CN101189592A

CN101189592A - 双usb端口设备

Info

Publication number: CN101189592A
Application number: CNA2006800150375A
Authority: CN
Inventors: K·E·开普勒
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2008-05-28
Also published as: CA2602627A1; EP1866779A2; WO2006107509A3; US20060224791A1; EP1866779A4; WO2006107509A2

Abstract

所描述的是一种包括通过USB电缆与第二设备连接的第一设备的***。该电缆具有第一USB连接器和第二USB连接器。第一设备包括第一USB端口、第二USB端口和与该第二端口耦合的电压检测器。该检测器检测第二端口处的电压。第一端口被配置成接纳第一连接器而第二端口被配置成接纳第二连接器。第二设备包括第三USB端口和第四USB端口中的至少一个。第三端口被配置成接纳第一连接器而第四端口被配置成接纳第二连接器。第一设备基于第二端口处检测到的电压在主机状态和客户机状态之间切换操作。

Description

双USB端口设备

背景

通用串行总线(“USB”)提供用于连接计算设备以及在其间交换数据的单一的、标准化的易用机构。例如个人计算机(“PC”)与***设备(例如，PDA、数码相机)之间的USB连接通常是通过在各端上具有一个四引脚连接器的USB电缆来实现的。即，电缆的第一端是“A”连接器而电缆的第二端是“B”连接器。A连接器被***主机(例如PC)上的A端口中而B连接器被***客户机(例如***设备)的B端口中。除了交换数据以外，低功率***设备(例如鼠标、键盘)还可以从PC汲取功率，而高功率***设备(例如打印机)还可以拥有其自己的电源。

在常规的***中，PC通常配备有A端口而***设备通常通常配备有B端口。因此，在USB连接中，PC通常是主机而***设备通常是客户机。这防止了两个或多个***设备之间的USB连接，并防止***设备变成主机。例如，PDA不可能与数码相机建立USB连接。各设备是具有B端口的客户机，且USB电缆仅有一个A连接器和一个B连接器。

单个USB端口(例如小型AB端口)被设计成克服常规***所面临的问题。小型AB端口在连接其它设备(例如PC或***设备)的情况下允许***设备充当主机或客户机。小型AB端口接纳另一包括两个5引脚连接器——即第一端上的小型A连接器和第二端上的小型B连接器——的USB电缆。在小型A连接器中，标识(“ID”)引脚(例如第5引脚)被接地，而在小型B连接器中，ID引脚保持浮置。因此，如果小型AB端口接纳小型A连接器，则它是主机；而如果它接纳小型B连接器，则它是客户机。

虽然小型AB端口克服了常规***的问题，但如果小型AB端口变成这类设备的标准，则使用“标准”A端口和“标准”B端口的***设备可能会绝迹。为了使用小型AB端口，具有标准A和B端口的***设备的用户必须丢弃这类设备并购买具有小型AB端口的设备。这可能代表着购买新硬件以及针对新硬件的培训和维护的显著成本。因此，需要具有既能变成主机又能变成客户机的且使用标准A和B端口的***设备。

发明概要

本发明涉及一种包括通过USB电缆与第二设备连接的第一设备的***。该电缆具有第一USB连接器和第二USB连接器。第一设备包括第一USB端口、第二USB端口以及与第二端口耦合的电压检测器。该检测器监测第二端口处的电压。第一端口被配置成接纳第一连接器而第二端口被配置成接纳第二连接器。第二设备包括第三USB端口和第四USB端口中的至少一个。第三端口被配置成接纳第一连接器而第四端口被配置成接纳第二连接器。第一设备基于在第二端口处检测到的电压来在主机状态与客户机状态之间切换操作。

附图简要说明

图1a示出USB电缆的标准A连接器；

图1b示出USB电缆的标准B连接器；

图2示出根据本发明的双USB端口设备的一个示例性实施例；

图3a示出使用USB电缆耦合另一设备的图2的设备的一个示例性实施例；

图3b示出使用USB电缆耦合另一设备的图2的设备的另一个示例性实施例；以及

图4示出根据本发明的方法的一个示例性实施例。

具体说明

本发明还可以参考以下说明以及附图来进一步理解，在附图中用相同的附图标记来标示同样的要素。如图1a中所示，USB电缆10具有附连有A连接器20的第一端15。电缆10通常具有四根线：两根线用作电源线(+5伏和接地)而一对双绞线用于传送数据。电缆10可以是提供每秒12兆比特的数据通信的高速电缆或是提供每秒1.5兆比特的数据通信的低速电缆。另外，电缆10在它是高速电缆时可具有第一预定长度(例如，不大于5米)，而在它是低速电缆时具有第二预定长度(例如，不大于3米)。本领域的技术人员会理解，电缆10可以通过集线器(未示出)与另一电缆耦合。当将电缆10与该另一电缆连接时，集线器实质上可用作中继器来增加电缆总长度。

如本领域的技术人员能理解的，A连接器20包括布置在一扁平矩形外壳30内的基板上或嵌入在其中的四个引脚25。各引脚25包括其被基板30包封的一部分以及其曝露于外部环境的另一部分。因此，各引脚25在A连接器20被***主机(例如PC)时提供用于供电以及用于数据交换的触点。

图1b示出包括一个附连于其的B连接器45的电缆10的第二端40。如本领域的技术人员所理解的，B连接器45包括布置在基本上正方的外壳60内的基板55上或嵌入在其中的四个引脚50。与A连接器15类似，各引脚50包括其被基板55包封的一部分及其曝露于外部环境的另一部分。因此，各引脚50在B连接器20被***客户机(例如***设备)中时提供用于供电以及用于数据交换的触点。

通常，主机(例如PC)具有一个用于接纳A连接器15的A端口，而客户机(例如常规***设备(“CPD”))具有一个用于接纳B连接器45的B。在各自连接之后，PC和CPD可以交换数据，而CPD如果是低功率CPD(例如，鼠标、键盘)的话则可以从PC汲取功率。以此方式，PC是主机而CPD是客户机。如本领域的技术人员所理解的，主机发起所有通信并控制在它自己与客户机之间的信息的流动。通常，主机被认为是智能主控设备，而客户机通常是无智能从属设备。然而，如上所述，电缆10不提供CPD与另一CPD的连接。即，CPD的端口只接纳B连接器，且B连接器45在结构上与A连接器15不相似，如图1a和1b中所示，从而阻止其具有可交换性。

根据本发明，如图2中所示的计算设备100具有充当主机或客户机的能力。设备100可以是诸如个人数字助理(“PDA”)、扫描器、蜂窝电话、数码相机或除了作为客户机之外还具有充当主机的能力的任何***设备等的任何***设备。

设备100包括：与第一USB端口(例如标准A端口110)和第二USB端口(例如标准B端口115)耦合的处理器105。在一个优选示例性实施例中，各端口110、115通过如图2中所示的相同的处理器端口107与处理器105耦合。在另一示例性实施例中，各端口110、115通过两个不同的处理器端口(未示出)与处理器105耦合。如本领域的技术人员将理解的，A端口110被配置成接纳电缆10上的A连接器15，而B端口115被配置成接纳B连接器45。即，A端口110可包括具有扁平矩形形状的用于接纳A连接器的外壳30的的插座，而B端口115可包括基本上正方形的用于接纳B连接器45的外壳60的插座。各插座的大小可使得各连接器15、45摩擦保持在相应的端口110、115内。替换地，各连接器15、45可以被锁定或搭扣式配合在相应的端口110、115内。

设备100还可包括与处理器105耦合的电压检测器120。电压检测器120还与B端口115耦合以测量通过B端口从B连接器45接收到的电压(例如5V)。即，如果B连接器45被***B端口115中，则其电压将被检测到。电压检测器120检测此增加(即，是否存在电压)并通知处理器105。如本领域的技术人员所理解的，电压检测器120及由其执行的任务可以在软件和/或硬件中实现。即，在设备100的另一示例性实施例中，B端口115可以与处理器105直接耦合。因此，处理器105可执行用于执行检测B端口115处的电压的任务的软件应用程序。

根据本发明，设备100具有响应于连接器之一被***端口之一来定义其操作的两个状态。在第一状态(例如，主机状态)中，设备100在USB连接中充当主机。即，A端口已接纳A连接器15，且B连接器被附连于图3a中所示的另一***设备(“FPD”)202。在一个优选示例性实施例中，设备100默认为主机状态。在第二状态(例如，客户机状态)中，设备100在USB连接中充当客户机。即，B端口115已接纳B连接器45，且A连接器15被附连于设备302，如图3b中所示。电压检测器120基于在B端口115处是否检测到电压向处理器105提供设备100应处于哪个状态的指示。

如图3a中所示，***200的一个示例性实施例包括通过电缆10与设备100耦合的FPD 202。在此实施例中，FPD 202可以是例如数码相机、键盘、鼠标、条形码扫描器或任何其它***设备。FPD 202包括与另一B端口210耦合的处理器205。FPD 202还可包括当FDP未与设备100耦合并从设备100汲取功率时向处理器205供电的电源装置(例如电池)。在另一示例性实施例中，FDP 202可包括另一A端口，该端口将在以下参照附图3b进行说明。

在图3a中，电缆10的B连接器45已被***FPD 202的另一B端口210，且A连接器15已被***设备100的A端口110。在A连接器***A端口110时，设备100通过电缆10向FDP 202输送电压，因为设备100处于默认状态，该默认状态在本实施例中是主机状态。设备100还通过电压检测器120检测B端口115处是否存在电压。如本领域的技术人员所理解的，电压检测器120可以连续检测B端口115处的电压，或在预定间隔或应预定事件(例如周期、连接器15、45之一的***等)来检测电压。在本实施例中，B端口115处的电压为0，因为B连接器45尚未***其中。因此，电压检测器120向处理器105指示在B端口115处电压为0，因此，处理器105保持在主机状态。在主机状态中，设备100通过电缆100连续地向FPD 202输送电压。如本领域的技术人员所理解的，所输送的电流量可以基于FPD 202的类型(例如，低功率鼠标、键盘等)进行调节。

图3b示出另一***300的一个示例性实施例，它包括与另一计算设备(“FCD”)302耦合的设备100。在另一示例性实施例中，设备100被耦合至与设备100类似地配置的或是包括小型AB端口的FPD。FCD 302包括与另一端口310耦合的处理器305以及当设备处于客户机状态时向处理器305以及与其耦合的任何设备供电的电源装置(例如线电压、电池)。FCD 302可只充当主机，因此具有一个或多个A端口。以此方式，A连接器15被***FCD 302上的另一A端口310中，而B连接器45被***设备100上的B端口115中。

在***B连接器45时，B端口115接收来自FCD 302的电压。即，FCD302(或具有另一A端口的FPD 202)处于主机状态并且正在通过电缆10向设备100输送电压。然而，设备100继续处于主机状态(即，默认状态)直至处理器105确定设备100应处于客户机状态。当B连接器45被***B端口115时，电压检测器120检测通过电缆10从FCD 302接收到的电压。因此，电压检测器120向处理器105指示B端口115正在接收该电压，而处理器105进而从主机状态切换至客户机状态。虽然说明了电压检测器120只检测B端口115处的电压，但是设备100的其它实施例可包括电压检测器120或用于检测A端口110处的另一电压的另一电压检测器。以此方式，一旦设备100切换至客户机状态，处理器105即移除来自A端口110的电压，因此它不会试图同时向另一FPD供电。一旦B连接器45被从B端口115移除，设备100即可切换回主机状态，或保持客户机状态直至后续USB连接。

根据本发明的方法400的一个示例性实施例在图4中示出并且可以在设备100上的硬件和/或软件中实现。在步骤405中，设备100处于主机状态。如上所述，在一个优选实施例中，设备100的默认状态是主机状态。因此，当设备100不与任何其它计算设备(例如FPD 202、FCD 302)耦合时，它保持主机状态。在另一示例性实施例中，默认状态可以是客户机状态。

在步骤410中，设备100在A端口110或B端口115处接纳USB连接。优选地，设备100一次只维持一个USB连接。因此，设备100还可包括表示设备100当前正在维持USB连接的指示器(例如LED、未使用端口上的观察口等)。当然，端口110、115可以彼此相邻地布置以提供设备100正在维持USB连接的视觉指示。在另一示例性实施例中，设备100可以阻塞没有接纳USB连接的端口。例如，如果A端口110接纳A连接器45，则处理器105可禁用B端口115从而使得如果B连接器45被***其中(而A连接器45仍耦合)则B端口将实际上不工作(例如，无电源、无数据传输等)。

在步骤415中，设备100确定在B端口115处是否存在电压。如上所述，电压检测器120检测B端口115处的电压并将这一信息中继至处理器105。因此，电压检测器120可以将该电压转换成要发送至处理器105的信号，或者它可以简单地向处理器105中继该电压。处理器105可被配置成接收该信号和/或该电压并基于其中任一个来动作。

在步骤420中，电压检测器120检测B端口115处的电压，且处理器105将设备100从主机状态切换至客户机状态。如上所述，可以在B端口接纳B连接器45时电压可被检测到，并且该电压是通过电缆10从FCD 302(或FPD202)传递到那里。电压检测器120可以连续地检测B端口处的电压，或者可以在预定间隔或应预定事件(例如周期、识别到连接器15、45的***)来检测B端口处的电压。一旦电压检测器120检测到B端口115处不再存在电压，则向处理器105发送另一个信号，此时处理器105可切换回主机状态。或者，设备100可维持客户机状态直至后续USB连接。

在步骤425中，因为例如B端口115未接纳B连接器45，接纳了故障的B连接器，或接纳A连接器的设备未被供点(例如，被关机、电池用完)，所以在B端口115处未检测到电压。因此，设备100保持在主机状态。如上所述，在主机状态中，设备100可以通过电缆10向FPD 200输送电压。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以在本发明中进行各种修改而不会背离本发明的精神或范围。因此，旨在本发明覆盖落在所附权利要求及其等效技术方案的范围内的修改和变型。

Claims

1.一种设备，包括：

处理器；

与所述处理器耦合的第一USB端口；

与所述处理器耦合的第二USB端口；以及

与所述第二端口和所述处理器耦合的电压检测器，所述检测器检测所述第二端口处的电压，

其中所述处理器基于所检测到的电压在主机状态和客户机状态之间切换所述设备的操作。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一和第二端口与所述处理器的相同端口耦合。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一端口是为4引脚类型A连接器配置的，且所述第二端口是为4引脚类型B连接器配置的。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备使用所述第一和第二端口之一通过USB电缆与另一设备耦合。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，当所述设备使用所述第一端口与所述另一设备耦合时，所述设备处于所述主机状态。

6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，当所述设备使用所述第二端口与所述另一设备耦合时，所述设备处于所述客户机状态。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括计算机、PDA、蜂窝电话、移动计算单元、便携式扫描器和数码相机中的至少一个。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备的默认状态是所述主机状态。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，当所述检测器检测到所述电压的存在时，所述处理器将所述设备的操作切换到所述客户机模式，而当所述检测器未能检测到所述电压时，所述处理器将所述设备的操作切换到所述主机模式。

10.一种方法，包括：

由设备的电压检测器检测电压，所述设备包括第一USB端口和第二USB端口，所述电压是在所述第二端口处被检测的；以及

基于所检测到的电压在主机状态与客户机状态之间切换所述设备的操作。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一和第二端口与设备的相同处理器端口耦合。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一端口是为4引脚类型A连接器配置的且所述第二端口是为4引脚类型B连接器配置的。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设备是使用所述设备的第一和第二端口之一通过USB电缆与另一设备耦合的。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设备包括计算机、PDA、蜂窝电话、移动计算单元、便携式扫描器和数码相机中的至少一个。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述检测步骤之前，将所述设备切换至默认状态。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述默认状态是所述主机状态。

17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述检测器在所述第二端口处检测到所述电压的存在时，将所述设备的操作切换到所述客户机模式。

18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述检测器未能检测到所述电压时，将所述设备的操作切换到所述主机模式。

19.一种***，包括：

具有第一USB连接器和第二USB连接器的USB电缆；

具有第一USB端口、第二USB端口和与所述第二端口耦合的电压检测器的第一设备，所述检测器检测所述第二端口处的电压，所述第一端口被配置成接纳所述第一连接器且所述第二端口被配置成接纳所述第二连接器；以及

具有第三USB端口和第四USB端口中的至少一个的第二设备，所述第三端口被配置成接纳所述第一连接器且所述第四端口被配置成接纳所述第二连接器，

其中所述电缆连接所述第一和第二设备，

其中所述第一设备基于在所述第二端口处检测到的电压在主机状态和客户机状态之间切换操作。

20.如权利要求19所述的***，其特征在于，所述第一和第二端口与所述第一设备的相同处理器端口耦合。