WO2012071837A1 - 一种启动usb状态机的方法及终端 - Google Patents

一种启动usb状态机的方法及终端 Download PDF

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WO2012071837A1
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usb
state machine
terminal
logic level
module
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李启瑞
李超
王亚恒
王涛
曾宪铮
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中兴通讯股份有限公司
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    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4247—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a daisy chain bus
    • G06F13/426—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a daisy chain bus using an embedded synchronisation, e.g. Firewire bus, Fibre Channel bus, SSA bus
    • G—PHYSICS
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    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling

Definitions

  • the present invention relates to the field of universal serial bus (USB) communication startup, and in particular to a method and terminal for starting a USB state machine.
  • USB universal serial bus
  • the starting condition of the charging state machine of the handheld terminal is to detect whether the positive line (VCHG) of the charging line is greater than a certain limit value (such as 3.3V). When the applied voltage is greater than the value, the charging state machine is started to start charging management, otherwise the charging is stopped. Charging.
  • VCHG positive line
  • a certain limit value such as 3.3V
  • the boot condition of the USB state machine of the handheld terminal is whether the voltage of the USB VBUS (positive power supply terminal of the USB bus) is greater than the value of the Session (such as 2.0V) in the USB specification.
  • the USB device is started. The process, otherwise stop the USB state machine.
  • the circuit of this method is relatively simple, but has the following disadvantages:
  • the USB-VBUS terminal of the handheld terminal chip has a low withstand voltage, failing to meet the requirements of overvoltage protection specified in "Technical Requirements and Test Methods for Mobile Communication Handset Chargers and Interfaces".
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a method and a terminal for starting a USB state machine.
  • the function of overvoltage protection is also provided.
  • the present invention provides a method for starting a USB state machine, which includes:
  • the state machine and the USB state machine are activated.
  • the above method further has the following features: the logic level is a high level, and the high level is not greater than a withstand voltage value of a positive pole of the power supply of the USB bus, and the method further includes: monitoring charging The shielded USB session is interrupted before the positive pin voltage of the line.
  • the above method further has the following features: the step of connecting the positive pole of the power supply of the USB bus to a logic level comprises: grounding the positive pole of the power supply of the USB bus.
  • the method further has the following features: after the step of starting the charging state machine and the USB state machine, the method further includes: exiting if detecting that the voltage of the positive pin of the charging line is less than or equal to the threshold value The USB state machine.
  • the above method further has the following features:
  • the threshold value is 3.3V.
  • the present invention further provides a terminal, including a USB interface, wherein the terminal includes a logic level module and a management module, and a power positive pin of the USB bus is connected to the logic level module. , among them,
  • the logic level module is set to: output a logic level
  • the management module is configured to: if the voltage of the positive pin of the charging line is detected to be greater than the threshold value, the charging state machine and the USB state machine are triggered.
  • the terminal further has the following features: further comprising a shielding module,
  • the management module is further configured to: if it is detected that the logic level output by the logic level module is a high level, and the high level is not greater than a withstand voltage value of a positive pole of the power supply of the USB bus, triggering The shielding module;
  • the masking module is configured to: mask the USB session interruption.
  • the terminal further has the following features:
  • the logic level module is a ground module.
  • the terminal further has the following features: the management module is further configured to: after starting the charging state machine and the USB state machine, if detecting that the voltage of the positive pin of the charging line is less than or equal to the threshold value, exiting The USB state machine.
  • the terminal further has the following features: the threshold value is 3.3V.
  • the present invention provides a method and a terminal for starting a USB state machine, and a USB state machine is activated by plugging and unplugging a detection signal of a charger, which can trigger a USB state machine to be activated, and has a function of overvoltage protection.
  • the charger and USB share the same physical interface in the simplest and safe way.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for a terminal to start a USB state machine according to the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for starting a USB state machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • the solution of the present invention mainly fixes the USB VBUS pin to a certain logic level, and then triggers the state of charge through the voltage limit of the VCHG pin, and also triggers the USB state machine.
  • This method has the following advantages over other similar products: No additional components are required, and the cost of the handheld terminal is not increased.
  • the main feature of the invention is to fix the USB VBUS pin to a certain logic level, logic level
  • the present invention relates to two pins in an internal circuit of a handheld terminal device
  • One pin is the positive line of the charging line (VCHG), and its function detects the plug-in and pull-out status of the charger.
  • a certain limit value such as 3.3V
  • the voltage value of the VCHG terminal is less than or equal to a certain threshold (such as 3.3V)
  • a certain threshold such as 3.3V
  • the other pin is the USB-powered USB-VBUS pin of the USB, when the voltage value of the USB-VBUS terminal is greater than the USB
  • the session value such as 2.0V
  • the USB communication cable is inserted into the boot USB state machine.
  • the voltage value of the USB-VBUS terminal is less than or equal to the Session value (such as 2.0V) in the USB specification, it is judged as the USB communication cable. Pull out.
  • (2) VCHG has a higher operating voltage range, usually from a few ten volts to twenty volts (such as 18V); the USB_VBUS terminal has a lower operating voltage range (such as 5.5V).
  • the charging cable and the USB communication cable share an interface, and the charging is required to meet the overvoltage protection function.
  • the overvoltage voltage is about 8V-10V.
  • the charger output is 8V-10V, the handheld terminal cannot be damaged.
  • the USB-VBUS pin is fixed to a logic level that is not greater than the withstand voltage of the positive pin of the USB bus, thus protecting the USB-VBUS pin.
  • USB-VBUS withstand voltage is lower than the limit value of the charging over-voltage protection, it may be damaged during over-voltage charging, so the USB-VBUS pin is separated from the VCHG pin, and the USB-VBUS pin is fixed to some kind.
  • Logic levels such as logic low (such as short-circuit to ground), or supply a high logic level voltage value (not greater than the USB_VBUS withstand voltage value).
  • the power management part PM power management in the terminal circuit determines that the charger is inserted, and generates an interrupt request, notifying the baseband control part of the terminal (the software program of the handset is in the baseband control part)
  • the charger is inserted and ready to execute the USB state machine control flow.
  • the present invention activates the USB state machine in the state of charge state machine.
  • the terminal in this embodiment has a USB interface, and mainly includes: a logic level module and a management module, and a USB-VBUS pin is connected to the logic level.
  • Module where
  • the logic level module is configured to output a logic level;
  • the management module is configured to trigger the charging state machine and the USB state machine if the voltage of the positive pin of the charging line is greater than the threshold value.
  • the terminal of this embodiment may further include: a masking module, when the logic level output by the logic level module is a high level, the management module triggers the masking module, and the masking module blocks the USB session interruption.
  • the logic level module can be a grounding module, such as directly grounding the USB-VBUS pin.
  • the management module is further configured to exit the USB state machine if the voltage of the positive pin of the charging line is less than or equal to the threshold value.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for a terminal to start a USB state machine according to the present invention. As shown in FIG. 2, the method includes:
  • USB-VBUS pin is connected to a logic low level.
  • Step 101 Check whether the voltage value at the VCHG end is greater than the threshold value. If yes, the charger is detected to be inserted, and steps 102 and 103 are performed; otherwise, no processing is performed;
  • Step 102 Start a charging state machine, and perform charging of the battery
  • Step 103 Start the USB state machine and perform the USB enumeration process.
  • steps 102 and 103 are not limited.
  • Step 104 After the USB state machine is started, if the voltage value of the VCHG terminal is detected to be less than or equal to the threshold value, the software exits the USB state machine.
  • Embodiment 2 On the hardware, the USB-VBUS pin is connected to a logic high level.
  • Step 201 detecting that the level of the USB-VBUS pin is a logic high level, when the initialization is performed, the USB Session interrupt is blocked, so that the USB VBUS pin cannot start the USB state machine;
  • Step 202 Detect whether the voltage value at the VCHG end is greater than the threshold value. If yes, the charger is detected to be inserted, and steps 203 and 204 are performed; otherwise, no processing is performed;
  • Step 203 Start a charging state machine, and perform charging on the battery
  • Step 204 Start the USB state machine and perform the USB enumeration process.
  • steps 203 and 204 are not limited.
  • Step 205 After the USB state machine is started, if the voltage value of the VCHG terminal is detected to be less than or equal to the threshold value, the software exits the USB state machine.
  • the handheld terminal plugs and detects the signal through the charger.
  • VCHG the positive terminal of the charging line activates the USB state machine. It is applicable to the terminal product ⁇ of any physical interface function shared by any charger and USB communication.
  • the invention provides a method and a terminal for starting a USB state machine, and the USB state machine is activated by plugging and unplugging a detection signal of the charger, which can trigger the activation of the USB state machine and the function of overvoltage protection, and the premise of ensuring reliability.
  • the charger and USB share the same physical interface in the simplest and safe way.

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Description

一种启动 USB状态机的方法及终端
技术领域
本发明涉及通用串行总线（USB )通信启动领域，具体涉及一种启动 USB 状态机的方法及终端。 背景技术
手持终端的充电状态机的启动条件是检测充电线路正极（VCHG )是否 大于某个阔限值（如 3.3V ) , 当外加电压大于该值， 则开始启动充电状态机， 开始充电管理， 否则停止充电。
手持终端的 USB状态机的启动条件是， USB VBUS ( USB总线的电源正 极）端的电压是否大于 USB规范中 Session (会话）值（如 2.0V ) , 当外加 电压大于该值， 则开始启动 USB枚举过程， 否则停止 USB状态机。
中国信息产业部（ΜΠ ) 2006年 11月发布了 《移动通信手持机充电器及 接口技术要求和测试方法》（YD/T1591-2009), 规定手持机是 USB通讯电缆 和充电线缆共用一根， 即这根线缆既能够作为充电作用， 又能够作为 USB通 信用途， 这样使得手机的充电接口的正极 VCHG与 USB— VBUS的短接在一 起。 业界目前的充电器与 USB通信共用一个接口充的 USB启动方案常用的 做法：
A、 VCHG与 USB— VBUS的短接在一起；
这种方法电路比较简单，但有以下缺点： 手持终端芯片的 USB— VBUS端 耐压较低， 没能满足《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》 规定过压保护要求。
B、 通过硬件电路， 使用 VCHG控制 USB— VBUS上电。
这种方案能够实现充电过压保护， 但存在外加电路， 增加成本。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种启动 USB状态机的方法及终端, 以实现通过充电器插拔检测信号触发启动 USB状态机， 又具满足过压保护的 功能。
为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种启动 USB状态机的方法， 包 括：
将 USB总线的电源正极管脚接入一逻辑电平；
若检测充电线路正极管脚的电压大于阔限值， 则启动充电状态机和 USB 状态机。
优选的， 上述方法还具有下面特点： 所述逻辑电平为高电平， 所述高电 平不大于所述 USB总线的电源正极管脚的耐压值， 所述方法还包括： 在监测 充电线路正极管脚电压之前， 屏蔽 USB会话中断。
优选的， 上述方法还具有下面特点： 所述将 USB总线的电源正极管脚接 入一逻辑电平的步骤包括： 将 USB总线的电源正极管脚接地。
优选的， 上述方法还具有下面特点： 所述启动充电状态机和 USB状态机 的步骤之后， 所述方法还包括： 若检测充电线路正极管脚的电压小于或等于 所述阔限值， 则退出所述 USB状态机。
优选的， 上述方法还具有下面特点： 所述阔限值为 3.3V。
为了解决上述问题， 本发明还提供了一种终端， 包括 USB接口， 其特征 在于， 所述终端包括一逻辑电平模块和管理模块， USB总线的电源正极管脚 连接到所述逻辑电平模块， 其中，
所述逻辑电平模块设置为： 输出逻辑电平；
所述管理模块设置为： 若检测充电线路正极管脚的电压大于阔限值， 则 触发充电状态机和 USB状态机。
优选的， 上述终端还具有下面特点： 还包括屏蔽模块，
所述管理模块还设置为： 若检测到所述逻辑电平模块输出的逻辑电平为 高电平， 所述高电平不大于所述 USB总线的电源正极管脚的耐压值， 则触发 所述屏蔽模块；
所述屏蔽模块设置为： 屏蔽 USB会话中断。 优选的， 上述终端还具有下面特点： 所述逻辑电平模块为接地模块。 优选的， 上述终端还具有下面特点： 所述管理模块还设置为： 在启动充 电状态机和 USB状态机之后，若检测充电线路正极管脚的电压小于或等于所 述阔限值， 则退出所述 USB状态机。
优选的， 上述终端还具有下面特点： 所述阔限值为 3.3V。
综上所述， 本发明提供一种启动 USB状态机的方法及终端， 通过充电器 插拔检测信号来启动 USB状态机， 既能触发启动 USB状态机， 又具满足过 压保护的功能， 在保证可靠性的前提下以最简捷和安全的方法实现充电器和 USB共有同一个物理接口。 附图概述
图 1为本发明实施例的终端的示意图；
图 2为本发明的终端启动 USB状态机的方法的流程图；
图 3为本发明实施例一的启动 USB状态机的方法的流程图；
图 4为本发明实施例二的启动 USB状态机的方法的流程图。 本发明的较佳实施方式
本发明的方案主要是将 USB VBUS管脚固定到某种逻辑电平，然后通过 VCHG管脚的电压阔限值， 触发充电状态的同时也触发 USB状态机。 这种方 法与其它同类产品相比有如下优点： 无需外加元器件， 不增加手持终端的成 本。
本发明的主要特点是将 USB VBUS管脚固定到某种逻辑电平，逻辑电平
VCHG启动 USB状态机的原理如下：
( 1 )本发明涉及到手持终端设备内部电路中的两个管脚，
一个管脚为充电线路正极（VCHG ) 管脚， 其作用检测充电器插、 拔状 态， 当 VCHG端的电压值大于某个阔限值（如 3.3V )时，判断为充电器插入， 当 VCHG端的电压值小于等于某个阔限值（如 3.3V )时，判断为充电器拔出； 另外一个管脚为 USB的供电的 USB— VBUS管脚，当 USB— VBUS端的电 压值大于 USB规范中 Session值（如 2.0V ) 时， 判断为 USB通信线缆插入 启动 USB状态机， 当 USB— VBUS端的电压值小于等于 USB规范中 Session 值（如 2.0V ) 时， 判断为 USB通信线缆拔出。
( 2 ) VCHG的工作电压范围较高， 通常为十几伏到二十伏（如 18V ) ； USB_VBUS端的工作电压范围较低（如 5.5V ) 。
( 3 )根据《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》要求充 电线缆和 USB通信线缆共用一个接口， 并且要求充电满足过压保护功能， 过 压电压值约为 8V-10V, 即充电器输出为 8V-10V时， 手持终端不能被损坏。
本发明的具体实现原理如下：
在硬件上，将 USB— VBUS管脚固定到某一逻辑电平， 该逻辑电平不大于 所述 USB总线的电源正极管脚的耐压值， 这样可以保护 USB— VBUS管脚。
由于 USB— VBUS耐压低于充电过压保护的阔限值，在过压充电时，有可 能被损坏， 所以 USB— VBUS管脚与 VCHG管脚分开， 将 USB— VBUS管脚固 定到某种逻辑电平， 如逻辑低平 （如对地短接） ， 或供给一个高逻辑电平的 电压值（不大于 USB_VBUS耐压值） 。
当 VCHG端的电压值大于 3.3V时，终端电路中电源管理部分 PM( power management )判断为充电器插入， 同时产生中断请求， 通知终端中基带控制 部分（手持机的软件程序在这基带控制部分中运行）充电器已插入， 准备执 行 USB状态机控制流程， 本发明是在充电状态机流程中启动 USB状态机。
为了更好地理解本发明， 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步 地描述。
图 1为本发明实施例的终端的示意图， 如图 1所示， 本实施例的终端具 有 USB接口， 主要包括： 逻辑电平模块和管理模块， USB— VBUS管脚连接 到所述逻辑电平模块， 其中，
所述逻辑电平模块， 用于输出逻辑电平； 所述管理模块， 用于若检测充电线路正极管脚的电压大于阔限值， 则触 发充电状态机和 USB状态机。
本实施例的终端还可以包括： 屏蔽模块， 当所述逻辑电平模块输出的逻 辑电平为高电平时，管理模块将触发所述屏蔽模块，由所述屏蔽模块屏蔽 USB 会话中断。
所述逻辑电平模块可以为接地模块， 如直接将 USB— VBUS管脚接地。 优选的， 所述管理模块在启动充电状态机和 USB状态机之后， 还用于若 检测充电线路正极管脚的电压小于或等于所述阔限值，则退出所述 USB状态 机。
图 2为本发明的终端启动 USB状态机的方法的流程图， 如图 2所示， 包 括：
S10、 将 USB— VBUS管脚接入一逻辑电平；
S20、 若检测 VCHG管脚的电压大于阔限值， 则启动充电状态机和 USB 状态机。
以下以两个实施例来说明本发明的启动 USB状态机的方法。
实施例一
硬件上， USB— VBUS管脚接逻辑低电平。
软件上实现步骤如图 3所示， 如下：
步骤 101 : 检测 VCHG端的电压值是否大于阔限值， 若是， 即检测到充 电器插入， 执行步骤 102和 103 , 否则， 不作处理；
步骤 102: 启动充电状态机， 执行对电池进行充电；
步骤 103: 启动 USB状态机， 进行 USB枚举过程。
不限制步骤 102和步骤 103的先后顺序。
步骤 104: 在启动 USB状态机之后， 若检测 VCHG端的电压值小于或等 于阔限值， 则软件退出 USB状态机。
实施例二 硬件上， USB— VBUS管脚接逻辑高电平。
软件上实现步骤如图 4所示， 如下：
步骤 201 : 检测到 USB— VBUS管脚的电平为逻辑高电平， 则初始化时， 屏蔽 USB Session中断， 使得 USB VBUS管脚无法启动 USB状态机；
步骤 202: 检测 VCHG端的电压值是否大于阔限值， 若是， 即检测到充 电器插入， 执行步骤 203和 204, 否则， 不作处理；
步骤 203: 启动充电状态机， 执行对电池进行充电；
步骤 204: 启动 USB状态机， 进行 USB枚举过程。
不限制步骤 203和步骤 204的先后顺序。
步骤 205: 在启动 USB状态机之后， 若检测 VCHG端的电压值小于或等 于阔限值， 则软件退出 USB状态机。
手持终端通过充电器插拔检测信号 VCHG (充电线路正极）启动 USB状 态机的方法，适用于任何充电器与 USB通信共用一个物理接口功能的终端产 口 σ。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。
以上仅为本发明的优选实施例， 当然， 本发明还可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的情况下， 熟悉本领域的技术人员当可根据本 发明作出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和变形都应属于本发明 所附的权利要求的保护范围。
工业实用性 本发明提供一种启动 USB状态机的方法及终端，通过充电器插拔检测信 号来启动 USB状态机， 既能触发启动 USB状态机， 又具满足过压保护的功 能，在保证可靠性的前提下以最简捷和安全的方法实现充电器和 USB共有同 一个物理接口。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种启动通用串行总线（USB )状态机的方法， 包括：
将 USB总线的电源正极管脚接入一逻辑电平；
若检测充电线路正极管脚的电压大于阔限值， 则启动充电状态机和 USB 状态机。
2、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述逻辑电平为高电平， 所述高电 平不大于所述 USB总线的电源正极管脚的耐压值， 所述方法还包括：
在监测充电线路正极管脚电压之前， 屏蔽 USB会话中断。
3、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述将 USB总线的电源正极管脚 接入一逻辑电平的步骤包括：
将 USB总线的电源正极管脚接地。
4、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 在所述启动充电状态机和 USB状 态机的步骤之后， 所述方法还包括：
若检测充电线路正极管脚的电压小于或等于所述阔限值， 则退出所述 USB状态机。
5、 如权利要求 1-4任一项所述的方法， 其中，
所述阔限值为 3.3V。
6、 一种终端， 包括通用串行总线（USB )接口， 所述终端包括一逻辑电 平模块和管理模块， USB总线的电源正极管脚连接到所述逻辑电平模块， 其 中，
所述逻辑电平模块设置为： 输出逻辑电平；
所述管理模块设置为： 若检测充电线路正极管脚的电压大于阔限值， 则 触发充电状态机和 USB状态机。
7、 如权利要求 6所述的终端， 所述终端还包括屏蔽模块，
所述管理模块还设置为： 若检测到所述逻辑电平模块输出的逻辑电平为 高电平， 所述高电平不大于所述 USB总线的电源正极管脚的耐压值， 则触发 所述屏蔽模块； 所述屏蔽模块设置为： 屏蔽 USB会话中断。
8、 如权利要求 6所述的终端， 其中，
所述逻辑电平模块为接地模块。
9、 如权利要求 6所述的终端， 其中，
所述管理模块还设置为： 在启动充电状态机和 USB状态机之后， 若检测 充电线路正极管脚的电压小于或等于所述阔限值， 则退出所述 USB状态机。
10、 如权利要求 6-9任一项所述的终端， 其中，
所述阔限值为 3.3V。
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