TW201332232A - 用於組態一連接器之接觸件之技術 - Google Patents

用於組態一連接器之接觸件之技術 Download PDF

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Abstract

一種用於組態一第一連接器之接觸件的系統及方法包括偵測一第二連接器與該第一連接器之配合，及回應於該偵測而經由該等接觸件中之一者發送一命令及等候針對該命令之一回應。若接收到針對該命令之一有效回應，則該系統判定該第二連接器之定向。該回應亦包括針對該第二連接器中之接觸件的組態資訊。該系統接著基於該經判定定向及該第二連接器之該等接觸件的組態資訊來組態該第一連接器之其他接觸件中的一些。

Description

用於組態一連接器之接觸件之技術
本申請案根據35 USC § 119(e)主張(a)2011年11月7日申請之美國臨時專利申請案第61/556,792號及(b)2011年11月30日申請之美國臨時專利申請案第61/565,463號的權利，該等案之全部揭示內容出於所有目的以引用之方式併入。
本申請案係關於＿＿＿日申請之美國專利申請案第＿＿＿號(代理人案號# 90911-818777)，該案之全部內容出於所有目的以引用之方式併入本文中。
連接器普遍存在且在用於耦接兩個電子裝置之多種應用中使用。大多數連接器通常具有促進信號在使用連接器連接之裝置之間傳輸的某一類別之接觸件。習知地，連接器中之每一接觸件具有一特定預先指派之功能。換言之，連接器中之每一接觸件經指定以載送特定類型之信號，例如，電力、資料，等。
許多電連接器可僅在單一定向上連接。此等連接器具有不可修改之預先指派之功能的接觸件。通常，此等電連接器具有允許僅在單一定向上進行連接的實體設計。換言之，兩個配合之單一定向連接器僅可單向配合。因此，在使用單一定向連接器時吾人必須謹慎，因為以不正確方式插入連接器可損壞連接器及/或在實體上、電學上抑或其兩者上損壞該連接器所插入之裝置。
本發明大體而言係關於用於連接兩個裝置之連接器。具 體而言，本發明之特定實施例係關於具有可組態接觸件之正反兩用連接器。如以上所描述，習知連接器具有具有預先指派之功能的接觸件。舉例而言，在標準USB連接器中，四個接觸件中之每一者具有與其相關聯之一特定功能，例如，電力、資料，等等。連接器內之此等預先指派之接觸件的位置亦為固定的。總之，此等習知連接器中之接觸件係不可組態的，且僅可基於連接器之類型及用途來執行預先指派之功能。
本發明之實施例提供用於動態地組態與主機系統相關聯之主機側連接器之接觸件的技術。在本發明之一項實施例中，主機側連接器中之接觸件能夠被指派若干功能中之一者。待指派給該接觸件(及連接器中之其他接觸件)之功能可取決於耦接至主機系統之配件及由該配件所提供/使用之信號。舉例而言，當一純音訊配件耦接至主機系統時，主機側連接器上之接觸件中的至少一者可經組態以載送音訊資料。
在一些實施例中，主機側連接器及配件側連接器可在一個以上定向上彼此配合。在主機側連接器及配件側連接器可在一個以上定向上彼此配合的情形下，在組態主機側連接器之接觸件之前首先判定配件側連接器相對於主機側連接器之定向可為有益的。
本發明之特定實施例提供用於判定配件側連接器相對於對應之主機側連接器之定向的技術。根據一項實施例，一旦配件側連接器與主機側連接器實體地配合，主機系統即 交替地經由主機側連接器中之兩個選定接觸件中之每一者將一命令發送至配件且等候來自配件之一回覆。取決於該回覆係經由兩個選定接觸件中之哪一者接收，主機系統可判定配件側連接器相對於主機側連接器之定向。
在其他實施例中，主機側連接器中之接觸件係基於配件側連接器之經判定定向進行組態。在一實施例中，來自配件之回覆可包括關於指派給配件側連接器之每一接觸件之功能的資訊。使用此資訊且知曉配件側連接器之定向，主機系統可接著組態主機側連接器之接觸件以便與配件通信。
在一些實施例中，定向之偵測及接觸件之組態可彼此獨立。在其他實施例中，定向之偵測可在前且可用以組態主機側連接器之接觸件。在一些實施例中，主機側連接器之接觸件可在與配件側連接器配合之前處於浮動模式下。
以下實施方式連同隨附圖式將提供對本發明之本質及優點之較佳理解。
本發明之實施例大體上關於連接器。更具體而言，本發明之特定實施例提供用於判定一連接器相對於另一連接器之定向的技術。在一些實施例中，配件側或「插頭」連接器可在一個以上定向上插入至主機側或「插座」連接器中。在此情形下，本文中所描述之技術可提供用以判定插頭連接器相對於插座連接器之準確定向的方法。
本發明之一些實施例提供用於基於自一經連接配件接收 之資訊來動態地組態主機側連接器之接觸件的技術。
本發明之特定實施例提供用於判定配件側連接器相對於主機側連接器之定向且基於該經判定定向及自該配件接收之資訊來組態主機側連接器的系統及方法。
圖1A說明根據本發明之一實施例的插頭連接器100(或配件側連接器100)。插頭連接器100為例示性的且本文中用以解釋本發明之各種實施例。熟習此項技術者將認識到，可使用除插頭連接器100以外之許多其他形式及類型之連接器，且本文中所描述之技術將應用於具有插頭連接器100之特性的任何插頭連接器。在一些實施例中，插頭連接器100可與一可耦接至主機裝置之配件相關聯。
插頭連接器100包括一本體102及一凸片部分104。纜線106附接至本體102及凸片部分104，且在平行於連接器100之長度的方向上縱向延伸遠離本體102。凸片104經設定大小以在配合事件期間插入至一對應插座連接器中，且包括形成於第一主要表面104a上的一第一接觸件區域108a及形成於與表面104a相對之第二主要表面104b(圖1A中未展示)處的一第二接觸件區域108b(圖1A中亦未展示)。表面104a、104b自凸片之遠處尖端延伸至脊狀突起109，當凸片104插入至對應插座連接器中時，該脊狀突起109鄰接插座連接器或插座連接器所併入於其中之攜帶型電子裝置的外殼。凸片104亦包括在第一主要表面104a與第二主要表面104b之間延伸的第一相對側表面104c及第二相對側表面104d(未圖示)。在一個特定實施例中，凸片104為約6.6 mm寬，約1.5 mm厚且具有約7.9 mm之插入深度(自凸片104之尖端至脊狀突起109之距離)。
複數個接觸件112可形成於接觸件區域108a及108b中之每一者中，以使得當凸片104插入至對應插座連接器中時，區域108a或108b中之接觸件112電耦接至插座連接器中之對應接觸件。在一些實施例中，接觸件112為自我清潔之擦拭接觸件，其在於配合事件期間最初與插座連接器接觸件接觸之後在到達最終之所要接觸位置之前以擦拭運動進一步滑動越過插座連接器接觸件。
作為一實例，在一項實施例中，將ID模組體現於一操作性地耦接至連接器100之接觸件的IC內。該ID模組可藉由關於連接器及/或其可在配合事件期間傳達至主機裝置之相關聯配件/配接器的識別及組態資訊進行程式化。作為另一實例，經程式化以藉由主機裝置上之電路執行一鑑認常式(例如，公用密鑰加密常式)的鑑認模組可體現於操作性地耦接至連接器100之IC內。ID模組及鑑認模組可體現於同一IC內或不同IC內。作為又一實例，電流調節器可體現於IC 113a或113b中之一者內。該電流調節器可操作性地耦接至接觸件，該等接觸件能夠遞送電力以對攜帶型電子裝置中之電池充電且調節在彼等接觸件上遞送之電流，以確保一無關於輸入電壓且甚至當輸入電壓以暫時方式變化時的恆定電流。以下參看圖4進一步描述IC之功能。
結合襯墊115亦可形成於本體102內而接近於PCB 107之末端。每一結合襯墊可連接至區域108a及108b內之一接觸 件或接觸件對。電線(未圖示)可接著焊接至結合襯墊以提供自接觸件至與連接器100相關聯之配件內之電路的電連接。然而，在一些實施例中，結合襯墊並非必要的而替代的是經由一PCB(配件內之其他電路耦接至該PCB)上之跡線及/或藉由配件內之多個PCB之間的互連件來進行連接器100之接觸件及組件與配件內之其他電路之間的所有電連接。
凸片104之結構及形狀係由一接地環105界定，該接地環105可由不鏽鋼或另一硬質導電材料製成。連接器100包括保持特徵114a、114b(未圖示)，該等保持特徵114a、114b形成為接地環105之側中的彎曲袋狀區域，該等彎曲袋狀區域兼任接地接觸件。本體102在圖1A中展示為透明形式(經由點線)以使得本體內部之特定組件可見。如所展示，在本體102內的為印刷電路板(PCB)107，該印刷電路板(PCB)107朝向連接器100之遠處尖端延伸至接觸件區域108a與108b之間的接地環105中。諸如特殊應用積體電路(ASIC)晶片113a及113b的一或多個積體電路(IC)可操作性地耦接至PCB 107以提供關於連接器100之資訊及/或執行特定功能，諸如，鑑認、識別、接觸件組態及電流或電力調節。
圖1B說明插頭連接器100之正視圖。該正視圖說明一罩120。罩120可由金屬或其他導電材料製成，且可自連接器100之遠處尖端沿著連接器之側在X及Y方向上朝向完全或部分地環繞形成於接觸件區域108a及108b中之接觸件112 的本體102延伸。在一些實施例中，罩120可接地以便使得可原本發生於連接器100之接觸件112上的干擾最小化，且可因此稱作接地環(例如，圖1A中所說明之接地環105)。接觸件112(1)至112(N)可定位於接觸件區域108a內，且額外接觸件114(1)至114(N)可定位於在凸片104之相對表面上的區域108b內。在一些實施例中，N可介於2與8之間。接觸件112(1)...112(N)及114(1)...114(N)可用以載送多種信號，包括數位信號及類比信號以及電力及接地。
圖1C說明接觸件112、114及該等接觸件之定位的橫截面示意圖。如所說明，接觸件112、114可安裝於PCB 150之任一側上。在一些實施例中，相對接觸件(例如，112(1)及114(1))可短路或經由PCB 150(例如，使用介層孔)彼此電連接以產生一同軸(in-line)連接器設計。在其他實施例中，所有接觸件可為獨立的，其中在接觸件中之任一者之間無連接或接觸件可在其間具有其他連接方案。在每一接觸件獨立且不連接至任何其他接觸件的情形下，可使用不同之插座連接器(例如，圖2C之連接器250)。接觸件112、114可由銅、鎳、黃銅、金屬合金或任何其他適當之導電材料製成。在正面及背面上之接觸件中的每一者之間及在接觸件與連接器之邊緣之間的間隔為一致的，從而提供了180度之對稱性，以使得連接器100可在兩個定向上中之任一者上插入至一對應插座連接器中。
當連接器100適當地與插座連接器嚙合時，接觸件112(1)至112(N)或114(1)-114(N)中之每一者與插座連接器之對應接 觸件電連接。
圖1D說明如以上結合圖1C所描述的根據本發明之一特定實施例的用於連接器100之腳位組態。
圖1D中所展示之腳位包括四個接觸件112(4)、112(5)、114(4)及114(5)，其電耦接在一起以充當專用於將電力載送至一經連接之主機裝置的單一接觸件。連接器100亦可包括配件ID接觸件112(8)及114(8)；配件電力接觸件112(1)及114(1)；及配置成四對之八個資料接觸件。該四對資料接觸件可為：(a)112(2)及112(3)；(b)112(6)及112(7)；(c)114(2)及114(3)；及(d)114(6)及114(7)。主機電力接觸件112(4)、112(5)、114(4)及114(5)將電力自與連接器100相關聯之配件載送至經由連接器100耦接至配件之一攜帶型電子裝置。主機電力接觸件可經設定大小以處置電子裝置或主機裝置的任何合理之電力需求，且(例如)可經設計以自配件載送3伏特至20伏特之間以對連接至連接器100之攜帶型電子裝置充電。在此實施例中，主機電力接觸件112(4)、112(5)、114(4)及114(5)定位於接觸件區域108a、108b之中心處，以藉由保持電力儘可能遠地離開接地環105之側而改良信號完整性。
配件電力接觸件112(1)及114(1)可用於一配件電力信號，其將電力自電子裝置(亦即，主機裝置)提供至配件。該配件電力信號通常為低於經由主機電力接觸件112(4)及112(5)接收之信號中之主機電力的一電壓信號，例如，與5伏特或高於5伏特相比較而言的3.3伏特。如以下更詳細地 描述，配件ID接觸件提供了一通信通道，該通信通道使得主機裝置能夠鑑認配件且使得配件能夠將關於配件之能力之資訊傳達至主機裝置。
四對資料接觸件(a)112(2)及112(3)、(b)112(6)及112(7)、(c)114(2)及114(3)及(d)114(6)及114(7)可用以使得能夠使用若干不同通信協定中之一或多者在主機與配件之間通信。舉例而言，資料接觸件112(2)及112(3)經定位而鄰近於電力接觸件之一側且在電力接觸件之一側上，而資料接觸件112(6)及112(7)經定位而鄰近於電力接觸件但在電力接觸件之另一側上。關於PCB之另一表面上之接觸件114可看見接觸件之類似配置。配件電力接觸件及配件ID接觸件定位於連接器之每一末端處。該等資料接觸件可為高速資料接觸件，其以比經由配件ID接觸件發送之任何信號快兩個或三個數階之量值的速率進行操作，此使得配件ID信號基本上看起來像是至高速資料線之DC信號。因此，將資料接觸件定位於電力接觸件與ID接觸件之間藉由將資料接觸件夾於指定用於DC信號或基本上為DC之信號的接觸件之間而改良信號完整性。
圖1E說明根據本發明之另一特定實施例的用於連接器101之腳位組態。
連接器101亦為一正如連接器100之正反兩用連接器。換言之，基於連接器101與主機裝置之對應連接器配合的定向，表面108a抑或108b上之接觸件與主機裝置之對應連接器中的接觸件實體地且電接觸。如圖1E中所說明，連接器 101可具有配置於PCB 150之上部表面上的八個接觸件及配置於PCB 150之下部表面上的八個接觸件。
連接器101包括兩個接觸件112(1)及114(4)，其可充當用以在配件與攜帶型電子裝置之間載送識別信號的配件ID接觸件。如圖1E中所說明，接觸件112(1)及114(4)彼此電連接。連接器101可具有四對資料接觸件：(a)112(2)及112(3)；(b)112(6)及112(7)；(c)114(2)及114(3)；及(d)114(6)及114(7)。如圖1E中所說明，在此特定實施例中，相對之資料接觸件(例如，112(2)及114(2))經由PCB 150彼此電連接。連接器101可進一步包括可彼此電連接之主機電力接觸件112(4)或114(5)。主機電力接觸件112(4)或114(5)可將電力載送至與連接器101配合之主機裝置。舉例而言，插頭連接器101可為經設計以將電力提供至主機裝置的電力供應系統之部分。在此情形下，接觸件112(4)或114(5)可將電力自電源供應器載送至主機裝置(例如)以對主機裝置中之電池充電。
連接器101可進一步包括可(例如)經由PCB 150彼此電連接之配件電力接觸件112(5)及114(8)。配件電力接觸件將電力自主機裝置載送至一經連接配件。舉例而言，在一些情形下，連接至主機裝置之配件可並非自身供電的且可自主機裝置獲得其電力。在此情形下，取決於連接器101相對於主機裝置之對應連接器的定向，主機裝置可經由配件接觸件中之任一者將電力供應至配件。連接器101可進一步包括彼此電連接之兩個接地接觸件112(8)及114(1)。該 等接地接觸件提供用於連接器101之接地路徑。
圖2A說明根據本發明之一實施例的插座連接器200。插座連接器200包括一外殼202，其界定一空腔204且將N個接觸件206(1)至206(N)收納於該空腔內。在操作中，諸如插頭連接器100(或連接器101)之連接器插頭可插入至空腔204中以將接觸件112(1)至112(N)或114(1)至114(N)電耦接至各別接觸件206(1)至206(N)。插座連接器接觸件206(1)至206(N)中之每一者將其各別插頭接觸件電連接至與收納插座連接器200之電/主機裝置相關聯的電路。舉例而言，插座連接器200可為攜帶型媒體裝置之部分，且與媒體裝置相關聯之電子電路藉由焊接接觸件206(1)至206(N)之尖端而電連接至插座200，該等尖端在外殼202外部延伸至一諸如攜帶媒體裝置內之印刷電路板(PCB)的多層板。應注意，連接器200僅在單一側上包括接觸件，因而可使得其較薄。在其他實施例中，連接器200可具有在每一側上之接觸件。
圖2B說明根據本發明之一實施例之插座連接器200的橫截面圖。如所說明，在一些實施例中，額外接觸件208(1)及208(2)位於接觸件206(1)至206(N)之任一末端處。接觸件208(1)及208(2)可用以偵測插頭連接器完全插入至空腔204中抑或插入至插頭連接器100(或連接器101)之接觸件112(或114)實體地耦接至插座連接器200之接觸件206的一點。在一些實施例中，接觸件208(1)及208(2)亦可用以偵測插頭連接器是否已自插座連接器斷接。在一些實施例中，當插頭連接器插入超過空腔204內之一特定距離時，接觸 件208可與插頭連接器100之罩120接觸。在一些實施例中，接觸件208經置放以使得其將僅在接觸件112與接觸件206進行固態實體連接時與插頭連接器之接地環接觸。在一些實施例中，當接觸件208連接至插頭連接器之接地環時，可產生指示該連接之信號。
在一些實施例中，插座連接器可具有在空腔204之頂側及底側兩者上的接觸件。圖2C說明包括在頂部上之接觸件207(1)至207(N)及在底部上之接觸件206(1)至206(N)之插座連接器251的橫截面圖。在一些實施例中，具有在頂側及底側上之電隔離接觸件的插頭連接器可使用圖2C之插座連接器251。
在一些實施例中，如以上所描述，插座連接器可具有僅在空腔204內部單一側上的接觸件206(1)至206(N)。在一特定實施例中，如圖2D中所說明，插座連接器250可具有八(8)個接觸件206(1)至206(8)。此等接觸件中之一些或所有可經組態以取決於插頭連接器上之可用信號而執行若干功能中之一者。插頭連接器100(或連接器101)可與經設計以連同與插座連接器250相關聯之主機裝置一起工作的若干配件中之任一者相關聯。舉例而言，插頭連接器100(或連接器101)可與一純音訊配件相關聯，在此情形下，插頭連接器之接觸件(例如，106(1)至106(N))上的可用信號可包括音訊及相關信號。在插頭連接器100(或連接器101)與諸如視訊配件之更複雜配件相關聯的其他情形下，插頭連接器之接觸件可載送音訊、視訊及相關信號。因此，為了使得插 座連接器250能夠可針對各種不同類型之信號進行操作，可使得插座連接器250之接觸件206(1)至206(8)可基於來自插頭連接器100(或連接器101)之可用信號進行組態。
在圖2D中所說明之特定實施例中，除了兩個連接偵測接觸件208(1)及208(2)以外，插座連接器250具有八個接觸件206(1)至206(8)。以上關於圖2B描述了連接偵測接觸件208(1)及208(2)之操作。接觸件206(1)至206(8)中之一些或所有可具有一相關聯開關，(例如)如圖4中所說明，該相關聯開關可組態接觸件以載送許多可能信號中之一者。然而，為了解釋之簡單起見，在圖2D中僅說明耦接至接觸件206(8)之一個開關220。應注意到，來自接觸件206(1)至206(8)當中之一些其他接觸件可各自具有耦接至其之一類似開關220。如圖2D中所說明，開關220可用以組態接觸件206(8)以取決於插頭連接器之組態而載送信號S1至Sn中之任一者。
在一特定實施例中，接觸件206(1)可為識別匯流排接針(ACC_ID)，且可經組態以傳達可操作以使得配件執行一功能的命令且提供針對該命令唯一的至主機裝置的回應。該命令可為多種命令中之任何一或多者，包括用以識別一連接器接針且選擇用於經由經識別之連接接針通信的複數個通信協定中之一者的請求、用以設定配件之狀態的請求，及用以獲得配件之狀態的請求。接觸件206(1)亦可或者經組態以將電力自主機裝置傳達至配件(例如，Acc_Pwr)。舉例而言，接觸件206(1)可耦接至主機裝置內之正(或負)電 壓源以便產生與另一接觸件(諸如接地接觸件，其可為(例如)接觸件206(8))之電壓差。
在一特定實施例中，接觸件206(2)及206(3)可形成第一對資料接觸件(DP1/DN1)。資料接觸件可經組態以載送多種信號中之一或多者，諸如：(a)USB差動資料信號；(b)非USB差動資料信號；(c)UART傳輸信號；(d)UART接收信號；(e)數位除錯輸入/輸出信號；(f)除錯時脈信號；(g)音訊信號；(h)視訊信號；等等。
在一特定實施例中，接觸件206(4)可將傳入電力(例如，一相對於諸如接地接針之另一接觸件的正電壓)載送至插座連接器200相關聯之主機裝置(例如，來自在配件中或耦接至配件之電源)。接觸件206(5)亦可充當類似於以上所描述之接觸件206(1)的一識別匯流排接針(ACC_ID)。接觸件206(5)亦可或者經組態以取決於經連接之插頭連接器100(或連接器101)相對於插座連接器200的定向而將電力自主機裝置傳達至配件(例如，Acc_Pwr)。
在一特定實施例中，接觸件206(6)及206(7)可形成第二對資料接針(DP2/DN2)，且可各自經組態以載送多種信號中之一或多者，諸如：(a)USB差動資料信號；(b)非USB差動資料信號；(c)UART傳輸信號；(d)UART接收信號；(e)數位除錯輸入/輸出信號；(f)除錯時脈信號；(g)音訊信號；(h)視訊信號；等等。
在一特定實施例中，接觸件206(8)可為接地接針或以其他方式經提供在低於接觸件206(1)、206(4)及206(5)的電壓電 位下，以便提供用於將電力提供至主機裝置或自主機裝置提供電力的電壓電位。
在一些實施例中，凸片104具有180度對稱的雙定向設計，該設計使得插頭連接器100(或連接器101)能夠在第一定向及第二定向兩者上插入至插座200中。圖3A及圖3B為說明連接器100(或連接器101)可與連接器200配合之不同定向的示意圖。如圖3A中所說明，連接器100(或連接器101)可與連接器200配合，其中連接器100(或連接器101)之接觸件112可與連接器200之接觸件206耦接。出於解釋之目的，吾人可將此稱作第一定向。連接器100(及連接器101)之若干特定實施例的細節係描述於＿＿＿日申請之共同擁有之美國專利申請案第＿＿＿號(代理人案號90911-832034)中，該案之全部內容出於所有目的以引用之方式併入本文中。
圖2E及圖2F說明根據本發明之兩個不同實施例的用於插座連接器之腳位組態。在一項實施例中，插座連接器200具有如圖2E中所展示之匹配圖1D中之連接器100之腳位的腳位，且在另一實施例中，插座連接器200具有如圖2F中所展示之匹配圖1E之連接器101之腳位的腳位。在圖2E及圖2F中之每一者中，ACC1及ACC2接針經組態以取決於插頭連接器之插入定向而與插頭連接器之配件電力(ACC_PWR)抑或配件ID(ACC_ID)接針配合，資料A接觸件之對經組態以與插頭連接器之資料1接觸件之對或資料2接觸件之對配合，且(若干)P_IN(進入電力)接針經組態以與 插頭連接器之(若干)主機電力接觸件配合。另外，在圖2F之腳位中，GND接觸件經組態以與插頭連接器中之GND接觸件配合。
在一些實施例中，連接器100(或連接器101)可在如圖3B中所說明之第二定向上與連接器200配合。在第二定向上，連接器100(或連接器101)之接觸件114與連接器200之接觸件206耦接。如圖3A及圖3B中所說明，該第二定向可為自第一定向旋轉180度。然而，此等定向並非僅有之可能定向。舉例而言，若連接器100(或連接器101)為具有對應之正方形連接器200的正方形連接器，則連接器100(或連接器101)可在四個可能定向中之一者上與連接器200配合。因此，熟習此項技術者將認識到，連接器之兩個以上定向可為可能的。
圖4為根據本發明之一實施例之系統400的方塊圖。系統400包括一電子裝置/主機裝置402。主機裝置402可為PC、PDA、行動計算裝置、媒體播放器、攜帶型通信裝置、膝上型電腦、平板電腦，或其類似者。主機裝置402可包括一微控制器412及耦接至微控制器402之一連接器404。可(例如)將連接器404實施為圖2A之連接器200。應注意到，除了微控制器412以外，主機裝置402可包括其他組件。然而，為了清楚起見在此省略了額外組件，因為其不直接屬於本文中所描述之實施例。
可使用一或多個積體電路、一或多個單核心或雙核心處理器或其類似者來實施微控制器412。在一些實施例中， 微控制器412可包括用於偵測耦接至連接器404之配件側連接器之定向的定向偵測電路420。
可(例如)將連接器404實施為圖2A之連接器200。連接器404可具有多個接觸件206(1)至206(N)。連接器404之接觸件中的一些可能能夠基於包括但不限於連接器406與連接器404配合之定向的若干因素而被指派若干功能中之一者。換言之，連接器404之接觸件可經多工以執行若干不同功能。連接器404中之接觸件中的每一者電耦接至安置於裝置402中之某一電路。如圖4中所說明，連接器404之接觸件中的若干者耦接至開關1至N。在一些實施例中，取決於經偵測定向，開關1至N可組態此等接觸件以執行若干功能中之一者。舉例而言，該等功能可包括差動資料信號、USB電力及/或資料、UART傳輸及/或接收、測試埠、除錯埠、操作電力，等。每一開關可用以組態其相關聯接觸件以載送許多可用信號中之一者。以下論述插頭連接器406之組態。
系統400亦包括連接器406，該連接器406可為與連接器404配合之對應連接器。舉例而言，若連接器404為插座連接器，則連接器406可為對應之插頭連接器。在一些實施例中，可將連接器406實施為(例如)以上所描述之連接器100(或連接器101)。連接器406可與經設計以供裝置402使用之配件相關聯。連接器406亦可具有若干接觸件。當連接器406與連接器404實體地配合時，連接器406之至少一組接觸件實體地且電連接至連接器404中之接觸件。此導 致連接器406中之接觸件經由連接器404與裝置402電耦接。如以上所論述，因為連接器406為正反兩用的，所以接觸件112(1)至112(N)與連接器404之接觸件206(1)至206(N)電連接或接觸件114(1)至114(N)與連接器404之接觸件206(1)至206(N)電連接。然而，裝置402可不知曉連接器406之哪一組接觸件耦接至連接器404中之接觸件。對於給定配件而言，相關聯連接器406之每一接觸件可具有與其相關聯之一預定義功能。如以上所描述，由連接器406所載送之信號的類型可取決於與連接器406相關聯之配件的類型。舉例而言，若連接器406與一充電/同步纜線相關聯，則連接器406之接觸件可載送至少一電力信號及一通信信號(及其他信號)。因此，在連接器406與連接器404配合時，由連接器406中之每一接觸件所載送的資訊可經預定義。可將此資訊傳輸至主機裝置402，以使得主機裝置402可適當地組態連接器404之接觸件206(1)至206(N)。因此，在連接器404及406之間的配合事件之前，連接器404之接觸件被置於「浮動」模式下。換言之，連接器404之接觸件與主機裝置402內之其他電路隔離。
因此，在連接器404之接觸件206(1)至206(N)可經組態之前；理解連接器406相對於連接器404之定向可為有益的。換言之，理解連接器406之哪兩組接觸件(例如，112(1)至112(N)或114(1)至114(N))當前耦接至連接器404之接觸件206(1)至206(N)將為有益的。為了對此進行判定，可執行在本文中稱作定向偵測之一程序。
然而，在該定向偵測程序可開始之前，裝置402可確保連接器406緊固地與連接器404配合，亦即，兩個連接器中之至少一些接觸件彼此實體接觸。進行此操作以確保兩個連接器適當地配合且存在歸因於有可能浮動之部分連接或未連接的電力接觸件而引起之發弧或短路的減小之風險。為了判定連接器404及406之間的實體配合，可執行在本文中稱作連接偵測之一程序。
在主機裝置可起始與配件之通信之前，判定插頭連接器及插座連接器是否彼此實體連接或「配合」可為有益的。如以上所描述，插座連接器(例如，連接器404)具有一連接偵測接觸件(例如，圖2B中所說明之接觸件208(1))，其自插座連接器中之其他接觸件凹入。此連接偵測接觸件(在圖4中標為「Con Detect」)為最後進行/首先斷開之類型的接觸件。換言之，當插頭連接器406與插座連接器404配合時，連接偵測接觸件為用以與連接器406之任何部分實體接觸的連接器404中之最末接觸件。在一未配合序列期間，此連接偵測接觸件為用以與連接器406實體脫離的連接器404中之第一接觸件。在一些實施例中，連接偵測接觸件經由信號線414耦接至微控制器412。當連接器406不與連接器404配合時，藉由微控制器412使信號線414保持在邏輯「高」狀態下。因此，只要信號線414在邏輯「高」狀態下，主機裝置便可推斷無連接器已與連接器404配合。
當連接器406與連接器404配合時，在於連接器406之空 腔內行進一特定距離之後，連接器406之接地環(例如，圖1之罩120)與連接偵測連接器進行實體接觸。此使得信號線414自邏輯「高」狀態轉變為邏輯「低」狀態。微控制器412可偵測信號線414之此狀態改變且判定連接器406現與連接器404實體連接。在一些實施例中，基於兩個連接器之實體設計，當信號線414進入邏輯「低」狀態中時，可推斷插頭連接器中之其他接觸件亦可與插座連接器中之對應接觸件實體連接。在一些實施例中，此配合之偵測觸發了諸如如以下所描述之定向偵測、配件鑑認、接觸件組態等的其他程序。
在一些實施例中，連接偵測接觸件亦可用於斷接偵測。在一些實施例中，為了保護裝置402免受可引起損害之未經鑑認配件影響，裝置402內之所有開關(例如，開關1至N及OD1及OD2開關)在連接事件之偵測之前皆保持在斷開狀態下。類似地，將需要一旦連接器406斷接，此等開關即返回至其「斷開」狀態以使得無有害信號可被傳達至裝置402。
當連接器406未經配合或與連接器404斷接時，連接偵測接觸件為失去與連接器406之實體連接的第一接觸件(將此接觸件又稱為最後進行/首先斷開之類型的接觸件)。一旦連接偵測接觸件變得與連接器406實體脫離，信號線414即返回至其邏輯「高」狀態。微控制器412可偵測此狀態改變且推斷連接器406已與連接器404脫離。基於此判定，微控制器可操作開關中之一或多者以將其置於「斷開」狀態 下，因此保護了裝置402之內部電路免受可能之發弧及短路危險影響(若插頭連接器之對應接觸件中的任一者已對該一或多者供電)。
在稍後時間，若連接器406一旦再次配合至連接器404，則裝置402可再次執行以上所描述之連接偵測程序。
如以上所描述，在一些實施例中，配件側連接器(例如，連接器406)可在一個以上定向上與主機側連接器(例如，連接器404)配合。在此情形下，可能需要判定配件側連接器相對於主機側連接器之定向以便適當地在主機裝置與配件之間為投送信號。
在一些實施例中，連接器404中之接觸件中的一或多者可用於判定定向。如早先所描述，微控制器412內部之控制連接器404之各別接觸件的所有開關最初處於「斷開」狀態下。在圖4之實施例中，兩個接觸件(說明為OD1及OD2)可用以判定定向。為了描述定向偵測及接觸件組態程序，考慮(例如)可自連接器404之接觸件206(1)至206(N)當中選擇接觸件206(1)(在圖4中表示為「OD2」)及206(8)(在圖4中表示為「OD1」)。此等接觸件OD1及OD2中之每一者分別連接至對應開關416及418。應理解，亦可選擇來自連接器404之任何其他接觸件，且接觸件206(1)及206(1)在本文中僅用以解釋技術。類似於接觸件206(1)-206(N)，接觸件OD1及OD2亦可經組態以執行若干功能中之一者。在一些實施例中，接觸件OD1及OD2可首先用以偵測定向，且接著稍後可經組態而一旦定向偵測完成即執行特定其他功 能，例如，在配件與主機裝置之間載送通信信號及/或將配件電力自主機裝置載送至配件。在一些實施例中，連接器404中之接觸件206(1)至206(N)可在定向偵測程序之完成之前為浮動的。在此上下文中，「浮動」意謂在定向偵測在之前可不向接觸件206(1)至206(N)指派任何功能且該等接觸件206(1)至206(N)處於撤銷啟動或隔離狀態下。此可藉由使開關1至N中之一或多者處於「斷開」狀態下而實現。
在一些實施例中，定向偵測電路420可耦接至接觸件OD1及OD2，且可監視接觸件OD1及OD2以偵測特定或預期信號在該等接觸件中之任一者上的存在。定向偵測電路420可經由接觸件OD1及OD2中之任一者發送命令且偵測針對該命令之回應。以下將對此進行詳細解釋。
在一些實施例中，系統400可包括一ID模組408。可將ID模組408實施為經程式化以執行特定功能的特殊應用積體電路(ASIC)晶片(例如，如圖1A之晶片113a或113b中的一者)。在一些實施例中，ID模組408可安置於與主機裝置402連接之配件中。在其他實施例中，ID模組408可為連接器406之一整體部分，且可安置於連接器406之外殼內(例如，如圖1A中所說明)。在一些實施例中，ID模組408可經由接觸件OD2自主機裝置402接收命令，且可經由同一接觸件OD2以一預定回應來回應該命令。在一些實施例中，ID模組408與連接器406緊密地整合在一起。換言之，ID模組408及連接器406可安置於經組態以可供裝置402操作的一配件中。因此，在該配件為纜線的情形下，連接器406 及ID模組408可為該纜線之部分。在一些實施例中，ID模組408可包括與其所關聯之連接器406之接觸件相關聯的組態資訊。在與主機裝置402成功連接之後，ID模組408可如以下所描述將組態資訊提供至主機裝置402。
在一些實施例中，系統400亦可包括配件硬體410。配件硬體410可為處理器及經設計以可供裝置402操作之配件的另一相關聯電路。在一些實施例中，配件可將電力提供至裝置402，且在其他實施例中；配件可由裝置402供電。配件硬體410將取決於配件之類型及功能而變化。
應瞭解，本文中所描述之系統組態及組件為說明性的，且變化及修改係可能的。裝置及/或配件可具有本文中未特定描述之其他組件。另外，雖然本文中參考特定區塊描述了裝置及配件，但應理解，此等區塊係出於描述之便利而定義且不意欲暗示組件部分之特定實體配置。另外，區塊不需要對應於實體上相異之組件。區塊可經組態以(例如)藉由程式化一處理器或提供適當之控制電路而執行各種操作，且各種區塊可為或可不為可取決於如何獲得初始組態而重新組態的。本發明之實施例可實現於多種裝置中，包括使用電路及軟體之任何組合所實施之電子裝置。
在操作中，在本發明之一實施例中，當連接器406與連接器406實體配合時，信號線414在連接器404之連接偵測接觸件與連接器406之接地環部分實體接觸時將其狀態自邏輯「高」改變至邏輯「低」。此向裝置402指示連接器406現連接至連接器404。其後，微控制器412起始定向偵 測操作。
連接器406經組態以使得連接器406內之一個接觸件載送一識別信號，例如，可對應於以上所描述之接觸件OD1或OD2中之一者的ID接觸件422。一旦載送配件識別信號之接觸件經識別，裝置402即可判定連接器406相對於連接器404之定向。如以上關於圖3A及圖3B所描述，連接器406可在一個以上定向上與連接器404配合。亦如以上所描述，為了說明定向偵測程序，吾人考慮連接器404之接觸件OD1抑或OD2與連接器406之ID接觸件422連接。因此，在一個定向上，ID接觸件422可連接至連接器404之接觸件OD2，且在自該第一定向180度之第二定向上；ID接觸件422可連接至連接器404之接觸件OD2。為了判定接觸件OD1或OD2中之哪一者連接至ID接觸件422，可使用以下程序。
一旦判定連接器406與連接器404配合，開關416或開關418中之一者即閉合以使得對應於閉合開關之接觸件現為「作用中的」。換言之，與閉合開關相關聯之接觸件現與連接器406中之對應接觸件電連接。如以上所描述，當連接器404及連接器406首先彼此配合時，開關416及418兩者處於「斷開」狀態下。考慮開關416首先閉合。在此情形下，開關418保持斷開以避免任何電力或其他有害信號出現於相關聯OD2接觸件上。在圖4中所說明之情形下，閉合開關416導致接觸件OD1經由連接器406電耦接至配件電力線。應理解，接觸件OD1亦可取決於連接器406在哪一 定向上連接至連接器404(如藉由圖4中之點線所展示)而已連接至ID模組408。然而，為了解釋定向偵測程序，圖4假設接觸件OD1連接至配件電力線，而接觸件OD2連接至ID模組408。
一旦開關416閉合，微控制器412即經由OD1接觸件(例如，使用OD電路420)發送一命令。OD電路420接著在OD1接觸件上「收聽」針對該命令之特定及/或預期回應。在一些實施例中，該命令可僅藉由ID模組408解譯，該ID模組408又產生針對該命令之回應。然而，在此實例中，OD1接觸件耦接至配件電力線而不耦接至ID模組408。因此，ID模組408不接收命令且因此不產生針對該命令之回應。因此，無針對該命令之回應被OD電路420經由OD1接觸件接收。
若在一預定時間之後OD電路420未在OD1接觸件上偵測到回應，則微控制器412推斷OD1接觸件未連接至配件側上之ID模組408且斷開開關416。其後，微控制器412閉合開關418。此使得接觸件OD2現經由ID接觸件422電連接至ID模組408。其後，OD電路420如以上經由OD2接觸件發送同一命令。因為OD2接觸件連接至ID模組408，所以一旦ID模組408接收到命令，其即產生一回應且經由OD2接觸件將該回應發送至微控制器412。該回應被OD電路420偵測到。因此，微控制器412現知曉OD2接觸件連接至ID模組408，且將耦接至OD2接觸件之線表示為配件通信線(例如，圖1E之ACC_ID)。因此，在吾人之實例中，接觸 件206(1)或206(8)中之一者現載送配件通信信號且另一接觸件可經表示為配件電力接觸件(例如，圖1E之ACC_PWR)。基於配件通信接觸件及配件電力接觸件之定位/位置，主機裝置402現可判定連接器406相對於連接器404之定向。
圖5為根據本發明之一實施例的用於判定一配件側連接器相對於一主機側連接器之定向之程序500的流程圖。程序500可(例如)由圖4之主機裝置402執行。
在區塊502中，主機裝置可偵測配件(第一)連接器與其自己(第二)連接器的耦接。換言之，主機裝置可偵測配件連接器已(例如)經由其連接器中之連接器偵測器接觸件實體地耦接至其自己之連接器。在區塊504，一旦主機裝置判定配件連接器實體地耦接至其連接器，主機裝置即可經由微控制器經由其連接器之第一接觸件(例如，圖4之OD1)(例如，以上所描述之OD1接觸件)發送一命令。舉例而言，主機裝置可發送以下參看圖7A所描述之ID命令。一旦命令得以發送，主機裝置即可等候來自配件之針對該命令之回應。在區塊506，主機裝置可檢查是否經由第一接觸件自配件接收了針對命令之回應。若經由第一接觸件接收到了回應，則在區塊508主機裝置可判定配件連接器相對於其自己之連接器的定向。舉例而言，基於該回應，主機裝置現知曉其自己之連接器中的哪一接觸件耦接至配件側連接器中之ID模組，且可因此將彼接觸件表示為ID匯流排線或配件通信線。一旦已知ID匯流排線/接觸件，主機 裝置即可判定配件連接器所插入之定向。在區塊510，一旦已知該定向，主機裝置即可基於所判定之定向組態第二連接器之剩餘接觸件。
若在區塊506主機裝置未接收到針對命令之回應，則在區塊512主機裝置可經由其連接器中之第二接觸件(例如，圖4之OD2)來發送同一命令。在區塊514，主機裝置可再次進行檢查以瞭解是否經由第二接觸件接收到針對該命令之來自ID模組之有效回應。若接收到一有效回應，則程序500進行至如以上所描述之區塊508及510，且主機裝置相應地組態其自己(第二)連接器中之剩餘接觸件。若在區塊514未接收到回應，則程序返回至區塊504，在區塊504中主機裝置再次經由第一接觸件發送同一命令。因此，主機裝置可交替地經由第一及第二接觸件發送命令直至其在該等接觸件中之一者上接收到有效回應為止。在一些實施例中，程序500可經程式化以在一特定持續時間之後或在特定數目次嘗試之後暫停。
應瞭解，圖5中所說明之特定步驟提供了根據本發明之一實施例的判定定向之一特定方法。亦可根據替代實施例來執行步驟之其他序列。舉例而言，本發明之替代實施例可以不同次序來執行以上所概述之步驟。此外，圖5中所說明之個別步驟可包括多個子步驟，可針對個別步驟適當地以各種序列來執行該多個子步驟。另外，可取決於特定應用而添加或移除額外步驟。詳言之，在一些實施例中可省略若干步驟。一般熟習此項技術者將認識到許多變體、 修改及替代例。
本發明之特定實施例提供了用於動態地組態主機側連接器之接觸件的技術。可在不首先判定配件側連接器之定向的情況下進行接觸件之組態。在一些實施例中，如以上所描述，主機裝置可將一命令發送至配件。針對命令之回應可包括關於配件側連接器之接觸件指派/組態的資訊。配件可在類似於以下所描述之回應封包的一回應封包中將此接觸件指派資訊提供至主機裝置。以下結合圖7A及圖7B來描述命令及回應之細節。除了接觸件組態資訊以外，配件亦可(例如，經由ID模組408)將配件之組態資訊、配件識別符等發送至主機裝置。
在一些實施例中，配件組態資訊亦可包括配件之類型、配件所提供/需要之信號的類型等(及其他資訊)。舉例而言，配件可提供關於連接器406之每一接觸件經組態以載送之信號的資訊。舉例而言，第一接觸件可載送電力信號；第二接觸件可載送資料信號，等等。一旦微控制器412自配件接收到此接觸件組態資訊，微控制器412即可操作與連接器404中之對應接觸件相關聯的開關1至N以組態接觸件以便載送與連接器406中之對應接觸件相同的信號。
應注意到，主機裝置中之接觸件組態可獨立於針對配件側連接器之定向偵測而發生。舉例而言，配件側連接器(例如，連接器406)可僅在單一定向上連接至連接器404。在此情形下，不需要判定連接器406相對於連接器404之定 向。在連接之後，配件可將用於連接器406之接觸件組態資訊發送至主機裝置。主機裝置可接著組態其自己之連接器404的接觸件以匹配連接器406之彼等接觸件。因此，在一些實施例中，可在不首先執行定向偵測之情況下執行接觸件組態。
一旦連接器404中之接觸件經適當地組態，連續之電鏈路即在裝置402與配件之間建立，且裝置402可接著以實質方式(例如，交換命令及資料、執行應用程式，等等)與配件通信。
圖6為根據本發明之一實施例的用於組態連接器之接觸件之程序600的流程圖。程序600可(例如)由圖4之裝置402執行。
主機裝置最初偵測主機側連接器與配件側連接器之間的實體連接(區塊602)。在一實施例中，主機裝置可使用以上所描述之連接偵測接觸件以判定實體連接。一旦兩個連接器實體地連接，主機裝置即可將一命令發送至配件以提供關於配件側連接器上之接觸件的組態資訊(區塊604)。在一些實施例中，主機裝置甚至不需要請求此資訊，且配件可在判定兩個連接器之間的實體連接之後自動地提供此資訊。主機裝置自配件接收接觸件組態資訊(區塊606)。該接觸件組態資訊使得主機裝置能夠判定與配件側連接器中之每一接觸件相關聯的功能性。基於此資訊，主機裝置組態主機側連接器中之接觸件以匹配對應之配件側連接器接觸件的功能性(區塊608)。在一些實施例中，主機裝置可操作 圖4中所說明之開關1至N以將適當功能性賦予主機側連接器中之接觸件中的一些。
在一些實施例中，配件可甚至不將接觸件組態資訊發送至主機裝置。實情為，主機裝置可基於(例如)配件識別符來判定連接至其之配件的類型。一旦配件之類型經判定，主機系統即可參閱一查找表以便判定配件側連接器之接觸件組態且相應地組態主機側連接器之接觸件。在此情形下，該查找表可包括各種配件側連接器之接觸組態資訊，可使用與每一配件相關聯之唯一配件識別符來索引該接觸件組態資訊。
應瞭解，圖6中所說明之特定步驟提供了根據本發明之一實施例的用於組態接觸件之一特定方法。亦可根據替代實施例來執行步驟之其他序列。舉例而言，本發明之替代實施例可以不同次序來執行以上所概述之步驟。此外，圖6中所說明之個別步驟可包括多個子步驟，可針對個別步驟適當地以各種序列來執行該多個子步驟。另外，可取決於特定應用而添加或移除額外步驟。詳言之，在一些實施例中可省略若干步驟。一般熟習此項技術者將認識到許多變體、修改及替代例。
在一些實施例中，配件側接觸件之組態可在提供初始組態資訊之後由配件進行改變。此可在配件能夠執行兩個不同功能(例如，USB及UART)之情形下發生。最初，配件可將配件側連接器接觸件指定為經組態而用於USB信號且將彼資訊傳達至主機。主機可接著組態其主機側連接器之接 觸件以匹配配件側連接器接觸件。接著在操作期間，考慮配件改變配件側連接器接觸件以現載送UART信號。在此情形下，配件可將新組態資訊發送至主機裝置，且主機裝置可動態地改變主機側連接器接觸件之組態以匹配新組態。
如以上所描述，當ID模組自微控制器接收一命令時，其將一預定回應發送回微控制器。圖7A及圖7B說明根據本發明之一實施例的一命令及回應序列。
圖7A說明根據本發明之一實施例的用於命令序列700之結構，該命令序列700可由微控制器經由OD1或OD2線發送。命令序列700可包括一斷路脈衝702。在一些實施例中，斷路脈衝702可用以向ID模組指示命令已由微控制器發送及/或指示命令之開始。在一些實施例中，斷路脈衝之持續時間可為可程式化的。在一些實施例中，斷路脈衝702將ID模組重設至一已知狀態以使得ID模組準備好自微控制器接收命令。斷路脈衝702之後可接著為一命令704。在一些實施例中，命令704可包括8個與16個之間的位元。在一些實施例中，命令704之後可接著為N位元組有效負載706。在其他實施例中，可在無任何有效負載之情形下發送命令704。出於偵測定向之目的，命令704之後可接著為高達16位元之有效負載706。在此情形下，有效負載706可包括與微控制器相關聯之一唯一識別符。該唯一識別符可由ID模組用以辨識微控制器及/或裝置且定製針對命令704之回應。舉例而言，該唯一識別符可通知ID模組該裝置為 電話、媒體播放器、或個人計算裝置(例如，平板電腦)、或除錯配件。
在一些實施例中，有效負載706(或命令704)之後可接著為循環冗餘檢查(CRC)序列708。CRC為經設計以偵測對原始電腦資料之意外改變的錯誤偵測碼，且通常用於數位網路及儲存裝置中。進入此等系統之資料之區塊獲得自其內容之多項式除法之餘數所導出的附著之短檢查值；在擷取之後即刻重複該計算，且可採取校正動作以對抗當檢查值不匹配時所假定之資料惡化。在一些實施例中，可使用一8多項式函數X8+X7+X4+1來產生CRC序列708。在一些實施例中，CRC 708之後可接著為傳訊命令序列之末尾的另一斷路脈衝702。此向ID模組指示微控制器已完成了發送命令及相關聯資料(若存在)，且現已準備好接收回應。應理解，僅ID模組可解譯及回應此命令。因此，若命令序列700係經由一未連接至ID模組之線發送，則主機裝置中之微控制器將不接收針對該命令之回應。在一些實施例中，若未自主機裝置接收到回應，則該命令可暫停。在此情形下，微控制器將推斷該線未連接至ID模組且因此並非ID匯流排線。
熟習此項技術者將認識到命令序列700僅為說明性的，且可取決於用於在裝置與包括ID模組之配件之間的通信之特定需要而包括比圖7A中所展示之資訊多或少的資訊。
一旦ID模組接收到命令序列700，ID模組即可發送如圖7B中所說明之回應序列720。回應序列720可包括命令回應 722。命令回應722可為針對命令704之預定回應。舉例而言，不管所連接裝置之類型，每一ID模組可回應於自裝置接收命令704而產生同一命令回應722。回應序列720亦可包括有效負載724，該有效負載724可長達48個位元。在一些實施例中，有效負載724可包括與併入有ID模組之配件相關聯的一識別符，例如，配件之序號。在一些實施例中，有效負載724亦可包括與配件相關聯之組態資訊，諸如，配件之類型、配件所需以便與裝置通信之各種信號，等等。在一些實施例中，若接觸件在配件側連接器中，則有效負載724可包括關於與每一接觸件相關聯之功能性的資訊。舉例而言，可使用高達4個位元來指示待賦予OD1及OD2開關之功能性。在一些實施例中，各自在有效負載724中之高達2對2位元可通知微控制器如何組態開關1至N(其中N=4)或換言之通知微控制器待將哪一功能性賦予與開關1至N相關聯之接觸件。一旦經組態，該等開關即將連接器404中之各種接觸件連接至裝置402內之其他電路。應理解，可將額外位元用於額外開關，且系統為可擴展的。因此，在接收到命令回應之後，微控制器現知曉如何組態以上所描述之各種開關1至N、OD1及OD2。在一些實施例中，有效負載724之後可接著為CRC 726。CRC 726可類似於CRC 708。在一些實施例中，用於發送命令序列700及接收回應序列720的總持續時間為約3毫秒。命令及回應結構及其內容的細節係描述於＿＿＿日申請之同在申請中的美國專利申請案第＿＿＿號(代理人案號90911-818777)中，該 案之全部內容出於所有目的以引用之方式併入本文中。
返回參看圖4，在一些實施例中，若連接器406自連接器404實體地移除/分離，則裝置402經由連接器偵測414來偵測該移除，且因此，微控制器412將所有開關1至N置於「斷開」狀態下。舉例而言，若在信號線414上偵測到邏輯「高」達比預定持續時間長的時間，則微控制器可推斷連接器406已與連接器404分離，且可相應地指示裝置402。在一些實施例中，該預定持續時間介於20 μs與100 μs之間。
以上所描述之實施例可彼此獨立。舉例而言，可在其後不接著接觸件組態的情況下執行定向偵測。定向偵測可在接觸件皆具有固定功能性的情形下有用，且僅需要判定配件側連接器以哪一方式連接至主機側連接器。又，在另一實施例中，可在不首先判定配件側連接器相對於主機側連接器之定向的情況下執行接觸件組態。舉例而言，在一些情況下，兩個連接器可僅在單一定向上配合。在此情形下，不需要判定定向，且在連接之後主機裝置可基於配件側連接器來組態主機側連接器接觸件。
在本發明之又一實施例中，接觸件組態可遵循且基於配件側連接器相對於主機側連接器之定向。舉例而言，在兩個連接器在一個以上定向上彼此配合的情形下，首先判定一連接器相對於另一者之定向(例如，使用以上所描述之技術)且接著基於經判定定向來組態該等接觸件可為有益的。
圖8A為說明根據本發明之一實施例的與主機側連接器250配合之配件側連接器100(或連接器101)的橫截面圖。如圖8A中所說明，連接器100之接觸件114(1)與連接器250之接觸件206(1)接觸。連接器100為正反兩用的且可在至少兩個定向上與連接器250配合。除了圖8A中所說明之定向之外，連接器100亦可在圖8B中所說明之另一定向上與連接器250配合。在該另一定向上，連接器100之接觸件112(8)與連接器250之接觸件206(1)接觸。因此，可見，在兩個定向上，連接器100之兩個不同接觸件可耦接至連接器250之同一接觸件。因此，在此情形下，在接觸件中之任一者經組態之前首先判定連接器100在哪一定向上配合將為有益的。舉例而言，因為接觸件中之一些可載送電力，所以若使得主機側連接器上之不正確接觸件能夠載送電力則其將為有害的。
在此實施例中，一旦判定連接器100實體地連接至連接器250(例如，使用以上所描述之連接偵測接觸件)，主機裝置即接著試圖判定連接器100在哪一定向上與連接器250配合。換言之，主機裝置判定連接器100之哪些接觸件實際上實體地連接至連接器250之接觸件。一旦該定向經判定，主機裝置即可使用彼資訊及連接器100之接觸件組態資訊來組態連接器250之接觸件。
圖9A及圖9B說明根據本發明之一實施例的用於判定定向且組態連接器之接觸件之程序900的流程圖。程序900可(例如)由圖4之主機裝置402執行。
如以上所描述，當主機裝置未經由其主機側連接器連接至任何配件時，控制主機側連接器之接觸件的所有開關處於「斷開」狀態下，因此將所有接觸件置於撤銷啟動/隔離狀態下。進行此操作以確保無不當之信號可被主機裝置接收到，因此保護主機裝置免於任何損壞。在區塊902，主機裝置(例如)使用主機側連接器中之連接偵測接觸件來判定配件側連接器已實體地與其主機側連接器配合。回應於偵測到兩個連接器之實體配合，在區塊904，主機裝置閉合與主機側連接器之待用於偵測定向之第一接觸件相關聯的開關。此導致第一接觸件被啟動，或換言之，在主機裝置與配件之間現在存在經由第一接觸件之連續連接路徑。
其後，在區塊906，主機裝置經由第一接觸件將命令發送至配件。在一些實施例中，該命令可向配件請求特定資訊。在經由第一接觸件發送命令之後，在區塊908，主機裝置接著等候接收自配件傳回之一回應。其後，在區塊910，主機裝置檢查以瞭解是否自配件接收到回應。若主機裝置在第一接觸件上接收到來自配件之回應，則主機裝置將該第一接觸件表示為載送配件通信信號。如以上所描述，由主機裝置發送之命令可僅由配件或配件側連接器中的ID模組解譯。因此，在第一接觸件上接收到回應的事實意謂第一接觸件耦接至配件中之ID模組。
在區塊912，一旦判定第一接觸件耦接至配件側連接器之配件通信接觸件，主機裝置即可判定配件側連接器相對 於主機側連接器之定向。換言之，主機裝置現知曉配件側連接器之哪些接觸件與主機側連接器之接觸件實體接觸。經由第一接觸件自配件接收之回應包括指定與配件側連接器之接觸件中之每一者相關聯之功能性的資訊。在區塊914，主機裝置可分析自配件接收之資訊且判定與配件側連接器之每一接觸件相關聯之功能。基於此資訊及先前所判定之定向資訊，主機裝置現知曉待將哪一功能指派給主機側連接器之哪些接觸件以便與配件側連接器相容。為了實現此，在區塊916，主機裝置操作與主機側連接器之接觸件中之一或多者相關聯的開關以便組態接觸件從而使得能夠進行所判定功能。
然而，若在區塊910主機裝置未自配件接收到任何回應，則在區塊918主機裝置斷開第一開關且撤銷啟動第一接觸件，如圖9B中所說明。其後，在區塊920，主機裝置閉合與第二接觸件相關聯之第二開關且啟動該第二接觸件。在區塊922，主機裝置經由第二接觸件發送同一命令且等候來自配件之回應。若在區塊924經由第二接觸件接收來自配件之回應，則程序900繼續步驟912。若在區塊924主機裝置未接收到來自主機裝置之回應，則在區塊928主機裝置斷開第二開關且撤銷啟動第二接觸件。其後，程序900返回至步驟904，在步驟904中再次啟動第一接觸件。
主機裝置可交替地啟動第一接觸件及第二接觸件，經由作用中之接觸件發送命令，且等候來自配件之回應。在一 些實施例中，主機裝置可無限地重複此程序直至其接收到來自配件之回應為止。在其他實施例中，在預定持續時間期滿之後，主機可停止程序900且報告錯誤。在一些實施例中，用於判定定向之第一接觸件及第二接觸件經預定且程式化至主機裝置中。在其他實施例中，可動態地選擇第一及/或第二接觸件。
應瞭解，圖9A及圖9B中所說明之特定步驟提供了根據本發明之一實施例的用於判定定向且組態接觸件之特定方法。亦可根據替代實施例來執行步驟之其他序列。舉例而言，本發明之替代實施例可以不同次序來執行以上所概述之步驟。此外，圖9A及圖9B中所說明之個別步驟可包括多個子步驟，可針對個別步驟適當地以各種序列來執行該多個子步驟。另外，可取決於特定應用而添加或移除額外步驟。詳言之，在一些實施例中可省略若干步驟。一般熟習此項技術者將認識到許多變體、修改及替代例。
本文中可將電路、邏輯模組、處理器及/或其他組件描述為「經組態」以執行各種操作。熟習此項技術者將認識到，取決於實施，該組態可經由特定組件之設計、設定、互連及/或程式化而實現，且再次取決於實施，經組態之組件可針對不同操作重新組態或可不針對不同操作重新組態。舉例而言，可程式化處理器可藉由提供合適之可執行碼進行組態；專用邏輯電路可藉由合適地連接邏輯閘及其他電路元件進行組態；等等。
雖然以上所描述之實施例已參考了特定硬體及軟體組 件，但熟習此項技術者將瞭解，亦可使用硬體及/或軟體組件之不同組合，且被描述為以硬體實施之特定操作亦可以軟體實施，且被描述為以軟體實施之特定操作亦可以硬體實施。
併入有本發明之各種特徵的電腦程式可編碼於各種非暫時性電腦可讀媒體上；合適之媒體包括磁碟或磁帶、諸如緊密磁碟(CD)或DVD(數位多功能磁碟)之光學儲存媒體、快閃記憶體，及其類似者。藉由程式碼編碼之電腦可讀儲存媒體可連同可相容裝置封裝在一起或與其他裝置分離地提供。另外，程式碼可經由有線光學網路及/或遵照多種協定之無線網路(包括網際網路)編碼及傳輸，藉此允許散佈(例如，經由網際網路下載)。
因此，儘管已參考特定實施例描述了本發明，但將瞭解，本發明意欲涵蓋在以下申請專利範圍之範疇內的所有修改及等效物。
100‧‧‧插頭連接器/配件側連接器
101‧‧‧連接器
102‧‧‧本體
104‧‧‧凸片部分
104a‧‧‧第一主要表面
104c‧‧‧第一相對側表面
105‧‧‧接地環
106‧‧‧纜線
107‧‧‧印刷電路板(PCB)
108a‧‧‧第一接觸件區域
108b‧‧‧第二接觸件區域
109‧‧‧脊狀突起
112‧‧‧接觸件
112(1)‧‧‧接觸件
112(2)‧‧‧接觸件
112(3)‧‧‧接觸件
112(4)‧‧‧接觸件
112(5)‧‧‧接觸件
112(6)‧‧‧接觸件
112(7)‧‧‧接觸件
112(8)‧‧‧接觸件
112(N)‧‧‧接觸件
113a‧‧‧特殊應用積體電路(ASIC)晶片
113b‧‧‧特殊應用積體電路(ASIC)晶片
114‧‧‧接觸件
114a‧‧‧保持特徵
114(1)‧‧‧接觸件
114(2)‧‧‧接觸件
114(3)‧‧‧接觸件
114(4)‧‧‧接觸件
114(5)‧‧‧接觸件
114(6)‧‧‧接觸件
114(7)‧‧‧接觸件
114(8)‧‧‧接觸件
114(N)‧‧‧接觸件
115‧‧‧結合襯墊
120‧‧‧罩
150‧‧‧PCB
200‧‧‧插座連接器
202‧‧‧外殼
204‧‧‧空腔
206‧‧‧接觸件
206(1)‧‧‧接觸件
206(N)‧‧‧接觸件
206(2)‧‧‧接觸件
206(3)‧‧‧接觸件
206(4)‧‧‧接觸件
206(5)‧‧‧接觸件
206(6)‧‧‧接觸件
206(7)‧‧‧接觸件
206(8)‧‧‧接觸件
207(1)‧‧‧接觸件
207(N)‧‧‧接觸件
208(1)‧‧‧接觸件
208(2)‧‧‧接觸件
220‧‧‧開關
250‧‧‧主機側連接器/插座連接器
251‧‧‧插座連接器
400‧‧‧系統
402‧‧‧電子裝置/主機裝置
404‧‧‧連接器
406‧‧‧連接器
408‧‧‧ID(識別)模組
410‧‧‧配件硬體
412‧‧‧微控制器
414‧‧‧信號線/連接器偵測
416‧‧‧開關
418‧‧‧開關
420‧‧‧OD(定向偵測)電路
422‧‧‧ID(識別)接觸件
700‧‧‧命令序列
702‧‧‧斷路脈衝
704‧‧‧命令
706‧‧‧有效負載
708‧‧‧循環冗餘檢查(CRC)序列
720‧‧‧回應序列
722‧‧‧命令回應
724‧‧‧有效負載
726‧‧‧CRC(循環冗餘檢查)
圖1A說明根據本發明之一實施例的插頭連接器。
圖1B為根據本發明之一實施例之插頭連接器的正視圖。
圖1C為根據本發明之一實施例之插頭連接器的橫截面圖。
圖1D為根據本發明之一實施例之插頭連接器的腳位。
圖1E為根據本發明之另一實施例之插頭連接器的腳位。
圖2A說明根據本發明之一實施例的插座連接器。
圖2B為根據本發明之一實施例之插座連接器的橫截面 圖。
圖2C說明根據本發明之另一實施例的插座連接器。
圖2D為根據本發明之一實施例的具有八個信號接觸件及兩個連接偵測接觸件之插座連接器的橫截面圖。
圖2E及圖2F為說明根據本發明之兩個不同實施例的插座連接器之腳位配置的圖，該插座連接器經組態以分別與如圖1D及圖1E中所展示之插頭連接器100及101配合。
圖3A為說明根據本發明之一實施例的在第一定向上耦接至插座連接器之插頭連接器的示意圖。
圖3B為說明根據本發明之一實施例的在第二定向上耦接至插座連接器之插頭連接器的示意圖。
圖4為說明根據本發明之一實施例的用於判定一連接器相對於另一連接器之定向之系統的示意圖。
圖5為根據本發明之一實施例的用於判定一連接器相對於另一者之定向之程序的流程圖。
圖6為根據本發明之一實施例的用於組態連接器之接觸件之程序的流程圖。
圖7A說明根據本發明之一實施例的命令結構。
圖7B說明根據本發明之一實施例的用於命令之回應結構。
圖8A為根據本發明之一實施例的在第一定向上與插座連接器配合之插頭連接器的簡化橫截面圖。
圖8B為根據本發明之一實施例的在第二定向上與插座連接器配合之插頭連接器的簡化橫截面圖。
圖9A及圖9B為根據本發明之另一實施例的用於判定定向及基於該定向來組態連接器之接觸件之程序的流程圖。

Claims (35)

  1. 一種電子裝置，其包含：一第一連接器，其具有複數個接觸件；及控制電路，其操作性地耦接至該複數個接觸件中之至少一些，其中該控制電路經組態以：偵測一第二連接器何時與該第一連接器配合，回應於該偵測，經由該複數個接觸件中之一第一接觸件發送一命令，及若經由該第一接觸件接收到針對該命令之一回應，則設定至該複數個接觸件中之一或多個接觸件的內部連接。
  2. 如請求項1之電子裝置，其進一步包含偵測電路，該偵測電路經組態以：回應於偵測該第二連接器之配合，將該第一接觸件自一斷開狀態切換至待與該控制電路連接，藉此使得該控制電路能夠經由該第一接觸件發送該命令。
  3. 如請求項1之電子裝置，其中若經由該第一接觸件未接收到回應，則該控制電路經進一步組態以經由該複數個接觸件中之一第二接觸件發送該命令。
  4. 如請求項1之電子裝置，其中該回應包括關於該第二連接器中之接觸件之組態的資訊。
  5. 如請求項4之電子裝置，其中該控制電路基於該第二連接器中之該等接觸件的該組態資訊來設定至該複數個接觸件中之該一或多個接觸件的內部連接。
  6. 如請求項1之電子裝置，其中為了偵測該第二連接器何時與該第一連接器配合，該控制電路經進一步組態以：監視該複數個接觸件中之一連接偵測接觸件；及當該控制電路在該連接偵測接觸件上偵測到一邏輯低時判定該第二連接器與該第一連接器配合。
  7. 如請求項1之電子裝置，其中該第一連接器為一插座連接器且該第二連接器為一插頭連接器。
  8. 如請求項7之電子裝置，其中該偵測步驟偵測該插頭連接器何時插入至該插座連接器中。
  9. 如請求項1之電子裝置，其中該第一連接器包含：一外殼，其形成經組態以收納該第二連接器之一空腔；及其中該複數個接觸件經配置為該空腔之一前表面上的一單一列。
  10. 如請求項9之電子裝置，其進一步包含安置於該外殼之一外側上的一保持閂鎖。
  11. 如請求項9之電子裝置，其中該複數個接觸件包括2與10個之間的信號接觸件。
  12. 如請求項1之電子裝置，其中該第一連接器包含：一外殼，其形成經組態以收納該第二連接器之一空腔；及其中該複數個接觸件係以分別沿著該空腔之一頂部前表面及該空腔之一底部前表面的一第一列及一第二列進行配置。
  13. 如請求項12之電子裝置，其中該第一列及該第二列各自具有配置於其中之相等數目個接觸件。
  14. 一種電子裝置，其包含：一第一連接器，其具有包括一信號接觸件及一偵測接觸件之第一複數個接觸件；及偵測電路，其操作性地耦接至該偵測接觸件及該信號接觸件，其中該偵測電路經組態以：監視該偵測接觸件以偵測一第二連接器與該第一連接器之連接，其中該第二連接器包括第二複數個接觸件且與一配件相關聯，經由該信號接觸件接收來自該配件之一訊息，該訊息包括針對該第二組接觸件之組態資訊；及基於針對該第二複數個接觸件之該組態資訊來組態該第一複數個接觸件中之至少一者。
  15. 如請求項14之電子裝置，其中針對該第二組接觸件之該組態資訊包括關於與該第二複數個接觸件中之一或多者相關聯之一功能的資訊。
  16. 如請求項14之電子裝置，其中該第一複數個接觸件包括高達16個接觸件。
  17. 如請求項14之電子裝置，其中該第一連接器為一插座連接器且該第二連接器為一插頭連接器。
  18. 如請求項14之電子裝置，其中該第一連接器包含：一外殼，其形成經組態以收納該第二連接器之一空腔；及 其中該第一複數個接觸件經配置為該空腔之一前表面上的一單一列。
  19. 一種組態一插座連接器之方法，該插座連接器具有界定一插頭連接器可在一第一定向抑或自該第一定向旋轉180度之一第二定向上插入至其中之一內部空腔的一外殼，及沿著該內部空腔之一第一內表面定位的第一複數個電接觸件，該插頭連接器具有第二複數個電接觸件，該方法包含：藉由耦接至該插座連接器之一第一裝置偵測該插頭連接器至該內部空腔中之插入，其中該第二複數個電接觸件中之每一接觸件與該第一複數個電接觸件中之一對應接觸件實體接觸；藉由該第一裝置經由該插座連接器經由來自該第一複數個電接觸件之一第一接觸件發送一信號；藉由該第一裝置監視該第一接觸件以判定是否接收到針對該信號之一回應；若經由該第一接觸件未接收到該回應，則藉由該第一裝置經由該插座連接器經由該第一複數個電接觸件之一第二接觸件發送一信號；藉由該第一裝置監視一第二接觸件以判定是否接收到針對該信號之一回應；藉由該第一裝置基於經由該第一接觸件抑或該第二接觸件接收到該回應來判定該插頭連接器在該第一定向抑或該第二定向上插入； 藉由該第一裝置接收針對該插頭連接器之該第二複數個接觸件的組態資訊；藉由該第一裝置在該插頭連接器在該第一定向上插入至該內部空腔中時根據一第一映射設定至該第一複數個電接觸件中之至少一些的內部連接，及在該插頭連接器在該第二定向上插入至該內部空腔中時根據一第二映射設定至該第一複數個電接觸件中之該至少一些的內部連接。
  20. 如請求項19之方法，其中該信號包含一請求且該回應包含針對該請求之一回應。
  21. 如請求項20之方法，其中該請求用於發送與耦接至該插頭連接器之一配件相關聯的識別資訊。
  22. 如請求項19之方法，其中偵測該插頭連接器至該內部空腔中之插入進一步包含：將來自該第一複數個電接觸件之至少一接觸件電耦接至該插頭連接器之一接地接觸件；藉由該第一裝置接收指示該耦接之一指示；及藉由該第一裝置基於該指示判定該插頭連接器插入至該插座連接器中。
  23. 如請求項22之方法，其中該指示包含等效於一邏輯低之一電信號。
  24. 一種電子裝置，其包含：一插座連接器，其包括一第一組電接觸件，其中該插座連接器能夠接受一插頭連接器，該插頭連接器可在一 第一定向抑或自該第一定向旋轉180度的一第二定向上進行配合；及電路，其耦接至該插座連接器且經組態以：偵測該插頭連接器至該插座連接器之配合，其中該插頭連接器包括一第二組電接觸件；回應於該偵測，經由來自該第一組接觸件之一第一接觸件發送一命令；監視該第一接觸件以判定是否經由該第一接觸件接收到針對該命令之一回應；經由該第一接觸件接收該回應；基於該回應判定該插頭連接器係在該第一定向上配合；接收關於該插頭連接器之該第二組電接觸件的組態資訊；及基於該第一定向及關於該第二組接觸件之該組態資訊來組態該第一組接觸件中之至少一接觸件。
  25. 如請求項24之電子裝置，其中該電路經進一步組態以：若未經由該第一接觸件接收到該回應，則經由來自該第一組接觸件之一第二接觸件發送該命令；監視該第二接觸件以判定是否經由該第二接觸件接收到針對該命令之一回應；若經由該第二接觸件接收到該回應，則判定該插頭連接器係在該第二定向上配合；接收關於該插頭連接器之該第二組接觸件的組態資 訊；及基於該第二定向及關於該第二組接觸件之該組態資訊來組態該第一組接觸件中之至少一接觸件。
  26. 如請求項25之電子裝置，其中該電路經進一步組態以：藉由在經由該第一接觸件發送該命令之前閉合與該第一接觸件相關聯之一第一開關而啟動該第一接觸件；及藉由閉合與該第二接觸件相關聯之一第二開關而啟動該第二接觸件，且藉由在經由該第二接觸件發送該命令之前斷開該第一開關而撤銷啟動該第一接觸件。
  27. 一種配件，其包含：一插頭連接器，該插頭連接器包含：一本體；耦接至該本體且延伸遠離該本體的一連接器凸片，該連接器凸片包括第一表面及第二表面；及在該第一表面處由該凸片承載的第一複數個外部接觸件及在該第二表面處由該凸片承載的第二複數個接觸件，其中該第一複數個外部接觸件中之每一接觸件電連接至該第二複數個外部接觸件中之一接觸件；其中該插頭連接器經組態以使用該第一複數個外部接觸件抑或該第二複數個外部接觸件而與一主機裝置之一對應插座連接器配合；及一識別單元，其經組態以：經由來自該第一複數個或該第二複數個外部接觸件的一第一接觸件接收來自一主機裝置之一請求，該請 求用於發送關於該配件之資訊；發送針對該請求之一回應，該回應包括針對該插頭連接器之組態資訊，該組態資訊指定由該第一複數個外部接觸件或該第二複數個外部接觸件中之每一接觸件所載送的一信號。
  28. 如請求項27之配件，其中該識別單元經實施為單一積體電路。
  29. 如請求項27之配件，其中該識別單元經安置於該插頭連接器之該本體內。
  30. 如請求項27之配件，其中該第一複數個外部接觸件包含八個接觸件，且該第二複數個外部接觸件包含八個接觸件。
  31. 一種配件，其包含：一插頭連接器，其經組態以與一主機裝置之一對應插座連接器配合，該插頭連接器具有複數個接觸件；一識別模組，其安置於該插頭連接器中且耦接至該複數個接觸件中之一第一接觸件；其中該配件經組態以：經由該第一接觸件接收來自該主機裝置之一命令；經由該第一接觸件發送針對該命令之一回應，該回應包括針對來自該複數個接觸件之至少一些接觸件的組態資訊，其中該組態資訊由該主機裝置用以組態該主機裝置之內部電路。
  32. 如請求項31之配件，其中該回應經預定且儲存於該識別 單元中。
  33. 如請求項31之配件，其中該識別單元經實施為一單一積體電路(IC)晶片。
  34. 如請求項31之配件，其中該等至少一些接觸件中之每一者載送一特定信號，包括一USB資料信號、一UART資料信號、主機電力信號、配件電力信號、配件識別信號及一接地信號。
  35. 如請求項31之配件，其中該複數個接觸件包括安置於該插頭連接器之一上部表面上的一第一組八個接觸件及安置於該插頭連接器之一底部表面上的一第二組八個接觸件。
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