TWM516241U - USB Type-C轉換模組(六) - Google Patents

Description

USB Type-C轉換模組(六)

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USB 2.0規格與可支援超高速傳輸速率(Super-Speed, 5Gpbs)的USB 3.0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VGA裝置，並通過USB Type-C介面來傳輸VGA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VGA連接器、一配置通道控制單元、一微處理單元及一訊號轉換單元的USB Type-C轉換模組。該訊號轉換單元分別連接該USB Type-C連接器的複數資料端子及該VGA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。該微處理單元連接該配置通道控制單元，同時連接該訊號轉換單元的一偵測腳位。

當該VGA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，並且該DisplayPort訊號由該訊號轉換單元轉換為VGA訊號後，再經由該VGA連接器輸出。

本創作對照相關技術所能達成的技術功效在於，能夠連接具有該USB Type-C連接器的一主機與具有該VGA連接器的一裝置，通過該USB Type-C連接器自該主機接收DisplayPort訊號，並轉換該DisplayPort訊號為VGA訊號後，再輸出至該裝置。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。

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VGA連接器13、一配置通道控制單元14、一微處理單元15及一訊號轉換單元18。

如圖1所示，該USB Type-C連接器12、該VGA連接器13、該配置通道控制單元14、該微處理單元15與該訊號轉換單元18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VGA連接器13、該配置通道控制單元14、該微處理單元15、該訊號轉換單元18及該電路板11。

於本創作的一實施例中，該轉換模組1還具有一電力控制單元16與一切換單元17。該電力控制單元16與該切換單元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，該電力控制單元16與該切換單元17並不必然存在，不可加以限定。

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VGA連接器13則具有複數第二資料端子(Data)及一第二電源端子(VBUS)，其中該複數第一資料端子與該複數第二資料端子通過該訊號轉換單元18互相連接。

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)。

於圖2的實施例中，該USB Type-C連接器12的該對第一高速傳輸資料端子、該對第二高速傳輸資料端子、該對第一高速接收資料端子、該對第二高速接收資料端子與該二第二匯流排端子分別電性連接該訊號轉換單元18，以輸出一DisplayPort訊號至該訊號轉換單元18。該訊號轉換單元18同時電性連接該VGA連接器13的該複數第二資料端子，並且該訊號轉換單元18將由該USB Type-C連接器12接收的該DisplayPort訊號轉換為一VGA訊號後，再經由該複數第二資料端子輸出至該VGA連接器13。

值得一提的是，該訊號轉換單元18可具有一對通道0差分腳位(Lane0)、一對通道1差分腳位(Lane1)、一對通道2差分腳位(Lane2)、一對通道3差分腳位(Lane3)與一對附屬通道差分腳位(AUX)，分別連接該USB Type-C連接器12的該複數第一資料端子，以接收該DisplayPort訊號。其中，該切換單元17主要電性連接於該二第二匯流排端子與該對附屬通道差分腳位之間，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腳位。

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VGA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，並且同時連接該訊號轉換單元18的一偵測腳位(Hotplug)。

本創作中，該微處理單元15主要是以該VGA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VGA連接器13連接一傳輸線4，並藉由該傳輸線4連接一VGA裝置3上對應的一VGA連接器母頭31，藉以與該VGA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VGA裝置3，並與該VGA裝置3進行影像資料的傳輸。

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VGA連接器13是以一VGA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VGA連接器13亦可為一VGA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VGA裝置3上僅具備有該VGA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VGA裝置3直接傳輸VGA格式的資料，藉此將影像資料傳輸至該VGA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VGA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、該微處理單元15及該訊號轉換單元18，並依據該第一電力提供該配置通道控制單元14、該微處理單元15及該訊號轉換單元18運作所需的電力。

本實施例中，該第一電力主要是以5V為例，。該電力控制單元16主要是在接收該第一電力後，將該第一電力轉換為適用於該配置通道控制單元14、該微處理單元15及該訊號轉換單元18的一第二電力後，再提供該第二電力給該配置通道控制單元14、該微處理單元15及該訊號轉換單元18以做為運作所需的電力。本實施例中，該第二電力主要是以3.3V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提供的該第二電力後，即可對該訊號轉換單元18的該偵測腳位進行偵測。具體來說，當該VGA連接器13連接了外部裝置時，該訊號轉換單元18可經由該VGA連接器13得知，而該微處理單元15可進一步經由該訊號轉換單元18的該偵測腳位偵測得知。

於圖4所示的實施例中，該微處理單元15通過該偵測腳位判斷該VGA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、該電力控制單元16及該訊號轉換單元18進行任何控制動作。

值得一提的是，於該VGA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，以切換該切換單元17的狀態為斷路。於該切換單元17斷路的情況下，該二第二匯流排端子與該訊號轉換單元18的該對附屬通道差分腳位彼此不連接。

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VGA連接器13也連接了該VGA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將該DisplayPort資料轉換為VGA資料(VGA Data)後，再傳輸該VGA資料至該VGA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VGA連接器13連接了該VGA裝置3上的該VGA連接器母頭31後，該VGA連接器13會經由其中一端子觸發該訊號轉換單元18。接著，該微處理單元15可由該訊號轉換單元18的該偵測腳位接收一偵測訊號S3。通過該偵測訊號S3，該微處理單元15可判斷該VGA連接器13已連接了該VGA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，以切換該切換單元17的狀態為導通。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通過該切換單元17電性連接該訊號轉換單元18的該對附屬通道差分腳位。

同時，該微處理單元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是藉由該控制訊號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資料至該轉換模組1的該USB Type-C連接器12。

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(即，該轉換模組1)，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訊號轉換單元18。該DisplayPort資料經由該訊號轉換單元18轉換為VGA格式的該VGA資料後，再傳輸至該VGA連接器13，並經由該VGA連接器13輸出至該VGA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傳送至該訊號轉換單元18的該對附屬通道差分腳位。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，還會傳送一供電訊號S6至該電力控制單元16，以控制該電力控制單元16輸出該第一電力(本實施例中以5V為例)至該VGA連接器13的該第二電源端子。

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

1.該訊號轉換單元18由該VGA連接器13得知連接狀態；

2.該微處理單元15由該訊號轉換單元18的該偵測腳位接收該偵測訊號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及該供電訊號S6；

3.該切換單元17依據該第二切換訊號S2切換該切換單元17的狀態為導通；

4.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；

5.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訊號轉換單元18；

6.該訊號轉換單元18將該DisplayPort資料轉換為該VGA資料，並藉由該複數第二資料端子傳送至該VGA連接器13；及

7.該電力控制單元依據該供電訊號S6將由該第一電源端子接收的該第一電力輸出至該VGA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19。

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、該切換單元17及該訊號轉換單元18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、該訊號轉換單元18及該電路板10。

該複數導線19的一端分別電性連接該電路板，另一端分別電性連接該VGA連接器13。藉此，該VGA連接器13通過該複數導線19電性連接該訊號轉換單元18與該電力控制單元16。

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VGA連接器13可為一VGA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VGA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、1’‧‧‧轉換模組

10‧‧‧外殼

11‧‧‧電路板

12‧‧‧USB Type-C連接器

13‧‧‧VGA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‧‧‧訊號轉換單元

19‧‧‧導線

2‧‧‧主機

21‧‧‧USB Type-C連接器母頭

3‧‧‧VGA裝置

31‧‧‧VGA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‧‧‧供電訊號

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。

1‧‧‧轉換模組

12‧‧‧USB Type-C連接器

13‧‧‧VGA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‧‧‧訊號轉換單元

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及一配置通道端子； 一VGA連接器，用於連接一VGA裝置並具有複數第二資料端子； 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； 一訊號轉換單元，分別電性連接該複數第一資料端子及該複數第二資料端子，將該複數第一資料端子傳輸的該DisplayPort資料轉換為VGA資料並經由該複數第二資料端子輸出；及 一微處理單元，電性連接該配置通道控制單元及該訊號轉換單元的一偵測腳位，依據該偵測腳位傳輸的一偵測訊號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，其中更包括一電力控制單元，電性連接該USB Type-C連接器的第一電源端子及該VGA連接器的一第二電源端子，藉由一供電訊號將該第一電源端子傳輸的一第一電力輸出至該第二電源端子。
3. 如請求項2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)。
4. 如請求項3所述的USB Type-C轉換模組，其中該電力控制單元還電性連接該配置通道控制單元、該微處理單元與該訊號轉換單元，將該第一電力轉換為一第二電力以提供該配置通道控制單元、該微處理單元及該訊號轉換單元運作所需的電力。
5. 如請求項4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。
6. 如請求項3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)。
7. 如請求項6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訊號轉換單元的一組附屬通道差分腳位(AUX)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切換該切換單元的狀態為導通或斷路。
8. 如請求項3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VGA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訊號轉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VGA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、該訊號轉換單元及該電路板。
9. 如請求項3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訊號轉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、該訊號轉換單元及該電路板，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VGA連接器。
10. 如請求項1至9中任一項所述的USB Type-C轉換模組，其中該USB Type-C連接器為一USB Type-C連接器公頭，該VGA連接器為一VGA連接器公頭或一VGA連接器母頭。