる。また、ベンダー定義メッセージは、例えば、ヘッダー、ベンダー定義メッセージヘッダー、ベンダー定義オブジェクト（VDO 0〜VDO 5）を含む。
上述の通り、ＵＳＢＰＤデバイスは、ケーブルの仕様情報に基づき、ケーブルの電流容量を参照して電力を供給する。しかし、逆アッセンブリなどによりケーブルのＩＤチップの情報がコピーされると、実際にはその電流容量が許容できる能力を持たないケーブルであっても、あたかもその電流容量を有するように見せかけることができ、ケーブルにその電流容量を超えた電力が供給される恐れがある。
そこで、以下に説明する実施の形態１〜３では、ＵＳＢＰＤ規格に対応したデバイス間のより安全な接続を確保するために、ＵＳＢＰＤデバイスにより構成される給電システムにセキュリティインフラストラクチャを実装する。給電システムを構成するＵＳＢＰＤデバイスのセキュリティ情報が、ベンダー定義メッセージとして送信される。
実施の形態１．
実施の形態１に係る給電システム１について、図１、２を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係る給電システム１の構成を示す図である。図２は、図１の給電システム１に用いられるＵＳＢケーブル３０の構成を示す図である。
図１に示すように、給電システム１は、ホスト１０、ＵＳＢデバイス２０、ＵＳＢケーブル３０を備える。実施の形態１の給電システム１では、ＵＳＢデバイス２０がＵＳＢケーブル３０を介してホスト１０から電力の供給を受ける。すなわち、ホスト１０がソース側デバイスであり、ＵＳＢデバイス２０がシンク側デバイスである。給電システム１は、ＵＳＢケーブル３０がホスト１０により認証される例である。従って、図１に示す例では、ホスト１０が認証デバイスであり、ＵＳＢケーブル３０がホスト１０による認証を受ける保護デバイスとなる。
ホスト１０は、ソケット１１、ＵＳＢＰＤコントローラ１３、認証コントローラ１４（Authenticator Controller）を有する。なお、ＵＳＢＰＤコントローラ１３、認証コントローラ１４は、１つのチップとして構成されていてもよく、それぞれ別のチップとして構成されていてもよい。ＵＳＢデバイス２０は、ソケット２１、ＵＳＢＰＤコントローラ２３を有する。ＵＳＢケーブル３０は、プラグ３１、３２、セキュリティコントローラ３８（Security Controller）を有する。認証コントローラ１４は、ソース側デバイスであるホスト１０に設けられており、セキュリティコントローラ３８はパワーデリバリーシステムを構成するＵＳＢケーブル３０に設けられている。
ＵＳＢＰＤコントローラ１３とＵＳＢＰＤコントローラ２３とは、ＵＳＢケーブル３０のＣＣ線を介して接続されている。ＵＳＢＰＤコントローラ１３、ＵＳＢＰＤコントローラ２３は、ＣＣ線を用いてホスト１０から供給される電力を設定するためのＰＤ通信を行う。また、ＵＳＢケーブル３０内のＣＣ線にはセキュリティコントローラ３８が接続されている。
図２に示すように、ＵＳＢケーブル３０はＥマークケーブルであり、ＵＳＢケーブル３０の仕様情報が格納されたＩＤチップ３９を有している。セキュリティコントローラ３８は、ＩＤチップ３９内に設けられる。なお、ＩＤチップ３９の接続については、図１０のＩＤチップ３７と同様であるため、詳細な説明は省略する。ＩＤチップ３９内の、ＵＳＢケーブル３０の仕様情報は、ＣＣ線を介してソース側デバイス１２へ送信される。ソース側デバイス１２は、ＵＳＢケーブル３０の仕様情報に基づき、ケーブルがサポート可能な電流容量を参照して供給する電力の電流値を設定する。
また、ソース側デバイスに設けられたＵＳＢＰＤコントローラ１３は、シンク側デバイスのＵＳＢＰＤコントローラ２３から、ＣＣ線を介してＵＳＢＰＤ規格内で設定された複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択するための電圧選択信号を受け取る。ソース側デバイスであるホスト１０は、電圧選択信号に基づき、複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択し、電源線ＶＢＵＳを介して選択された電圧を出力する。ソース側デバイスであるホスト１０は、このようにＵＳＢケーブル３０の仕様情報及び電圧選択信号に基づいて設定された電圧をＵＳＢケーブル３０へ送出する。ＵＳＢケーブル３０の仕様情報及び電圧選択信号は、ＰＤ通信に含まれる。つまり、ＵＳＢＰＤコントローラ１３、ＵＳＢＰＤコントローラ２３、ＩＤチップ３９は、ホスト１０からＵＳＢデバイス２０へ供給される電力を決定するＰＤ通信を行う。
ホスト１０は、認証コントローラ１４によるＵＳＢケーブル３０の認証が成功した場合に、ＰＤ通信で確立された電力を、ＵＳＢケーブル３０を介してＵＳＢデバイス２０へ供給する。これにより、ＵＳＢＰＤ規格に対応した給電システム１において、ＵＳＢＰＤデバイス間のより安全な接続を確保することが可能となる。認証コントローラ１４によるＵＳＢケーブル３０の認証プロセスについては、後に詳述する。
図３は、給電システム１のポートコンフィギュレーション配線上の通信プロトコルについて説明する図である。図３に示すように、給電システム１では、ベンダー定義メッセージ（Vender Defined Message）を用いて、認証データ通信（Authentication Data Communication）が行われる。ＵＳＢケーブル３０のセキュリティ情報（Authentication Data 0〜Authentication Data 5）が、ベンダー定義メッセージとしてＣＣ線を介してホスト１０に送信される。
ここで、図４、５を参照して、実施の形態１に係る給電制御方法について説明する。図４は、実施の形態１に係る給電制御方法を説明するフロー図である。図５は、図４のステップＳ２における認証プロセスを説明する図である。
ホスト１０とＵＳＢデバイス２０とがＵＳＢケーブル３０により接続されると、まず、図４に示すように、ソース側デバイスとシンク側デバイスの検出が行われる（ステップＳ１）。ＵＳＢケーブル３０が、ホスト１０のソケット１１、ＵＳＢデバイス２０のソケット２１に挿入されると、ホスト１０、ＵＳＢデバイス２０に内蔵されたプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗により分圧された電圧値がＣＣピンに現れる。この電圧値を監視することにより、ソース側デバイスとシンク側デバイスとを検出することができる。実施の形態１では、ホスト１０がソース側デバイスであり、ＵＳＢデバイス２０がシンク側デバイスである。
その後、セキュリティコントローラ３８からＵＳＢケーブル３０のセキュリティ情報が認証コントローラ１４に送信される。そして、このセキュリティ情報を用いたＵＳＢケーブル３０の認証が実行される（ステップＳ２）。実施の形態１に係る給電システム１では、セキュリティインフラストラクチャの一例として、公開鍵インフラストラクチャ（ＰＫＩ）が用いられる。公開鍵インフラストラクチャは、ＵＳＢデバイスのペアの信頼を確立するための方法の一つである。ここでは、ホスト１０とＵＳＢケーブル３０が、信頼を確立したいペアとなっている。
図５に示すように、図４のステップＳ２では、公開鍵暗号方式を用いた認証プロセスが実行される。公開鍵暗号方式では、秘密鍵及び公開鍵と呼ばれる鍵ペアを用いて情報の暗号化及び復号が実行される。図５の左側はホスト１０の認証コントローラ１４における処理を示しており、右側はＵＳＢケーブル３０のセキュリティコントローラ３８における処理を示している。ホスト１０における処理とＵＳＢケーブル３０における処理の間には、ホスト１０とＵＳＢケーブル３０との間で行われる認証データ通信（Authentication Data Communication：ＡＤＣ）が示されている。認証コントローラ１４とセキュリティコントローラ３８は、ＣＣ線を介して電気的に接続されており、認証プロセス中にデジタル情報を交換することができる。
セキュリティコントローラ３８には、固有のデバイス証明書と、秘密鍵及び公開鍵からなる鍵ペアが格納されている。セキュリティコントローラ３８の秘密鍵は、所有者であるＵＳＢケーブル３０により秘密に管理される。セキュリティコントローラ３８の公開鍵は、接続相手であるホスト１０に対して配布される。認証プロセスでは、まず、（１）認証コントローラ１４が、セキュリティコントローラ３８に対し証明書を要求する。
その後、認証コントローラ１４からの要求に応答して、（２）証明書が認証コントローラ１４に返信される。実施の形態１では、証明書として公開鍵を含むデバイス証明書が返信される。デバイス証明書は、ＵＳＢケーブル３０の認証に用いる公開鍵を決定するための識別情報である。なお、ホスト１０に、接続されるＵＳＢＰＤデバイスの公開鍵リストを記録しておき、送信されるデバイス証明書に従って、公開鍵リストから接続されたＵＳＰＤデバイスの公開鍵を選択してもよい。
ホスト１０は、認証局（ＣＡ：Certificate Authority）により発行されたルート証明書を有している。（３）ホスト１０は、ルート証明書を用いてＵＳＢケーブル３０からの証明書を有効化する。そして、証明書に含まれる公開鍵を用いて、乱数（Random number）の暗号化を行う。ここでは、公開鍵暗号化方式の一つであるＲＳＡ暗号方式により、公開鍵を用いて乱数を暗号化し、チャレンジデータを生成する。このチャレンジデータは、デバイス証明書に関連付けられた真の秘密鍵を有するＵＳＢケーブル３０を証明するためのデータである。（４）このチャレンジデータは、セキュリティコントローラ３８に送信される。また、認証コントローラ１４は、チャレンジデータをハッシュ関数の一つであるＳＨＡを用いてダイジェストを生成する。
セキュリティコントローラ３８は、自身の保持する秘密鍵を用いて、チャレンジデータを復号化し、ハッシュ関数の一つであるＳＨＡを用いてダイジェストを生成し、（５）応答データとして返信する。認証コントローラ１４は、自身で生成したダイジェストと、受信した応答データとを比較し、（６）チャレンジデータの検証を行う。自身で生成したダイジェストと受信した応答データとが一致する場合には、ＵＳＢケーブル３０の機能や品質が信頼できるものであるとして認証される。一方、自身で生成したダイジェストと受信した応答データとが一致しない場合には、ＵＳＢケーブル３０が信頼できないものであるとして非認証となる。このように、実施の形態１では、ホスト１０は、チャレンジアンドレスポンス方式でＵＳＢケーブル３０を認証することができる。
図４におけるステップＳ２において認証が失敗した場合（ＮＯ）、接続されたＵＳＢケーブルは偽造ＵＳＢケーブルなどの未認証のＵＳＢＰＤデバイスである。この場合は、ＵＳＢＰＤ規格の仕様で定義された既定の電圧／電流の電力が、ＵＳＢケーブルを介してシンク機器に供給される（ステップＳ９）。例えば、ホスト１０は、ＵＳＢケーブル３０に対して電圧５Ｖ／電流５００ｍＡの電力を供給する。
一方、ステップＳ２において認証が成功した場合（ＹＥＳ）、接続されたＵＳＢケーブルは信頼できるＵＳＢＰＤデバイスである。その後、ＵＳＢケーブル３０がＥマークケーブルであるか否かが判断される（ステップＳ３）。
ステップＳ３において、ホスト１０に接続されたＵＳＢケーブルがＥマークケーブルでない場合（ＮＯ）、当該ＵＳＢケーブルはＥマークケーブルがサポートする３Ａ／５Ａの定格電流に対応していない。この場合、ＵＳＢＰＤ規格の仕様で定義された既定の電圧／電流の電力が、ＵＳＢケーブルを介してシンク機器に供給される（ステップＳ９）。
ステップＳ３において、ホスト１０に接続されたＵＳＢケーブルがＥマークケーブルである場合（ＹＥＳ）、ＵＳＢケーブル３０の電流容量が３Ａ、５Ａのいずれであるかが判断される（ステップＳ４）。ステップＳ４において、ＵＳＢケーブル３０の電流容量が５Ａの場合にはステップＳ５へ進み、３Ａの場合にはステップＳ７へ進む。
ステップＳ５では、パワーデリバリー通信が行われ、その結果に応じた電源電圧（５Ｖ〜２０Ｖ）、最大電流５Ａの電力が供給される（ステップＳ６）。同様に、ステップＳ７では、パワーデリバリー通信が行われた結果に応じた電源電圧（５Ｖ〜２０Ｖ）、最大電流３Ａの電力が供給される（ステップＳ８）。このように、ＵＳＢケーブル３０の認証が成功した場合には、ＵＳＢＰＤコントローラ１３、ＵＳＢＰＤコントローラ２３間のＰＤ通信で確立した電流／電圧の電力が、ＵＳＢデバイス２０へと供給される。
このように、実施の形態１に係る給電システム１では、ＵＳＢケーブル３０の認証が成功した場合のみ、ＰＤ通信で確立された電圧をＵＳＢケーブル３０へ送出する。認証されたＵＳＢケーブル３０は、ＵＳＢケーブルの電流容量を上限としてＵＳＢＰＤ規格に規定される電力の範囲（例えば、１０Ｗ〜１００Ｗ）に対応することができるものである。このため、ＰＤ通信で２０Ｖ／５Ａの高い電力が選択された場合でも、ＵＳＢケーブル３０の過熱溶断等が発生することなく、安全にＵＳＢデバイス２０へ電力を供給することができる。
上述の例では、ホスト１０がソース側デバイス、ＵＳＢデバイス２０をシンク側デバイスとした例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ホスト、ハブ、充電器、コンセント等がソース側デバイスとなりうる。また、周辺機器やハブ等がシンク側デバイスとなりうる。シンク側デバイス、ケーブルは上述の固有のデバイス証明書及び鍵ペアが格納されたセキュリティコントローラを備えることができ、ソース側デバイスは認証コントローラを備えることができる。セキュリティコントローラを備えたシンク側デバイス、ケーブルは、ソース側デバイスに設けられた認証コントローラにより認証される。
通常は、ソース側デバイスとシンク側デバイスの双方に装着されているパワーデリバリーコントローラ間の通信の後、シンク側デバイスの認証を行うことなく、シンク側デバイスから送信される電圧選択信号に基づきソース機器から供給される電流／電圧が決定され、シンク機器に供給される。このため、ケーブルが保持しているケーブル仕様情報が信頼できるものであるか不明であり、すなわち、ケーブルが、シンク側デバイスがＰＤ通信で確立される電力に対して確実に対応しているか否かが不明であった。これに対し、実施の形態１では、ソース側デバイスによるケーブルの認証が成功した場合、信頼できるケーブル仕様情報に基づいて、ＰＤ通信で確立された電力が供給される。実施の形態１によれば、ＵＳＢＰＤ規格対応したデバイス間の給電をより安全に実施することが可能となる。
なお、図１に示す例では、ソース側デバイスであるホスト１０に認証コントローラが設けられているため、ソース側デバイスからＵＳＢケーブルの認証を行った例を示したが、ソース側デバイスに認証コントローラを設けず、シンク側デバイスであるＵＳＢデバイス２０に認証コントローラを設け、シンク側デバイスからＵＳＢケーブルの認証を行ってもよい。
実施の形態２．
実施の形態２に係る給電システム１Ａについて、図６を参照して説明する。図６は、実施の形態２に係る給電システム１Ａの構成を示す図である。給電システム１Ａは、ホスト１０、ＵＳＢデバイス２０Ａ、ＵＳＢケーブル３０を備える。実施の形態２において、実施の形態１と異なる点は、ＵＳＢデバイス２０Ａにセキュリティコントローラ２４が設けられている点である。
実施の形態１では、セキュリティコントローラ３８を実装した保護デバイスは、ＵＳＢケーブル３０のみであった。これに対し、実施の形態２では、認証デバイスであるホスト１０にＵＳＢケーブル３０を介して接続されるＵＳＢデバイス２０Ａにも、セキュリティコントローラ２４が設けられている。すなわち、給電システム１Ａは、２つの保護デバイスを備える構成となる。なお、ＵＳＢＰＤコントローラ２３とセキュリティコントローラ２４とは、１つのチップで構成されていてもよく、それぞれ別のチップで構成されていてもよい。
セキュリティコントローラ２４は、ＵＳＢデバイス２０Ａのセキュリティ情報を保持している。実施の形態２では、ＵＳＢケーブル３０のセキュリティ情報とＵＳＢデバイス２０Ａのセキュリティ情報が、ベンダー定義メッセージとして、ＣＣ線を介してシリアルに認証コントローラ１４に送信される。認証コントローラ１４は、これらのセキュリティ情報を用いて、ＵＳＢケーブル３０の認証を行った後に、ＵＳＢデバイス２０Ａの認証を行う。
ホスト１０は、認証コントローラ１４によるＵＳＢケーブル３０及びＵＳＢデバイス２０Ａの認証が成功した場合に、ＰＤ通信で確立された電力を、ＵＳＢケーブル３０を介してＵＳＢデバイス２０Ａへ供給する。これにより、ＵＳＢＰＤ規格に対応した給電システム１において、ＵＳＢＰＤデバイス間のより安全な接続を確保することが可能となる。
実施の形態１において説明したＵＳＢケーブル３０の認証プロセスと同様に、ＵＳＢデバイス２０Ａの認証プロセスにも公開鍵暗号方式が用いられる。セキュリティコントローラ２４には、固有のデバイス証明書と、秘密鍵及び公開鍵からなる鍵ペアが格納されている。セキュリティコントローラ２４の秘密鍵は、所有者であるＵＳＢデバイス２０Ａにより秘密に管理される。セキュリティコントローラ２４の公開鍵は、接続相手であるホスト１０に対して配布される。
実施の形態２では、図５を用いて説明した認証プロセスと同様に、ホスト１０は、チャレンジアンドレスポンス方式でＵＳＢケーブル３０及びＵＳＢデバイス２０Ａを認証することができる。このように、ＵＳＢケーブル３０、ＵＳＢデバイス２０Ａの双方を認証することにより、より信頼性の高い接続を確立することができ、給電の安全性をさらに高めることが可能となる。
なお、図６に示す例では、認証コントローラ１４を有するホスト１０がソース側デバイスであり、ＵＳＢデバイス２０Ａがシンク側デバイスであったが、給電方向が逆になり、ＵＳＢデバイス２０Ａがソース側デバイスとなり、ホスト１０がシンク側デバイスとなった場合には、認証コントローラ１４を備えたシンク側デバイス（ホスト１０）からソース側デバイス（ＵＳＢデバイス２０Ａ）に対して認証を行ってもよい。
また、図６では、ホスト１０にのみ認証コントローラ１４を設けた例を示しているが、ホスト１０が認証コントローラ１４の代わりにセキュリティコントローラを備え、ＵＳＢデバイス２０Ａに認証コントローラが設けられていてもよい。その場合は、シンク側デバイスであるＵＳＢデバイス２０Ａが、ＵＳＢケーブルおよびソース側デバイスであるホスト１０に対して認証を行ってもよい。
また、図６に示す例では、保護デバイスがＵＳＢケーブル３０とＵＳＢデバイス２０Ａの２つであったが、保護デバイスが２つより多くてもよい。また、２つの保護デバイス（ＵＳＢケーブル３０、ＵＳＢデバイス２０Ａ）を、シリアルに認証（ケーブルを認証した後ＵＳＢデバイス２０Ａを認証）してもよく、パラレルに認証（ＵＳＢケーブル３０、ＵＳＢデバイス２０Ａを同時に認証）してもよい。
実施の形態３．
実施の形態３に係る給電システム１Ｂについて、図７を参照して説明する。図７は、実施の形態３に係る給電システム１Ｂの構成を示す図である。図７に示すように、給電システム１Ｂは、ホスト１０Ｂ、ＵＳＢデバイス２０Ｂ、ＵＳＢケーブル３０を備えている。
ホスト１０Ｂは、認証コントローラ１４、セキュリティコントローラ１５を有している。ＵＳＢデバイス２０Ｂは、セキュリティコントローラ２４、認証コントローラ２５を有している。実施の形態３では、ホスト１０Ｂ、ＵＳＢデバイス２０Ｂの双方が、認証デバイス、保護デバイスになり得る。
すなわち、給電システム１Ｂでは、ホスト１０Ｂがソース側デバイスであり、ＵＳＢデバイス２０Ｂがシンク側デバイスである第１状態と、ホスト１０Ｂがシンク側デバイスであり、ＵＳＢデバイス２０Ｂがソース側デバイスである第２状態と、をとることができる。第１状態では、ホスト１０ＢがＵＳＢデバイス２０Ｂの認証を行う。一方、第２状態では、ＵＳＢデバイス２０Ｂがホスト１０Ｂの認証を行う。
セキュリティコントローラ１５は、ホスト１０Ｂのセキュリティ情報を保持している。ＵＳＢデバイス２０Ｂがホスト１０Ｂの認証を行う場合、ＵＳＢケーブル３０のセキュリティ情報とホスト１０Ｂのセキュリティ情報が、ベンダー定義メッセージとして、ＣＣ線を介してシリアルにセキュリティコントローラ２４に送信される。認証コントローラ２５は、それぞれのセキュリティ情報を用いて、ＵＳＢケーブル３０の認証を行った後に、ホスト１０Ｂの認証を行う。
ＵＳＢデバイス２０Ｂは、認証コントローラ２５によるＵＳＢケーブル３０及びホスト１０Ｂの認証が成功した場合に、ＰＤ通信で確立された電力を、ＵＳＢケーブル３０を介してホスト１０Ｂへ供給する。このように、給電システム１Ｂでは、ＵＳＢＰＤデバイス間の相互認証が可能となり、さらに高信頼な接続が確立でき、給電の安全性をさらに高めることが可能となる。
実施の形態３では、ホスト１０ＢとＵＳＢデバイス２０Ｂの接続時に、ホスト１０ＢとＵＳＢデバイス２０Ｂのいずれがソース側デバイスであるかシンク側デバイスであるかが決定される。実施の形態３では、ホスト１０Ｂがソース側デバイスとなり、ＵＳＢデバイス２０Ｂがシンク側デバイスとなる。
ソース側デバイスであるＵＳＢＰＤ機器が、認証デバイスとなる。図７に示す例では、ソース側デバイスのホスト１０Ｂが認証デバイスとなり、シンク側デバイスのＵＳＢデバイス２０Ｂが保護デバイスとなる。この場合、給電システム１Ｂは第１の状態となり、ホスト１０ＢがＵＳＢデバイス２０Ｂの認証を行う。認証プロセスについては、実施の形態１と同様の方式を採用することができる。
このように、実施の形態３では、給電システムを構成するＵＳＢＰＤデバイスが、接続相手に応じて、認証デバイスとなるか保護デバイスとなるかを変化させることができる。これにより、給電システムを構成するＵＳＢＰＤデバイスが、接続相手に応じて柔軟に認証を行うことができる。
図７では、ホスト１０Ｂ、ＵＳＢデバイス２０Ｂを接続した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ＵＳＢホスト、ＵＳＢハブ、充電器、コンセント等がソース側デバイスとなりうる。また、周辺機器やＵＳＢハブ等がシンク側デバイスとなりうる。ソース側デバイス、シンク側デバイス、ケーブルのいずれもが、認証コントローラ、セキュリティコントローラの双方を備えることができる。
なお、認証方法としては、上記の公開鍵暗号方式に限定されるものではなく、暗号化に基づく他の認証方法を用いることも可能である。他の認証方法としては、例えば、共通鍵暗号方式、ハイブリッド暗号方式等を採用することができる。
なお、上述の実施の形態では、ＵＳＢＰＤデバイス同士がＵＳＢケーブルを用いて接続される例を示したが、ＵＳＢＰＤデバイスのＵＳＢ端子同士を直接接続するように構成することも可能である。この場合、接続されるＵＳＢＰＤデバイスが、いずれも認証コントローラとセキュリティコントローラを備えることができる。ソース側デバイスおよびシンク側デバイスいずれか一方が他方の認証を行い、認証が成功した場合に、ソース側デバイスからシンク側デバイスへＰＤ通信で確立された電力を供給することができる。
また、上述の実施の形態では、ソース側デバイスからＵＳＢケーブルおよびシンク側デバイスに対して認証を行う例を示したが、シンク側デバイスからＵＳＢケーブル及びソース側デバイスに対して認証を行った後、ソース側デバイスが、ＵＳＢケーブルを介して、ＰＤ通信で確立した電力をシンク側デバイスに供給してもよい。さらに、ソース側デバイスからＵＳＢケーブル及びシンク側デバイスに対して認証を行った後に、シンク側デバイスからソース側デバイスに対する認証を行ってもよい。
また、セキュリティコントローラは、万が一、セキュリティ情報が流出した場合に備え、セキュリティ情報を無効化するリボケーション情報を保持していてもよい。リボケーション情報を認証コントローラに送信することにより、認証コントローラが当該リボケーション情報を有するＵＳＰＤデバイスを認証しないようにすることができる。これにより、流出したセキュリティ情報が不正に複製されて、粗悪な模造デバイスが作成されたとしても、この模造デバイスに対してはＰＤ通信で確立された電力は供給されない。このため、ＵＳＢＰＤデバイスの接続の安全性をより向上させることができる。
なお、実施の形態にかかる給電制御方法は、下記のように表現することもできる。
（付記１）
ＵＳＢインターフェースを介して、複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択して給電動作を行う給電制御方法であって、
第１デバイスの第１セキュリティ情報を第２デバイスへ送信し、
前記第２デバイスにおいて、前記第１セキュリティ情報を用いて前記第１デバイスの認証を行い、
前記認証が成功した場合に、複数の電圧から一つの電源電圧を選択する電圧選択信号に基づき前記第２デバイスから前記第１デバイスへ給電動作を行う、
給電制御方法。
（付記２）
前記第１デバイスは、給電時の電流容量を前記第２デバイスへ通知するケーブルであり、
前記第２デバイスは、前記電流容量を参照して、前記電圧選択信号に基づき給電動作を行う、
付記１に記載の給電制御方法。
（付記３）
前記第２デバイスと、前記ケーブルを介して前記第２デバイスに接続される第３デバイスとが、設定配線を介した前記電圧選択信号の供給を含むパワーデリバリー通信を行い、
前記第２デバイスは前記電流容量を参照して、前記第３デバイスへ電力を供給する、
付記２に記載の給電制御方法。
（付記４）
前記設定配線を介して、第３デバイスの第２セキュリティ情報を前記第２デバイスへ送信し、
前記第２デバイスにおいて、前記第２セキュリティ情報を用いて前記第３デバイスの認証を行い、
前記ケーブルと前記第３デバイスの認証が成功した場合に、前記パワーデリバリー通信で確立された電力を、前記ケーブルを介して前記第２デバイスから前記第３デバイスへ供給する、
付記３に記載の給電制御方法。
（付記５）
前記設定配線を介して、前記第２デバイスの第３セキュリティ情報を前記第３デバイスへ送信し、
前記第３デバイスにおいて、前記設定配線を介して受け取った前記第１セキュリティ情報を用いて前記ケーブルの認証を行うとともに、前記第３セキュリティ情報を用いて前記第２デバイスの認証を行い、
前記ケーブル及び前記第２デバイスの認証が成功した場合に、前記パワーデリバリー通信で確立された電力を、前記ケーブルを介して前記第３デバイスから前記第２デバイスへ供給する、
付記４に記載の給電制御方法。
（付記６）
前記第２デバイスと前記第３デバイスが接続されたときに、前記第２デバイスと前記第３デバイスのうち、いずれが電源電圧供給側デバイスであるか電源電圧受給側デバイスであるかを決定し、
前記電源電圧供給側デバイスが前記電源電圧受給側デバイスの認証を行い、認証が成功した時に前記パワーデリバリー通信で確立された電力を前記電源電圧受給側デバイスへと供給する、
付記５に記載の給電制御方法。
（付記７）
前記第１セキュリティ情報は、公開鍵認証方式における公開鍵と秘密鍵の鍵ペアであり、
前記第２デバイスにおいて、前記公開鍵を用いて、チャレンジアンドレスポンス方式で前記第１デバイスの認証を行う、
付記１に記載の給電制御方法。
（付記８）
前記認証が成功しなかった場合、既定の電源電圧が前記第２デバイスから前記第１デバイスへ供給される、
付記１に記載の給電制御方法。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
１ 給電システム
１Ａ 給電システム
１Ｂ 給電システム
１０ ホスト
１０Ｂ ホスト
１１ ソケット
１２ ＤＦＰ
１３ ＵＳＢＰＤコントローラ
１４ 認証コントローラ
１５ セキュリティコントローラ
２０ ＵＳＢデバイス
２０Ａ ＵＳＢデバイス
２０Ｂ ＵＳＢデバイス
２１ ソケット
２２ ＵＦＰ
２３ ＵＳＢＰＤコントローラ
２４ セキュリティコントローラ
２５ 認証コントローラ
３０ ＵＳＢケーブル
３１ プラグ
３２ プラグ
３３ ポートコンフィギュレーション配線
３４ 電源配線
３５ データ配線
３６ 接地配線
３７ ＩＤチップ
３８ セキュリティコントローラ
３９ ＩＤチップ
ＶＢＵＳ 電源線
ＶＣＯＮＮ 電源線
ＧＮＤ 接地線
ＣＣ コンフィギュレーションチャネル線
Ｄ１ ダイオード
Ｄ２ ダイオード
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 抵抗
１００ 給電システム

Claims (9)

  1. ＵＳＢインターフェースを介して、複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択して給電動作を行う給電システムであって、
    ＵＳＢケーブルと、
    前記ＵＳＢケーブルに接続され、前記複数の電圧から一つの電源電圧を選択する電圧選択信号に基づき給電動作を行う、ホストと、
    前記ＵＳＢケーブルを介して前記ホストに接続され、前記ホストとの間で設定配線を介した前記電圧選択信号の供給を含むパワーデリバリー通信を行う、ＵＳＢデバイスと、
    を備え、
    前記ＵＳＢケーブルは、第１セキュリティ情報を保持する第１制御部と、給電時の電流容量を前記ホストへ通知する通知部とを有し、
    前記ＵＳＢデバイスは、第２セキュリティ情報を保持する第３制御部を有し、
    前記ホストは、前記設定配線を介して受け取った前記第１セキュリティ情報を用いて前記ＵＳＢケーブルの認証を行うとともに、前記設定配線を介して受け取った前記第２セキュリティ情報を用いて前記ＵＳＢデバイスの認証を行う、第２制御部を有し、
    前記ホストは、前記ＵＳＢケーブル及び前記ＵＳＢデバイスの認証が成功した場合に、前記電流容量を参照して、前記パワーデリバリー通信で確立された電力を、前記ＵＳＢケーブルを介して前記ＵＳＢデバイスへ供給する、
    給電システム。
  2. 前記第１制御部は、前記通知部に設けられている、
    請求項１に記載の給電システム。
  3. 前記第２制御部は、第３セキュリティ情報を保持し、
    前記第３制御部は、前記設定配線を介して受け取った前記第１セキュリティ情報を用いて前記ＵＳＢケーブルの認証を行うとともに、前記設定配線を介して受け取った前記第３セキュリティ情報を用いて前記ホストの認証を行い、
    前記ＵＳＢデバイスは、前記ＵＳＢケーブル及び前記ホストの認証が成功した場合に、前記パワーデリバリー通信で確立された電力を、前記ＵＳＢケーブルを介して前記ホストへ供給する、
    請求項１又は２に記載の給電システム。
  4. 前記第１制御部は、前記第１セキュリティ情報として公開鍵認証方式における公開鍵と秘密鍵の鍵ペアを保持し、
    前記第２制御部は、前記第１制御部から受け取った前記公開鍵を用いて、チャレンジアンドレスポンス方式で前記ＵＳＢケーブルの認証を行う、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電システム。
  5. 前記ＵＳＢケーブルの認証が成功しなかった場合、前記ホストは既定の電源電圧を前記ＵＳＢケーブルへ供給する、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の給電システム。
  6. ＵＳＢインターフェースを介して、複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択して給電動作を行う給電システムであって、
    複数の電源電圧から一つの電源電圧を選択するためのパワーデリバリー通信を行う設定配線を有するＵＳＢケーブルと、
    前記設定配線に接続され、第１セキュリティ情報を保持する第１制御部を有するホストと、
    前記設定配線に接続され、第２セキュリティ情報を保持する第２制御部を有するＵＳＢデバイスと、
    前記ホストに設けられ、前記設定配線を介して受け取った前記第２セキュリティ情報を用いて前記ＵＳＢデバイスの認証を行う第１認証部と、
    前記ＵＳＢデバイスに設けられ、前記設定配線を介して受け取った前記第１セキュリティ情報を用いて前記ホストの認証を行う第２認証部と、を備え、
    前記ホストと前記ＵＳＢデバイスとが接続されたときに、前記第１認証部による前記ＵＳＢデバイスの認証と前記第２認証部による前記ホストの認証のいずれかを行い、
    認証を行った前記第１認証部又は前記第２認証部は、前記ＵＳＢデバイス又は前記ホストの認証を行うとともに、前記ＵＳＢケーブルの認証を実行し、
    認証を行った前記ホスト又は前記ＵＳＢデバイスは、前記ホスト又は前記ＵＳＢデバイスの認証と前記ＵＳＢケーブルの認証とが成功した場合に、前記パワーデリバリー通信で確立された電力を、認証された前記ホスト又は前記ＵＳＢデバイスのいずれかへ供給する、
    給電システム。
  7. 第１セキュリティ情報を保持する第１制御部を有するＵＳＢケーブルと、
    設定配線を介して接続され、前記設定配線を通じて電力供給に関する通信を行うホスト及びＵＳＢデバイスと、を備え、
    前記ＵＳＢデバイスは、第２セキュリティ情報を保持する第２制御部を有し、
    前記ホストは、前記第１制御部から前記第１セキュリティ情報を受け取り、前記第１セキュリティ情報を用いて前記ＵＳＢケーブルの認証を行うとともに、前記第２制御部から前記第２セキュリティ情報を受け取り、前記第２セキュリティ情報を用いて前記ＵＳＢデバイスの認証を行う第３制御部を有し、
    前記ホストによって前記ＵＳＢケーブル及び前記ＵＳＢデバイスに対する認証が成功した場合に、前記通信によってソース側デバイスと認定された前記ホストおよび前記ＵＳＢデバイスのいずれか一方は、シンク側デバイスと認定された前記ホストおよび前記ＵＳＢデバイスの他方からの電圧選択信号に基づいて、前記ＵＳＢケーブルを介して、前記シンク側デバイスに対する給電動作を行う、
    給電システム。
  8. 前記第１制御部は前記設定配線に接続され、前記設定配線を介して前記第１セキュリティ情報を前記ホストに送信する、請求項７に記載の給電システム。
  9. 前記ホストと前記ＵＳＢデバイスとの間は前記設定配線とは異なる電源配線が接続されており、前記ソース側デバイスと認定された前記ホストおよび前記ＵＳＢデバイスのいずれか一方は、前記電源配線を介して、前記シンク側デバイスと認定された前記ホストおよび前記ＵＳＢデバイスの他方に前記電圧選択信号に基づいた電圧を出力する、請求項７又は８に記載の給電システム。
JP2015156674A 2015-08-07 2015-08-07 給電システム Active JP6550296B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015156674A JP6550296B2 (ja) 2015-08-07 2015-08-07 給電システム
TW105120187A TW201725475A (zh) 2015-08-07 2016-06-27 供電系統及供電控制方法
US15/203,405 US10310576B2 (en) 2015-08-07 2016-07-06 Power feeding system and power feed control method
KR1020160099359A KR102656498B1 (ko) 2015-08-07 2016-08-04 급전 시스템 및 급전 제어 방법
EP16182724.1A EP3128394A1 (en) 2015-08-07 2016-08-04 Power feeding system and power feed control method
CN201610638076.6A CN106445860A (zh) 2015-08-07 2016-08-05 电力馈送系统和电力馈送控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015156674A JP6550296B2 (ja) 2015-08-07 2015-08-07 給電システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017038429A JP2017038429A (ja) 2017-02-16
JP6550296B2 true JP6550296B2 (ja) 2019-07-24

Family

ID=56611201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015156674A Active JP6550296B2 (ja) 2015-08-07 2015-08-07 給電システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10310576B2 (ja)
EP (1) EP3128394A1 (ja)
JP (1) JP6550296B2 (ja)
KR (1) KR102656498B1 (ja)
CN (1) CN106445860A (ja)
TW (1) TW201725475A (ja)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11797469B2 (en) 2013-05-07 2023-10-24 Snap-On Incorporated Method and system of using USB user interface in electronic torque wrench
JP2017085853A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 キヤノン株式会社 電子機器及び電子機器の制御方法
JP6561810B2 (ja) * 2015-12-08 2019-08-21 富士通クライアントコンピューティング株式会社 情報処理装置、拡張ユニット及び情報処理システム
US10452849B2 (en) * 2016-03-28 2019-10-22 Brydge Technologies LLC Method and apparatus for isolating an electronic device from external data signals
TWI587124B (zh) * 2016-06-03 2017-06-11 台達電子工業股份有限公司 USB Type-C轉接模組及其啟動方法
CN106537719B (zh) * 2016-08-15 2020-01-10 北京小米移动软件有限公司 电子设备、充电器、充电系统及充电方法
JP6792389B2 (ja) * 2016-09-16 2020-11-25 キヤノン株式会社 電子機器及び電子機器の制御方法
JP6752675B2 (ja) * 2016-10-12 2020-09-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、半導体装置の制御方法および半導体システム
CN108321858B (zh) * 2017-01-16 2021-06-29 华硕电脑股份有限公司 充电保护装置及其方法
CN107783929A (zh) * 2017-03-31 2018-03-09 威盛电子股份有限公司 电子标示器与相关的缆线和方法
JP6878102B2 (ja) * 2017-04-07 2021-05-26 キヤノン株式会社 電子機器及びその制御方法
JP6768590B2 (ja) * 2017-04-25 2020-10-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Ｕｓｂ試験装置およびｕｓｂ受電装置
JP6989308B2 (ja) * 2017-07-06 2022-01-05 ローム株式会社 ワイヤレス送電装置およびそれを用いたワイヤレス充電器
JP6943668B2 (ja) 2017-07-28 2021-10-06 ローム株式会社 電子機器
WO2019027471A1 (en) 2017-08-04 2019-02-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. MULTI-MODE INTERFACES HAVING SECURE ALTERNATIVE MODES
JP2019087089A (ja) * 2017-11-08 2019-06-06 ルネサスエレクトロニクス株式会社 給電システムおよびそれに用いられる半導体装置
US10601419B2 (en) * 2017-11-24 2020-03-24 Etron Technology, Inc. Switch circuit applied to a power delivery integrated circuit
TWI662772B (zh) * 2018-02-13 2019-06-11 台達電子工業股份有限公司 適配連接線、適配模組及其操作方法
WO2019198352A1 (ja) * 2018-04-11 2019-10-17 キヤノン株式会社 電子機器及び電子機器の制御方法、プログラム
JP7256646B2 (ja) 2018-04-11 2023-04-12 キヤノン株式会社 電子機器及び電子機器の制御方法、プログラム
JP2019213325A (ja) * 2018-06-04 2019-12-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 コントローラ、制御方法、制御プログラム
JP7130463B2 (ja) * 2018-06-25 2022-09-05 キヤノン株式会社 電子機器および電子機器の制御方法
US11102203B1 (en) * 2018-10-02 2021-08-24 Silego Technology Inc. Method of authenticating a device
KR102597599B1 (ko) * 2018-11-26 2023-11-03 삼성전자 주식회사 고속 충전 및 오디오 신호 송수신 기능을 지원하는 전자 장치
EP4646993A3 (en) * 2019-01-13 2026-01-07 Stryker Corporation Systems and methods for connecting a medical imaging device to a medical imaging controller
US11687682B2 (en) * 2019-08-13 2023-06-27 International Business Machines Corporaton Computing device security cable
CN112581142B (zh) 2019-09-29 2023-01-06 比亚迪股份有限公司 信息读取系统和方法
CN112583063B (zh) * 2019-09-30 2023-04-07 北京大瞬科技有限公司 控制器、充电线缆、识别充电线缆类型的系统及方法
JP7459479B2 (ja) * 2019-10-31 2024-04-02 ブラザー工業株式会社 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及びプログラム
CN111509818B (zh) * 2020-05-29 2022-06-24 维沃移动通信有限公司 充电器、数据线和充电设备
JP7461807B2 (ja) * 2020-06-22 2024-04-04 キヤノン株式会社 受電装置および制御方法
JP7515314B2 (ja) * 2020-06-24 2024-07-12 キヤノン株式会社 電子機器および制御方法
US11416639B2 (en) * 2020-06-29 2022-08-16 Nuvoton Technology Corporation PQA unlock
CN111817382B (zh) * 2020-07-14 2022-02-08 维沃移动通信有限公司 充电器、数据线和充电设备
CN116057523B (zh) * 2020-07-23 2025-11-18 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于usb c型认证用的软件狗
JP7547112B2 (ja) 2020-08-07 2024-09-09 キヤノン株式会社 電子機器、制御方法、プログラム
JP7547156B2 (ja) * 2020-10-12 2024-09-09 キヤノン株式会社 給電機器および制御方法
JP7518731B2 (ja) * 2020-11-04 2024-07-18 キヤノン株式会社 電子機器および制御方法
CN112463674B (zh) * 2020-11-09 2024-02-06 Oppo广东移动通信有限公司 信息读取方法、设备、线缆、充电系统及计算机存储介质
JP7545304B2 (ja) * 2020-11-25 2024-09-04 キヤノン株式会社 電子機器および制御方法
CN112769196B (zh) * 2021-02-04 2023-06-20 维沃移动通信有限公司 一种充电控制方法、装置、电子设备及充电器
CN113725972B (zh) * 2021-08-31 2025-02-18 维沃移动通信有限公司 连接线、充电控制方法、充电控制装置和电子设备
KR102700349B1 (ko) * 2023-05-31 2024-08-28 이규영 Usb-if 규격에 따라 제작된 c타입 usb 케이블의 정품 인증 시스템 및 그 방법
JP2025000329A (ja) * 2023-06-19 2025-01-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載装置、プログラム及び情報処理方法
JP2025066470A (ja) * 2023-10-11 2025-04-23 キヤノン株式会社 電子機器、制御方法およびプログラム
CN120260455A (zh) 2024-01-04 2025-07-04 纬联电子科技(中山)有限公司 显示装置以及用于显示装置的操作方法
TWI908635B (zh) * 2025-03-19 2025-12-11 嘉雨思科技股份有限公司 高效能低功耗主動式傳輸電纜架構

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4925496B2 (ja) * 2000-04-20 2012-04-25 ソニー株式会社 電源システムと電子機器と電源供給装置および電源供給方法
JP2002237972A (ja) * 2001-02-07 2002-08-23 Canon Inc デジタルカメラ及び制御方法
US6975092B2 (en) * 2003-07-03 2005-12-13 Dell Products L.P. Encrypted response smart battery
US20070143864A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Symbol Technologies, Inc. Methods and apparatus for power source authentication
GB2489344B (en) * 2007-06-15 2012-12-05 Apple Inc circuitry and method for regulating a power supply signal
US8095713B2 (en) 2007-09-04 2012-01-10 Apple Inc. Smart cables
US8238811B2 (en) * 2008-09-08 2012-08-07 Apple Inc. Cross-transport authentication
US8370959B2 (en) * 2009-07-23 2013-02-05 Cisco Technology, Inc. Connection device authentication
JP2011215955A (ja) 2010-03-31 2011-10-27 Toshiba Corp 通信システム、通信装置、及び電力供給方法
US9224359B2 (en) * 2011-09-26 2015-12-29 Google Technology Holdings LLC In-band peripheral authentication
US10834820B2 (en) * 2013-08-06 2020-11-10 Bedrock Automation Platforms Inc. Industrial control system cable
US9459670B2 (en) * 2012-09-07 2016-10-04 Apple Inc. Adapter for use with a portable electronic device
JP2015052989A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 住友電工システムソリューション株式会社 ホスト機器および車載器
US10114401B2 (en) * 2013-11-18 2018-10-30 Infineon Technologies Ag System and method for a serial bus interface
US9690955B2 (en) * 2014-06-18 2017-06-27 Texas Instruments Incorporated Tunneling messages over an USB to control power delivery

Also Published As

Publication number Publication date
US20170038810A1 (en) 2017-02-09
EP3128394A1 (en) 2017-02-08
JP2017038429A (ja) 2017-02-16
KR20170017784A (ko) 2017-02-15
KR102656498B1 (ko) 2024-04-12
TW201725475A (zh) 2017-07-16
US10310576B2 (en) 2019-06-04
CN106445860A (zh) 2017-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6550296B2 (ja) 給電システム
CN111869249B (zh) 针对中间人攻击的安全ble just works配对方法
US10681540B2 (en) Communication network system, transmission node, reception node, and message checking method
TWI392172B (zh) 智慧型電纜
CN104170312B (zh) 用于使用硬件安全引擎通过网络进行安全通信的方法和设备
EP3073668B1 (en) Apparatus and method for authenticating network devices
CN106464690B (zh) 一种安全认证方法、配置方法以及相关设备
CN106330857B (zh) 具有证书的客户端设备及相关方法
CN108012580A (zh) 电子网络设备
EP1886438A1 (en) Method for inclusive authentication and management of service provider, terminal and user identity module, and system and terminal device using the method
CN115037474B (zh) Usb pd协议芯片以及身份验证方法
CN117220895A (zh) 用于车辆中可服务电子部件的公钥基础设施的方法和系统
CN111903010A (zh) 连接器系统、连接器和连接方法
KR102700349B1 (ko) Usb-if 규격에 따라 제작된 c타입 usb 케이블의 정품 인증 시스템 및 그 방법
CN211456730U (zh) 识别芯片、接口、传输线、充电器及充电系统
CN116032548A (zh) 物联网的接入认证方法、装置、终端设备及网关设备
CN115021957B (zh) 变电站网络设备接入认证方法及其系统、芯片、网络设备
JP4791535B2 (ja) 汎用ブートストラッピング・アーキテクチャ（ｇｂａ）において、移動ノードの識別子を認証のプリファレンスと共に提供する装置、方法およびコンピュータ・プログラム
CN119814422A (zh) 通信设备的验证方法、装置和存储介质
CN112925532B (zh) 一种软件安装方法、信息发送方法及装置
CN119670061A (zh) 电池单元保护方法和电池系统
CN118764856A (zh) 光储充设备入网方法及光储充系统
CN115103355A (zh) 计算机信息安全传输方法及可读存储介质
CN121239409A (zh) 固件数据的加密方法、校验方法、加解密芯片及系统
CN118972353A (zh) 一种数据同步的方法、装置、设备、芯片和存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180511

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190701

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6550296

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150