CN104937575A - 耦合到usb端口的usb控制器 - Google Patents

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Abstract

提供了涉及通用串行总线（USB）协议的示例。在一个示例中，计算机或其它设备包括根据至少两个不同协议的USB控制器。USB控制器中的第一个被耦合成与一个或多个USB端口直接通信。USB控制器中的第二个被耦合成经由USB集线器与一个或多个USB端口通信。

Description

耦合到USB端口的USB控制器
背景技术
通用串行总线（USB）协议使用在广泛范围的设备中。增加的通信带宽和功能已经被实现为协议并且其对应电路元件已经按世代发展。本教导解决前述和相关关注。
附图说明
现在将通过示例的方式参照附图来描述本实施例，在附图中：
图1描绘了根据本教导的一个示例的元件的布置的框图；
图2描绘了根据本教导的另一示例的***的框图；
图3描绘了依照本教导的方法的流程图；以及
图4描绘了根据本教导的又一示例的元件的布置的框图。
具体实施方式
引言
提供了涉及通用串行总线（USB）协议的***和方法。计算机或其它设备包括根据至少两个不同协议的USB控制器。所述USB控制器中的第一个被耦合成与一个或多个USB端口直接通信。所述USB控制器中的第二个被耦合成经由USB集线器与一个或多个USB端口通信。
在一个示例中，一种装置包括第一通用串行总线（USB）控制器和不同于第一USB控制器的第二USB控制器。该装置还包括被耦合成与第二USB控制器通信的USB集线器。该装置进一步包括多个USB端口，每一个USB端口将被可移除地耦合到相应的USB设备。所述USB端口中的至少一些被耦合成与第一USB控制器直接通信。所述USB端口中的至少一些被耦合成经由USB集线器与第二USB控制器通信。
在另一示例中，一种方法包括从第一USB控制器直接向至少一个USB端口传送数字信号。该方法还包括经由USB集线器从第二USB控制器向至少一个USB端口传送数字信号。第二USB控制器不同于第一USB控制器。
在又一示例中，一种***包括具有通用串行总线（USB）2.0或之前的控制器以及USB 3.0或之后的控制器的计算机。该计算机具有耦合到USB 3.0或之后的控制器的USB集线器，并且该计算机具有多个USB端口。所述USB端口中的至少一些被耦合成直接与USB 2.0控制器通信。所述USB端口中的至少一些被耦合成经由USB集线器与USB 3.0控制器通信。该***还包括经由多个USB端口之一与至少USB 2.0或之前的控制器或USB 3.0或之后的控制器通信的至少一个USB设备。
第一说明性布置
现在将注意力引向图1，其描绘了依照本教导的说明性实施例的元件的布置100。还可以使用具有相应变化的分区（constituency）、元件协议或配置的其它布置。
布置100包括处理器102。处理器102可以通过依照机器可读程序代码执行不同操作的任何合适的微处理器、微控制器等限定。典型地，但并非必须地，处理器102是计算机或类似装置的一部分。
所述布置还包括被耦合成经由电路通路105与处理器102通信的主机103。在一个示例中，主机103通过选自如从美国加利福尼亚州圣克拉拉的英特尔公司可得到的C600系列芯片集的主机（或桥接器）限定或包括选自如从美国加利福尼亚州圣克拉拉的英特尔公司可得到的C600系列芯片集的主机（或桥接器）。还可以使用其它合适的主机。
布置100还包括通用串行总线（USB）控制器104。如所描绘的，USB控制器104依照USB 2.0协议。USB控制器104被耦合成经由电路通路106与主机103通信。USB控制器104还被耦合成依照USB 2.0协议经由相应的电路通路116、118、120和122分别直接与USB端口108、110、112和114通信。在一个示例中，USB控制器104通过如从美国加利福尼亚州圣何塞的Pericom半导体公司可得到的型号PI7C9X440SL限定或包括如从美国加利福尼亚州圣何塞的Pericom半导体公司可得到的型号PI7C9X440SL。
依照USB 3.0协议（或另一合适的之后版本）配置USB端口108、110和112。依照USB 2.0协议配置USB端口114。因此，USB 3.0协议信令不传送到USB端口114。
USB控制器104运行以在主机103与相应的USB端口108-114之间传送数字信息。进而，USB端口108-114中的每一个可以被可移除地耦合到USB兼容设备，诸如相机、智能电话、鼠标等等。因此，USB控制器104被配置成提供适当电压、时序和其它参数的信号以便在主机103（和最终地，处理器102）和连接到USB端口108-114中的给定的一个USB端口的设备之间进行双向“桥接”。
布置100还包括USB控制器124。如所描绘的，USB控制器124依照USB 3.0协议。USB控制器124被耦合成经由电路通路126与主机103（和最终地，处理器102）通信。在一个示例中，USB控制器124通过如从美国德克萨斯州达拉斯的德州仪器公司可得到的型号TUSB7340限定或包括如从美国德克萨斯州达拉斯的德州仪器公司可得到的型号TUSB7340。
布置100还包括USB集线器128。USB集线器128被配置成经由电路通路130与USB控制器124通信，并且经由相应的电路通路132、134和136与USB端口108-112中的每一个通信。在一个示例中，USB集线器128通过如从美国德克萨斯州达拉斯的德州仪器公司可得到的型号TUSB8040限定或包括如从美国德克萨斯州达拉斯的德州仪器公司可得到的型号TUSB8040。
USB集线器128提供在正常操作期间引导USB控制器124与USB端口108-112中的特定（即所选或活动的）一个USB端口之间的USB 3.0协议（或之后的版本协议）信令的切换（或选择）功能。USB集线器128被配置成使得依照3.0协议在USB控制器124与所选USB端口108-112之间维持最优通信带宽（或近乎如此）。
然而，正常操作使得根据USB 2.0协议的通信具有降低的或次优的带宽，如果通过USB集线器128进行路由的话。因此，布置100使得USB控制器104被耦合成直接与相应的USB端口108-112通信，绕过USB集线器128并且以最优带宽进行传播（或近乎如此）。
出于说明的目的而并不限制，对于若干USB 3.0设备而言，共享由USB（3.0）集线器128提供的带宽或性能可能是可接受的。然而，对那些相同设备而言，共享USB（2.0）控制器104的性能可能是不合期望的。例如，如果主机103的性能限于与单个USB 3.0通路相当的速度，则情况是这样。在这样的示例中，主机103是“瓶颈”（即降低的通信带宽），并且添加USB集线器128将不会进一步对USB 3.0设备约束性能。然而，采用以相同的这样的配置的USB 2.0设备，主机103性能不再是“瓶颈”，并且当USB 2.0设备未被“集线”时获得最优性能。
处理器102被耦合成经由主机103和相应的USB控制器104和124与USB端口108-114中的每一个双向通信，并且因此与连接到每一个的相应的USB设备双向通信。USB控制器104和124依照相应不同的USB协议（例如2.0和3.0）进行操作。USB控制器104直接与USB端口108-114通信，并且USB控制器124经由USB集线器128与USB端口108-112通信。
说明性***
现在对图2进行参考，图2描绘了根据本教导的***200。***200关于本教导是说明性和非限制性的。还可以使用具有相应变化的配置或分区的其它***。
***200包括计算机202。计算机202可以通过依照机器可读程序代码并且依照本教导运作的任何合适的通用计算机来限定。在一个示例中，计算机202是被配置用于一般桌面使用的塔式计算机。
计算机202包括耦合到机器可访问存储装置206的处理器204。存储装置206可以由非易失性存储器、磁或光学存储装置或另一合适的存储装置类型来限定。存储装置206包括被配置成使处理器204执行各种操作的机器可读程序代码208。如根据程序代码208执行的这样的特定操作与本教导不相关。计算机还包括耦合到处理器204并且被配置成使得处理器204能够与如以下描述的计算机202的其它方面通信的主机209。
计算机202还包括USB控制器210。USB控制器210被耦合成经由主机209与处理器204通信。USB控制器210还被耦合成与三个相应的USB端口（或插口）212、214和216直接通信。在一个示例中，USB控制器210依照USB 2.0或之前的协议进行操作。还可以使用其它合适的USB控制器。在一个示例中，依照USB 3.0协议（或另一合适的之后协议）来配置USB端口212-216中的每一个。
计算机202还包括USB控制器218。USB控制器218被耦合成经由主机209与处理器204通信。计算机202还包括被配置成与USB控制器218通信的USB集线器220。USB集线器220还被耦合成直接与三个USB端口212-216通信。因此，USB集线器220将USB控制器218耦合或“桥接”到相应的USB端口212-216。在一个示例中，USB控制器218和USB集线器220分别依照USB 3.0或之后的协议进行操作。还可以使用其它合适的USB控制器。在一个示例中，USB控制器210和218是单个集成电路的相应部分（或功能）。
计算机202还包括其它资源222。其它资源222可以是被不同地限定的并且功能不同。其它资源222的非限制性示例包括电源、监视器、计算机鼠标、键盘、网络通信电路、无线通信电路等等。还可以使用其它合适资源，并且详尽叙述与本教导无关。
***200还包括三个说明性且非限制性的USB设备224、226和228。特别地，USB设备224是数码相机，USB设备226是智能电话，并且USB设备228是文档扫描仪。USB设备224-228中的每一个经由对应柔性线缆230、232和234耦合到USB端口212-216中的相应的一个USB端口。
***200一般并且非排他性地按如下方式操作：处理器204依照程序代码208运行，因此执行各种操作和功能。依照所述可用协议之一，经由相应的电路通路和元件在USB设备224-228和处理器204之间执行通信、数据文件传输等。
在一个示例中，相机224被配置成经由USB 2.0协议进行通信。相应地，相机224经由USB控制器210和主机209与处理器204双向通信。因此，可以经由相同的通路向处理器204传送图片文件并且从处理器204传送命令（例如删除文件、设置日程等等）。
在另一示例中，智能电话226根据USB 3.0协议通信。因此，智能电话经由USB集线器220、USB控制器218和主机209与处理器204双向传送文件或数据。可以在处理器204和文档扫描仪228之间执行相应操作和通信。
USB控制器210和218中的每一个被配置成确定其相应的USB协议是否与所连接的设备224-228中的每一个兼容。最优（即最快或特征最丰富的）协议和对应元件然后可以用于此后的通信。
说明性方法
现在对图3进行参考，图3描绘了根据本教导的方法的流程图。图3的方法包括以特定施行次序执行的特定步骤。然而，还可以限定和使用包括其它步骤、省略所描绘的步骤中的一个或多个或以其它施行次序进行的其它方法。因此，图3的方法关于本教导是说明性而非限制性的。为了说明图3的方法，还对图2进行参考。
在300处，向USB 3.0控制器传送数据。出于本说明的目的，数据从处理器204传送到主机209，并且然后进而传送到USB控制器218。出于本说明的目的，USB控制器218依照USB 3.0协议进行操作。
在302处，从USB 3.0控制器向USB集线器传送数据。继续本说明，USB控制器218向USB集线器220传送从处理器204接收的数据（即对应信息内容）。根据USB 3.0协议执行这样的通信。
在304处，借由USB端口从USB集线器向USB设备传送数据。出于本说明的目的，USB集线器220经由USB端口214向智能电话226传送数据。再次，这样的通信依照USB 3.0协议。
在306处，现在向USB 2.0控制器传送数据。出于本说明的目的，数据从处理器204向主机209传送，并且然后进而到USB控制器210。出于本说明的目的，USB控制器210依照USB 2.0协议进行操作。
在308处，借由USB端口从USB 2.0控制器向USB设备传送数据。出于本说明的目的，USB控制器210经由USB端口212向相机224传送数据。这样的通信依照USB 2.0协议。
第二说明性布置
现在将注意力引向图4，其描绘了依照本教导的说明性实施例的元件的布置400。还可以使用具有相应变化的分区、元件协议或配置的其它布置。
布置400包括如以上描述的处理器102。布置400还包括通用串行总线（USB）控制器402。如所描绘的，USB控制器402依照USB 3.0协议。USB控制器402可以如以上关于USB控制器124描述的那样限定。USB控制器402被耦合成经由电路通路404与处理器102通信。USB控制器402还被耦合成分别经由相应电路通路414、416和418直接与USB端口406、408和410通信。
USB端口406、408和410依照USB 3.0协议（或另一合适的之后版本）进行配置。另一USB端口412依照USB 2.0协议进行配置。因此，USB 3.0协议信令不传送到USB端口412。USB控制器402运行以在处理器102和相应USB端口406-410之间传送数字信息。进而，USB端口406-412中的每一个可以被可移除地耦合到诸如相机、智能电话、鼠标等之类的USB兼容设备。
布置400还包括USB控制器420。如所描绘的，USB控制器420依照USB 2.0协议。USB控制器402可以如以上关于USB控制器104描述的那样限定。USB控制器420被耦合成经由电路通路422与处理器102通信。
布置400还包括USB集线器424。USB集线器424被配置成经由电路通路426与USB控制器420通信，并且经由相应电路通路428、430、432和434与USB端口406-412中的每一个通信。在一个示例中，USB集线器424通过如从美国加利福尼亚州圣何塞的Genesys Logic America可得到的型号GL850GC限定或包括如从美国加利福尼亚州圣何塞的Genesys Logic America可得到的型号GL850GC。
USB集线器424提供在正常操作期间引导USB控制器420与USB端口406-412中的特定（即所选或活动的）一个USB端口之间的USB 2.0协议信令的切换（或选择）功能。USB集线器424被配置成使得依照USB 2.0协议在USB控制器420与所选USB端口406-412之间维持最优通信带宽（或近乎如此）。
一般而言，本教导设想到用于经由计算机或其它设备内的电子信号传送数据的***和方法。不同类型的USB控制器中的每一个被（直接或间接）耦合到多个USB端口中的一个或多个。USB兼容设备可以被可移除地连接到相应的USB端口。USB控制器之一被耦合成与USB端口中的相应的USB端口直接通信，而USB控制器中的另一个USB控制器被耦合成经由USB集线器与USB端口中的相应的USB端口通信。
计算机或其它设备的处理器直接或经由主机与相应的USB控制器通信。有益于一个或多个USB协议之下的操作的USB集线器被绕过并且因此不阻碍一个或多个其它USB协议之下的操作。对于每一个相应的USB协议，数据文件、操作命令、状态询问和其它通信可以在处理器和相应的USB设备之间以合适带宽加以传播。
一般而言，前述描述意图是说明性而非限制性的。本领域技术人员在阅读以上描述时将会清楚除所提供的示例之外的许多实施例和应用。该公开的范围应当在不参考以上描述的情况下确定，而是应当替代性地参考随附权利要求连同这样的权利要求被授予到的等同物的完整范围来确定。所预期和意图的是，将来的发展将出现在本文所讨论的领域中，并且所公开的***和方法将合并到这样的将来实施例中。总而言之，应当理解的是，该公开内容能够进行修改和变型并且仅受以下权利要求限制。

Claims (12)

1.一种装置，包括：
第一通用串行总线（USB）控制器；
不同于第一USB控制器的第二USB控制器；
被耦合成与第二USB控制器通信的USB集线器；以及
多个USB端口，每一个USB端口被可移除地耦合到相应的USB设备，所述多个USB端口中的至少一些USB端口被耦合成与第一USB控制器直接通信，所述多个USB端口中的至少一些USB端口被耦合成经由USB集线器与第二USB控制器通信。
2.根据权利要求1的装置，其中第一USB控制器依照USB 2.0或之前的协议，并且其中第二USB控制器依照USB 3.0或之后的协议。
3.根据权利要求1的装置，其中所述多个USB端口中的至少一些USB端口通过相应的电路通路耦合到USB集线器，并且其中USB集线器通过电路通路耦合到第二USB控制器。
4.根据权利要求1的装置，其中所述多个USB端口中的至少一些USB端口通过电路通路耦合到第一USB控制器。
5.根据权利要求1的装置，其中第一USB控制器和第二USB控制器通过电路通路与处理器或主机通信。
6.根据权利要求1的装置，其中第一USB控制器和第二USB控制器至少形成单个集成电路的一部分。
7.根据权利要求1的装置，其中第一USB控制器依照USB 3.0或之后的协议，并且其中第二USB控制器依照USB 2.0或之前的协议。
8.一种方法，包括：
从第一USB控制器直接向至少一个USB端口传送数字信号；以及
经由USB集线器从第二USB控制器向至少一个USB端口传送数字信号，第二USB控制器不同于第一USB控制器。
9.根据权利要求8的方法，其中依照USB 2.0或之前的协议执行数字信号从第一USB控制器的传送，并且其中依照USB 3.0或之后的协议执行数字信号从第二USB控制器的传送。
10.根据权利要求8的方法，其中依照USB 3.0或之后的协议执行数字信号从第一USB控制器的传送，并且其中依照USB 2.0或之前的协议执行数字信号从第二USB控制器的传送。
11.一种***，包括：
具有通用串行总线（USB）2.0或之前的控制器以及USB 3.0或之后的控制器的计算机，计算机具有耦合到USB 3.0或之后的控制器的USB集线器，计算机具有多个USB端口，多个USB端口中的至少一些USB端口被耦合成直接与USB 2.0控制器通信；USB端口中的至少一些USB端口被耦合成经由USB集线器与USB 3.0控制器通信；以及
至少一个USB设备，其经由多个USB端口之一与至少USB 2.0或之前的控制器或USB 3.0或之后的控制器通信。
12.根据权利要求11的***，所述计算机具有处理器和主机，所述处理器被耦合成直接或经由主机与USB 2.0或之前的控制器和USB 3.0或之后的控制器通信。
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