JP7259371B2 - 回路装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば回路装置および電子機器に関する。

従来より、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）を用いてデータ転送を制御する技術としては、例えば特許文献１に記載された技術が知られている。ＵＳＢを用いてデータ転送する場合に、制御側のホスト装置と被制御側のデバイス装置との間に回路装置が設けられる場合がある。

特開２００７－７３０３６号公報

しかしながら、デバイス装置が切断後、当該デバイス装置が再接続されると、当該デバイス装置がＦS_IDLEと呼ばれる状態となり、この状態を回路装置は、テスト信号が送出されたと誤判定してしまう可能性があった。

本発明の一態様に係る回路装置は、ＵＳＢ規格の第１バスが接続される第１物理層回路と、前記ＵＳＢ規格の第２バスが接続される第２物理層回路と、前記第１バスと前記第２バスとの間の接続をオンまたはオフにするバススイッチ回路と、前記第１バスから前記第１物理層回路を介して受信したパケットを、前記第２物理層回路を介して前記第２バスに送信し、前記第２バスから前記第２物理層回路を介して受信したパケットを、前記第１物理層回路を介して前記第１バスに送信する転送処理を、前記バススイッチ回路がオフしている期間において実行する処理回路と、前記第１バスと前記第２バスとをモニターするバスモニター回路と、を有し、前記第１物理層回路は、前記第１バスでのデバイス切断を検出する第１切断検出回路を含み、前記バスモニター回路は、前記第１バスにテスト信号が出力されたか否かを検出する第１テスト信号検出回路を含み、前記第１切断検出回路による前記デバイス切断の検出が無効化されたとき、前記第１テスト信号検出回路による前記テスト信号の検出が無効化される。

実施形態に係る回路装置と他の装置との接続を示す図である。 回路装置における要部構成と他の装置との接続を示す図である。 回路装置の構成を示す図である。 回路装置の動作例を示す図である。 回路装置と他の装置とにおける転送経路を示す図である。 回路装置と他の装置とにおける転送経路を示す図である。 比較例に係る回路装置の構成を示す図である。 回路装置における接続の一例を示す図である。 比較例に係る回路装置の動作例を示す図である。 回路装置における接続の一例を示す図である。 比較例に係る回路装置の動作例を示す図である。 回路装置における接続の一例を示す図である。 比較例に係る回路装置の動作例を示す図である。 比較例に係る回路装置の動作例を示す図である。 実施形態に係る回路装置を適用した電子機器の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る回路装置について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る回路装置１０ａとホスト装置２とデバイス装置４との接続を示す図である。
この図に示されるように、回路装置１０ａには、ホスト装置２がバスＢＳ１を介して接続され、デバイス装置４がバスＢＳ２を介して接続される。ここで、回路装置１０ａは、ホスト装置２とデバイス装置４との間でＵＳＢ中継器として機能する。

デバイス装置４とは、具体的には、例えばメモリーカードや、ブルートゥース（登録商標）機器、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）などであり、ホスト装置２によって制御される装置をいう。バスＢＳ１、ＢＳ２は、差動で伝送する信号ＤＰ、ＤＭなどの信号線を含むＵＳＢ規格のバスである。
なお、バスＢＳ１は第１バスの一例であり、バスＢＳ２は第２バスの一例である。バスＢＳ１、ＢＳ２には、電源ＶＢＵＳ、ＧＮＤの信号線を含むことができる。また、本実施形態はこのような接続に限定されない。

図２は、回路装置１０ａの概略構成を示すブロック図である。図２において、回路装置１０ａは、物理層回路１１、１２と、処理回路２０と、バスモニター回路３０と、バススイッチ回路４０とを含む。
なお、物理層回路１１は第１物理層回路の一例であり、物理層回路１２は第２物理層回路の一例である。また、図２において、物理層回路１１には、物理層回路１２と区別するために「１」が付されている。同様に、物理層回路１２には、物理層回路１１と区別するために「２」が付されている。

物理層回路１１にはバスＢＳ１が接続され、物理層回路１２にはバスＢＳ２が接続される。物理層回路１１、１２は、物理層のアナログ回路により構成される。物理層のアナログ回路とは、例えば送信回路、受信回路、各種の検出回路、プルアップ抵抗などである。
バスモニター回路３０は、物理層回路１１から出力される信号に基づいてバスＢＳ１をモニターし、物理層回路１２から出力される信号に基づいてバスＢＳ２をモニターして、当該モニター結果に基づいて信号Ｓwcをバススイッチ回路４０に出力する。
バススイッチ回路４０は、信号Ｓwcにしたがって、バスＢＳ１およびＢＳ２の間においてオンまたはオフにする。詳細には、バススイッチ回路４０は、信号ＳwcがＨレベルであればオンし、信号ＳwcがＬレベルであればオフする。

また、バスモニター回路３０は、バスＢＳ１およびバスＢＳ２のモニター結果に基づいて動作モードを決定する。動作モードは、ＵＳＢ規格におけるＨＳ（High Speed）モードと、ＦＳ（Full Speed）モードとであり、バスモニター回路３０は、決定した動作モードを後述する信号Ｍodで通知する。

また、バスモニター回路３０は、バスＢＳ１およびバスＢＳ２のモニター結果に基づいて、ＨＳモードが不可能であると判定したら、信号ＳwcをＨレベルにして、バススイッチ回路４０をオンにさせる。バススイッチ回路４０がオンであれば、図５に示されるように、ホスト装置２とデバイス装置４との間において、パケット等が処理回路２０をバイパスする経路ＴＲ１にて転送される。
バスモニター回路３０は、バスＢＳ１およびバスＢＳ２のモニター結果に基づいて、ＨＳモードが可能であると判定したら、信号ＳwcをＬレベルにして、バススイッチ回路４０をオフにさせる。バススイッチ回路４０がオフであれば、図６に示されるように、ホスト装置２とデバイス装置４との間において、パケット等が処理回路２０を経由する経路ＴＲ２にて転送される。

処理回路２０は、転送処理などの各種の処理を実行する回路であり、ゲートアレイなどのロジック回路などにより構成される。なお、処理回路２０をＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサーにより構成してもよい。
処理回路２０は、詳細には、バスＢＳ１の物理層回路１１を介して受信したパケットを、物理層回路１２を介してバスＢＳ２に送信し、また、バスＢＳ２から物理層回路１２を介して受信したパケットを、物理層回路１１を介してバスＢＳ１に送信する。処理回路２０は、転送処理の際において、パケットのビットの再同期化などの処理も実行する。
なお、処理回路２０は、転送処理等を、バススイッチ回路４０がオフしている期間の一部または全部においてパケットのフォーマットを変更することなく実行する。

図３は、回路装置１０ａの構成についてより詳細に示す図である。図３において、バスモニター回路３０は、タイマー３０１、テスト信号検出回路３０２および３０２を含む。また、物理層回路１１は、ＳＯＦ検出回路１１１、パケット出力回路１１２、テスト信号出力回路１１３および切断検出回路１１４を含む。物理層回路１２についても、物理層回路１１と同様に、ＳＯＦ検出回路１２１、パケット出力回路１２２、テスト信号出力回路１２３および切断検出回路１２４を含む。
なお、図３において、物理層回路１１に設けられる要素には、物理層回路１２に設けられる要素と区別するために「１」が付されている。同様に、物理層回路１２には、物理層回路１１に設けられる要素と区別するために「２」が付されている。

パケット出力回路１１２は、ＨＳモードである場合に、バスＢＳ２に供給されたパケットを、処理回路２０を介して反対側のバスＢＳ１に出力するために用いられる。パケット出力回路１２２は、ＨＳモードである場合に、バスＢＳ１に供給されたパケットを、処理回路２０を介して反対側のバスＢＳ２に出力するために用いられる。
なお、この例ではパケットの振幅レベルが任意の範囲で増幅可能となっている。

ＵＳＢ規格で転送される信号のデータは、「フレーム」を単位として構成され、さらに、この「フレーム」は、ＳＯＦ（Start of Frame）と呼ばれるパケットに続く複数の「トランザクション」から構成される。「トランザクション」は、有意のデータの送受信が完了する単位であり、複数のパケットから構成される。パケットは、ＵＳＢ規格で転送されるデータの最小単位であり、ＳＯＦを含むいくつかの種類に分けられる。
パケットには、ＰＩＤ（Packet IDentifier）が含まれ、ＰＩＤは、当該パケットの種類を示す。あるパケットがＳＯＦであるか否かは、当該パケットに含まれるＰＩＤによって特定される。また、ＥＯＰ（End Of Packet）は、パケットの終端部であることを示す。なお、ＳＯＦのＥＯＰでは、差動信号を構成する信号ＤＰ、ＤＭの振幅レベルが所定の時間にわたって固定化されるので、このＥＯＰの振幅レベルを、しきい値としての切断検出レベルと比較することで、デバイス切断を検出することができる。

ＵＳＢでは、ホスト装置やデバイス装置にも同様な物理層回路が設けられている。特に図示しないが、デバイス装置等の物理層回路では、終端抵抗が設けられており、例えばデバイス装置４が切断されると、回路装置１０ａからは、デバイス装置４の終端抵抗が取り外されるので、信号ＤＰ、ＤＭの信号振幅が大きくなる。このため、信号ＤＰ、ＤＭの振幅レベルが切断検出レベルを超えた場合に、デバイス切断であると検出することができる。

ＳＯＦ検出回路１１１は、バスモニター回路３０から出力される信号Ｍodで示される動作モードがＦＳモードからＨＳモードに切り替わると、イネーブル状態、すなわち動作状態になる。また、ＳＯＦ検出回路１１１は、バスＢＳ１のパケットに含まれるＰＩＤを逐一解析し、この解析において、ＳＯＦを検出すると、当該検出した旨を検出信号Ｓ_det1によって、バスモニター回路３０および切断検出回路１２４に通知する。
ＳＯＦ検出回路１２１についても同様に、動作モードがＨＳモードに切り替わると、イネーブル状態になり、バスＢＳ２に供給されるパケットにおいて、ＳＯＦを検出すると、当該ＳＯＦを検出した旨を検出信号Ｓ_det2によって、バスモニター回路３０および切断検出回路１１４に通知する。
これにより、バスモニター回路３０は、ホスト装置２が、バスＢＳ１、ＢＳ２のどちらに接続されているかを認識することができる。図１の接続例では、ホスト装置２が、バスＢＳ１に接続されていると認識される。

バスモニター回路３０は、検出信号Ｓ_det1をクロックに同期させて切断検出回路１２４に供給し、検出信号Ｓ_det2をクロックに同期させて切断検出回路１１４に供給する構成となっている。なお、この構成において、切断検出回路１１４、１２４のうち、ＳＯＦが検出されていない方の切断検出回路が原則として動作状態になる。図１の接続例では、ホスト装置２が、バスＢＳ１に接続されているので、ＳＯＦが検出されない方とは、バスＢＳ２に対応する切断検出回路１２４である。したがって、図１の接続例において、ＨＳモードであれば、切断検出回路１２４が原則として動作状態になる。

切断検出回路１１４は、動作状態において、バスＢＳ１に出力されるＳＯＦのＥＯＰの振幅レベルを検出する。切断検出回路１１４は、ＥＯＰの振幅レベルが切断検出レベルを超えていれば、バスＢＳ１に接続されていた装置が切断されたと判定し、検出信号ＨC_det1をＨレベルで出力する。
なお、切断検出回路１１４は、外部から端子Ｎ１を介して供給される切断検出無効信号Ｃd_iv1がＨレベルである場合、例外として無効状態、例えば停止状態となる。

切断検出回路１２４についても、同様に動作状態において、バスＢＳ２に出力されるＳＯＰのＥＯＰの振幅レベルを検出して、バスＢＳ２に接続された装置が切断されたか否かを判定し、切断された判定すれば、検出信号ＨC_det2をＨレベルで出力する。
なお、切断検出回路１２４は、外部から端子Ｎ２を介して供給される切断検出無効信号Ｃd_iv2がＨレベルである場合、例外として無効状態となる。

切断検出の判定に使用する切断検出レベルは、５２５ｍＶ～６２５ｍＶの範囲内で設定可能である。
また、バスモニター回路３０は、切断検出回路１１４または１２４からデバイス切断が通知された場合、動作モードをＦＳモードとする信号Ｍodを出力するとともに、信号ＳwcをＨレベルにしてバススイッチ回路４０をオンさせる。このオンにより、ホスト装置２とデバイス装置４との間で転送されるパケット等の信号の経路が、処理回路２０を介した経路ＴＲ２からバススイッチ回路４０を介した経路ＴＲ１に切り替わる。

テスト信号検出回路３１１は、動作モードがＨＳモードであるときにバスＢＳ１に送出された信号をタイマー３０１によるクロックでサンプリングし、テスト信号Ｔest_Jを検出したら、検出信号ＴJ_det1をＨレベルで出力し、テスト信号Ｔest_Kを検出したら、検出信号ＴK_det1をＨレベルで出力する。
検出信号ＴJ_det1は、ＡＮＤ回路５２における入力端の一方を介して、テスト信号出力回路１２３に供給され、検出信号ＴK_det1は、ＡＮＤ回路６２における入力端の一方を介してテスト信号出力回路１２３に供給される。
なお、テスト信号検出回路３１１は、切断検出無効信号Ｃd_iv1がＨレベルであれば、無効状態、すなわちバスＢＳ１のテスト信号Ｔest_J、Ｔest_Kを検出しない状態となる。

テスト信号検出回路３１２は、動作モードがＨＳモードであるときにバスＢＳ２に送出された信号をタイマー３０１によるクロックでサンプリングし、テスト信号Ｔest_Jを検出したら、検出信号ＴJ_det2をＨレベルで出力し、テスト信号Ｔest_Kを検出したら、検出信号ＴK_det2をＨレベルで出力する。
検出信号ＴJ_det2は、ＡＮＤ回路５１における入力端の一方を介して、テスト信号出力回路１１３に供給され、検出信号ＴK_det2は、ＡＮＤ回路６２における入力端の一方を介してテスト信号出力回路１１３に供給される。
なお、テスト信号検出回路３１２は、切断検出無効信号Ｃd_iv2がＨレベルであれば、無効状態となる。

テスト信号Ｔest_JおよびＴest_Kとは、ＵＳＢ規格のＨＳテストモードにおいて出力される信号であり、このうち、テスト信号Ｔest_Jは、ＤＰ＝４００ｍＶ、ＤＭ＝０ｍＶの信号であり、テスト信号Ｔest_Kは、ＤＰ＝０ｍＶ、ＤＭ＝４００ｍＶの信号である。すなわち、テスト信号Ｔest_JおよびＴest_Kは、いずれも直流成分となる信号である。

テスト信号出力回路１１３は、ＡＮＤ回路５１を介して供給される検出信号ＴJ_det2がＨレベルであれば、バスＢＳ１にテスト信号Ｔest_Jを出力し、ＡＮＤ回路６１を介して供給される検出信号ＴK_det2がＨレベルであれば、バスＢＳ１にテスト信号Ｔest_Kを出力する。
同様に、テスト信号出力回路１２３は、ＡＮＤ回路５２を介して供給される検出信号ＴJ_det1がＨレベルであれば、バスＢＳ２にテスト信号Ｔest_Jを出力し、ＡＮＤ回路６２を介して供給される検出信号ＴK_det1がＨレベルであれば、バスＢＳ２にテスト信号Ｔest_Kを出力する。

初期化信号Ｉniは、端子Ｎ０を介して外部装置、例えばホスト装置２から供給される。初期化信号Ｉniは、バスモニター回路３０を初期化し、信号の転送を経路ＴＲ１に切り替えるために用いられる。この例では、初期化信号ＩniがＨレベルとなったときに、初期化が実行される。

切断検出無効信号Ｃd_iv1は、端子Ｎ１を介して外部装置から供給される。切断検出無効信号Ｃd_iv1については、端子Ｎ１を回路基板上においてＨレベルまたはＬレベルのいずれかの配線に接続して、固定化した構成でもよい。
切断検出無効信号Ｃd_iv1は、切断検出回路１１４とテスト信号検出回路３１１とに供給される。さらに、切断検出無効信号Ｃd_iv1は、ＮＯＴ回路９１による論理反転を経てＡＮＤ回路８１における入力端の他方と、ＮＯＴ回路７２による論理反転を経てＡＮＤ回路５２における入力端の他方およびＡＮＤ回路６２における入力端の他方と、に供給される。
したがって、切断検出無効信号Ｃd_iv1がＨレベルであれば、切断検出回路１１４およびテスト信号検出回路３１１が無効状態になるとともに、切断検出回路１１４から出力される検出信号ＨC_det1が遮断され、テスト信号検出回路３１１から出力される検出信号ＴJ_det1、ＴK_det1が遮断される。

切断検出無効信号Ｃd_iv2は、端子Ｎ２を介して外部装置から供給される。切断検出無効信号Ｃd_iv2については、端子Ｎ２を回路基板上においてＨレベルまたはＬレベルのいずれかの配線に接続して、固定化した構成でもよい。
切断検出無効信号Ｃd_iv2は、切断検出回路１２４とテスト信号検出回路３１２とに供給される。また、切断検出無効信号Ｃd_iv2は、ＮＯＴ回路９２による論理反転を経てＡＮＤ回路８２における入力端の他方と、ＮＯＴ回路７１による論理反転を経てＡＮＤ回路５１における入力端の他方およびＡＮＤ回路６１における入力端の他方と、に供給される。
したがって、切断検出無効信号Ｃd_iv2がＨレベルであれば、切断検出回路１２４およびテスト信号検出回路３１２が無効状態になるとともに、切断検出回路１２４から出力される検出信号ＨC_det2が遮断され、テスト信号検出回路３１２から出力される検出信号ＴJ_det2、ＴK_det2が遮断される。

なお、切断検出無効信号Ｃd_iv1は、第１切断検出無効信号の一例であり、切断検出無効信号Ｃd_iv2は、第２切断検出無効信号の一例である。
切断検出回路１１４は第１切断検出回路の一例であり、切断検出回路１２４は第２切断検出回路の一例である。また、テスト信号検出回路３１１は第１テスト信号検出回路の一例であり、テスト信号検出回路３１２は第２テスト信号検出回路の一例であり、テスト信号出力回路１１３は第１テスト信号出力回路の一例であり、テスト信号出力回路１２３は第２テスト信号出力回路の一例である。
ただし、回路装置１０ａは、対称性を有するので、どちらが第１または第２であるかについては、意味を持たない。

ＵＳＢ規格において、一端がホスト装置に接続されたＵＳＢケーブルの他端で測定されるアイパターンとしては、当該ＵＳＢケーブルによる減衰を考慮してfar-endという開口の小さなパターンが許容されている。
一方、例えばホスト装置２が車載用であれば、ホスト装置から、車内のコンソールなどに設けられコネクタまでＵＳＢケーブルで接続し、当該コネクタにさらにデバイス装置が接続される構成が想定される。このような構成において、当該コネクタで測定されるアイパターンには、near-endというパターンが要求されるため、上記ＵＳＢケーブルでの減衰分を考慮する必要がある。

このような減衰分を補償するために、ホスト装置２とコンソールのコネクタとの間に回路装置１０ａが設けられる。詳細には、図８に示されるように、ホスト装置２と回路装置１０ａとが回路基板に実装されるとともに、回路装置１０ａからコネクタＣまでＵＳＢケーブルで接続し、当該コネクタＣにさらにデバイス装置４が接続される構成が採用される。
この構成によれば、ホスト装置２から送出されたパケットの振幅レベルに、回路装置１０ａの振幅調整機能によってＵＳＢケーブルでの減衰分が予め上乗せされるので、ＵＳＢケーブルでの減衰分を補償することができる。

ここで、本実施形態に係る回路装置１０ａの優位性を説明する前に、比較例に係る回路装置１０ｂについて説明する。

図７は、比較例に係る回路装置１０ｂの構成を示す図である。図７に示される回路装置１０ｂが、図３に示される回路装置１０ａと相違する点は、切断検出無効信号Ｃd_iv1によってテスト信号検出回路３１１が無効状態にされず、切断検出無効信号Ｃd_iv2によってテスト信号検出回路３１２の無効状態されない第１の点と、第２に、検出信号ＴJ_det1、ＴK_det1がテスト信号出力回路１２３に直接供給され、検出信号ＴJ_det2、ＴK_det2がテスト信号出力回路１１３に直接供給される第２の点と、である。
なお、第２の点に関連して、図７に示される回路装置では、図３におけるＡＮＤ回路５１、５２、６１、６２、ＮＯＴ回路７１、７２が設けられていない。

また、比較例に係る回路装置１０ｂにおいても、図８に示されるように、コネクタＣまでを接続するＵＳＢケーブルが比較的短い場合を想定してみる。コンソールのコネクタＣで測定される波形Ｗ１のアイパターンには、同図において（ｂ）で示されるようなnear-endが要求されるが、ＵＳＢケーブルが比較的短い場合、パケット出力回路１１２による振幅レベルの増幅分は小さくてよいので、切断検出レベルに満たない範囲での振幅調整した波形Ｗ０によってコネクタＣでのnear-endの要求を満たすことができる。
なお、同図の（ａ）は、回路装置１０ａまたは１０ｂを測定点としたアイパターンを示している。アイパターンにおいて、ハッチングを付した領域ＡＲは、信号ＤＰ、ＤＭで示される波形Ｗ０、Ｗ１が重なってはいけない禁止領域を示す。

図９は、比較例に係る回路装置１０ｂの動作を示す図である。
ここでは、説明を簡略化するために、ホスト装置２から回路装置１０ｂに送出されたＨＳパケット、すなわちＨＳモードでのパケットとしてＳＯＦのみが出力されているものとする。なお、図９では、このパケットＳＯＦを時間の順で区別するために、ＳＯＦ１、ＳＯＦ２、ＳＯＦ３、…と表記している。

ホスト装置２から送信されて回路装置１０ｂに転送されたＨＳパケットのうち、デバイス装置４が接続された状態で転送されたパケットＳＯＦ１、ＳＯＦ２では、バスＢＳ２でのＥＯＰの振幅が切断検出レベルＤ_th未満である。時刻ｔ11においてデバイス装置４が実際に切断されると、バスＢＳ２におけるパケットＳＯＦ３のＥＯＰの振幅は切断検出レベルＤ_thを超えることになる。回路装置１０ｂでは、バスＢＳ２におけるＥＯＰの振幅上昇が切断検出回路１２４により検出されて、デバイス切断が発生したと判定される。この判定により、バスモニター回路３０は、時刻ｔ12にて信号ＳwcをＬレベルからＨレベルに変化させ、バススイッチ回路４０をオンさせる。これにより、パケットの転送が経路ＴＲ２から経路ＴＲ１に切り替わる。
時刻ｔ12以降、ホスト装置２が送出するＨＳパケットは、バススイッチ回路４０を経由して、回路装置１０ｂを通過するが、デバイス切断の状態にあるため、バスＢＳ１におけるパケットＳＯＦ４のＥＯＰの振幅も上昇する。ホスト装置２は、この振幅の上昇を自身の切断検出機能により検出して、デバイス切断が発生したと判定する。

この状態においては、回路装置１０ｂおよびホスト装置２のいずれも、デバイス切断を検出しているので、初期状態に遷移している。よって、時刻ｔ13にて再度デバイス装置４が接続されると、デバイス装置４において信号ＤＰのプルアップによる状態ＦS_IDLEが、回路装置１０ｂのバススイッチ回路４０を経由して、ホスト装置２に伝わるので、当該ホスト装置２は、再接続処理を開始することが可能となる。

図８および図９では、バスＢＳ２のＵＳＢケーブルが比較的短い場合を想定したが、図１０に示されるように、当該ＵＳＢケーブルが比較的長くなると、回路装置１０ｂの切断検出機能が正常に機能しない、という問題が生じる。この点について説明する。
図１０に示される接続例では、ＵＳＢケーブルが比較的長いので、図８の例と比較して、振幅調整機能による振幅レベルの増幅分を大きくして、図１０の（ｂ）で示されるようなnear-endの要求を満たす必要がある。具体的には、図１０の（ａ）で示されるように、信号ＤＰ、ＤＭで示される波形Ｗ２の振幅レベルを、切断検出レベル付近まで拡大させた調整によって、コネクタＣでのnear-endの要求を満たしている。

図１１は、比較例に係る回路装置１０ｂにおいてデバイス切断の誤検出を説明するための図である。図１１において、ホスト装置２から送信されて回路装置１０ｂに転送されたＨＳパケットのうち、バスＢＳ２におけるパケットＳＯＦ１、ＳＯＦ２のＥＯＰの振幅は切断検出レベルＤ_thに接近し、ついには一部のパケット、例えばバスＢＳ２におけるパケットＳＯＦ３のＥＯＰの振幅が切断検出レベルＤ_thに達してしまう場合がある。
回路装置１０ｂでは、バスＢＳ２におけるＥＯＰの振幅上昇が切断検出回路１２４により検出されて、デバイス装置４が接続されていても、デバイス切断が発生したと誤検出される。この誤検出により、バスモニター回路３０は、時刻ｔ22にて信号ＳwcをＬレベルからＨレベルに変化させ、これによりバススイッチ回路４０をオンさせて、パケットの転送を経路ＴＲ１に切り替える。

時刻ｔ22以降、ホスト装置２が送出するＨＳパケットは、バススイッチ回路４０を経由して、回路装置１０ｂを通過するが、デバイス接続状態であるため、バスＢＳ１においてパケットＳＯＦ４のＥＯＰの振幅は上昇しない。
ホスト装置２は、デバイス装置４が実際に切断されるまでＨＳパケットを送信し、当該ＨＳパケットは、バススイッチ回路４０を経由して回路装置１０ｂを通過する。
なお、時刻ｔ23においてデバイス装置４が実際に切断されて、バスＢＳ１におけるパケットＳＯＦ７のＥＯＰの振幅レベルが切断検出レベルＤ_thを超えた場合、ホスト装置２は、自身の切断検出機能により検出してデバイス切断が発生したと判定することができる。

このようにホスト装置２から送出されたＨＳパケットの振幅が切断検出レベルＤ_thに付近で調整されると、デバイス切断が発生したと誤検出される場合がある。この場合、ＨＳパケットがバススイッチ回路４０を経由して転送される状態が継続するので、回路装置１０ｂの機能が意味をなさなくなる。

このようなデバイス切断の誤検出を防ぐために、回路装置１０ｂにおいて切断検出機能の無効化を設定することができる。具体的には、図１２に示されるように、Ｈレベルの切断検出無効信号Ｃd_iv2を外部から供給して、切断検出回路１２４の切断検出機能を無効化する設定をする。なお、図１２では、図１０と同様に、回路装置１０ｂとデバイス装置４との間を接続するバスＢＳ２のＵＳＢケーブルが比較的長い場合が想定されている。

図１３は、切断検出機能の無効化を説明するための図である。
切断検出機能が無効化されると、図１１で説明したようにデバイス切断が誤検出されることなく、ホスト装置２から送信されたＨＳパケットが処理回路２０を経由した転送が継続する。これにより、ホスト装置２から送出されたＨＳパケットの振幅調整を、図１２の（ａ）の波形Ｗ３で示されるように、切断検出レベルＤ_thを超える範囲で行うことが可能になるため、near-endの要求を、余裕を持たせて満たすことができる。

ただし、切断検出機能が無効化された状態では、回路装置１０ｂがデバイス切断を検出することができないため、代わりにホスト装置２がデバイス切断を検出し、その切断検出結果を回路装置１０ｂに通知して、回路装置１０ｂを初期状態に遷移させる必要がある。
一例として、ホスト装置２は、デバイス装置４からのパケット応答が途絶えたら、デバイス切断状態であると判定し、初期化信号ＩniをＨレベルにして、回路装置１０ｂにデバイス切断を通知する。図１３の時刻ｔ33にて、初期化信号ＩniがＨレベルになった場合、回路装置１０ｂは初期化されて、パケットの転送を、バススイッチ回路４０を介した経路ＴＲ１に切り替えることができる。
初期化により経路ＴＲ１に切り替わった回路装置１０ｂでは、初期化信号ＩniがＬレベルに戻る時刻ｔ34以降において、デバイス再接続によるバスＢＳ２の状態ＦS_IDLEが、回路装置１０ｂのバススイッチ回路４０を経由して、バスＢＳ１のホスト装置２に伝わる。このため、当該ホスト装置２は、再接続処理を開始することが可能となる。

ここで、ホスト装置２においてデバイス切断が迅速に検出される場合であれば問題はない。しかしながら、ホスト装置２においてデバイス切断が検出されるまでに時間を要し、回路装置１０ｂへの通知が遅れると、デバイス再接続による状態ＦS_IDLEをテスト信号Ｔest_Jと誤検出する問題が生じる。

図１４は、デバイス再接続による誤検出を説明するための図である。
図１４では、図１２と同様に、比較例に係る回路装置１０ｂとデバイス装置４との間を接続するバスＢＳ２のＵＳＢケーブルが比較的長い場合であって、かつ、デバイス装置４に対応する切断検出回路１２４の切断検出機能が無効化された場合を想定しているが、バススイッチ回路４０がオンになる前に、デバイスの再接続処理が実行された例を示している。

図１４の例では、図１３の例と同様に、切断検出機能が無効化された状態では、回路装置１０ｂがデバイス切断を検出することができないため、代わりにホスト装置２がデバイス切断を検出し、その切断検出結果を回路装置１０ｂに通知して回路装置１０ｂを初期状態に遷移させる必要がある。しかしながら、ホスト装置２におけるデバイス切断検出は、デバイス装置４からのパケット応答の有無を判定するために時間がかかり、回路装置１０ｂへのデバイス切断検出の通知が遅れる場合がある。

この通知の遅れによって、回路装置１０ｂにおいてバススイッチ回路４０がオンする前にデバイスが再接続されると、当該再接続によるバスＢＳ２の状態ＦS_IDLEが、テスト信号検出回路３１２では、ＨＳテストモードでのテスト信号Ｔest_Jとして認識されてしまう。これは、上述したようにテスト信号Ｔest_JがＤＰ＝４００ｍＶの信号であり、状態ＦS_IDLEについてもデバイス装置４における信号ＤＰのプルアップであり、両者ともに直流であるので、区別し難いためである。
バスＢＳ２の状態ＦS_IDLEが、テスト信号検出回路３１２によってテスト信号Ｔest_Jとして認識されてしまうと、検出信号ＴJ_det1がＨレベルとなり、テスト信号出力回路１１３が、ホスト装置２に向けてバスＢＳ１にテスト信号Ｔest_Jを誤送信することになる。
このとき、ホスト装置２において、デバイス切断を検出する処理が継続していると、ホスト装置２が送出するＨＳパケットと、テスト信号出力回路１１３が誤送出するテスト信号Ｔest_JとがバスＢＳ１で衝突する可能性がある。

そこで、本実施形態に係る回路装置１０ａでは、切断検出無効信号Ｃd_iv1によって、切断検出回路１１４を無効状態とし、検出信号ＨC_det1を遮断するだけでなく、テスト信号検出回路３１１を無効状態とし、検出信号ＴJ_det1、ＴK_det1を遮断する構成となっている。さらにまた、切断検出無効信号Ｃd_iv2によって、切断検出回路１２４を無効状態とし、検出信号ＨC_det2を遮断するだけでなく、テスト信号検出回路３１２を無効状態とし、検出信号ＴJ_det2、ＴK_det2を遮断する構成となっている。

これにより、ホスト装置におけるデバイス切断の検出処理が遅れて、初期化信号Ｉniの通知前にデバイス装置が再接続されても、テスト信号Ｔest_J、Ｔest_Kの検出機能が無効化されているので、ホスト装置に向けてテスト信号が誤送信されることを防止することができる。また、テスト信号が誤送信されないので、ホスト装置が送出するＨＳパケットとの衝突も回避される。

具体的には、図１に示されるように、バスＢＳ１にホスト装置２が接続されて、バスＢＳ２においてデバイス装置４の接続または切断が問題となる場合、ホスト装置２におけるデバイス切断の検出処理が遅れて、初期化信号Ｉniの通知前にデバイス装置４が再接続されても、テスト信号検出回路３１２によるテスト信号Ｔest_J、Ｔest_Kの検出機能が無効化されている。このため、テスト信号出力回路１１３によってバスＢＳ１にテスト信号が誤送信されることを防止することができ、ホスト装置２がバスＢＳ１に送出するＨＳパケットとの衝突も回避される。

図４は、本実施形態に係る回路装置１０ａによるテスト信号の誤送信防止等を説明するための図である。
なお、図４は、図１２と同様に、回路装置１０ａとデバイス装置４との間を接続するバスＢＳ２のＵＳＢケーブルが比較的長い場合が想定されている。また、図４は、図１４と同様に、切断検出無効信号Ｃd_iv2のＨレベルによって切断検出回路１２４の切断検出機能が無効化され、回路装置１０ａの初期化前にデバイスが再接続された場合を想定した動作例である。

ただし、図４は、図１４とは異なり、切断検出回路１２４の切断検出機能の無効化と同時に、テスト信号検出回路３１２によるテスト信号Ｔest_J、Ｔest_Kの検出機能が無効化される。このため、デバイス装置４の再接続によるバスＢＳ２の状態ＦS_IDLEが、テスト信号Ｔest_JとしてバスＢＳ１に誤送出されないので、バスＢＳ１は、状態ＨS_IDLEである状態ＳＥ０を保持する。したがって、デバイス切断の検出処理を実行するホスト装置２がバスＢＳ１にＨＳパケットを送出しても、当該バスＢＳ１での衝突を回避することができる。
デバイス装置４の再接続後、ホスト装置２が、デバイス切断の検出処理によって時刻ｔ51にて初期化信号ＩniをＨレベルにして、デバイス切断を通知する。この通知により、回路装置１０ａは、バススイッチ回路４０をオンにして経路ＴＲ１に切り替える。この切り替えにより、 バスＢＳ１は、バスＢＳ２に直結されるので、状態ＦS_IDLEは、回路装置１０ａを通過する。このため、ホスト装置２は、デバイス切断の検出処理の実行後に、デバイスの再接続処理を適切に開始することができる。

なお、実施形態に係る回路装置１０ａでは、切断検出機能の無効化とテスト信号Ｔest_J、Ｔest_Kの検出機能の無効化とを、バスＢＳ１、ＢＳ２の各々に対応させるために、切断検出無効信号Ｃd_iv1、Ｃd_iv2の２信号を入力する構成としたが、１信号を入力する構成でもよい。１信号を入力する場合、デバイス側の切断検出回路およびテスト信号検出回路と、ホスト側のテスト信号出力回路と、を無効化する構成であればよい。

また、実施形態に係る回路装置１０ａにおいて、切断検出回路１１４でいえば、当該切断検出回路１１４によるデバイス切断の検出が無効化された場合、テスト信号検出回路３１１の無効化と、テスト信号出力回路１２３への検出信号ＴJ_det1、ＴJ_det1の供給遮断との双方を実行したが、いずれか一方の実行でもよい。いずれか一方の実行においても、切断検出回路１１４によるデバイス切断の検出が無効化された場合、実質的に、テスト信号検出回路３１１によるテスト信号Ｔest_J、Ｔest_Kの検出が無効化されることに変わりはないからである。

ＡＮＤ回路５１、６１が、テスト信号出力回路１１３への検出信号ＴJ_det2、ＴJ_det2の供給を遮断し、ＡＮＤ回路５２、６２が、テスト信号出力回路１２３への検出信号ＴJ_det1、ＴJ_det1の供給を遮断する構成としたが、別の論理回路によって遮断する構成でもよいし、別の回路、例えばスイッチで遮断する構成でもよい。すなわち、遮断するための構成は問われない。

図１５は、実施形態に係る回路装置１０ａを含んだ電子機器５００の一例を示す図である。この電子機器５００は、回路装置１０ａとホスト装置２とを含む。ここでいうホスト装置２は、中央処理装置の一例である。ホスト装置２はバスＢＳ１を介して回路装置１０ａに接続される。また、回路装置１０ａはバスＢＳ２を介して例えばデバイス装置４が接続される。
ホスト装置２は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサーにより実現されてもよいし、１以上の半導体集積回路、電子部品等が実装された回路基板で実現されてもよい。
電子機器５００は、記憶部５１０、操作部５２０、表示部５３０を更に含むことができる。記憶部５１０は、データを記憶するものであり、その機能は半導体メモリーや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などにより実現される。操作部５２０は、ユーザーが入力操作を行うためのものであり、操作ボタンやタッチパネルディスプレイなどの操作デバイスにより実現される。表示部５３０は、各種の情報を表示するものであり、液晶や有機ＥＬなどのディスプレイにより実現される。なお操作部５２０としてタッチパネルディスプレイを用いる場合には、このタッチパネルディスプレイが操作部５２０および表示部５３０の機能を兼ねることになる。
電子機器５００としては、例えば車載機器、印刷装置、投影装置、ロボット、頭部装着型表示装置、生体情報測定機器、距離、時間、流速又は流量等の物理量を計測する計測機器、基地局又はルーター等のネットワーク関連機器、コンテンツを配信するコンテンツ提供機器、或いはデジタルカメラ又はビデオカメラ等の映像機器などの種々の機器が想定される。

２…ホスト装置、４…デバイス装置、１０ａ…回路装置、１１、１２…物理層回路、２０…処理回路、３０…バスモニター回路、４０…バススイッチ回路、１１１、１２１…ＳＯＦ検出回路、１１２、１２２…パケット出力回路、１１３、１２３…テスト信号検出回路、１１４、１２４…切断検出回路。

Claims (7)

1. ＵＳＢ規格の第１バスが接続される第１物理層回路と、
   前記ＵＳＢ規格の第２バスが接続される第２物理層回路と、
   前記第１バスと前記第２バスとの間の接続をオンまたはオフにするバススイッチ回路と、
   前記第１バスから前記第１物理層回路を介して受信したパケットを、前記第２物理層回路を介して前記第２バスに送信し、前記第２バスから前記第２物理層回路を介して受信したパケットを、前記第１物理層回路を介して前記第１バスに送信する転送処理を、前記バススイッチ回路がオフしている期間において実行する処理回路と、
   前記第１バスと前記第２バスとをモニターするバスモニター回路と、
   を有し、
   前記第１物理層回路は、
   前記第１バスでのデバイス切断を検出する第１切断検出回路を含み、
   前記バスモニター回路は、
   前記第１バスにテスト信号が出力されたか否かを検出する第１テスト信号検出回路を含み、
   前記第１切断検出回路による前記デバイス切断の検出が無効化されたとき、前記第１テスト信号検出回路による前記テスト信号の検出が無効化される
   回路装置。
2. 前記第１切断検出回路に、前記デバイス切断の検出を無効化する第１切断検出無効信号を入力する第１端子を設けた、
   請求項１に記載の回路装置。
3. 前記第２物理層回路は、
   前記第２バスでのデバイス切断を検出する第２切断検出回路を含み、
   前記バスモニター回路は、
   前記第２バスに前記テスト信号が出力されたか否かを検出する第２テスト信号検出回路を含み、
   前記第２切断検出回路による前記デバイス切断の検出が無効化されたとき、前記第２テスト信号検出回路による前記テスト信号の検出が無効化される
   請求項１または２に記載の回路装置。
4. 前記第２切断検出回路に、前記デバイス切断の検出を無効化する第２切断検出無効信号を入力する第２端子を設けた、
   請求項３に記載の回路装置。
5. 前記第１物理層回路は、
   前記第２テスト信号検出回路によって前記第２バスに前記テスト信号が出力されたことが検出された場合に、前記第１バスに前記テスト信号を出力する第１テスト信号出力回路を含み、
   前記第２物理層回路は、
   前記第１テスト信号検出回路によって前記第１バスに前記テスト信号が出力されたことが検出された場合に、前記第２バスに前記テスト信号を出力する第２テスト信号出力回路を含む
   請求項４に記載の回路装置。
6. 前記第１切断検出回路による前記デバイス切断の検出が無効化され、前記第１テスト信号検出回路による前記テスト信号の検出が無効化されたとき、前記第２テスト信号検出回路による前記テスト信号の出力が無効化され、
   前記第２切断検出回路による前記デバイス切断の検出が無効化され、前記第２テスト信号検出回路による前記テスト信号の検出が無効化されたとき、前記第１テスト信号検出回路による前記テスト信号の出力が無効化される
   請求項５に記載の回路装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の回路装置と、
   前記第１バスに接続される中央処理装置と、
   を含む電子機器。
   

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