TW201303609A - 可攜式裝置之資料傳輸裝置、系統及其方法 - Google Patents

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Yeong-Ruey Shieh
Shih-Keng Cho
Hsu-Pin Liu
Wei-Shu Hsu
Chi-Han Lin
Yu-Shiang Wang
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Skymedi Corp
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Abstract

一種資料傳輸方法，係透過具有複數個USB連接埠的一資料傳輸裝置來溝通複數個可攜式裝置與一電腦主機。所述之方法包含以下步驟：首先，於其一之可攜式裝置中設置一開關電路；接著，將具有開關電路之可攜式裝置耦接於資料傳輸裝置；最後，藉由開關電路來連接電腦主機及具有開關電路之可攜式裝置之間的一資料傳輸路徑，以於電腦主機及具有開關電路之可攜式裝置之間傳遞資料，或連接那些沒有與具有開關電路之可攜式裝置連接的USB連接埠以及電腦主機之間的資料傳輸路徑。

Description

可攜式裝置之資料傳輸裝置、系統及其方法
本發明係有關一種資料傳輸裝置及系統，特別是關於一種用來與可攜式裝置通訊之資料傳輸裝置、系統及其方法。
手持式裝置(Handheld Device)或可攜式裝置(Portable Device)，如隨身碟，除了可用來傳輸資料，通常亦可藉由插接於電腦的介面連接埠，如USB連接埠，來進行充電。然而，電腦上的介面連接埠會有數量上的限制，為了讓更多的手持式裝置能與電腦互通資訊，便發展出USB集線器來連接手持式裝置以及電腦。
請參考第一圖，係為習知可攜式裝置之資料傳輸系統的架構示意圖。可攜式裝置之資料傳輸系統1包含一電腦主機11以及一USB集線器(USB Hub)13。USB集線器13具有多個子連接埠131，可供多個可攜式裝置15插接來與電腦主機11互動。電腦主機11具有一USB連接埠111，用來連接USB集線器13與電腦主機11。透過USB集線器13，電腦主機11能夠同時連接數個可攜式裝置15，以便進行資訊傳遞或電源供應。
雖然依照第一圖的架構讓電腦主機11可以同時連接數個可攜式裝置15，但在某些應用環境下，電腦主機11一次只會與其中一個可攜式裝置15溝通，因此在這種應用環境下，使用USB集線器13不但會消耗大量功率，更會增加電路設計複雜度，進而增加成本。

因此，亟需提出一種新穎的可攜式裝置之資料傳輸系統及其方法，以節省功率消耗及設計成本。
鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種可攜式裝置之資料傳輸裝置、系統及其方法，用於與電腦主機溝通，其利用開關電路切換資料傳輸路徑，以便簡化電腦主機的USB介面和USB可攜式裝置之間的通訊機制。
本發明係揭示一種資料傳輸裝置，其包含一第一USB連接埠(first USB connector)、至少一第二USB連接埠以及一第一可攜式裝置(first portable device)。第一USB連接埠係用來與一電腦主機連接。第一可攜式裝置係耦接於第一USB連接埠及第二USB連接埠，包含一開關電路(switch circuit)及一開關(switch)。開關用來產生一控制訊號(control signal)給開關電路，以便連接第一可攜式裝置以及電腦主機之間的資料傳輸路徑或連接第二USB連接埠以及電腦主機之間的資料傳輸路徑。
本發明再係揭示一種資料傳輸系統，包含一資料傳輸裝置及一第一可攜式裝置(first portable device)。資料傳輸裝置包含一用來與一電腦主機連接的第一USB連接埠(first USB connector)以及至少一第二USB連接埠。第一可攜式裝置係耦接於資料傳輸裝置，包含一第一開關電路(first switch circuit)及一第一開關(first switch)。第一開關係用來產生一第一控制訊號(control signal)給第一開關電路，以便連接或斷開第一可攜式裝置以及電腦主機之間的資料傳輸路徑。
本發明更揭示一種資料傳輸方法，係透過具有複數個USB連接埠的一資料傳輸裝置來溝通複數個可攜式裝置與一電腦主機。所述之方法包含以下步驟：首先，於每一可攜式裝置中設置一開關電路；接著，藉由連接至少一可攜式裝置至資料傳輸裝置的其一USB連接埠來耦接至少一可攜式裝置至電腦主機；之後，藉由可攜式裝置的開關電路來連接電腦主機及可攜式裝置之間的至少一條資料傳輸路徑；最後，當電腦主機及可攜式裝置之間只有連接一條資料傳輸路徑時，便傳遞電腦主機及可攜式裝置之間的資料。
本發明又揭示一種資料傳輸方法，係透過具有複數個USB連接埠的一資料傳輸裝置來溝通複數個可攜式裝置與一電腦主機。所述之方法包含以下步驟：首先，於其一之可攜式裝置中設置一開關電路；接著，將具有開關電路之可攜式裝置耦接於資料傳輸裝置；最後，藉由開關電路來連接電腦主機及具有開關電路之可攜式裝置之間的一資料傳輸路徑，以於電腦主機及具有開關電路之可攜式裝置之間傳遞資料，或連接那些沒有與具有開關電路之可攜式裝置連接的USB連接埠以及電腦主機之間的資料傳輸路徑。
首先，請參考第二圖，係為本發明實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的架構示意圖。如第二圖所示，可攜式裝置之資料傳輸系統2包含一資料傳輸裝置23以及複數個可攜式裝置25。資料傳輸裝置23具有一個用來連接一電腦主機21的(第一)USB連接埠231以及複數個用來與可攜式裝置25連接的(第二)USB連接埠233。USB連接埠231、233分別可為USB主機連接埠(USB host connector)或USB裝置連接埠(USB device connector)。電腦主機21具有一USB連接埠211，可攜式裝置25可藉由直接插接於連接埠211來與電腦主機21互動。另一具體實施例中，多個可攜式裝置25可藉由資料傳輸裝置23連接至USB連接埠233以耦接於電腦主機21，以獲得電腦主機21提供的電力，或與電腦主機21傳輸資料。具體來說，電腦主機21包含桌上型電腦(PC)和筆記型電腦(NB)；可攜式裝置25包含行動電話、個人數位助理(PDA)、讀卡機、USB滑鼠(USB mouse)、USB快閃記憶體儲存裝置(USB Flash Disk，UFD)或其組合；而USB連接埠211、231、233可為USB 2.0或USB 3.0的連接埠、或其他標準規格的連接埠，不以在此揭露者為限。
接著，請一併參考第三圖，係為本發明第二圖實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的電路圖。如第三圖所示，電腦主機21的USB連接埠211具有一電壓腳位(Vbus)2111、一D+差動資料腳位2113、一D-差動資料腳位2115以及一接地腳位(GND)2117。透過連接至USB連接埠233或直接耦接於資料傳輸裝置23，可攜式裝置25能耦接至電腦主機21。具體來說，這些可攜式裝置25在邏輯上是共同連接同一個電腦主機21的USB連接埠211。
每個可攜式裝置25，以(第一)可攜式裝置25a為例，包含一開關電路(switch circuit)252a以及一開關(switch)251，開關電路252a係設置於可攜式裝置25a內。當藉由切換可攜式裝置25a的開關251來啟動(turn on)可攜式裝置25a(且其他可攜式裝置皆為關閉狀態(turn off)時)，開關251會產生一控制訊號(control signal)Ctrl_a來導通(close)開關電路252a，以便連接可攜式裝置25a以及電腦主機21之間的資料傳輸路徑(經由差動資料腳位2113、2115)，並透過電壓腳位2111獲得電腦主機21提供的電力。同理，直接或透過USB連接埠233並聯於資料傳輸裝置23的(第二)可攜式裝置25b或其他可攜式裝置也具有相同的控制電路來切換電源與訊號線。意即，當可攜式裝置25a和電腦主機21之間的資料傳輸路徑斷開 (disconnected)，且開關電路252b收到控制訊號Ctrl_bu以連接(第二)可攜式裝置25b和電腦主機21之間的資料傳輸路徑時，(第二)可攜式裝置25b便與電腦主機21通訊。同一個時間只能有一個可攜式裝置25被啟動，其他可攜式裝置25必須先進入離線(off-line)模式。
一具體實施例中，開關電路252a包含P型電晶體或N型電晶體。如第二圖所示，係直接切換開關251來控制可攜式裝置25a (或25b)的開關電路252a (或252b)連接或斷開資料傳輸路徑。另一實施例中，開關251可以是一種觸控開關(contacting switch)，其藉由插接一記憶卡27至可攜式裝置25來產生控制訊號。
請參考第四圖，係為本發明另一具體實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的架構示意圖。如第四圖所示，(第一)可攜式裝置25c是藉由連接USB連接埠231至USB連接埠211來耦接於電腦主機21，但與第二圖的架構不同的是，可攜式裝置25c係耦接於USB連接埠231以及至少一個USB連接埠233。至少一個(第二)可攜式裝置2d可藉由連接至USB連接埠233來耦接於電腦主機21。

請一併參考第五圖，係為本發明第四圖實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的電路圖。本實施例中，如圖所示，資料傳輸裝置23’包括(第一)USB連接埠231、(第二)USB連接埠233以及(第一)可攜式裝置25c，其中可攜式裝置25c係耦接於USB連接埠231以及USB連接埠233。當藉由切換開關251來啟動第一可攜式裝置25c時，開關251會產生控制訊號Ctrl_c來導通開關電路252c，以便連接可攜式裝置25c以及電腦主機21之間的資料傳輸路徑(經由差動資料腳位2113、2115)，並透過電壓腳位2111獲得電腦主機21提供的電。與第三圖的架構不同的是，本實施例的可攜式裝置25，如可攜式裝置25d，可以無需設置開關電路。開關251控制開關電路252c來耦接電腦主機21至(第一)可攜式裝置25c或耦接電腦主機21至連接於USB連接埠233的(第二)可攜式裝置25d。在可攜式裝置25d與USB連接埠233連接的情況下，當開關電路252c收到控制訊號來連接USB連接埠233以及電腦主機21之間的資料傳輸路徑時，(第二)可攜式裝置25d便能與電腦主機21通訊。由於同一個時間只能有一個可攜式裝置使用差動資料腳位2113、2115，故須先藉由切換開關251關閉第一可攜式裝置25c後，第二可攜式裝置25d才能透過差動資料腳位2113、2115與電腦主機21傳輸資料。一具體實施例中，係利用第一可攜式裝置25c內的相反器256c來輸出控制訊號，以導通第二可攜式裝置25d與差動資料腳位2113、2115之間的開關。更進一步地，儘管第一可攜式裝置25c被導通且能與電腦主機1溝通，第二可攜式裝置25d仍能經由所連接的電源線及地線(Vbus、GND)來進行充電，如第五圖所示。
本發明之資料傳輸系統同一時間只允許一個可攜式裝置25與電腦主機21溝通，一具體實施例中，本發明之資料傳輸系統中更可包含一多工器，用來根據一選擇訊號來選擇性地耦接第一可攜式裝置25a或第二可攜式裝置25b至電腦主機21，以便選出其中一個可攜式裝置25透過差動資料腳位2113、2115與電腦主機21傳輸資料。其中，選擇訊號會根據全部的可攜式裝置25的開關狀態來產生，如外部開關251的切換狀態和記憶卡27的插接與否。
最後，請參考第六圖，係顯示本發明實施例之可攜式裝置之控制方法之流程圖。首先，使用者透過資料傳輸裝置23(或23’)於電腦主機21的USB連接埠211上耦接多個可攜式裝置25，並啟動任一個需要被使用的可攜式裝置25(步驟S601)。接著，於步驟S603中，電腦主機21偵測所有可攜式裝置25與電腦主機21的連線狀態。一具體實施例中，電腦主機21能對耦接於資料傳輸裝置23(或23’)之USB連接埠233的可攜式裝置25進行充電。
步驟S605中，電腦主機21判斷是否只有一個可攜式裝置25被啟動。若否，則表示至少有兩個可攜式裝置25的開關電路(如252a)係被導通以能佔用差動資料腳位2113、2115，因此，須關閉多餘的可攜式裝置25直到只剩下一個可攜式裝置25處於連線狀態為止(步驟S607)。也就是，當連接到不只一個電腦主機21與可攜式裝置25之間的資料傳輸路徑時，電腦主機21與用不到的可攜式裝置25之間的資料傳輸路徑會被切斷。一具體實施例中，電腦主機21可顯示一警示視窗提醒使用者去關閉不需要的可攜式裝置25。
若判斷目前只有一個可攜式裝置25被啟動，則導通被啟動之可攜式裝置25之開關電路，因此，可攜式裝置25便透過電壓腳位2111獲得電腦主機21提供的電力(步驟S609)，並透過差動資料腳位2113、2115與電腦主機21傳輸資料(步驟S611)。可攜式裝置25運作完成時，使用者可將其關閉，並啟動或插接另一個可攜式裝置25，進行同樣的控制步驟。
根據上述實施例，本發明所提出的可攜式裝置之資料傳輸系統及方法，係在可攜式裝置中設置開關電路，藉由啟動可攜式裝置來切換開關電路以與電腦主機進行通訊。在此架構下，藉由控制同一個時間只啟動一個可攜式裝置，便可簡單取代USB集線器的功能。如此不僅可減少系統成本，也可節省功率消耗。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
1．．．資料傳輸系統
11．．．電腦主機
111．．．介面連接埠
13．．．USB集線器
131．．．子連接埠
15．．．可攜式裝置
2、3、4、5．．．資料傳輸系統
21．．．電腦主機
211、231、233．．．USB連接埠
2111．．．電壓腳位
2113、2115．．．差動資料腳位
2117．．．接地腳位
23．．．資料傳輸裝置
25、25a、25b、25c、25d．．．可攜式裝置
251．．．開關
252a、252b、252c．．．開關電路
256c．．．相反器
27．．．記憶卡
Ctrl_a、Ctrl_b、Ctrl_c．．．控制訊號
S601-S611．．．步驟
第一圖係為習知可攜式裝置之資料傳輸系統的架構示意圖。
第二圖係為本發明實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的架構示意圖。
第三圖係為本發明第二圖實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的電路圖。
第四圖係為本發明另一具體實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的架構示意圖。
第五圖係為本發明第四圖實施例之可攜式裝置之資料傳輸系統的電路圖。
第六圖顯示本發明實施例之可攜式裝置之控制方法之流程圖。
3．．．資料傳輸系統
21．．．電腦主機
211、231、233USB．．．連接埠
2111．．．電壓腳位
2113、2115．．．差動資料腳位
2117．．．接地腳位
25a、25b．．．可攜式裝置
251．．．開關
252a、252b．．．開關電路
Ctrl_a、Ctrl_b．．．控制訊號

Claims (20)

  1. 一種資料傳輸裝置，包含：
    一第一USB連接埠(first USB connector)，用來與一電腦主機連接；
    至少一第二USB連接埠；及
    一第一可攜式裝置(first portable device)，係耦接於該第一USB連接埠及該第二USB連接埠，該第一可攜式裝置包含；
    一開關電路(switch circuit)；及
    一開關(switch)，用來產生一控制訊號(control signal)給該開關電路，以便連接該第一可攜式裝置以及該電腦主機之間的資料傳輸路徑或連接該第二USB連接埠以及該電腦主機之間的資料傳輸路徑。

  2. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸裝置，更包含：
    一第二可攜式裝置(second portable device)，係藉由連接該第二USB連接埠來耦接於該電腦主機；
    其中，當該開關電路收到該控制訊號來連接該第二USB連接埠以及該電腦主機之間的資料傳輸路徑時，該第二可攜式裝置便與該電腦主機通訊。

  3. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸裝置，其中該開關係一觸控開關(contacting switch)，其藉由插接一記憶卡至該第一可攜式裝置來產生該控制訊號。

  4. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸裝置，係從連接於該電腦主機的該第一USB連接埠傳送電力，以對連接於該第二USB連接埠的一第二可攜式裝置進行充電。

  5. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸裝置，其中該第一可攜式裝置包含USB快閃記憶體裝置(USB flash memory device)、讀卡機(card reader)或硬碟(hard disk)。

  6. 一種資料傳輸系統，包含：
    一資料傳輸裝置，包含一用來與一電腦主機連接的第一USB連接埠(first USB connector)以及至少一第二USB連接埠；及
    一第一可攜式裝置(first portable device)，係耦接於該資料傳輸裝置，該第一可攜式裝置包含；
    一第一開關電路(first switch circuit)；及
    一第一開關(first switch)，用來產生一第一控制訊號(control signal)給該第一開關電路，以便連接或斷開該第一可攜式裝置以及該電腦主機之間的資料傳輸路徑。

  7. 如申請專利範圍第6項所述資料傳輸系統，其中該第一可攜式裝置係藉由連接至其一之該第二USB連接埠來耦接於該資料傳輸裝置。

  8. 如申請專利範圍第6項所述資料傳輸系統，更包含一第二可攜式裝置，其連接該第二USB連接埠且由該電腦主機進行充電。

  9. 如申請專利範圍第6項所述資料傳輸系統，更包含：
    一第二可攜式裝置，係藉由連接該第二USB連接埠來耦接於該電腦主機，該第二可攜式裝置包含；
    一第二開關電路；及
    一第二開關，用來產生一第二控制訊號(control signal)給該第二開關電路，以便連接或斷開該第二可攜式裝置以及該電腦主機之間的資料傳輸路徑；
    其中，當該第一可攜式裝置與該電腦主機之間的資料傳輸路徑斷開，且該第二開關電路收到該控制訊號來連接該第二可攜式裝置以及電腦主機之間的資料傳輸路徑時，該第二可攜式裝置便與該電腦主機通訊。

  10. 如申請專利範圍第9項所述資料傳輸系統，其中該資料傳輸裝置包含一多工器，用來根據該第一開關的該第一控制訊號以及該第二開關的該第二控制訊號來選擇性地耦接該第一可攜式裝置或該第二可攜式裝置至該電腦主機。

  11. 如申請專利範圍第9項所述資料傳輸系統，其中該第一開關或該第二開關係為一觸控開關(contacting switch)，且藉由插接一記憶卡至該第一可攜式裝置或該第二可攜式裝置來產生該第一控制訊號或該第二控制訊號。

  12. 如申請專利範圍第9項所述資料傳輸系統，其中該第一可攜式裝置或該第二可攜式裝置包含行動電話、個人數位助理(PDA)、讀卡機、USB快閃記憶體儲存裝置(USB Flash Disk，UFD)、硬碟或USB滑鼠。

  13. 一種資料傳輸方法，係透過具有複數個USB連接埠的一資料傳輸裝置來溝通複數個可攜式裝置與一電腦主機，所述之方法包含：
    於每一該些可攜式裝置中設置一開關電路；
    藉由連接至少一之該些可攜式裝置至該資料傳輸裝置的其一之該些USB連接埠來耦接至少一之該些可攜式裝置至該電腦主機；
    藉由該些可攜式裝置的該些開關電路來連接該電腦主機及該些可攜式裝置之間的至少一條資料傳輸路徑；及
    當該電腦主機及該些可攜式裝置之間只存在一條連接的資料傳輸路徑時，便傳遞該電腦主機及該可攜式裝置之間的資料。

  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包含：
    　 當該電腦主機及該些可攜式裝置之間不只有連接一條資料傳輸路徑時，便透過其ㄧ之該些開關電路來斷開該電腦主機及該些可攜式裝置之間的其中一條資料傳輸路徑。

  15. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中與該USB連接埠連接的該可攜式裝置包含一開關，且於連接資料傳輸路徑之步驟中包含：
    　 切換該開關來控制該可攜式裝置之該開關電路，以連接或斷開資料傳輸路徑。

  16. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中與該USB連接埠連接的該可攜式裝置包含一觸控開關(contacting switch)，且於連接資料傳輸路徑之步驟中包含：
    　 插接一記憶卡至該可攜式裝置中；及
    　 藉由從該觸控開關提供一控制訊號至該開關電路來連接資料傳輸路徑。

  17. 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包含：
    　 當該可攜式裝置與該資料傳輸裝置的該USB連接埠連接時，便對該可攜式裝置進行充電。

  18. 一種資料傳輸方法，係透過具有複數個USB連接埠的一資料傳輸裝置來溝通複數個可攜式裝置與一電腦主機，所述之方法包含：
    於其一之該些可攜式裝置中設置一開關電路；
    將具有該開關電路之該可攜式裝置耦接於該資料傳輸裝置；及
    藉由該開關電路來連接該電腦主機及具有該開關電路之該可攜式裝置之間的一資料傳輸路徑，以於該電腦主機及具有該開關電路之該可攜式裝置之間傳遞資料，或連接那些沒有與具有該開關電路之該可攜式裝置連接的該些USB連接埠以及該電腦主機之間的該資料傳輸路徑。

  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中具有該開關電路之該可攜式裝置包含一開關，且於連接該資料傳輸路徑之步驟中包含：
    　 切換該開關來控制該開關電路連接該電腦主機及具有該開關電路之該可攜式裝置之間的該資料傳輸路徑，或連接那些沒有與具有該開關電路之該可攜式裝置連接的該些USB連接埠以及該電腦主機之間的該資料傳輸路徑。

  20. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中具有該開關電路之該可攜式裝置包含一觸控開關(contacting switch)，且於連接該資料傳輸路徑之步驟中包含：
    　 插接一記憶卡至該可攜式裝置中；及
    　 藉由從該觸控開關提供一控制訊號至該開關電路來連接該電腦主機及具有該開關電路之該可攜式裝置之間的該資料傳輸路徑。
TW100126291A 2011-07-15 2011-07-26 可攜式裝置之資料傳輸裝置、系統及其方法 TW201303609A (zh)

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