CN100375073C - 可自动侦测usb模式的usb装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种可自动侦测USB模式的USB装置及其方法，其依据两连结端口上的电信号，判断USB装置为主机功能或是装置功能，并利用一内建或外接的切换器将USB信号切换至适当的连结端口。在本发明中，使用者无需自备缆线也能与其它OTG-USB装置或现有的USB主机或装置相连接，同时本发明可自动侦测及设定USB装置的模式，可增加使用上的便利性。

Description

可自动侦测USB模式的USB装置及其方法

技术领域

本发明是属于通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)技术领域，尤指一种具有自动侦测USB模式的USB装置及其方法。

背景技术

现有的通用串行总线技术只能区分主机(Host)功能及装置(Device)功能。个人计算机或机顶盒(STB，Set-top box)属于主机功能。而大拇哥(Thumb Drive)及MP3播放器则属于装置功能，主机功能及装置功能彼此间角色无法互换。

图1是一同时具有主机功能及装置功能的USB装置100的方块图。该USB装置100内用一主机实体层110配合一主机端口120来实现主机功能，主机端口120可为A型插座(Areceptacle)或是小型A型插座(mini-Areceptacle)。并利用另一装置实体层130配合一装置端口140来实现装置功能，装置端口140可为A型插头(A plug)、B型插座(B receptacle)或是小型B型插座(mini-B receptacle)。然而，由于使用二个实体层，不仅面积增加，同时导致成本增加。且实际应用上，主机功能及装置功能不可能同时动作。即每次仅有一组实体层动作，从而造成浪费。

在USB的OTG(On-The-Go)规格中，一OTG-USB装置可在主机功能与装置功能之间作切换。然而，在USB的OTG(On-The-Go)规格中所定义的Mini-AB缆线却无法与现有的USB缆线兼容。使用者必须自备多条缆线才能与其它OTG-USB装置或现有USB装置相连接，因此给使用者的使用带来不便。

针对上述问题，图2是一同时具有A型及B型插座的USB装置200的方块图。该USB装置200由一OTG实体层210、一主机端口220、一装置端口230、切换器240、250及一指拨开关(DIP switch)260所组成。当指拨开关260位于第一位置时，OTG实体层210的DP、DM信号连接至于主机端口220，以此实现主机功能。当指拨开关260位于第二位置时，OTG实体层210的DP、DM信号连接至于装置端口230，以此实现装置功能。此虽无需自备两条缆线，然而使用者需知道USB装置200是执行主机功能或是装置功能，并且将指拨开关260拨到适当位置。由此增加了使用上的不便利性。故该具有主机功能及装置功能的USB装置仍有改善空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自动侦测的USB装置，以解决现有的需自备两条缆线才能与其它OTG-USB装置或现有USB装置相连接的问题。

依据本发明的一特点，是提出一种通用串行总线(USB)装置，其具有主机功能及装置功能，该装置包含一实体层、一主机端口、一装置端口、及一切换器。该实体层用以收送USB电信号，并切换该USB电信号。该主机端口具有USB接脚，用以连接一USB装置，并收送USB电信号。该装置端口具有USB接脚，用以连接一USB主机，并收送USB电信号。该切换器连接至该实体层、主机端口及装置端口，以将该实体层的USB电信号连接至该主机端口的USB接脚，或是将该实体层的USB电信号连接至装置端口的USB接脚；其中，该实体层依据主机端口及装置端口USB接脚的电信号，判断该USB装置为主机功能或是装置功能，并利用切换器将实体层的USB信号切换至对应的连结装置，在与主机端口导通时实现USB装置的主机功能、在与装置端口导通时实现USB装置的装置功能。

依据本发明之另一特点，是提出一种自动侦测USB模式的方法，以侦测USB装置是主机模式或是装置模式，该USB装置具有一主机端口及一装置端口，还具有一实体层，在与主机端口导通时实现所述USB装置的主机功能、与装置端口导通时实现所述USB装置的装置功能，该方法包含(A)将该USB装置设定为主机功能；(B)判断该主机端口是否有一USB装置连接或装置端口是否连接至一USB主机，若无，执行步骤(A)；(C)若步骤(B)判定主机端口连接至USB装置或装置端口连接至USB主机，再判断是哪个端口有联机来决定切换为主机功能或是装置功能；(D)若步骤(C)判定该USB装置为装置功能，将该USB装置切换至装置功能直到与主机联机断开才重回步骤(A)；(E)若步骤(C)判定该USB装置为主机功能，将该USB装置切换至主机功能直到与装置联机断开才重回步骤(A)。

应用本发明，使用者无需自备缆线也能与其它OTG-USB装置或现有的USB主机或装置相连接；同时本发明可自动侦测及设定USB装置的模式，无需使用者介入，增加了使用上的便利性。

附图说明

图1是现有的具有主机功能及装置功能的USB装置的方块图；

图2是现有的具有主机端口及装置端口的USB装置的方块图；

图3为本发明可自动侦测USB模式的USB装置的方块图；

图4为本发明一较佳实施例的流程图；

图5本发明另一较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明是一种可自动侦测USB模式的USB装置及其方法，其依据主机端口及装置端口上的电气信号，判断USB装置为主机功能或是装置功能，并利用内建或外接的切换器将USB信号切换至适当的端口。上述动作无需使用者介入，故可增加使用的便利性。

有关本发明的较佳实施例说明，敬请参照图3。其用以侦测一USB装置300为主机功能或是装置功能，并利用切换器将USB信号切换至适当的端口。该USB装置300包含一主机端口310、一装置端口320、一切换器330、一主机端口电源使能电路340、一装置端口电源侦测电路350及一OTG实体层360。

当该USB装置300为主机功能时，主机端口310用以连接一个为装置功能的USB装置(图未示)。该主机端口310可为A型插座(A receptacle)或是小型A型插座(Mini-A receptacles)。

当该USB装置300为装置功能时，装置端口320用以连接一个USB主机(图未示)。该装置端口320可为B型插座(B receptacle)、小型B型插座(Mini-B receptacles)或是A型插头(A plug)。

当控制信号switch将切换器330切换到位置1，以将该OTG实体层360的DP及DM信号连接至主机端口310的DP及DM信号。当控制信号switch将切换器330切换到位置2，以将该OTG实体层360的DP及DM信号连接至装置端口320的DP及DM信号。

主机端口电源使能电路340连接至该主机端口310及实体层360，以提供连接于主机端口310的USB装置之电源。该主机端口电源使能电路340是提供一个能够控制主机端口310电源供给与否的控制电路。此电路340是由一PMOS晶体管M1及第三电阻R3所组成。当OTG实体层360判定该USB装置300为主机功能时，输出一低电位的控制信号hos.drv_vbus_enb。该低电位的控制信号hos.drv_vbus_enb会使PMOS晶体管M1导通。此时电源VDD5V可经由主机端口310的VBUS而提供给装置功能的USB装置(图未示)使用。

装置端口电源侦测(分压)电路350是由主机提供的5V的VBUS来侦测装置端口320是否连接至主机。分压电路350主要用于产生实体层360能接受的电位，以免过高的电压损坏实体层360。此电路350是由一第一电阻R1及一第二电阻R2所组成，其用以侦测该装置端口320是否连接一主机功能的USB装置(图未示)。当该装置端口320连接一主机功能的USB装置时，装置端口320的VBUS信号会变成高电位。经由分压电路350，当信号dev.vbus为高电位时，OTG实体层360可判定该USB装置300为装置功能。此时OTG实体层360输出高阻抗至控制信号hos.drv_vbus_enb，让第三电阻R3将该晶体管M1关闭，并输出控制信号switch，以将该OTG实体层360的DM、DP信号连接至该装置端口320的DM、DP信号。

图4是本发明可自动侦测USB模式方法的流程图。在步骤S410中，执行初始化，OTG实体层360输出低电位的控制信号hos.drv_vbus_enb将PMOS晶体管M1导通，此时USB装置300为主机功能。

在步骤S420中，判断主机端口310或是装置端口320是否连接USB装置，当连接有USB装置时则执行步骤S430，若否，则重回步骤S410。步骤S420中，判断dev.vbus是否为高电位(1)或判断主机端口310的DM或DP信号是否不为低电位(0)。

在步骤S430中，判断USB装置300为主机功能或装置功能。其优先判断装置端口的dev.vbus是否为高电位(1)，若是，则执行步骤S440，若否，则执行步骤S470。在步骤S440中，表示USB装置300为装置功能，故OTG实体层360输出高阻抗控制信号hos.drv_vbus_enb，让第三电阻R3将PMOS晶体管M1关闭。在步骤S450中，USB装置300执行装置功能的操作。在步骤S460中，判断dev.vbus是否为低电位(0)，若是，表示连接于装置端口320上的USB主机已拔除，则执行步骤S410，若否，重回步骤S450。

在步骤S470中，表示USB装置300为主机功能，故OTG实体层360输出低电位的控制信号hos.drv_vbus_enb，将PMOS晶体管M1导通。在步骤S480中，USB装置300执行主机功能的操作。在步骤S490中，判断连接于主机端口310上的USB装置是否已拔除，若是，则执行步骤S410，若否，重回步骤S480。

图5是本发明可自动侦测USB模式方法的另一实施例流程图。其与图4主要差别在于步骤S530中，优先以主机端口310的DM或DP信号来判断USB装置300为主机功能或装置功能。

综上所述，本发明依据主机端口310及装置端口320上的电信号，判断USB装置300为主机功能或是装置功能，并利用内建或外接的切换器330将USB信号切换至适当的端口。上述动作无需使用者介入。同时，使用者无需自备缆线也能与其它OTG-USB装置或现有的USB主机或装置相连接，故可增加使用上的便利性。

上述较佳具体实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种通用串行总线(USB)装置，其具有主机功能及装置功能，该装置包含：

一实体层，用以收送USB电信号，并切换该USB电信号；

一主机端口，具有USB接脚，用以连接一USB装置，并收送USB电信号；

一装置端口，具有USB接脚，用以连接一USB主机，并收送USB电信号；

以及

一切换器，连接至该实体层、主机端口及装置端口，以将该实体层的USB电信号连接至主机端口的USB接脚，或是将该实体层的USB电信号连接至装置端口的USB接脚；

其中，该实体层依据主机端口及装置端口USB接脚的电信号，判断该USB装置为主机功能或是装置功能，并利用切换器将实体层的USB信号切换至对应的连结装置，在与主机端口导通时实现USB装置的主机功能、在与装置端口导通时实现USB装置的装置功能。

2.如权利要求1所述的USB装置，其中更包含：

一装置端口电源侦测电路，其连接至该装置端口及实体层，以侦测该装置端口是否连接至该USB主机。

3.如权利要求1所述的USB装置，其中更包含：

一主机端口电源使能电路，其连接至该主机端口及实体层，以提供连接于主机端口的USB装置的电源。

4.如权利要求1所述的USB装置，其中，该实体层为一OTG(On-The-Go)实体层。

5.如权利要求1所述的USB装置，其中，该切换器是内建于该实体层内。

6.如权利要求1所述的USB装置，其中，该主机端口是选自下列之一：A型插座、小型A型插座。

7.如权利要求1所述的USB装置，其中，该装置端口是选自下列之一：B型插座、小型B型插座、A型插头。

8.一种自动侦测USB模式的方法，以侦测一USB装置为主机模式或是装置模式，该USB装置具有主机端口及装置端口，还具有一实体层，在与主机端口导通时实现所述USB装置的主机功能、与装置端口导通时实现所述USB装置的装置功能，该方法包含：

(A)将该USB装置设定为主机功能；

(B)判断主机端口及装置端口是否有连接至一第一USB装置，若无，执行步骤(A)；

(C)若步骤(B)判定有连接至该第一USB装置，再判断该USB装置为主机功能或是装置功能；以及

(D)若步骤(C)判定该USB装置为装置功能，将该USB装置切换至装置功能。

9.如权利要求8所述的方法，其中更包含下列步骤：

(E)判断该第一USB装置是否仍连接，若是，重回步骤(D)，若否，执行步骤(A)。

10.如权利要求8所述的方法，其中更包含下列步骤：

(F)若步骤(C)判定该USB装置为主机功能，将该USB装置切换至主机功能。

11.如权利要求10所述的方法，其中更包含下列步骤：

(G)判断该第一USB装置是否仍连接，若是，重回步骤(F)，若否，执行步骤(A)。

12.如权利要求8所述的方法，其中，该主机端口选自下列之一：A型插座、小型A型插座。

13.如权利要求8所述的方法，其中，该装置端口系选自下列之一：B型插座、小型B型插座、A型插头。

14.如权利要求9所述的方法，其中，该第一USB装置为主机功能。

15.如权利要求11所述的方法，其中，该第一USB装置为装置功能。

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