TWI635398B - 電子裝置及其擴充底座 - Google Patents

Abstract

一種擴充底座，具有殼體、第一卡扣結構、第二卡扣結構、卡合鍵、傳動機構、第一通信連接埠、第二通信連接埠、第一通用序列匯流排連接埠與通用序列匯流排控制晶片。殼體至少具有底板、第一側壁與上蓋。第一卡扣結構與第二卡扣結構均位於上蓋。卡合鍵位於殼體之外表面。傳動機構位於殼體內，連接卡合鍵、第一卡扣結構與第二卡扣結構。第一通信連接埠與第二通信連接埠均位於殼體之外表面。第一通用序列匯流排連接埠適於插接於外部電子裝置。通用序列匯流排控制晶片分別電性連接第一通用序列匯流排連接埠、第一通信連接埠與第二通信連接埠，用於實現第一通用序列匯流排連接埠與第一通信連接埠之間的通信以及第一通用序列匯流排連接埠與第二通信連接埠之間的通信。

Description

電子裝置及其擴充底座

本發明係關於一種電子裝置及其擴充底座。

電子裝置需要許多的通信功能，然而每一種通信功能需要一種對應的連接埠，每一種連接埠就會占用電子裝置的部分空間。這造成了行動電子裝置的通信功能嚴重受限，而一般電子裝置妥協於通信功能的需求而無法降低體積/重量。

現有電子裝置用的擴充介面例如連接埠集線器(HUB)。然而其往往與電子裝置之間的連接穩定性不足，無法適用於多數使用場合。因此，如何提供一個兼具高連接穩定性與連接埠擴充效果的擴充介面，是亟待克服的問題。

有鑑於上述問題，本發明旨在提供一種電子裝置及其擴充底座，以提供電子裝置較佳的連接埠擴充效果並兼顧連接穩定性。

依據本發明一實施例的電子裝置，具有處理器、平台路徑控制器、第一通信實體層元件、第二通信實體層元件、通用序列匯流排連接埠與通用序列匯流排控制晶片。平台路徑控制器(platform controller hub, PCH)電性連接該處理器。第一通信實體層元件電性連接PCH，用於將一筆第一資訊轉換為一段第一格式信號或將第一格式信號轉換為第一資訊。第二通信實體層元件電性連接PCH，用於將一筆第二資訊轉換為一段第二格式信號或將第二格式信號轉換為筆第二資訊。通用序列匯流排(Universal Serial Bus, USB)連接埠適於插接於外部電子裝置。通用序列匯流排控制晶片分別電性連接通用序列匯流排連接埠、PCH、第一通信實體層元件與第二通信實體層元件，用於實現第一格式信號與第一通用序列匯流排信號之間的轉換以及第二格式信號與第二通用序列匯流排信號之間的轉換，以實現PCH與通用序列匯流排連接埠之間的通信、第一通信實體層元件與通用序列匯流排連接埠之間的通信以及第二通信實體層元件與通用序列匯流排連接埠之間的通信。

依據本發明一實施例擴充底座，具有殼體、第一卡扣結構、第二卡扣結構、卡合鍵、傳動機構、第一通信連接埠、第二通信連接埠、第一通用序列匯流排連接埠與通用序列匯流排控制晶片。殼體至少具有底板、第一側壁與上蓋。第一卡扣結構與第二卡扣結構均位於上蓋。卡合鍵位於殼體之外表面。傳動機構位於殼體內，連接卡合鍵、第一卡扣結構與第二卡扣結構。第一通信連接埠與第二通信連接埠均位於殼體之外表面。第一通用序列匯流排(Universal Serial Bus, USB)連接埠適於插接於外部電子裝置。通用序列匯流排控制晶片位於殼體內，分別電性連接第一通用序列匯流排連接埠、第一通信連接埠與第二通信連接埠，用於實現第一通用序列匯流排連接埠與第一通信連接埠之間的通信以及第一通用序列匯流排連接埠與第二通信連接埠之間的通信。

綜上所述，藉由卡扣結構，提高了擴充底座與電子裝置之間的連接穩定性，並藉由電子裝置與擴充底座中的通用序列匯流排控制晶片，連接埠的數量與種類均被充分的提升。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，其係依據本發明一實施例的電子裝置功能方塊圖。如圖1所示，依據本發明一實施例的電子裝置1000具有處理器1100、平台路徑控制器(platform controller hub, PCH)1200、第一通信實體層元件1300、第二通信實體層元件1400、通用序列匯流排(Universal Serial Bus, USB)連接埠1500與通用序列匯流排控制晶片1600。

於本發明第一實施例中，以電子裝置1000是筆記型電腦為例，平台路徑控制器1200電性連接處理器1100。第一通信實體層元件1300例如為顯示晶片，電性連接平台路徑控制器1200，並適用於將收到的資訊轉換為顯示信號例如DisplayPort格式信號、數位視訊界面(digital visual interface, DVI)信號、視訊圖像陣列(video graphics array, VGA)信號、高畫質多媒體界面(high definition multimedia interface, HDMI)信號或行動高畫質連結技術(mobile high-definition link, MHL)信號。第二通信實體層元件1400電性連接平台路徑控制器1200，第二通信實體層元件1400適用於將收到的資訊轉換為通信封包格式信號例如快捷外設互連標準(Peripheral Component Interconnect Express, PCIe)信號、一般的網路封包信號。通用序列匯流排連接埠1500適於插接於外部裝置2000，從而實現外部裝置2000與電子裝置1000的通信。

通用序列匯流排控制晶片1600例如為蘋果公司的Thunderbolt晶片、Thunderbolt 2晶片或是Intel公司的Thunderbolt 3晶片。通用序列匯流排控制晶片1600分別電性連接通用序列匯流排連接埠1500、平台路徑控制器1200、第一通信實體層元件1300與第二通信實體層元件1400，並且被用於實現顯示信號與通用序列匯流排信號之間的轉換以及通信封包信號與通用序列匯流排信號之間的轉換。因此，通用序列匯流排控制晶片1600能實現平台路徑控制器1200與通用序列匯流排連接埠1500之間的通信、第一通信實體層元件1300與通用序列匯流排連接埠1500之間的通信以及第二通信實體層元件1400與通用序列匯流排連接埠1500之間的通信。

此外，請參照圖2A與圖2B以理解相對應於電子裝置1000的擴充底座，其中圖2A係依據本發明一實施例的擴充底座結構示意圖，而圖2B係依據本發明一實施例的擴充底座功能方塊圖。如圖2A所示，擴充底座3000具有殼體3100。殼體3100至少具有底板3110、第一側壁3120與上蓋3130，從而所屬領域具有通常知識者能理解殼體內部定義出了容置空間。於上蓋3130上設有第一卡扣結構3200與第二卡扣結構3300。並且於殼體3100外表面設有卡合鍵3400。卡合鍵3400藉由位於殼體3100內的傳動機構3500連接到第一卡扣結構3200與第二卡扣結構3300。擴充底座3000的第一側壁3120並設置有第一通信連接埠3600、第二通信連接埠3700與第一通用序列匯流排連接埠3800。第一通用序列匯流排3800適用於插接至前述電子裝置1000。於一實施例中，第一通用序列匯流排連接埠3800(公連接埠)位於第一卡扣結構3200。

擴充底座3000的殼體3100內有通用序列匯流排控制晶片3900，通用序列匯流排控制晶片3900分別電性連接第一通用序列匯流排連接埠3800、第一通信連接埠3600與第二通信連接埠3700。通用序列匯流排控制晶片3900用於實現第一通用序列匯流排連接埠3800與第一通信連接埠3600之間的通信以及第一通用序列匯流排連接埠3800與第二通信連接埠3600之間的通信。其中，第一通信連接埠3600例如為顯示裝置連接埠，其結構例如為DisplayPort連接埠、數位視訊界面連接埠、視訊圖像陣列連接埠、高畫質多媒體界面連接埠或行動高畫質連結技術連接埠。於一個例子裡，擴充底座3000可以具有多個第一通信連接埠，且各個第一通信連接埠的結構各不相同。第二通信連接埠3700例如為網路連接埠，其結構例如為RJ-45端口、IEEE-1394端口、RS-232端口、RS-485端口或其他適用的通信端口，本發明不加以限制。

以下以實際的例子來說明通用序列匯流排控制晶片1600與匯流排控制晶片如何發揮作用。請參照圖3A與圖3B，其係用於說明電子裝置與擴充底座之接合方式示意圖。於一實施例中，使用者將電子裝置1000(筆記型電腦)放置到擴充底座3000上，如圖3A所示。接著使用者(向右方)推動卡合鍵3400，使得第一卡扣結構3200與第二卡扣結構3300向右移動而與電子裝置1000卡合。於此一實施例中，第一通用序列匯流排連接埠3800(公連接埠)位於第一卡扣結構3200，並且電子裝置1000於對應位置設置有其通用序列匯流排連接埠(母連接埠)，因此當第一卡扣結構3200與電子裝置1000卡合的時候，擴充底座3000的第一通用序列匯流排連接埠3800插接到電子裝置1000的通用序列匯流排連接埠，從而實現擴充底座3000與電子裝置1000的電性連接。

於另一實施例中，請參照圖4，其係依據本發明另一實施例的擴充底座結構示意圖。相較於圖2A的實施例，此實施例中的第一通用序列匯流排連接埠3800並非位於第一卡扣結構3200上，而是如圖4所示位於殼體3100的上蓋3130的表面。而對應的電子裝置會在對應的位置上設有對應的通用序列匯流排連接埠，因此當電子裝置放到圖4的擴充底座時，就能實現擴充底座3000與電子裝置的電性連接。於此實施例中，第一卡扣結構3200與第二卡扣結構3300僅發揮卡合固定電子裝置與擴充底座3000的作用。於前述的實施例中，電子裝置1000的通用序列匯流排連接埠1500與擴充底座3000的第一通用序列匯流排連接埠3800例如為C型通用序列匯流排(USB Type-C)連接埠。前述實施例中，各卡扣結構的卡合方向均相同(由左向右)，然而於其他的實施例中，各卡扣結構的卡合方向也可以不同。例如第一卡扣結構3200的卡合方向為向右，而第二卡扣結構3300的卡合方向為向左。通常知識者當能適當地調整各卡扣結構的卡合方向以符合實際需求，本發明不加以限制。

關於電子裝置1000與擴充底座3000完成電性連接的系統架構，請參照圖5，其係依據本發明一實施例中的電子裝置與擴充底座電性連接架構圖。於圖5中可以看到，擴充底座3000的第一通信連接埠3600電性連接到顯示裝置4000，而第二通信連接埠3700電性連接到網際網路5000。

於此一狀況下，處理器1100要在電子裝置1000的螢幕(未繪示)上顯示一個影像，因此處理器1100將資料透過平台路徑控制器1200傳送到第一通信實體層元件1300，此處的第一通信實體層元件1300例如為影像處理晶片(graphics processing unit, GPU)。第一通信實體層元件1300將資料轉換為DisplayPort格式信號或是高畫質多媒體界面信號以便讓螢幕顯示出正確的影像。此時，使用者指示電子裝置1000要將影像傳送到顯示裝置4000，則平台路徑控制器1200使第一通信實體層元件1300將DisplayPort信號傳送到電子裝置1000的通用序列匯流排控制晶片1600，而通用序列匯流排控制晶片1600將DisplayPort信號轉換為通用序列匯流排信號並透過電子裝置1000的通用序列匯流排連接埠1500傳送到擴充底座3000的第一通用序列匯流排連接埠3800，而擴充底座3000的通用序列連接埠控制晶片3900將通用序列匯流排信號再轉換成DisplayPort信號，並傳送至第一通信連接埠3600，從而使顯示裝置4000顯示影像。

於一實施例中，擴充底座3000更具有第一信號轉換晶片3710分別電性連接於通用序列匯流排控制晶片3900與第二通信連接埠3700。第一信號轉換晶片3710例如為一個網路介面控制器，並可以將快捷外設互連標準信號轉換為網路封包。類似地，當電子裝置1000的處理器1100有與網際網路5000通信的需求時，處理器1100透過平台路徑控制器1200將資訊傳送到第二通信實體層元件1400，從而第二通信實體層元件1400將收到的資訊以快捷外設互連標準信號傳送到電子裝置1000的通用序列匯流排控制晶片1600。通用序列匯流排控制晶片1600將收到的快捷外設互連標準信號轉換為通用序列匯流排信號並傳送至通用序列匯流排連接埠1500，然後透過擴充底座3000的第一通用序列匯流排連接埠3800傳送到擴充底座3000的通用序列匯流排控制晶片3900。而通用序列匯流排控制晶片3900將收到的通用序列匯流排信號轉換為快捷外設互連標準信號而傳送給第一信號轉換晶片3710。從而第一信號轉換晶片3710將快捷外設互連標準信號轉換為網路封包並透過第二通信連接埠3700傳送到網際網路5000。通常知識者於閱讀本發明後當能理解第一信號轉換晶片3710也能將網路封包轉換為快捷外設互連標準信號並傳送給通用序列匯流排控制晶片3900。換句話說，信號的傳遞也可以反向地從網際網路傳送至電子裝置1000的處理器1100。

於本發明另一實施例中，擴充底座3000還具有多個第二通用序列匯流排連接埠3810~3840、一個第二信號轉換晶片3850與一個多工器-解多工器3860。第二信號轉換晶片3850電性連接通用序列匯流排控制晶片3900，並用於將快捷外設互連標準信號再次轉換為通用序列匯流排信號。前述在電子裝置1000與擴充底座3000之間傳遞的通用序列匯流排信號例如為符合C型通用序列匯流排格式的信號，而此處經由第二信號轉換晶片3850所得到的通用序列匯流排信號例如為通用序列匯流排1.0/2.0/3.0格式的信號。

多工器-解多工器3860分別電性連接第二信號轉換晶片3850與多個第二通用序列匯流排連接埠3810~3840。具體來說，多工器-解多工器3860分時地使多個第二通用序列匯流排連接埠3810~3840其中之一與第二信號轉換晶片3850電性連接。

前述多個實施例中，為了正確地達成電子裝置1000的處理器1100與擴充底座3000的各連接埠之間的信號傳遞，通用序列匯流排控制晶片1600與通用序列匯流排控制晶片3900會在將一般信號轉換為通用序列匯流排信號的時候，於封包的特定段落(field)插入指示旗標，而在將通用序列匯流排信號轉換為一般信號時，係依據指示旗標來決定所要轉換得到的信號格式。具體來說，第一通信實體層元件1300傳送給通用序列匯流排控制晶片1600的DisplayPort信號在被通用序列匯流排控制晶片1600轉換為通用序列匯流排信號時，其封包中具有指示旗標例如x01。而通用序列匯流排控制晶片3900收到這段通用序列匯流排信號時，發現封包中有指示旗標x01，因此將其轉換為DisplayPort信號(或者其他顯示信號)並傳送給第一通信連接埠3700。

於本發明另一實施例中，請回到圖2A，擴充底座3000可以更具有電源插座3910與音訊插座3920。使用者可以用整流器插設於電源插座3910來用市電對擴充底座3000供電。而類似於前面的實施例，使用者可以讓電子裝置1000將音訊透過擴充底座3000而送到音訊插座3920。

綜上所述，藉由卡扣結構，提高了擴充底座與電子裝置之間的連接穩定性，並藉由電子裝置與擴充底座中的通用序列匯流排控制晶片，連接埠的數量與種類均被充分的提升。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1000‧‧‧電子裝置

1100‧‧‧處理器

1200‧‧‧平台路徑控制器

1300‧‧‧第一通信實體層元件

1400‧‧‧第二通信實體層元件

1500‧‧‧通用序列匯流排連接埠

1600‧‧‧通用序列匯流排控制晶片

2000‧‧‧外部裝置

3000‧‧‧擴充底座

3100‧‧‧殼體

3110‧‧‧底板

3120‧‧‧第一側壁

3130‧‧‧上蓋

3200‧‧‧第一卡扣結構

3300‧‧‧第二卡扣結構

3400‧‧‧卡合鍵

3500‧‧‧傳動結構

3600‧‧‧第一通信連接埠

3700‧‧‧第二通信連接埠

3710‧‧‧第一信號轉換晶片

3800‧‧‧第一通用序列匯流排連接埠

3810~3840‧‧‧第二通用序列匯流排連接埠

3850‧‧‧第二信號轉換晶片

3860‧‧‧多工器-解多工器

3900‧‧‧通用序列匯流排控制晶片

3910‧‧‧電源插座

3920‧‧‧音訊插座

4000‧‧‧顯示裝置

5000‧‧‧網際網路

圖1係依據本發明一實施例的電子裝置功能方塊圖。 圖2A係依據本發明一實施例的擴充底座結構示意圖。 圖2B係依據本發明一實施例的擴充底座功能方塊圖。 圖3A與圖3B係用於說明電子裝置與擴充底座之接合方式示意圖。 圖4係依據本發明另一實施例的擴充底座結構示意圖。 圖5係依據本發明一實施例中的電子裝置與擴充底座電性連接架構圖。

Claims (5)

1. 一種擴充底座，包含：一殼體，至少具有一底板、一第一側壁與一上蓋；一第一卡扣結構位於該上蓋；一第二卡扣結構位於該上蓋；一卡合鍵位於該殼體之外表面；一傳動機構位於該殼體內，連接該卡合鍵、該第一卡扣結構與該第二卡扣結構；一第一通信連接埠位於該殼體；一第二通信連接埠位於該殼體；一第一通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)連接埠，適於插接於一外部電子裝置；以及一通用序列匯流排控制晶片位於該殼體內，分別電性連接該第一通用序列匯流排連接埠、該第一通信連接埠與該第二通信連接埠，用於實現該第一通用序列匯流排連接埠與該第一通信連接埠之間的通信以及該第一通用序列匯流排連接埠與該第二通信連接埠之間的通信。
2. 如請求項1的擴充底座，其中該通用序列匯流排連接埠係一C型通用序列匯流排(USB Type-C)公連接埠。
3. 如請求項1的擴充底座，其中該通用序列匯流排控制晶片係一Thunderbolt控制晶片。
4. 如請求項1的擴充底座，其中該第一通用序列匯流排連接埠位於該第一卡扣結構。
5. 如請求項1的擴充底座，其中該第一卡扣結構的卡合方向與該第二卡扣結構的卡合方向不同。