TWI784165B - Usb主機對主機晶片 - Google Patents

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TWI784165B TW108115596A TW108115596A TWI784165B TW I784165 B TWI784165 B TW I784165B TW 108115596 A TW108115596 A TW 108115596A TW 108115596 A TW108115596 A TW 108115596A TW I784165 B TWI784165 B TW I784165B
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Abstract

主機對主機晶片包括：一第一埠與一第二埠，分別用以耦接至一第一主機與一第二主機；以及一主機對主機控制電路，耦接至該第一埠與該第二埠。當該主機對主機晶片耦接至該第二主機時，該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於一蘋果手機或一安卓手機。如果該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於該蘋果手機，回應於由該主機對主機控制電路所發出的一指令，該第二主機從一裝置角色切換成一主機角色，該主機對主機控制電路控制該第一主機與該第二主機之間的資料傳輸是否透過一DMA路徑而傳輸。如果該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於該安卓手機，該主機對主機控制電路決定該第一主機與該第二主機之間的資料以一直通模式來傳輸。

Description

USB主機對主機晶片
本發明是有關於一種USB主機對主機晶片。
以過去來說，當移動裝置透過USB來連接至主機(筆記型電腦、桌上型電腦或車載系統(Car system))時，移動裝置是當成裝置(device)(亦即從裝置)。
然而，目前移動裝置(如智慧型手機)日漸普及，且硬體功能日漸強大，所以移動裝置可以從裝置角色轉變為主機(host)角色。故而，能支援主機對裝置模式(host-to-device mode)與主機對主機模式(host-to-host mode)的資料傳輸會變成趨勢。所以，如何以低成本的方式符合使用者對於「主機對主機模式的資料傳輸」的需求，已是業界努力方向之一。
根據本案一示範性實施例，提出一種主機對主機晶片包括：一第一埠與一第二埠，分別用以耦接至一第一主機與一第二主機；以及一主機對主機控制電路，耦接至該第一埠與該第二埠。當該主機對主機晶片耦接至該第二主機時，該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於一蘋果手機或一安卓手機。如果該主機對主機控制電路判斷 該第二主機屬於該蘋果手機，回應於由該主機對主機控制電路所發出的一指令，該第二主機從一裝置角色切換成一主機角色，該主機對主機控制電路控制該第一主機與該第二主機之間的資料傳輸是否透過一DMA路徑而傳輸。如果該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於該安卓手機，該主機對主機控制電路決定該第一主機與該第二主機之間的資料以一直通模式來傳輸。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
120:主機對主機晶片
110:第一主機
130:第二主機
111、121、123、131:USB埠
210:主機對主機控制電路
215A、215B:USB裝置控制器
220:USB主機控制器
225A、225B:USB實體層
230A、230B:多工器
235:直通模式單元
310:微控制器
315:直接記憶體存取控制器
320、325:先進先出記憶體
330、335:多工器
410:USB集線器
411:USB埠
第1圖顯示顯示根據本案一示範性實施例的系統示意圖。
第2圖顯示根據本案一示範性實施例的主機對主機晶片的內部功能方塊圖。
第3圖顯示根據本案一示範性實施例的主機對主機控制電路的細部方塊圖。
第4圖顯示根據本案另一示範性實施例的系統示意圖。
本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地 實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。
第1圖顯示顯示根據本案一示範性實施例的系統示意圖。如第1圖所示，第一主機110例如但不受限於是嵌入式系統，個人電腦(PC)，筆記型電腦或車載系統(car system)。在進行USB傳輸時，第一主機110扮演主機(host)角色。第二主機130例如但不受限於是嵌入式系統，或智慧型手機(smart phone)，其中，第二主機130。在進行USB傳輸時，第二主機130扮演主機(host)角色或裝置(device)角色，亦即，第二主機130的角色可以切換。其中，第二主機130的預設角色是裝置角色。
主機對主機晶片120耦接於第一主機110與第二主機130之間。特別是，主機對主機晶片120的USB埠121耦接至第一主機110的USB埠111，且主機對主機晶片120的USB埠123耦接至第二主機130的USB埠131。此外，第二主機130支持USB OTG(On-The-Go)模式。
當主機對主機晶片120耦接至第一主機110時，第一主機110扮演主機角色，而主機對主機晶片120則扮演裝置角色。
當主機對主機晶片120耦接至第二主機130時，回應於由主機對主機晶片120所發出的指令，第二主機130可切換於主機角色與裝置角色之間。亦即，當第二主機130扮演主機角色，而主機對主機晶片120則扮演裝置角色；或者是，當第二主機130扮演裝置角色，而主機對主機晶片120則扮演主機角色。
現請參照第2圖，其顯示根據本案一示範性實施例的主機對主機晶片120的內部功能方塊圖。如第2圖所示，主機對主機晶片120包括：主機對主機控制電路210、USB裝置控制器(USB device controller)215A、215B、USB主機控制器(USB host controller)220、USB實體層225A、225B、多工器230A、230B與直通模式單元(pass-through mode unit)235。
主機對主機控制電路210是主機對主機晶片120的主要控制電路。
當第一主機110扮演主機角色時，USB裝置控制器215A互動於第一主機110。亦即，透過USB裝置控制器215A的功能，主機對主機晶片120可以扮演裝置角色。
當第二主機130扮演主機角色時，USB裝置控制器215B以裝置角色來互動於第二主機130。亦即，透過USB裝置控制器215B的功能，主機對主機晶片120扮演裝置角色。
當第二主機130扮演裝置角色時，USB主機控制器220以主機角色來互動於第二主機130。亦即，透過USB主機控制器220的功能且主機對主機晶片120扮演主機角色。
USB實體層225A介於USB裝置控制器215A與多工器230A之間。USB實體層225B介於USB裝置控制器215B與多工器230A之間；以及USB實體層225B介於USB主機控制器220與多工器230A之間。
多工器230A受控於主機對主機控制電路210，以選擇 對USB實體層225A或直通模式單元235提供連接，其中，USB實體層225A的資料來源或資料目的為USB裝置控制器215A。
同樣地，多工器230B受控於主機對主機控制電路210，以選擇對USB實體層225B或直通模式單元235提供連接，其中，USB實體層225B的資料來源或資料目的為USB裝置控制器215B或USB主機控制器220。
直通模式單元235提供第二主機130與第一主機110之間的直通連接，亦即，當選擇直通傳輸模式時(亦即第二主機為安卓手機時)，直通模式單元235提供第二主機130與第一主機110之間的直通傳輸路徑。當當選擇直通傳輸模式時(亦即第二主機為安卓手機時)，主機對主機控制電路210不介於第二主機130與第一主機110之間的資料傳輸。
現請參照第3圖，其顯示根據本案一示範性實施例的主機對主機控制電路210的細部方塊圖。主機對主機控制電路210包括：微控制器(MCU)310、直接記憶體存取(Direct Memory Access，DMA)控制器315、先進先出(First In,First Out，FIFO)記憶體320、325與多工器330與335。此外，主機對主機控制電路210更可以提供SD讀卡機功能、eMMC(embedded Multi Media Card，嵌入式多媒體卡)功能、聲音(audio)功能、I2C(Inter-Integrated Circuit)功能、SPI(Serial Peripheral Interface，串列週邊介面)、第二主機移除偵測功能等。
微控制器310用以控制主機對主機控制電路210的操作。
DMA控制器315、FIFO325、多工器330與335共同提供DMA模式，或者說，DMA控制器315、FIFO325、多工器330與335提供DMA路徑/DMA功能。亦即，當啟動DMA功能時，寫入至FIFO 325的資料可以由DMA控制器315來讀出並修改後回存至FIFO 325。DMA的細節在此不予詳述。
在第3圖中，直通模式單元235以信號線來實施，但當知本案並不受限於此。
現請同時參照第2圖與第3圖，以說明本案一示範性實施例的主機對主機晶片120的操作。在底下，以主機對主機晶片120耦接至第一主機110(亦即第一主機110扮演主機角色，而主機對主機晶片120則扮演裝置角色)且第二主機130為智慧型手機為例來做說明。
當第二主機130初連接至主機對主機晶片120時，第二主機130扮演裝置角色(亦即預設角色)，而主機對主機晶片120則扮演主機角色(亦即，USB主機控制器220將互動於第二主機130，且MCU310控制多工器230B以讓USB主機控制器220溝通於第二主機130)。而且，於第二主機130為蘋果手機時，MCU 310可以控制第一主機110與第二主機130之間的資料是透過FIFO 320(亦即，不啟動DMA功能)，或者是透過DMA控制器315、FIFO325、多工器330與335(亦即，啟動DMA模式)。亦即，如果主機對主機控制電路120判斷第二主機130屬於蘋果手機，回應於由主機對主機控制電路120所發出的一指令，第二主機130從裝置角色切換成主機角色，該主機 對主機控制電路120控制第一主機110與第二主機130之間的資料傳輸是否透過DMA路徑而傳輸。
此外，如果主機對主機控制電路120判斷第二主機130屬於安卓手機，主機對主機控制電路120決定第一主機110與第二主機130之間的資料以一直通模式來傳輸(亦即，資料傳輸經由直通模式單元235。
在本案示範性實施例中，透過主機對主機晶片120與第二主機130之間的資訊交換，主機對主機控制電路210(亦即MCU 310)可以判斷第二主機130屬於蘋果手機或安卓手機。
當需要第二主機130進行角色切換時，主機對主機控制電路210可發出指令給第二主機130，以讓第二主機130從裝置角色切換至主機角色。當第二主機130在進行角色切換時，MCU 310控制多工器230B，以暫時斷開於第二主機130。
當主機對主機控制電路210(亦即MCU 310)判斷第二主機130屬於蘋果手機時，MCU 310令多工器230B切換，以接受由USB實體層225B所傳來的信號(或傳送信號至USB實體層225B)。多工器230B的用途在於切換到直通模式單元235或是USB實體層225B。在本案實施例中，第二主機130由裝置角色轉換至主機角色則是經由USB主機控制器220與USB裝置控制器215B的搭配，使得第二主機130可以做裝置角色與主機角色之間的切換。而且，於第二主機130扮演主機角色時，MCU 310可以控制第一主機110與第二主機130之間的資料是透過FIFO 320(亦即，不啟動DMA功能)，或 者是透過DMA控制器315、FIFO325、多工器330與335(亦即，啟動DMA模式)。
當主機對主機控制電路210(亦即MCU 310)判斷第二主機130屬於安卓手機時，MCU 310決定第一主機110與第二主機130之間以直通模式來傳輸、互動。亦即，MCU 310控制多工器230A與230B，以選擇信號從直通模式單元235來傳輸。也就是說，第二主機130與第一主機110之間的資料路徑乃是：多工器230A、直通模式單元235(亦即信號線)與多工器230B。第二主機130與第一主機110之間的資料並不經由主機對主機控制電路210的內部。
在本案示範性實施例中，MCU 310更具有第二主機移除偵測功能。亦即，當第一主機110與第二主機130之間以直通模式來傳輸、互動時，如果第二主機130仍存在，則直通模式單元235(亦即信號線)會出現USB資料信號。MCU 310可以監控，在直通模式下，直通模式單元235(亦即信號線)上的USB資料信號是否仍存在。如果在直通模式下，MCU 310發現，直通模式單元235(亦即信號線)上的USB資料信號不存在時，則MCU 310可以作出相對應的回應機制。例如，MCU 310可以通知第一主機110，第二主機130已不存在，以使得第一主機110可以做出相對應的回應機制。
第4圖顯示根據本案另一示範性實施例的系統示意圖。如第4圖所示，為了讓第一主機110能耦接至多台第二主機130，第一主機110耦接至USB集線器(hub)410。USB集線器410的操作可以如同傳統USB集線器一般，其在此不詳述。USB集線器410具有 多個USB埠411，以分別耦接至一個或多個主機對主機晶片120，各主機對主機晶片120則可以更耦接至對應的第二主機130。至於第4圖的操作原則可以從上述第2圖、第3圖的操作原則而得知，於此可不重述。
由上述可知，在本案實施例中，把原本USB集線器的功能整合進來至主機對主機晶片120內，以達到成本降低的好處，且能達到產品區隔化的優點。
由上述可知，在本案實施例中，利用USB的普及性，本案提供複合式USB主機對主機晶片。對於所連接的智慧型手機(支援USB OTG模式)，USB主機對主機晶片透過辨識機制分辨出其作業系統，以讓USB主機對主機晶片可以自動轉換成主機對主機模式(當智慧型手機是蘋果手機時)或者是直通模式(當智慧型手機是安卓手機時)。
在本案實施例中，在不需要具備實體USB集線器的情況下，主機對主機晶片120可以支援「主機對裝置模式」與「主機對主機模式」之間的自動轉換。
此外，在本案實施例中，主機對主機晶片120的USB埠121不一定需要插入至第一主機110的USB埠111，主機對主機晶片120可針對主機控制功能來送出自定義指令(vendor command)。
或者是，在本案另一可能實施例中，於主機對主機晶片120的USB埠121插入至第一主機110的USB埠111之後，由第一主機110透過自定義指令通知主機對主機晶片120後，主機對主機晶片120才進行做「主機對裝置模式」與「主機對主機模式」之間的自 動切換。
在本案上述實施例中，主機對主機晶片120(處於主機角色下)可以自動辨識連接的第二主機130的作業系統。如果第二主機130的作業系統若是屬於蘋果iOS系統，則主機對主機晶片120自動轉換至裝置模式(第二主機130則從裝置角色切換成主機角色)，如此一來，第一主機110(主機角色)與第二主機130(主機角色)，以使得主機對主機晶片120提供主機對主機傳輸功能，使得身為蘋果手機的第二主機130可以與第一主機110成功執行Apple Carplay功能。
如果第二主機130的作業系統若是屬於安卓系統，則主機對主機晶片120自動轉換至直通模式，使身為安卓手機的第二主機130可以與第一主機110成功執行Android auto功能。
本案實施例的主機對主機晶片120可以以系統單晶片(SOC)的方式來實施，即可支援「主機對主機模式(host to host mode)」和「主機對裝置模式(host to device mode)」，達到使得第一主機110可以使用智慧型手機的功能(如Apple Carplay和Android auto)。
本案實施例的主機對主機晶片屬於複合式USB橋接電路，可連接至USB OTG裝置(如智慧型手機)。主機對主機晶片可與USB OTG裝置在裝置模式下通訊，也可以在主機模式下通訊。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
120:主機對主機晶片
110:第一主機
130:第二主機
111、121、123、131:USB埠
210:主機對主機控制電路
215A、215B:USB裝置控制器
220:USB主機控制器
225A、225B:USB實體層
230A、230B:多工器
235:直通模式單元

Claims (5)

  1. 一種主機對主機晶片，耦接於一第一主機與一第二主機，該主機對主機晶片包括：一第一埠與一第二埠，分別用以耦接至該第一主機與該第二主機；一主機對主機控制電路，耦接至該第一埠與該第二埠；一第一USB裝置控制器，耦接至該主機對主機控制電路；以及一第二USB裝置控制器，耦接至該主機對主機控制電路，其中，當該主機對主機晶片耦接至該第二主機時，該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於一蘋果手機或一安卓手機；如果該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於該蘋果手機，回應於由該主機對主機控制電路所發出的一指令，該第二主機從一裝置角色切換成一主機角色，該主機對主機控制電路控制該第一主機與該第二主機之間的資料傳輸是否透過一DMA路徑而傳輸；如果該主機對主機控制電路判斷該第二主機屬於該安卓手機，該主機對主機控制電路決定該第一主機與該第二主機之間的資料以一直通模式來傳輸；當該第一主機扮演該主機角色時，該第一USB裝置控制器互動於該第一主機，以使得該主機對主機晶片透過該第一USB裝置控制器，扮演該裝置角色； 當該第二主機扮演該主機角色時，該第二USB裝置控制器互動於該第二主機，以使得該主機對主機晶片透過該第二USB裝置控制器，扮演該裝置角色。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之主機對主機晶片，更包括：一USB主機控制器，耦接至該主機對主機控制電路，當該第二主機扮演該裝置角色時，該USB主機控制器互動於該第二主機，以使得該主機對主機晶片透過該USB主機控制器，扮演該主機角色。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之主機對主機晶片，更包括：一直通模式單元，用以提供該直通模式的一資料傳輸路徑；一第一多工器，受控於該主機對主機控制電路，以選擇對該第一USB裝置控制器或該直通模式單元提供連接；以及一第二多工器，受控於該主機對主機控制電路，以選擇對該第二USB裝置控制器或該USB主機控制器或該直通模式單元提供連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之主機對主機晶片，其中，該主機對主機控制電路包括：一微控制器，一直接記憶體存取控制器，一第一記憶體，與一第三多工器與一第四多工器，用以形成該DMA路徑，該DMA路徑受控於該 微控制器，該DMA路徑提供該第一USB裝置控制器、該第二USB裝置控制器或該USB主機控制器之間的一DMA資料傳輸路徑；以及一第二記憶體，用以形成一非DMA路徑，該非DMA路徑提供該第一USB裝置控制器、該第二USB裝置控制器或該USB主機控制器之間的一非DMA資料傳輸路徑。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之主機對主機晶片，其中，該微控制器更監控該直通模式的該資料傳輸路徑，以決定該第二主機是否被移除而做出相對應的回應機制。
TW108115596A 2019-05-06 2019-05-06 Usb主機對主機晶片 TWI784165B (zh)

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