TW202203511A - 通用序列匯流排介面偵測模組 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種通用串列匯流排介面偵測模組，其包括偵測單元以及用以電性連接於第一裝置與第二裝置之間的轉接裝置，因應第一裝置之介面規格的不同，轉接裝置利用地源接腳搭配場效應管開關的切換而改變配置通道腳位的電壓值，進而供第二裝置獲得第一裝置連接部的介面規格。

Description

通用序列匯流排介面偵測模組
本發明係涉及通用序列匯流排領域，尤其係關於一種通用序列匯流排介面偵測模組。
隨著資訊的發展，可攜式電子裝置越來越普及，且由於電腦系統具有龐大的多媒體處理功能，因此許多可攜式電子裝置可直接與電腦系統連接，以進行各項資料傳輸的動作，其中，通用序列匯流排(USB)是可攜式電子裝置與電腦系統之間最常使用的連接介面之一，原因在於，通用序列匯流排介面具有隨插即用、熱插拔(hot plug)、資料傳輸速度快等多項優點。
特別說明的是，通用序列匯流排(USB)還具有傳輸電流的功能，故電腦系統能夠提供電能予可攜式電子裝置，使得可攜式電子裝置可獲得運作上所需的電能，或是對可攜式電子裝置中的鋰電池進行充電的動作。一般來說，當通用序列匯流排介面為USB2.0介面時，電腦系統可提供可攜式電子裝置約500毫安培(mA)的電流，而當通用序列匯流排介面為USB3.0介面時，電腦系統則可提供可攜式電子裝置約900毫安培(mA)的電流。是以，當電腦系統具有USB3.0的介面規格時，可攜式電子裝置中的鋰電池就會有較佳的充電速度。
再者，當可攜式電子裝置透過通用序列匯流排纜線與電腦系統相連接時，會先判斷電腦系統的介面規格，以進而請求電腦系統提供相對應的電流。在傳統的作法上，可攜式電子裝置須先透過通用序列匯流排將一詢問訊號傳輸至電腦系統，電腦系統再因應該詢問訊號而輸出一回饋訊號至可攜式電子裝置，接著，可攜式電子裝置依據該回饋訊號而判斷電腦系統的介面規格，若判斷電腦系統的介面規格為USB3.0的介面時，則可請求電腦系統提供900毫安培(mA)的電流，而若電腦系統的介面規格為USB2.0的介面時，則僅能請求電腦系統提供500毫安培(mA)的電流。
基於以上的說明可知，可攜式電子裝置須先對電腦系統輸出詢問訊號，才進而能於獲得電腦系統的回饋訊號後判斷電腦系統的介面規格，故傳統判斷方式的判斷時間較長，並且為了使傳統的判斷方式得以執行，可攜式電子裝置內需設置較複雜的集成線路與接線，亦增加了製造成本。
本發明之主要目的在提供一種具有轉接裝置的通用串列匯流排(USB)介面偵測模組，其判斷時間更為快速，並且實施上不需設置複雜的集成線路與接線，故具有製造成本低廉的優勢。
於一較佳實施例中，本發明提供一種通用串列匯流排(USB)介面偵測模組，包括：
一轉接裝置，包括一第一轉接部、一第二轉接部以及一電路單元，且該第一轉接部與該第二轉接部分別具有一第一地源腳位(GND_DRAIN)與一配置通道腳位(Configuration Channel,CC)，而 該電路單元包括一場效應管(MOS)開關，且該場效應管開關電性連接於該第一地源腳位以及該配置通道腳位之間；以及
一偵測單元，用以電性連接於該配置通道腳位；其中，當一第一通用序列匯流排纜線之兩端分別插接於一第一裝置之一第一裝置連接部與該第一轉接部且一第二通用序列匯流排纜線之兩端分別插接於該第二轉接部與一第二裝置之一第二裝置連接部時，該偵測單元用以偵測相應於該配置通道腳位之一電壓值而判斷該第一裝置連接部之介面規格。
1:通用串列匯流排介面偵測模組
2:第一通用序列匯流排纜線
3:第二通用序列匯流排纜線
4:第一裝置
5:第二裝置
11:轉接裝置
12:偵測單元
41:第一裝置連接部
51:第二裝置連接部
52:微處理器
111:第一轉接部
112:第二轉接部
113:電路單元
121:偵測端
411:電源接腳
412:第二地源接腳
413:第一地源接腳
1111:第一地源腳位
1112:第二地源腳位
1113:電源腳位
1121:配置通道腳位
Q:場效應管開關
Q0:匣極
Q1:第一電極
Q2:第二電極
R1:第一電阻
R2:第二電阻
圖1：係為本發明通用串列匯流排(USB)介面偵測模組於一較佳實施例之實施概念示意圖。
圖2：係為圖1所示轉接裝置之第一轉接部於一較佳實施例之實施概念示意圖。
圖3：係為圖1所示轉接裝置之第二轉接部於一較佳實施例之實施概念示意圖。
圖4：係為第一裝置之第一裝置連接部於一第一使用情境的使用概念示意圖。
圖5：係為第一裝置之第一裝置連接部於一第二使用情境的使用概念示意圖。
本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明 書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。
請參閱圖1~圖3，圖1為本發明通用串列匯流排(USB)介面偵測模組於一較佳實施例之實施概念示意圖，圖2為圖1所示轉接裝置之第一轉接部於一較佳實施例之實施概念示意圖，圖3為圖1所示轉接裝置之第二轉接部於一較佳實施例之實施概念示意圖。通用串列匯流排介面偵測模組1包括轉接裝置11以及偵測單元12，且轉接裝置11包括第一轉接部111、第二轉接部112以及電路單元113，而電路單元113電性連接於第一轉接部111與第二轉接部112之間，並至少包括場效應管(MOS)開關Q與第一電阻R1。又，電路單元113的場效應管開關Q具有匣極Q0、第一電極Q1與第二電極Q2，且轉接裝置11的第一轉接部111具有多個腳位，其中至少包括第一地源腳位(GND_DRAIN)1111、第二地源腳位(GND)1112以及電源腳位(VBUS)1113，而第二轉接部112同樣具有多個腳位，其中至少包括配置通道腳位(Configuration Channel,CC)1121。
再者，場效應管開關Q的匣極Q0電性連接於第一轉接部111的第一地源腳位1111，且場效應管開關Q的第一電極Q1電性連接於第一轉接部111的電源腳位1113與第二轉接部112的配置通道腳位1121之間，而場效應管開關Q的第二電極Q2係接地，例如透過電性連接於第一轉接部111的第二地源腳位1112來實現。此外，電路單元113之第一電阻R1的兩端分別電性連接於場效應管開關Q的第一電極Q1與第一轉接部111的電源腳位 1113，且場效應管開關Q的第一電極Q1與第二電極Q2分別為漏極與源極，亦即，場效應管開關Q為N MOS型態的場效應管開關，但不以上述為限，例如，場效應管開關Q亦可為P MOS型態的場效應管開關。
於本較佳實施例中，轉接裝置11之第一轉接部111用以供第一通用序列匯流排纜線2插接於其上，且第一轉接部111的介面規格為USB3.0，而轉接裝置11之第二轉接部112用以供第二通用序列匯流排纜線3插接於其上，且第二轉接部112的介面規格為C型(Type-C)通用序列匯流排介面。其中，當第一通用序列匯流排纜線2的兩端分別插接於轉接裝置11的第一轉接部111以及第一裝置4的第一裝置連接部41時，轉接裝置11與第一裝置4形成電性導通，而當第二通用序列匯流排纜線3的兩端分別插接於轉接裝置11的第二轉接部112以及第二裝置5的第二裝置連接部51時，轉接裝置11與第二裝置5形成電性導通。此外，第一裝置4可例如為電腦系統，而第二裝置5可例如為鍵盤裝置、滑鼠裝置或其它設置有充電電池的可攜式電子裝置，且其第二裝置連接部51的介面規格亦為C型(Type-C)通用序列匯流排介面，但不以上述為限。
又，於本較佳實施例中，偵測單元12設置於第二裝置5中，用以於第二通用序列匯流排纜線3的兩端分別插接於轉接裝置11的第二轉接部112與第二裝置5的第二裝置連接部51時電性連接於第二轉接部112的配置通道腳位1121，進而當第一通用序列匯流排纜線2的兩端分別插接於第一裝置4的第一裝置連接部41與轉接裝置11的第一轉接部111、且第二通用序列匯流 排纜線3的兩端分別插接於轉接裝置11的第二轉接部112與第二裝置5的第二裝置連接部51時，偵測單元12可藉由偵測相應於配置通道腳位1121的電壓值而判斷第一裝置4之第一裝置連接部41的介面規格。此外，偵測單元12包括第二電阻R2，且第二電阻R2的一端接地，而第二電阻R2的另一端用以於第二裝置5經由第二通用序列匯流排纜線3而與轉接裝置11電性導通時電性連接於第二轉接部112的配置通道腳位1121。較佳者，偵測單元12的偵測端121可被設置於第二裝置5的微處理器52中，但不以此為限。
接下來詳細說明本案通用串列匯流排介面偵測模組1如何偵測第一裝置4之第一裝置連接部41的介面規格。請同步參閱圖1~圖4，圖4為第一裝置之第一裝置連接部於一第一使用情境的使用概念示意圖。於本使用情境中，第一裝置4之第一裝置連接部41的介面規格為USB2.0，其具有電源接腳(VBUS)411、第二地源接腳(GND)412但不具有第一地源接腳(GND_DRAIN)，因此，當第一通用序列匯流排纜線2的兩端分別插接於第一裝置4的第一裝置連接部41與轉接裝置11的第一轉接部111時，第一轉接部111的電源腳位1113與第二地源腳位1112分別與第一裝置連接部41的電源接腳411與第二地源接腳412電性相通，而第一轉接部111的第一地源腳位1111呈空接狀態(floating)，如此驅使電路單元113之場效應管開關Q的第一電極Q1與第二電極Q2形成導通狀態，此時，第二轉接部112的配置通道腳位1121的電壓值為0V。是以，當第二裝置5中偵測單元12的偵測端121所偵測而得的電壓值為0V時，第二裝置5可判斷第一裝置4之第一裝 置連接部41的介面規格為USB2.0。
請同步參閱圖1~圖3以及圖5，圖5為第一裝置之第一裝置連接部於一第二使用情境的使用概念示意圖。於本使用情境中，第一裝置4之第一裝置連接部41的介面規格為USB3.0，其具有第一地源接腳(GND_DRAIN)413、第二地源接腳(GND)412以及電源接腳(VBUS)411，因此，當第一通用序列匯流排纜線2的兩端分別插接於第一裝置4的第一裝置連接部41與轉接裝置11的第一轉接部111時，第一轉接部111的第一地源腳位1111、第二地源腳位1112以及電源腳位1113分別與第一裝置連接部41的第一地源接腳413、第二地源接腳412以及電源接腳411電性相通，如此驅使電路單元113之場效應管開關Q的第一電極Q1與第二電極Q2形成不導通的狀態，此時，第二轉接部112的配置通道腳位1121具有電壓值，是以，當第二裝置5中偵測單元12的偵測端121所偵測而得的電壓值大於0V時，第二裝置5可判斷第一裝置4之第一裝置連接部41的介面規格為USB3.0。
再進一步而言，當第一裝置4之第一裝置連接部41的介面規格為USB3.0時，第二裝置5中偵測單元12的偵測端121所偵測而得的電壓值是依據電路單元113之第一電阻R1的電阻值以及偵測單元12之第二電阻R2的電阻值而定，亦即，第二裝置5中偵測單元12的偵測端121所偵測而得的電壓值應為「第一裝置連接部41之電源接腳411的電壓值(亦為第一轉接部111之電源腳位1113的電壓值)*第二電阻R2的電阻值/(第一電阻R1的電阻值+第二電阻R2的電阻值)」。較佳者，但不以此為限，本案通用串列匯流排介面偵測模組1可藉由調整第一電阻R1的電阻值及/ 或第二電阻R2的電阻值而使第二裝置5中偵測單元12的偵測端121所偵測而得的電壓值小於第二裝置5的工作電壓。
基於以上的說明可知，因應第一裝置4之第一裝置連接部41的介面規格的不同，本案通用串列匯流排介面偵測模組1利用地源接腳(GND_DRAIN)1111搭配場效應管(MOS)開關Q的切換而改變配置通道腳位(Configuration Channel,CC)1121的電壓值，進而供第二裝置5獲得第一裝置連接部41的介面規格，相較於先前技術中所述的判斷方式，本案的判斷時間更為快速，並且實施上不需設置複雜的集成線路與接線，故本案製造成本亦較低廉。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
1:通用串列匯流排介面偵測模組
2:第一通用序列匯流排纜線
3:第二通用序列匯流排纜線
4:第一裝置
5:第二裝置
11:轉接裝置
12:偵測單元
41:第一裝置連接部
51:第二裝置連接部
52:微處理器
111:第一轉接部
112:第二轉接部
113:電路單元
121:偵測端
411:電源接腳
412:第二地源接腳
1111:第一地源腳位
1112:第二地源腳位
1113:電源腳位
1121:配置通道腳位
Q:場效應管開關
Q0:匣極
Q1:第一電極
Q2:第二電極
R1:第一電阻
R2:第二電阻

Claims (15)

  1. 一種通用串列匯流排(USB)介面偵測模組，包括：
    一轉接裝置，包括一第一轉接部、一第二轉接部以及一電路單元，且該第一轉接部與該第二轉接部分別具有一第一地源腳位(GND_DRAIN)與一配置通道腳位(Configuration Channel,CC)，而該電路單元包括一場效應管(MOS)開關，且該場效應管開關電性連接於該第一地源腳位以及該配置通道腳位之間；以及
    一偵測單元，用以電性連接於該配置通道腳位；其中，當一第一通用序列匯流排纜線之兩端分別插接於一第一裝置之一第一裝置連接部與該第一轉接部且一第二通用序列匯流排纜線之兩端分別插接於該第二轉接部與一第二裝置之一第二裝置連接部時，該偵測單元用以偵測相應於該配置通道腳位之一電壓值而判斷該第一裝置連接部之介面規格。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該場效應管開關之一匣極電性連接於該第一地源腳位。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中當該第一通用序列匯流排纜線之兩端分別插接於該第一裝置連接部與該第一轉接部且該第一裝置連接部之介面規格為USB2.0時，該場效應管開關形成導通。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中當該第一通用序列匯流排纜線之兩端分別插接於該第一裝置連接部與該第一轉接部且該第一裝置連接部之介面規格為USB3.0時，該場效應管開關不導通。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該第一轉接部還具有一電源腳位(VBUS)，且該場效應管開關之一第一電極係電性連接於該電源腳位以及該配置通道腳位之間，而該場效應管開關之一第二電極係接地。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該場效應管開關之該第一電極與該第二電極中之一者為漏極，而該場效應管開關之該第一電極與該第二電極中之一另一者為源極。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該電路單元還包括一第一電阻，且該第一電阻電性連接於該場效應管開關之該第一電極以及該電源腳位之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該偵測單元包括一第二電阻，且該第二電阻之一端用以電性連接於該配置通道腳位，而該第二電阻之一另一端接地。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該第一電阻以及該第二電阻用以使該偵測單元所偵測之該電壓值小於該第二裝置之一工作電壓。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該偵測單元設置於該第二裝置中。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該第二裝置為一鍵盤裝置或一滑鼠裝置。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中該第一轉接部之介面規格為USB3.0。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面偵測模組， 其中該第二轉接部之介面規格為C型(Type-C)通用序列匯流排介面。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中當該偵測單元偵測相應於該配置通道腳位之該電壓值為0V時，該偵測單元判斷該第一裝置連接部之介面規格為USB2.0。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之通用串列匯流排介面偵測模組，其中當該偵測單元偵測相應於該配置通道腳位之該電壓值大於0V時，該偵測單元判斷該第一裝置連接部之介面規格為USB3.0。
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