TWM511137U - USB Type-C轉換模組(二) - Google Patents

Description

USB Type-C轉換模組(二)

本創作涉及轉換模組，尤其涉及USB Type-C轉換模組。

由於通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)連接器的普及化，幾乎各式電子裝置上皆配置有USB連接器。通過該些USB連接器的使用，電子裝置的使用者可輕鬆地進行資料的傳輸，相當便利。

目前時下最廣泛使用的USB連接器規格，以可支援高速傳輸速率(Hi-Speed,480Mbps)的USB2.0規格與可支援超高速傳輸速率(Super-Spee,5Gpbs)的USB3.0規格為最大宗。然而，隨著數位資料品質與檔案容量的提昇，前述USB2.0規格與USB3.0規格的傳輸速度已漸漸無法滿足現有使用者的需求。

有鑑於此，市場上推出了USB3.1規格，而其中更以USB3.1的Type-C的連接器最受到各界矚目。具體來說，USB3.1 Type-C連接器除了以上、下共24根端子的結構克服了傳統USB連接器無法正插或反插的問題外，還可提供高達10Gbps的資料傳輸速度與100W的輸出功率。

如上所述，USB3.1 Type-C連接器具備了便利性、高資料傳輸速度與大輸出功率，再加上USB3.1 Type-C連接器的體積非常的小，所需佔據的空間並不大。因此，目前許多新款電腦主機或電子裝置皆捨棄了USB2.0連接器與USB3.0連接器，改為採用USB3.1 Type-C連接器。由此可看出，USB3.1 Type-C連接器將可能成為新一代通用介面的主流。

然而，現有許多舊款電腦主機或電子裝置上並沒有配置USB3.1 Type-C連接器。於此情況下，該些新款的電腦主機或電子裝置將無法直接通過USB3.1 Type-C介面來與該些舊款的電腦主機或電子裝置連接，進而無法順利進行資料傳輸。如此一來，對於使用者而言將會相當地不便。

本創作的主要目的，在於提供一種USB Type-C轉換模組，可連接DisplayPort裝置，並通過USB Type-C介面來傳輸DisplayPort訊號。

為了達成上述之目的，本創作揭露一種具有一USB Type-C連接器、一DisplayPort連接器、一配置通道控制單元、一微處理單元及一電力控制單元的USB Type-C轉換模組。該USB Type-C連接器的複數資料端子分別連接該DisplayPort連接器的複數資料端子，該配置通道控制單元連接該USB Type-C連接器的一配置通道端子，該電力控制單元連接該USB Type-C連接器的一電源端子與該DisplayPort連接器的一電源端子，該微處理單元連接該配置通道控制單元和該電力控制單元，並連接該DisplayPort連接器的一偵測端子。

當該DisplayPort連接器連接一外部裝置時，該微處理單元控制該配置通道控制單元以請求該USB Type-C連接器輸出DisplayPort訊號，並控制該電力控制單元以輸出適當電壓至該DisplayPort連接器。

本創作對照相關技術所能達成的技術功效在於，能夠連接具有USB Type-C連接器的主機與具有DisplayPort連接器的裝置，並直接通過USB Type-C介面自該主機傳輸DisplayPort訊號至該裝置。藉此，能夠令不具備該USB Type-C連接器的該裝置相容於該主機使用。

1、1’‧‧‧轉換模組

10‧‧‧外殼

11‧‧‧電路板

12‧‧‧USB Type-C連接器

13‧‧‧DisplayPort連接器

14‧‧‧配置通道控制單元

15‧‧‧微處理單元

16‧‧‧電力控制單元

17‧‧‧切換單元

18‧‧‧導線

2‧‧‧主機

21‧‧‧USB Type-C連接器母頭

3‧‧‧DisplayPort裝置

31‧‧‧DisplayPort連接器母頭

4‧‧‧傳輸線

D1‧‧‧通道0差分訊號

D2‧‧‧通道1差分訊號

D3‧‧‧通道2差分訊號

D4‧‧‧通道3差分訊號

D5‧‧‧附屬通道差分訊號

S1‧‧‧第一切換訊號

S2‧‧‧第二切換訊號

S3‧‧‧偵測訊號

S4‧‧‧控制訊號

S5‧‧‧請求訊號

S6‧‧‧轉換訊號

圖1為本創作的第一具體實施例的立體組合圖。

圖2為本創作的第一具體實施例的電路圖。

圖3為本創作的第一具體實施例的連接示意圖。

圖4為本創作的第二具體實施例的電路圖。

圖5為本創作的第三具體實施例的電路圖。

圖6為本創作的第四具體實施例的立體組合圖。

為能夠更加詳盡的了解本創作之特點與技術內容，請參閱以下所述之說明及附圖，然而所附圖示僅供參考說明之用，而非用來加以限制者。

參閱圖1與圖2，分別為本創作的第一具體實施例的立體組合圖與電路圖。本創作揭露了一種USB Type-C轉換模組1(下面將於說明書中簡稱為該轉換模組1)，該轉換模組1主要具有一電路板11、一USB Type-C連接器12、一DisplayPort連接器13、一配置通道控制單元14、一微處理單元15及一電力控制單元16。

如圖1所示，該USB Type-C連接器12、該DisplayPort連接器13、該配置通道控制單元14、該微處理單元15與該電力控制單元16分別電性連接於該電路板11，並通過該電路板11彼此電性連接。該轉換模組1還包括有一外殼10，該外殼10用以包覆該USB Type-C連接器12、該DisplayPort連接器13、該配置通道控制單元14、該微處理單元15、該電力控制單元16及該電路板11。

於本創作的一實施例中，該轉換模組1還具有一切換單元17。該切換單元17同樣電性連接於該電路板11，並且包覆於該外殼10內。惟，於其他實施例中，該切換單元17並不必然存在。

請同時參閱圖2，本實施例中，該USB Type-C連接器12具有複數第一資料端子、一配置通道端子(Configuration Channel,CC)及一第一電源端子，該DisplayPort連接器13具有複數第二資料端子、一偵測端子(Hotplug)及一第二電源端子(VBUS)，其中該複數第一資料端子電性連接該複數第二資料端子。

本實施例中，該複數第一資料端子主要包括符合USB Type-C規格的一對第一高速傳輸資料端子(SSTx1)、一對第二高速傳輸資料端子(SSTx2)、一對第一高速接收資料端子(SSRx1)、一對第二高速接收資料端子(SSRx2)及二第二匯流排端子(SBU)，該複數第二資料端子包括符合DisplayPort規格的一對通道0差分端子(Lane0)、一對通道1差分端子(Lane1)、一對通道2差分端子(Lane2)、一對通道3差分端子(Lane3)及一對附屬通道差分端子(AUX)。

於圖2的實施例中，該對第一高速傳輸資料端子電性連接該對通道0差分端子，該對第二高速傳輸資料端子電性連接該對通道1差分端子，該對第一高速接收資料端子電性連接該對通道2差分端子，該對第二高速接收資料端子電性連接該對通道3差分端子，該二第二匯流排端子電性連接該對附屬通道差分端子，但不以此為限。其中，該切換單元17電性連接於該二第二匯流排端子與該對附屬通道差分端子之間，也就是該二第二匯流排端子通過該切換單元17分別電性連接該對附屬通道差分端子的兩根端子。

該配置通道控制單元14電性連接該USB Type-C連接器12的該配置通道端子。該電力控制單元16電性連接該USB Type-C連接器12的該第一電源端子以及該DisplayPort連接器13的該第二電源端子。該微處理單元15電性連接該配置通道控制單元14、該電力控制單元16以及該切換單元17，並且同時連接該DisplayPort連接器13的該偵測端子。本創作中，該微處理單元15主要是以該DisplayPort連接器13是否連接了一外部裝置為依據，對該配置通道控制單元14、該電力控制單元16以及該切換單元17進行對應控制(容後詳述)。

參閱圖3，為本創作的第一具體實施例的連接示意圖。如圖3所示，該轉換模組1主要可通過該USB Type-C連接器12連接外部的一主機2上對應的一USB Type-C連接器母頭21，藉以與該主機2連接。另一方面，該轉換模組1可通過該DisplayPort連接器13連接一傳輸線4，並藉由該傳輸線4連接一DisplayPort裝置3上對應的一DisplayPort連接器母頭31，藉以與該DisplayPort裝置3連接。如此一來，該主機2可藉由該轉換模組1連接該DisplayPort裝置3，並與該DisplayPort裝置3進行影音資料的傳輸。

於本實施例中，該USB Type-C連接器12是以一USB Type-C連接器公頭為例，而該DisplayPort連接器13是以一DisplayPort連接器母頭為例。然而，於其他實施例中，該USB Type-C連接器12亦可為一USB Type-C連接器母頭，而該DisplayPort連接器13亦可為一DisplayPort連接器公頭，不加以限定。

如上所述，即使該主機2上僅具備有該USB Type-C連接器母頭21，而該DisplayPort裝置3上僅具備有該DisplayPort連接器母頭31，該主機2仍可通過本創作的該轉換模組1與該DisplayPort裝置3直接傳輸DisplayPort格式的資料，藉此將影音資料傳輸至該DisplayPort裝置3上進行播放。

本實施例中，該主機2主要可為個人電腦、筆記型電腦、伺服器或智慧型行動裝置等，該DisplayPort裝置3可為電視或螢幕等，不加以限定。

參閱圖4，為本創作的第二具體實施例的電路圖。當該轉換模組1連接該主機2時，該USB Type-C連接器12可自連接的該主機2取得一第一電力，並藉由該第一電源端子輸出至該電力控制單元16。本實施例中，該電力控制單元16還電性連接該配置通道控制單元14與該微處理單元15，並依據該第一電力提供該配置通道控制單元14與該微處理單元15運作所需的電力。如圖4所示，該第一電力主要以5V為例，但不加以限定。

值得一提的是，於一實施例中，該第一電源端子可為該USB Type-C連接器12的複數電源端子(VBUS)的其中之一。於另一實施例中，該第一電源端子可為該USB Type-C連接器的一第二配置通道端子，而該第一電力為該第二配置通道端子輸出的一配置電壓(Vconn)，不加以限定。該配置電壓為USB Type-C介面的技術領域的公知常識，並且一般為5V，於此不再贅述。

該微處理單元15接收該電力控制單元16提供的該第一電力後，即可對該DisplayPort連接器13的該偵測端子進行偵測。於圖4所示的實施例中，該微處理單元15可通過該偵測端子判斷該DisplayPort連接器13尚未連接任何的裝置，因此不對該配置通道控制單元14與該電力控制單元16進行任何控制動作。

值得一提的是，於該DisplayPort連接器13未連接任何裝置時，該微處理單元15可選擇性發出一第一切換訊號S1至該切換單元17，以控制該切換單元17切換狀態為斷路。於該切換單元17斷路的情況下，該二第二匯流排端子與該對附屬通道差分端子彼此不連接。

續請參閱圖5，為本創作的第三具體實施例的電路圖。當該USB Type-C連接器12連接了該主機2，該DisplayPort連接器13也連接了該DisplayPort裝置3後，該主機2即可直接輸出DisplayPort資料(DP Data)，並經由該轉換模組1傳輸該DisplayPort資料至該DisplayPort裝置3。值得一提的是，本創作中，該轉換模組1主要是藉由DisplayPort協定中的替換模式(Alternate mode)，請求該主機2通過該USB Type-C連接器母頭21來輸出該DisplayPort資料。

具體而言，當該DisplayPort連接器13連接了該DisplayPort裝置3後，該DisplayPort裝置3的該DisplayPort連接器母頭31會觸發該DisplayPort連接器13的該偵測端子，藉以該微處理單元15可由該偵測端子接收一偵測訊號S3(即，一Hotplug觸發訊號)。通過該偵測訊號S3，該微處理單元15可判斷該DisplayPort連接器13已連接了該DisplayPort裝置3。

承上，該微處理單元15接收該偵測訊號S3後，可發出一第二切換訊號S2至該切換單元17，以控制該切換單元17切換狀態為導通。於該切換單元17導通的狀況下，該二第二匯流排端子可分別電性連接該對附屬通道差分端子的二端子。

同時，該微處理元15依據該偵測訊號S3發出一控制訊號S4至該配置通道控制單元14，以控制該配置通道控制單元14向該USB Type-C連接器12請求傳輸該DisplayPort資料。更具體地，該配通道控制單元14是藉由該請求訊號S4來產生對應的一請求訊號S5，並藉由該USB Type-C連接器12的該配置通道端子傳輸該請求訊號S5至該主機2。藉此，請求該主機2輸出該DisplayPort資料。

更具體地，該主機2是藉由該USB Type-C連接器母頭21的另一配置通道端子連接該USB Type-C連接器12的該配置通道端子，以接收該請求訊號S5。通過該請求訊號S5，該主機2上的一控制器(圖未標示)可得知該USB Type-C連接器母頭21後端連接的是支援DisplayPort格式的裝置，因而會控制其上的一圖形處理單元(圖未標示)通過該USB Type-C連接器母頭21輸出該DisplayPort資料。

其中，該DisplayPort資料主要是經由該USB Type-C連接器12的該複數第一資料端子傳送至該DisplayPort連接器13的該複數第二資料端子，並且再由該DisplayPort連接器13輸出至該DisplayPort裝置3。

如圖5所示，本實施例中，該DisplayPort資料主要由一對通道0差分訊號D1、一對通道1差分訊號D2、一對通道2差分訊號D3、一對通道3差分訊號D4及一對附屬通道差分訊號D5所組成。其中，該對附屬通道差分訊號D5是由該二第二匯流排端子經由導通的該切換單元17傳送至該對附屬通道差分端子。然而，上述僅為本創作的其中一具體實施例，不以此為限。

另外，該微處理單元15接收該偵測訊號S3後，還會傳送一轉換訊號S6至該電力控制單元16，以控制該電力控制單元16將該第一電力轉換為該DisplayPort連接器13可支援的一第二電力。該電力控制單元16依據該轉換訊號S6將該第一電力轉換為該第二電力，並輸出該第二電力至該DisplayPort連接器13的該第二電源端子。藉此，該DisplayPort連接器13可提供該第二電力給該DisplayPort裝置3。本實施例中，該第二電力為3.3V，但不加以限定。

更具體而言，當該轉換模組1連接了該主機2與該DisplayPort裝置3後，該轉換模組1會執行下列動作：

1.該微處理單元15由該DisplayPort連接器13的該偵測端子接收該偵測訊號S3，並依據該偵測訊號S3產生並發出該第二切換訊號S2、該控制訊號S4及該轉換訊號S6；

2.該切換單元17依據該第二切換訊號S2切換狀態為導通；

3.該配置通道控制單元14依據該控制訊號S4產生該請求訊號S5，並經由該USB Type-C連接器12的該配置通道端子傳送至該主機2；

4.該USB Type-C連接器12由該主機2接收該DisplayPort資料，並藉由該複數第一資料端子傳送至該DisplayPort連接器13的該複數第二資料端子；及

5.該電力控制單元依據該轉換訊號S6轉換該第一電力為該第二電力，並傳送該第二電力至該DisplayPort連接器13的該第二電源端子。

於前述實施例中，該轉換模組1主要是以一轉接器(Dongle)的型態為例。然而於其他實施例中，該轉換模組1亦可以其他型態來實現。

請參閱圖6，為本創作的第四具體實施例的立體組合圖。圖6揭露了另一USB Type-C轉換模組1’(下面簡稱為該轉換模組1’)，與前述實施例中的該轉換模組1的差異在於，該轉換模組1’還包括複數導線18。

如圖6所示，該轉換模組1’主要是為一傳輸線的型態為例。具體而言，該轉換模組1’的該USB Type-C連接器12、該配置通道控制單元14、該微處理單元15、該電力控制單元16及該切換單元17皆電性連接於該電路板11，並且該外殼10包覆該USB Type-C連接器12、該配置通道控制單元14、該微處理單元15、該電力控制單元16、該切換單元17及該電路板10。

該複數導線18的一端分別電性連接該電路板，另一端分別電性連接該DisplayPort連接器13。藉此，該DisplayPort連接器13通過該複數導線18電性連接該USB Type-C連接器12、該微處理單元15、該電力控制單元16及該切換單元17。

如上所述，本實施例的該轉換模組1’主要是為一傳輸線的型態，並且該DisplayPort連接器13可為一DisplayPort連接器公頭。本實施例中，使用者可以直接使用該轉換模組1’來連接該主機2與該DisplayPort裝置3，而不需使用圖3中所示的該傳輸線4。如此一來，可進一步提高使用上的便利性。

以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例之具體說明，非用以侷限本創作之專利範圍，其他任何等效變換均應俱屬後述之申請專利範圍內。

1‧‧‧轉換模組

12‧‧‧USB Type-C連接器

13‧‧‧DisplayPort連接器

14‧‧‧配置通道控制單元

15‧‧‧微處理單元

16‧‧‧電力控制單元

17‧‧‧切換單元

Claims (10)

1. 一種USB Type-C轉換模組，包括：
   一USB Type-C連接器，用於連接一主機並具有複數第一資料端子、一配置通道端子及一第一電源端子；
   一DisplayPort連接器，用於連接一DisplayPort裝置並具有複數第二資料端子、一偵測端子及一第二電源端子，其中該複數第二資料端子電性連接該複數第一資料端子；
   一配置通道控制單元，電性連接該配置通道端子，藉由一請求訊號請求該USB Type-C連接器經由該複數第一資料端子輸出DisplayPort資料；
   一電力控制單元，電性連接該第一電源端子與該第二電源端子，藉由一轉換訊號將由該第一電源端子接收的一第一電力轉換為一第二電力並輸出至該第二電源端子；及
   一微處理單元，電性連接該配置通道控制單元及該電力控制單元，該微處理單元還電性連接該偵測端子以接收一偵測訊號，並發出該轉換訊號，同時控制該配置通道控制單元發出該請求訊號。
2. 如請求項1所述的USB Type-C轉換模組，其中該複數第一資料端子包括一對第一高速傳輸資料端子(SSTx1)、一對第二高速傳輸資料端子(SSTx2)、一對第一高速接收資料端子(SSRx1)、一對第二高速接收資料端子(SSRx2)及二第二匯流排端子(SBU)，該複數第二資料端子包括一對通道0差分端子(Lane0)、一對通道1差分端子(Lane1)、一對通道2差分端子(Lane2)、一對通道3差分端子(Lane3)及一對附屬通道差分端子(AUX)。
3. 如請求項2所述的USB Type-C轉換模組，其中更包括一切換單元，連接於該二第二匯流排端子與該對附屬通道差分端子之間，並且該切換單元電性連接該微處理單元，由該微處理單元接收一切換訊號以導通或斷路。
4. 如請求項3所述的USB Type-C轉換模組，其中該第一電力為5V，該第二電力為3.3V。
5. 如請求項4所述的USB Type-C轉換模組，其中該電力控制單元電性連接該配置通道控制單元與該微處理單元，依據該第一電力提供該配置通道控制單元與該微處理單元運作所需的電力。
6. 如請求項4所述的USB Type-C轉換模組，其中該第一電源端子為該USB Type-C連接器的一第二配置通道端子，該第一電力為該第二配置通道端子輸出的一配置電壓(Vconn)。
7. 如請求項4所述的USB Type-C轉換模組，其中更包括一電路板及一外殼，該USB Type-C連接器、該DisplayPort連接器、該配置通道控制單元、該微處理單元、該電力控制單元及該切換單元電性連接於該電路板，並且該外殼包覆該USB Type-C連接器、該DisplayPort連接器、該配置通道控制單元、該微處理單元、該電力控制單元、該切換單元及該電路板。
8. 如請求項7所述的USB Type-C轉換模組，其中該DisplayPort連接器為一DisplayPort連接器母頭。
9. 如請求項4所述的USB Type-C轉換模組，其中更包括一電路板、一外殼及複數導線，該USB Type-C連接器、該配置通道控制單元、該微處理單元、該電力控制單元及該切換單元電性連接於該電路板，該外殼包覆該USB Type-C連接器、該配置通道控制單元、該微處理單元、該電力控制單元、該切換單元及該電路板，該複數導線的一端分別電性連接該電路板，另一端分別電性連接該DisplayPort連接器。
10. 如請求項9所述的USB Type-C轉換模組，其中該DisplayPort連接器為一DisplayPort連接器公頭。