TWI304934B - - Google Patents

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1304934 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術頷域』 本發明係有關Μ 指一種具有主機t=USB控制電路及其作業方法，尤 協定簡單而杜4 ί 期性切換，不僅可藉由原有之通訊 8 、速達成傳輸模式之偵測且可不經由電腦而伽 其他USB產品進行點對點傳輸者。 不由電腦而與 【先前技術】 、，舌中ϊΐΐΓ科技的蓬勃發展，電子器材已演變成人類生 :中不了或缺之用品，而各個電子產品彼此資料流通之 術也相對地日益重要。通用串列匯流排（USB)是一種目 很流行的資料傳輸介面，因其有高傳輸速率、熱插拔及隨 插即用等諸多優點，而讓這種介面在使用上充分展現了靈 活性’致使各大廠商業者紛紛開發具有USB介面之電子產 品。然而，以往具有USB介面之電子產品都被設計為USB被 控裝置’只能在連接具有USB主機控制器的資訊產品（如電 腦）時，才能進行資料傳輸，而一般的USB產品（被控裝置） 之間則無法進行資料的交換或傳輸，使用上仍有其不便之 處。因此’如何提供一種不需經由電腦主機即可作點對點 雙向資料傳輸之USB控制電路乃是目前眾所期待之技術。

部分業者致力於一種稱為USB On-The-G〇(USB 〇TG)的 USB衍生介面規格，企圖令所有的USB 0TG產品之間都可以 直接進行資料傳輸而不用再透過電腦。其控制電路係如第

第5頁 1304934 五、發明說明（2) 1 :所：。該控制電路10係由_ 2 0所分支出來的技術 、，其主要造構係包括有：一主機控制器（host ⑶ntr〇ller) 11、一被控制裝置電路（device controller )13 及一 0TG 控制器（USB 〇TG c〇ntr〇ller) 19。其中，主 機控制器係用以執行主機模式（h〇st m〇de )，被控裝置電 路13用以執行被控模式（device m〇de)，兩者連接於控 制器19，而0TG控制器19則可透過一 ID訊號線191偵測連接 谭所連接之裝置為一般之USB裝置或者是USB 〇TG裝置，若 所連接之裝置為一般之USB裝置，貝彳〇TG控制器19選擇經由 一 USB收發|§171連接D+訊號線151與1)_訊號線152，藉以與 該USB裝置進行資料傳輸；若所連接之裝置為USB 〇tg裝置 ，則0TG控制器19選擇經由一〇TG收發器173連接該D+訊號 線151與D-訊號線152，藉以與該USB 0TG裝置進行資料傳 輸f外，0TG控制器尚可偵測11}訊號線之電位高低'，藉 此決定系統要以主機模式或被控模式來與所連接之 行資料傳輸。 <

上述之USB 0TG控制電路雖可達成不經由電腦主機即 可^其他USB介面或USB 0TG介面之電子裝置作點對點之雙 向資料傳輸，然而，其電路構造較傳統USB控制電路複= 許多，不僅需增設0TG控制器，且因其傳輸訊號之電位亦 與傳統USB訊號不同而另外建置0TG收發器，如此，光是結 構性的改變就要使其製作成本大幅提高，而為了配合〇TG 之電路構造而對傳統USB傳輸協訂進改，在產品的開發上 更是令廠商視為畏途。 第6頁 1304934 五、發明說明（3) 【發明内容】 ί此錄可針對上述習用’0tg所存在的缺點，以 電路二 ==機模式與被控模式切換功能之usb控制 速達ί德僅可藉由原有之通訊協定簡單而快 回，且可不經由電腦而與其卿產 :發，此即為本發明之發明重點。爰是， 控模式切換功能樣控制電路，不 被 作點對點雙向^^^’且不需透過電腦主機，而可 押模要目的，在於提供一種具有主機模式斑被 控制電路於主機模式與被控模式之間進行=元令 USB之被控裝置與主機裝置進行傳輸者。、可为別與 本發明之又一目的，在於摇徂— 控模式切換功能之USB控制*路:、其監控模式與被 Ϊ =被控模式中監控資料線組之電位K = 斷所插接之USB裝置為主機裝置或被控裝置者。了藉以判 本發明之又一目的，在於提供一 。 控模式切換功能之USB控制電路^作業^主f模式與被 提供一第-時間區與-第二時間區，令控制當：主要係可 間區間執行被控模式，而於第二時間=電路於第-時 可分別與所插接欄主機裝置 】模式， 裝置進仃資料傳輸 1304934 五、發明說明（4) 者。 ^ 代供一種具有主機模式與被 控模式切換功能之USB控制電路之作業方法，其第一 S間與第二時間區間係接續而形成週期循環，可快速且正 確地判斷所插接之USB裝置為主機裝置或被控褒置者。 扣;J3的，在於提供一種具有主機模式與被 控制電路之作業方法，其係利用第 時插接主機裝置而發生短門路之之女^，者可避免力主機模式 為達成上述目的，本發明蔣彳 控模式切換功能之us…電；供被 -主機控制器，用以執行一USB』包括有： 裝置電路’用以執行彳面之被控模：模式：-被控 ，包含有一D+資料線及一D_資 控楔式，—貧料線組 —龄抻m 科線，可用以傳輪眘斛 皿控早兀，用以控制資料線選 钳貝枓，及 被控裝置電路之其中，連接該主機控制器及該 決定控制電路之傳輸模式。°偵測資料線之電位變化而 之USR本尚提供一種具有主機模式與被护禮々 ;:一；制電路之作業方法，其主要實=二式切換功能 耠供一第一時間區間及一第二 ^也步驟係包括有： 二時間區間内電位有無上升？若右品Β〗，判斷資料線在第 模式進行資料傳輪；“，則:2令控制電路以被控 令=資料線在第二時；區間；；切換為主機模式 7工t路以主機模式進行資料傳輪；；土升?若有，則 …、’則令控制電 1304934

路切換為被控模式。 【實施方式】 兹為使貴審查委員對本發明之特徵、結構、方法及 所達成之功效有進一步之瞭解與認識， 每 同九丨η * X •里佐以較佳之實施 圖例及配合詳細之說明，說明如後： 施例之控 主要構造 一資料線 有一 D+資 而選擇連 置電路23 主機模式 測到資料 象，則可 ，控制電 被控模式 裝置應為 料傳輸。 首先’請參閱第2圖，係為本發明一較佳實 制電路示意圖。如圖所示，本發明控制電路2 〇之 係包括有一主機控制器21、—被控裝置電路a、 組25及一監控單元27。其中，該資料線組託包含 料251及一D-資料252，可透過監控單元27之切換 接主機控制器21以執行主機模式，或連接被控裝 而執行被控模式；另外，監控單元27尚可分別於 及被控模式時偵測資料線組2 5之電位變化。若積 線組25於主機模式時有電位提升（puli up)的現 判斷所插接之USB裝置為被控裝置（USB device) 路可以主機模式與之進行資料傳輸；反之，若在 偵測到資料線組25之電位提升，則所插接之USB 主機裝置（USB host)，應以被控模式與之進行資 本發明尚可對USB控制電路之電源線29進行部分變更 叹计。如圖所示，該電源線2 9係分設為一前段電源線2 91 及一後段電源線2 9 2，並將前段與後段以一開關器2 9 3加以 連接。前段電源線291另連接有一提升電阻（puU_up res is tor) 28，而提升電阻28之另一端則連接一轉接器281

1304934 五、發明說明（6) ’可利用該轉接器281而選擇將提升電阻28連接到D+資料 &251 '卜資料線252或形成一斷路狀態。 其中’開關器293與轉接器281係配合監控單元27之切 換動作而動作。當監控單元27將資料線組25連接到主機控 制器21時’控制電路20執行主機模式，開關器293為導通 ，轉接器281則為斷路。此時，若插接一USB被控裝置，則 由介面規格（specification)之通訊協定，監控單元27 將了在D +資料線2 51或D -資料線2 5 2上偵測到電位之提升（ 其中IH #料線為高速high speed或全速fui 1 speed規格； D-資料線則為低速1〇诃speed規格），即可確定控制電路 應以主機模式進行資料傳輸β 當監控單元27將資料線組25連接到被控裝置電路23時 ，控制電路20執行被控模式，開關器293為斷路，轉接器 則選擇連接到D+資料線25l資料線252 (高速及全速時 m料線；低速時為料線）。此時，絲接-USB主 機，：(如電腦），則由於主機裝置可於電源線提供一電位 ，此電位經由提升電阻28與轉接器281之 料線251或D-資料線252之電 T :: '將D+貝 心电1立加以徒升。監控單元2 7偵測 到 電位提升之訊號，即可確定控制電路2〇岸以被护;^ 式進行資料傳輸。 电心U應以被控模

藉由本發明之控制電路設坪，豐去你 介面之i車；&搶啟、t & 4 業者便可利用現行USB 介面之連接埠與連接線之構造規格，而可 同時具有主機模式與被控模式，以控制電路20 行點對點的資料傳輸，而腦、-他USB裝置進 用丹迓過電腦，致使其在使用 第10頁 1304934 五、發明說明（7) t 更上的：m其產品開發的難度及其製作成本 規格之產品降低許多，對業界而言實深具經 請：：第3圓及第4A圖’係、分別為本 知例之作，方法流程圖及其切換時序圖。如車H 明之主要實施步驟係包括有··提供—第—時間區:」 第二時間區間T2，·將控制電路（20)於第一時門曰二曰1 換成被控模式30!;並利用監控單 夺間£間[中切 資料線（251)終資料線貞測且判斷該Μ 有無上升302 ?若間區間Tl内其電位 置，而控制電路⑵之裝置糊主機裝 ;若無，則待第一時間區間了 ^而資料傳輸313 後將控制電路切換為主機模式3Q°3束而進入第二時間區叽 資料線：第3 :控::二:二:斷該D+資料線或D- 則可判斷所插接之褒被控V置上若有， 二機模式與之進行資料傳娜控；f =電=以 間了2結束而進入第一吐μ广ββφ 右無，則待第二時間區 模式，訪步驟3〇m\=控制電路切換為被控 由於在㈣介面序：步驟以形成-循環流程。 被控褒置提供電源，為避=置應可透過電源線對 插接了一主機装置*1避免控制電路在執行主機模式時 而當第一時間區間T1遠大於第 制電路執行被控模式二突’在本發明中可令控 之第二時間區間Τ · τ „ . a1區間Τι大於執行主機模式 間 1304934 五、發明說明（8) 區間％時，則可讓發生電源衝突之機率趨近於零。 另外’請參閱第2圖’在USB連接槔中，D+資料線251 與D- ^料線252之線路等效電容係分別為第一電容261與第 容262，為了避免線路等效電容之充放電現象干擾監 =單兀27偵測資料線組25之電位變化，可設定該第二時間 ，間A略大於第一電容261與第二電容262之放電時間；而 第j間區間Tl則可根據使用者對系統效能之需求而設定 或被控mi 所插接之裝置之主機裝置 進行資料傳輸。 執行的模式與所插接之裝置 較佳ίί二ΐ參閱第4Β圖及第4C圖，係分別為本發明〆 換時序圖。如圖所n::主機裝置與-被控裝置之切 t執行被控模式，其時：：月=制電路於第-時間區間 ^模式之第二時間區間 大幅降低外界電子裝置间之時間處於被控模式，以 可達到保護控制電^之=的，主機模式連接之機率，進而 §使用者在h時間點括_ 在丁！日夺間内價測到資料線組之; =置，=監控單元 裝置為主機裴置，而令電位上升，則可確認插入之 控模式與該USB裝置進行^路认繼續執行被控模式’以被 控單元並未在第—時 1傳輪，如第4B圖所若監 升，則控制電路在第一 _ 0 1内偵測到資料線組對電位提 在弟日寺間區間1、结束進入第三時間區間

第12頁 1304934 五、發明說明（9) T2時自動切換成主機模式。甚兮於〜m τ2内娜!該資料線組之電位，第f時間區間 為被控裝置，而令控制電路電1績上：行；機可=插：主之：置 式與該USB裝置進行後序之溝通協定與資機料傳式輸。無 宜作ΪΪ:述尤Ϊ知ί發明係有關於-種USB㈣電路及 ’、作叢方法尤々曰一種具有主機握+、也·丄 , -USB ^ ^ Λ ^ # ^ /；Λ # ^ :於主機模式及被控模式之間進行週 由原有之通訊協定簡單而快速達成，僅可籍 經由電腦而與其他USB *品進 偵測且可不 明實為-富有新穎性、進步性，及者…故本發 應符合專利申請要件無疑， 二^ 2用功效者， 請貴審查委員早日賜予本發明專利申請，懇 以上所述者，僅為太 只感“便。 用來限定本發明實施施'而已，並非 所述之形狀'構造、特徵、方法及^精神=清專利範圍 與修飾，均應包括於本發明之：以=:?均等變化 1304934 圖式簡單說明 第1圖：習知USB 0TG之控制電路示意圖； 第2圖：係本發明一較佳實施例之控制電路示意圖； 第3圖：係本發明一較佳實施例之作業方法流程圖； 第4 A圖：係本發明一較佳實施例之切換時序圖；及 第4 B圖與第4 C圖：係本發明一較佳實施例於1^ 時間點 插入一 USB裝置時不同態樣之切換時序圖； 【主要元件符號說明】 10 USB OTG控制電路 11 主機控制器 13 被控裝置電路 151 D+訊號線 152 D-訊號線 171 USB收發器 173 OTG收發器 19 OTG控制器 191 ID訊號線 20 控制電路 21 主機控制器 23 被控裝置電路 25 資料線組 251 D+資料線 252 D-資料線 261 第一電容 262 第二電容 27 監控單元 28 提升電阻 281 轉接器 29 電源線 291 前段電源線 292 後段電源線 293 開關器

第14頁

Claims (1)

1304934 修正 __案號93128·?Π 年b月ί /曰 六、申請專利範圍 1 .—種具有主機模式與被控模式切換功能之USB控制電 路’其主要構造係包括有： —主機控制器，用以執行一USB介面之主機模式； 一被控裝置電路，用以執行一USB介面之被控模式， 一資料線組，包含有一D+資料線及—D_資料線，可 以傳輸資料； 一監控單元，用以控制資料線選擇連接該主機控制哭 及=被控裝置電路之其中之-，並可摘測資料線^ 之電位變化而決定控制電路之傳輪模式； 電源線，疋義有一前段電源線及—後段電源線，可 透過一開關器串接前段電源線與後段電源線； 一提升電阻，其一端連接前段電源線；及 一轉接器，連接於提升電阻之另一端，並可選擇使提 升電阻連接到D+資料線與D -資料線之其中之一。 2 .如申請專利範圍第丄項所述之USB控制電路，其中該 開關器係配合該監控單元之作動而選擇為導通及斷ς 3 之其中之一種狀態。 如申請專利範圍第1項所述之USB控制電路，其中該 轉接器係配合該監控單元之作動而選擇為斷路、連接 4，該資料線及連接該D-資料線之其中之—種狀態。 ’如申請專利範圍第2項所述之USB控制電路，其中該 控制電路處於主機模式時，該開關器係處於導通狀態 如申請專利範圍第2項所述之USB控制電路，其中該

第15頁 1304934 案號 93128311 车月日 修正 7 8 1〇 H '申請專利範圍 控制電路處於被控模式時，該開關器係處於斷路狀態 1 ·如_請專利範圍第3項所述之USB控制電路，其中該 控制電路處於主機模式時，該轉接器係處於斷路狀態 •如中請專利範圍第3項所述之USB控制電路，其中該 ιί ΐ電路處於被控模式時，該轉接器係可選擇連接； >料線及該D -資料線之其中之—。 ^ = 有卿控”路 -第-時間區間及一第二時間區間； 第電路於第一時間區間執行被控 一打間區間執行主機模式； 而於 匈斷資料線組在第—時間區 f有，則令該控制電路以無ί升？ 右無，則令該控制電路、^仃貝料傳輪； 匈?j料線組在第4::::;:;;丄 右有，則令該控制電路電4有，、，、上升？ 若無，則令該控•電^莫式進行資料傳輪； t申請專利範圍第8項所=奥f被控模式。 4間區間與該第二時間區^ f換方法，其中該第一 如申請專利範圍第8項；：接績而形成週期循環者 =該第』法，其中該第_ 申明專—8項所述之切:方法，其中該咖 第〗6頁 1304934 控制電路執行主 元而連接該主機 轉接器係為斷路 如申請專利範圍 控制電路執行被 -年月 _ίΙ'正 12 機模 控制 〇 第8 控模 裝置 择轉 式時，該資料線係逯過該監 器’且該開關器係為導通， 元而連接該被控 該轉接器係可選 一 〇 13 .如申請專利範圍 第二時間區間之 項所述之切換方法，其中$ 式時’該資料線係透過該監 電路，且該開關器係為^ 接該D +資料線及該D〜資料之

14 .如申請專利範圍 控單 而該 USB 控單 ，而 其中 中該 線之 中該