TWI817862B - 電腦組件及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種電腦組件，包含一主機以及一外置配件(dongle)。主機具有一微控制器(MCU)、一邏輯控制器以及一第一連接器。第一連接器包含一第一引腳、一第二引腳、一第三引腳以及一第四引腳。外置配件具有一第二連接器適於連接於第一連接器。邏輯控制器透過偵測第一引腳以及第二引腳之對地電阻判斷外置配件是否插接於第一連接器，若是判斷插接於第一連接器，邏輯控制器以除錯附件模式(DAM)與外置配件建立關係，並通知微控制器透過第三引腳以及第四引腳與外置配件進行傳輸介面。本案並提供適用於此電腦組件之一種控制方法。

Description

電腦組件及其控制方法

本案是有關於一種電腦組件與其控制方法，尤其是關於一種具有外置配件(dongle)之電腦組件及其控制方法。

傳統外置配件大多是透過通用序列埠連接器與主機連接，其功能必須在主機開機後，通用序列埠驅動程式執行後，才能開始使用，存在許多限制，而欠缺使用上的彈性。

本案提供一種電腦組件。此電腦組件包含一主機以及一外置配件。主機具有一微控制器(MCU)、一邏輯控制器以及一第一連接器。第一連接器包含一第一引腳、一第二引腳、一第三引腳以及一第四引腳。外置配件具有一第二連接器適於連接於第一連接器，第二連接器包含一第五引腳、一第六引腳、一第七引腳以及一第八引腳，分別對應於第一引腳、第二引腳、第三引腳以及第四引腳，其中，第五引腳係透過一第一電阻接地，第六引腳係透過一第二電阻接地。其中，邏輯控制器透過偵測第一引腳以及第二引腳之對地電阻判斷外置配件是否插接於第一連接器，若是判斷外置配件插接於第一連接器，邏輯控制器以一除錯附件模式(Debug Accessory Mode, DAM)與外置配件建立關係，並通知微控制器透過第三引腳以及第四引腳與外置配件進行資料傳輸。

本案並提供一種控制方法。此控制方法適用於一電腦組件。此電腦組件包含一主機以及一外置配件，主機具有一微控制器、一邏輯控制器以及一第一連接器，第一連接器包含一第一引腳、一第二引腳、一第三引腳以及一第四引腳，外置配件具有一第二連接器適於連接於第一連接器，第二連接器包含一第五引腳、一第六引腳、一第七引腳以及一第八引腳，分別對應於第一引腳、第二引腳、第三引腳以及第四引腳，第五引腳係透過一第一電阻接地，第六引腳係透過一第二電阻接地。此控制方法包含：邏輯控制器透過偵測第一引腳以及第二引腳之對地電阻，判斷外置配件是否插接於第一連接器；以及若是判斷外置配件插接於第一連接器，邏輯控制器以一除錯附件模式與外置配件建立關係，並通知微控制器透過第三引腳以及第四引腳與外置配件進行資料傳輸。

透過本案所提供之電腦組件，使用者可以用更簡單的方式控制或設定主機內的主機板。使用者只需要將外置配件連接至主機，即可由外置配件控制主機完成對應的操作。舉例來說，可將主機板上無法透過實體開關控制的功能，或是基本輸入輸出系統(BIOS)的複雜功能設置於外置配件。另外，當主機內的系統出現異常時，亦可以利用外置配件透過微控制器檢測主機板上之異常原因。

下面將結合示意圖對本案的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本案的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本案實施例的目的。

第一圖係依據本案一實施例所提供之電腦組件10之方塊示意圖。

如圖中所示，此電腦組件10包含一主機 (host)100以及一外置配件200。

主機100具有一微控制器120、一邏輯控制器140、一訊號切換開關160以及一第一連接器180。邏輯控制器140係電性耦接於微控制器120。訊號切換開關160係電性耦接於微控制器120。第一連接器180係電性耦接於邏輯控制器140且透過訊號切換開關160電性耦接於微控制器120。第一連接器180係一通用序列埠(USB)連接器，其包含一第一引腳P1、一第二引腳P2、一第三引腳P3以及一第四引腳P4。

外置配件200具有一第二連接器220適於連接於第一連接器180。第二連接器220也是一通用序列埠(USB)連接器，其包含一第五引腳P5、一第六引腳P6、一第七引腳P7以及一第八引腳P8，分別對應於第一引腳P1、第二引腳P2、第三引腳P3以及第四引腳P4。第五引腳P5係透過一第一電阻R1接地，第六引腳P6係透過一第二電阻R2接地。

請一併參照第二圖，第二圖顯示由通用序列埠開發者論壇(USB-IF)所提供關於通用序列埠類型C在除錯附件模式(DAM)下的腳位定義。第一電阻R1以及第二電阻R2係額外繪製於此腳位定義圖，以利於說明本案發明。

在本案所使用之第一連接器180係通用序列埠類型C連接器的情況下，可選擇第一連接器180之CC1引腳與CC2引腳作為第一連接器180之第一引腳P1以及第二引腳P2，並可選擇第一連接器180之SBU1引腳與SBU2引腳作為第一連接器180之第三引腳P3以及第四引腳P4。在此情況下，第一引腳P1以及第二引腳P2係位於對稱位置，第三引腳P3以及第四引腳P4係位於對稱位置。

在本案所使用之第二連接器220係通用序列埠類型C連接器的情況下，可選擇第二連接器220之CC1引腳與CC2引腳作為第二連接器220之第五引腳P5以及第六引腳P6，並可選擇第二連接器220之SBU1引腳與SBU2引腳作為第二連接器220之第七引腳P7以及第八引腳P8。第二連接器220之CC1引腳係透過第一電阻R1接地，第二連接器220之CC2引腳係透過第二電阻R2接地。

請再回到第一圖，首先，邏輯控制器140可透過偵測第一引腳P1以及第二引腳P2之接地電阻，判斷插接於第一連接器180之元件是否為外置配件200。

具體而言，當主機100之第一連接器180未插接任何元件時，第一引腳P1以及第二引腳P2會呈現空接狀態。當主機100之第一連接器180所插接的元件並非外置配件200時，邏輯控制器140在第一引腳P1以及第二引腳P2所偵測到的接地電阻並非第一電阻R1以及第二電阻R2。當外置配件200插接於主機100時，第一引腳P1會電性連接於第五引腳P5，第二引腳P2會電性連接於第六引腳P6。由於第五引腳P5以及第六引腳P6分別透過第一電阻R1以及第二電阻R2接地，邏輯控制器140在第一引腳P1以及第二引腳P2所偵測到的接地電阻分別是第一電阻R1以及第二電阻R2，如此即可確認外置配件200插接於第一連接器180。

邏輯控制器140確認外置配件200插接於第一連接器180後，就會以除錯附件模式(DAM)與外置配件200建立關係並通知微控制器120。

請一併參照第三圖，第三圖顯示由通用序列埠開發者論壇(USB-IF)所提供關於通用序列埠類型C之不同連接狀態的定義。

供電端(source)可透過CC1引腳與CC2引腳偵測到之接地電阻的不同，確認其與受電端(sink)的連接狀態，如圖中之未連接、連接受電端、連接至未連接有受電端的充電線、連接至連接有由VCONN驅動之附件(VPA)或是由VCONN驅動之通用序列埠設備(VPD)的充電線、連接至除錯附件模式(Debug Accessory Mode, DAM)、連接至音訊適配器附件模式(Audio Adapter Accessory Mode)。依據通用序列埠開發者論壇(USB-IF)的定義，Ra之最小阻抗值為800Ω，最大阻抗值為1.2KΩ；Rd之名目值(nominal value)是5.1KΩ，明顯大於Ra的阻抗值。

在本案之外置配件200是透過通用序列埠類型C介面連接至主機100的情況下，外置配件200上之第一電阻R1以及第二電阻R2可依照Rd之數值進行設定。如此，當外置配件200插接於第一連接器180，邏輯控制器140透過第一引腳P1以及第二引腳P2就會偵測到Rd，而設定為除錯附件模式與外置配件200建立關係。

請再回到第一圖，在微控制器120接收到來自邏輯控制器140之通知後，微控制器120會輸出控制訊號S1，控制訊號切換開關160將微控制器120電性連接至第一連接器180之第三引腳P3以及第四引腳P4。如此，微控制器120即可透過第三引腳P3以及第四引腳P4建立其與外置配件200間之傳輸介面以進行溝通。舉例來說，邏輯控制器140可利用一中斷(interrupt)訊號通知微控制器120。

一實施例中，如第一圖所示，微控制器120可透過一傳輸介面，例如通用序列埠2.0之高速(high speed)介面或是通用序列埠1.1之全速(full speed)介面，與外置配件200進行溝通。

因為透過通用序列埠1.1之全速(full speed)介面或是通用序列埠2.0之高速(high speed)介面所傳輸的訊號具有正負極性，在主機100所使用之第一連接器180為支援正反插功能之通用序列埠類型C連接器的情況下，需要做方向性的判斷或限制。這部分的說明詳見後續對應於第四與五圖之段落。

請參照第四圖所示，第四圖顯示針對外置配件200之插接方向進行方向性判斷之一實施例。

如圖中所示，本實施例係利用第一連接器180之第三引腳P3以及第四引腳P4，以及第二連接器220之第七引腳P7以及第八引腳P8進行插接方向之判斷。第二連接器220之第七引腳P7以及第八引腳P8分別對應於第一連接器180之第三引腳P3以及第四引腳P4。

一實施例中，請一併參照第二圖，在本案所使用之第一連接器180係通用序列埠類型C連接器的情況下，可選擇第一連接器180之SBU1引腳與SBU2引腳作為之第三引腳P3以及第四引腳P4。在本案所使用之第二連接器220係通用序列埠類型C連接器的情況下，可選擇第二連接器220之SBU1引腳與SBU2引腳作為之第七引腳P7以及第八引腳P8。

當第二連接器220連接於第一連接器180，微控制器120可透過偵測第三引腳P3以及第四引腳P4之電位，確認第七引腳P7以及第八引腳P8之正負極性，進而可將微控制器120與外置配件200間的傳輸介面切換至正確的方向。

具體而言，微控制器120在建立傳輸介面前會先偵測第三引腳P3以及第四引腳P4的電位。舉例來說，微控制器120可將連接於第三引腳P3以及第四引腳P4之引腳P9, P10設定為具有電位偵測功能的通用輸入輸出(GPIO)引腳或是類比數位轉換(ADC)引腳，並透過這些通用輸入輸出引腳或是類比數位轉換引腳偵測第三引腳P3以及第四引腳P4的電位。若是微控制器120在第三引腳P3上偵測到高電位，例如3.3V，在第四引腳P4上偵測到低電位，例如0V，微控制器120就會將第三引腳P3設定為傳輸介面（例如通用序列埠介面）之D+引腳，將第四引腳P4設定為傳輸介面之D-引腳。反之亦然。如此，無論外置配件200插入第一連接器180之方位為何，微控制器120都可以透過第一連接器180之第三引腳P3以及第四引腳P4判斷引腳建立其與外置配件200間之傳輸介面。

請參照第五圖所示，第五圖顯示利用限位機構限制外置配件200之插接方向之一實施例。此實施例適用於微控制器120透過系統管理匯流排(SMBUS)或積體匯流排電路(I2C)作為傳輸介面與外置配件200進行資料傳輸之實施態樣。

如圖中所示，第一連接器520具有一第一限位結構522，第二連接器540具有一第二限位結構542，第二限位結構542對應於第一限位結構522，以限定第二連接器540相對於第一連接器520之插接方向。

一實施例中，第一連接器520係一插槽。第一限位結構522係位於插槽之一側之一缺口。第二連接器540係一插頭。第二限位結構542係位於插頭之一側之一凸塊。利用前述缺口與凸塊之配合，即可限制第一連接器520與第二連接器540之插接方向，以確保微控制器120可以順利地透過傳輸介面與外置配件200進行資料傳輸。

第六圖係依據本案一實施例所提供適用於第一圖之電腦組件10之控制方法的流程圖。圖中所示之控制方法包含搭配針對外置配件200之插接方向進行方向性判斷之步驟。

如圖中所示，此控制方法包含以下步驟。

首先，如步驟S620所述，邏輯控制器140透過偵測第一引腳P1以及第二引腳P2之接地電阻，判斷外置配件200是否插接於第一連接器180。

若是步驟S620之判斷結果為是，此流程前進至步驟S640，邏輯控制器140以除錯附件模式與外置配件200建立關係，並通知微控制器120。若是步驟S620之判斷結果為否，就重複進行步驟S620之判斷。

微控制器120在接到來自邏輯控制器140之通知後，如步驟S660所述，微控制器120判斷由第三引腳P3偵測到之電位是否為高電位。若是步驟S660之判斷結果為是，此流程前進至步驟S670，微控制器120將第三引腳P3設定為傳輸介面之D+引腳並將第四引腳P4設定為傳輸介面之D-引腳，以建立其與外置配件200間之傳輸介面。此傳輸介面舉例來說可以是通用序列埠2.0之高速介面或是通用序列埠1.1之全速介面。

若是步驟S660之判斷結果為否，此流程前進至步驟S680，微處理器判斷由第四引腳P4偵測到之電位是否為高電位。若是步驟S680之判斷結果為是，此流程前進至步驟S690，微控制器120將第三引腳P3設定為傳輸介面之D-引腳並將第四引腳P4設定為傳輸介面之D+引腳，以建立其與外置配件200間之傳輸介面。若是步驟S680之判斷結果為否，此流程回到步驟S620重新進行。

透過本案所提供之電腦組件10，使用者可以用更簡單的方式控制或設定主機100內的主機板。使用者只需要將外置配件200連接至主機100，即可由外置配件200控制主機100完成對應的操作。舉例來說，可將主機板上無法透過實體開關控制的功能，或是基本輸入輸出系統(BIOS)的複雜功能設置於外置配件200。另外，當主機100內的系統出現異常時，亦可以利用外置配件200透過微控制器120檢測主機板上之異常原因。

此外，本案之外置配件200還可以提供更多彈性應用。舉例來說：系統開關機；基本輸入輸出系統的快捷設定（可跳過開機頁面）；系統異常時的電壓/時序偵測；呈現系統開機狀態；主機板上之風扇轉速及燈效控制；處理器之動態超頻超壓控制等。

上述僅為本案較佳之實施例而已，並不對本案進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本案的技術手段的範圍內，對本案揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本案的技術手段的內容，仍屬於本案的保護範圍之內。

10:電腦組件 100:主機 200:外置配件 120:微控制器 140:邏輯控制器 160:訊號切換開關 180,520:第一連接器 P1:第一引腳 P2:第二引腳 P3:第三引腳 P4:第四引腳 P5:第五引腳 P6:第六引腳 P7:第七引腳 P8:第八引腳 P9,P10:引腳 R1:第一電阻 R2:第二電阻 S1:控制訊號 220,540:第二連接器 522:第一限位結構 542:第二限位結構 S620,S640,S660,S670,S680,S690:步驟

第一圖係依據本案一實施例所提供之電腦組件之方塊示意圖； 第二圖顯示由通用序列埠開發者論壇(USB-IF)所提供關於通用序列埠類型C在除錯附件模式(DAM)下的腳位定義； 第三圖顯示由通用序列埠開發者論壇所提供關於通用序列埠類型C之不同連接狀態的定義； 第四圖顯示針對外置配件之插接方向進行方向性判斷之一實施例； 第五圖顯示利用限位機構限制外置配件之插接方向之一實施例；以及 第六圖係依據本案一實施例所提供適用於第一圖之電腦組件之控制方法的流程圖。

10:電腦組件

100:主機

200:外置配件

120:微控制器

140:邏輯控制器

160:訊號切換開關

180:第一連接器

220:第二連接器

P1:第一引腳

P2:第二引腳

P3:第三引腳

P4:第四引腳

P5:第五引腳

P6:第六引腳

P7:第七引腳

P8:第八引腳

R1:第一電阻

R2:第二電阻

S1:控制訊號

Claims (11)

1. 一種電腦組件，包含： 一主機，包含： 一微控制器(MCU)； 一邏輯控制器，電性耦接於該微控制器； 一第一連接器，電性耦接於該邏輯控制器與該微控制器，該第一連接器包含一第一引腳、一第二引腳、一第三引腳以及一第四引腳；以及 一外置配件(dongle)，具有一第二連接器適於連接於該第一連接器，該第二連接器包含一第五引腳、一第六引腳、一第七引腳以及一第八引腳，分別對應於該第一引腳、該第二引腳、該第三引腳以及該第四引腳，該第五引腳係透過一第一電阻接地，該第六引腳係透過一第二電阻接地； 其中，該邏輯控制器透過偵測該第一引腳以及該第二引腳之對地電阻判斷該外置配件是否插接於該第一連接器，若是判斷該外置配件插接於該第一連接器，該邏輯控制器以一除錯附件模式(DAM)與該外置配件建立關係，並通知該微控制器透過該第三引腳以及該第四引腳建立其與該外置配件間之傳輸介面。
2. 如請求項1所述之電腦組件，其中，該第一連接器係一通用序列埠類型C連接器。
3. 如請求項2所述之電腦組件，其中，該第一引腳以及該第二引腳分別為CC1引腳與CC2引腳。
4. 如請求項2所述之電腦組件，其中，該第三引腳以及該第四引腳分別為D+引腳與D-引腳。
5. 如請求項1所述之電腦組件，其中，該微控制器係透過一通用序列埠介面與該外置配件進行資料傳輸。
6. 如請求項5所述之電腦組件，其中，該通用序列埠介面係執行於全速(full speed)模式。
7. 如請求項5所述之電腦組件，其中，該第一連接器更包含一第一輔助判斷引腳以及一第二輔助判斷引腳，該第二連接器更包含一第三輔助判斷引腳以及一第四輔助判斷引腳，分別對應於該第一輔助判斷引腳以及該第二輔助判斷引腳，當該第二連接器連接於該第一連接器，該微控制器係透過偵測該第一輔助判斷引腳以及該第二輔助判斷引腳之電位，確認該第七引腳以及該第八引腳之正負極性。
8. 如請求項1所述之電腦組件，其中，該微控制器透過一系統管理匯流排介面(SMBUS)與該外置配件進行資料傳輸。
9. 如請求項8所述之電腦組件，其中，該第一連接器具有一第一限位結構，該第二連接器具有一第二限位結構，該第二限位結構對應於該第一限位結構，以限定該第二連接器相對於該第一連接器之插接方向。
10. 如請求項1所述之電腦組件，其中，該第一引腳以及該第二引腳係位於對稱位置，該第三引腳以及該第四引腳係位於對稱位置。
11. 一種控制方法，適用於一電腦組件，該電腦組件包含一主機以及一外置配件，該主機具有一微控制器、一邏輯控制器以及一第一連接器，該第一連接器包含一第一引腳、一第二引腳、一第三引腳以及一第四引腳，該外置配件具有一第二連接器適於連接於該第一連接器，該第二連接器包含一第五引腳、一第六引腳、一第七引腳以及一第八引腳，分別對應於該第一引腳、該第二引腳、該第三引腳以及該第四引腳，該第五引腳係透過一第一電阻接地，該第六引腳係透過一第二電阻接地，該控制方法包含： 該邏輯控制器透過偵測該第一引腳以及該第二引腳之電位，判斷插接於該第一連接器之元件是否為該外置配件；以及 若是判斷插接於該第一連接器之元件為該外置配件，該邏輯控制器以一除錯附件模式與該外置配件建立關係，並通知該微控制器透過該第三引腳以及該第四引腳建立其與該外置配件間之傳輸介面。

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