CN109997120A - 移动设备外部控制器模块 - Google Patents

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Abstract

外部控制器模块被配置用于将移动设备电耦合到一个或多个***设备。外部控制器模块包括用于耦合到移动设备的通信端口的接口端口和用于将外部控制器模块耦合到相应***设备的多个接口端口。控制器模块操作***包括用于促进***设备和移动设备之间的电通信的设备驱动程序代码，而无需在移动设备上安装设备驱动程序代码。

Description

移动设备外部控制器模块
政府许可权利
本发明是在国防部授予的合同H94003-04-D-0006-0350下的政府支持完成的。政府拥有发明的某些权利。
技术领域
本公开属于无线通信技术的领域，并且更特别地，属于将无线通信设备连接(interface)到***设备的领域。
背景技术
诸如蜂窝电话和平板电脑的许多移动设备包括诸如通用串行总线(USB)端口的接口端口，以用于连接到与USB主机移动设备协同工作的USB***设备。例如，如本文描述的移动设备可以包括智能电话、平板电脑和其他便携式计算和通信设备，其被配置为连接到USB***设备。用于每个***设备的USB驱动程序软件通常安装在移动设备中。USB驱动程序软件将移动设备配置为与对应的USB***设备交互。
多个USB***设备可以经由安装在***设备和移动设备USB端口之间的USB集线器(hub)设备而连接到移动设备的单个通用串行总线端口。USB集线器设备可以具有用于连接到***设备的多个USB端口，并且被配置为引导***设备和移动设备USB端口之间的USB通信。
随着新的***设备和新的移动设备变得可用，通常希望重新配置移动设备以与不同的USB***设备协作，或者配置不同的移动设备以与先前使用的USB***设备协作。USB***设备的重新配置或移动设备的替换可能涉及大量的开发工作，以便更新移动设备操作***或在移动设备中开发和/或安装新的或更新的USB驱动程序软件。这尤其成问题并且可能涉及大型公司或政府实体中的大量集成成本，其中通常每隔几年更新或替换大量的移动设备***。
发明内容
根据本公开的一个方面，描述了一种用于将移动设备连接到一个或多个***设备的装置。该装置包括：第一接口端口，其被配置用于电耦合到移动设备的通信端口；以及第二接口端口，其被配置用于电耦合到一个或多个***设备中的一个。例如，第一接口端口和第二接口端口可以是标准USB接口端口。该装置还包括耦合到第一接口端口和第二接口端口的处理器电路以及耦合到处理器电路的存储电路。
根据本公开的一个方面，存储电路存储了可由处理器电路执行的操作***。操作***包括用于促进***设备和移动设备之间的电通信的设备驱动程序代码，而无需在移动设备上安装设备驱动程序代码。处理器电路被配置为拦截从***设备引导到无线设备的设备驱动程序更新，并重定向设备驱动程序更新以更新控制器模块操作***。根据本公开的一个方面，处理器电路还被配置为接受并存储对控制模块操作***的改变，而不改变移动设备的操作***。
在根据本公开的方面的说明性实施例中，通信端口集线器电路耦合到处理器电路并且被配置用于将附加***设备耦合到移动设备的第一通信端口。处理器电路被配置为控制移动设备与一个或多个***设备之间以及一个或多个***设备之间的通信。处理器电路还被配置用于与移动设备操作***的复合USB驱动程序通信，而不修改移动设备的操作***。
根据本公开的一个方面，该装置还包括用于将每个***设备映射到USB复合设备类型的接口电路。USB复合设备类型可以是例如网络类型设备、串行类型设备和大容量存储类型设备。
处理器电路被配置为当***设备第一次连接到第二接口端口时和/或当用于***设备的更新的驱动程序传送到处理器电路时，例如，当移动设备不是先前已经连接到第一接口端口的移动设备型号或版本时，更新操作***。
根据本公开的另一方面，处理器电路还可以被配置为监视移动设备和***设备之间的通信的安全性，以在移动设备和***设备之间提供通信防火墙和/或管理***设备的电力需求。
本公开的另一方面包括一种用于通过将外部控制器模块耦合在移动设备与一个或多个***设备之间来配置在移动设备与一个或多个***设备之间的通信路径的方法。外部控制器模块包括：第一接口端口，其被配置用于将外部控制器模块电耦合到移动设备的通信端口；以及第二接口端口，其被配置用于将外部控制器模块电耦合到***设备。外部控制器模块中的处理器电路耦合到第一接口端口和第二接口端口。外部控制器模块中的存储电路耦合到处理器电路。存储电路存储了可由处理器电路执行的控制器模块操作***。控制器模块操作***包括用于促进***设备和移动设备之间的电通信的设备驱动程序代码，而无需在移动设备上安装设备驱动程序代码。
在说明性实施例中，该方法还可以包括配置或编程处理器电路以拦截从一个或多个***设备之一引导到移动设备的设备驱动程序更新，以重定向设备驱动程序更新以更新控制器模块操作***。该方法还可以包括配置或编程外部控制器模块以接受和存储对控制器模块操作***的改变，而不改变移动设备的操作***。
该方法还可以包括配置或编程外部控制器模块以当将用于***设备的更新的驱动程序传送到外部控制器模块时和/或当将用于***设备的更新的驱动程序传送到处理器电路时，例如，当移动设备不是先前已经连接到第一接口端口的移动设备型号或版本时，更新控制器操作***。
根据本公开的另一方面，该方法还可以包括配置或编程外部控制器模块以监视移动设备和***设备之间的通信的安全性。
附图说明
通过参考附图详细描述本公开的示例性实施例，本公开的上述和其他特征将变得更加显而易见，在附图中：
图1是传统USB接口和集线器配置的图。
图2是根据本公开的一个方面的外部控制器模块的图。
图3是示出了根据本公开的一个方面的用于配置移动设备与一个或多个***设备之间的通信路径的方法的过程流程图。
具体实施方式
以下将参考附图更全面地描述本发明构思的示例性实施例。贯穿附图，相同的附图标记可以指代相同的元件。
将理解的是，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。
如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
参考图1描述了传统移动设备和USB******中的USB接口的示例。移动设备102经由USB集线器106耦合到一个或多个USB***设备104。USB集线器106扩展移动设备102上的单个USB端口108，使得USB***设备104可以连接到移动设备102。USB集线器106在逻辑上是透明的，使得移动设备102与USB***设备104直接通信。移动设备的操作***通常包括用于USB***设备中的每个的驱动程序。
本公开的方面包括外部控制器模块，其被配置为在移动设备和一个或多个***设备之间进行连接。外部控制器单元被配置为当新的或更新的USB设备连接到外部控制器模块时高效地接收、存储和执行用于新的或更新的USB设备的驱动程序软件。外部控制器模块防止更新的USB驱动程序软件安装在移动设备中，并且取而代之的是更新其自己的操作***以充当中介并维持新的或更新的USB***设备之间的功能通信。
参考图2，根据本公开的一个方面的外部控制器模块210将移动设备218与USB***设备204隔离。这允许移动设备218与新的或更新的USB***设备204协同工作，而不更新移动设备218或移动设备操作***。
外部控制器模块210包括耦合到USB集线器电路206和用于耦合到移动设备218的第一USB端口208的微控制器电路212。外部控制器模块210还包括耦合到微控制器电路212的存储电路216。USB集线器电路206包括一个或多个附加或第二USB端口214，以用于耦合到相应的USB***设备204。外部控制器设备210的操作***软件和/或用于***设备204的USB设备驱动程序软件可以存储在例如存储电路216中。
USB集线器电路提供了USB***设备204和微控制器电路212之间的通信路径。USB集线器电路206扩展第一USB端口208的功能，使得多个USB***设备204可以经由微控制器电路212与移动设备218通信。
根据本公开的一个方面，微控制器电路212被配置或编程为当新的或更新的USB***设备204连接到第二USB端口214之一时将新的或更新的USB驱动程序软件引导到存储电路216。微控制器电路212还被配置或编程为防止新的或更新的USB驱动程序软件被传送或安装在移动设备218中。
微控制器电路212响应于安装在存储电路216中的更新的USB驱动程序软件以实现与对应的***设备204的通信。根据本公开的一个方面，微控制器电路212被配置或编程为转变从新的或更新的***设备204到移动设备218的通信，这种经由第一接口208与移动设备218的通信是与安装在移动设备218中的传统USB驱动程序软件兼容的格式，以及经由相应的USB端口214与新的或更新的USB***设备204的通信是与新的或更新的USB驱动程序软件兼容的格式。
根据本公开的方面，可以利用新的或更新的USB设备驱动程序容易地更新外部控制器模块的操作***，而不是改变移动设备以适应新的或更新的USB***设备的附接。因此，用于新的或更新的USB***设备的USB设备驱动程序更新被本地化到外部控制器模块。
如本文所述在移动设备和一个或多个USB***设备之间配置所公开的外部控制器模块允许移动设备与新的、更新的或定制的USB***设备通信和协同工作，而无需更新移动设备的操作***或USB设备驱动程序。
外部控制器模块控制USB主机移动设备和USB***设备之间的所有通信，并且移动设备和设备之间或设备之间的所有通信都是通过外部控制器模块。
所公开的外部控制器模块使用标准USB接口将其所有连接的USB***设备作为单个复合USB设备呈现给移动设备的标准USB接口。根据本公开的一个方面，USB***设备被映射到复合USB驱动程序，该复合USB驱动程序是一些传统移动设备操作***的内置特征。这减少了移动设备上的处理和存储器负载。复合USB驱动程序例如包括用于与串行类型USB设备、网络类型USB设备和大容量存储类型USB设备通信的驱动程序软件。
所公开的外部控制器模块的说明性实施例被配置为与称为多功能复合小工具USB驱动程序的基于Linux的设备驱动程序通信。多功能复合小工具USB驱动程序是美国加利福尼亚州山景城的谷歌的流行Android操作***的内置特征。多功能复合小工具USB驱动程序包括用于网络类型USB设备、串行类型USB设备和大容量存储类型USB设备的驱动程序软件。在说明性实施例中，所公开的外部控制器模块将连接到外部控制器模块的每个USB***设备映射到多功能复合小工具USB驱动程序中的USB设备类型之一。因为Linux软件开发工具包括对多功能复合小工具USB驱动程序的支持，所以不需要改变移动设备来实现所公开的外部控制器模块的该实施例。
根据本公开的另一方面，外部控制器模块可以被编程或配置为在连接到外部模块的多个USB***设备之间转发数据分组，和/或管理连接到外部控制器模块的USB***设备中的电力分配。外部控制器模块还可以被编程或配置为例如基于预定的服务质量(QoS)参数将通信带宽划分到连接到外部控制器模块的不同USB***设备。
例如，所公开的外部控制器模块的另一个说明性实施例可以通过提供防火墙功能和其他安全监视来为移动设备提供附加的保护。在说明性实施例中，所公开的外部控制器模块还可以被配置为包括用于故障排除的诊断能力并且允许在现场编程。
与传统移动设备相比(传统移动设备由于其有限的处理能力和其他硬件限制而具有有限的***管理能力)，外部控制器模块的这些附加功能进一步减少了对移动设备的改变并降低了移动设备的处理和存储要求。
在另一个说明性实施例中，所公开的外部控制器模块可以被配置为显示USB***性能度量(例如连接的设备的数量和类别、连接错误、内置测试(BIT)结果和吞吐量)的测试平台，以便帮助***开发人员和集成商验证他们的产品和整个***。
参考图3描述了根据本公开的一个方面的用于配置移动设备与一个或多个***设备之间的通信路径的方法。在框302处，该方法包括在移动设备和一个或多个***设备之间耦合外部控制器模块。
根据本公开的方面，外部控制器模块包括：第一接口端口，其被配置用于将外部控制器模块电和通信地耦合到移动设备的通信端口；以及一个或多个第二接口端口，其被配置用于将外部控制器模块电和通信地耦合到一个或多个相应的***设备。外部控制器模块还包括：耦合到第一接口端口和第二接口端口的微控制器电路，以及耦合到微控制器电路的存储电路。存储电路存储了可由微控制器电路执行的控制器模块操作***。根据本公开的一个方面，控制器模块操作***包括用于促进***设备和移动设备之间的电通信的设备驱动程序代码，而无需在移动设备上安装设备驱动程序代码。
在框304处，该方法包括配置或编程微控制器电路以拦截从***设备引导到移动设备的设备驱动程序更新，以重定向设备驱动程序更新以更新控制器模块操作***。
在框306处，该方法包括配置或编程外部控制器模块以接受并存储对控制器模块操作***的改变而不改变移动设备的操作***。更具体地，该方法包括配置或编程外部控制器模块的微控制器电路，以在存储电路中接受并存储对外部控制器模块操作***的改变而不改变移动设备操作***。
根据本发明构思的示例性实施例，本发明构思可以应用于各种移动应用。
虽然已经参考本公开的示例性实施例特别地示出和描述了本公开的方面，但是本领域普通技术人员将理解的是，可以在其中进行形式和细节上的各种改变而不脱离由以下权利要求限定的本公开的范围。

Claims (20)

1.一种用于将移动设备连接到一个或多个***设备的装置，所述装置包括：
第一接口端口，所述第一接口端口被配置用于电耦合到所述移动设备的通信端口；
第二接口端口，所述第二接口端口被配置用于电耦合到所述一个或多个***设备中的一个；
处理器电路，所述处理器电路被耦合到所述第一接口端口和所述第二接口端口；
存储电路，所述存储电路被耦合到所述处理器电路，所述存储电路存储了能够由所述处理器电路执行的操作***，所述操作***包括用于促进所述***设备和所述移动设备之间的电通信的设备驱动程序代码，而无需在所述移动设备上安装所述设备驱动程序代码。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为拦截从所述***设备引导到所述无线设备的设备驱动程序更新，并重定向所述设备驱动程序更新以更新所述控制器模块操作***。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一接口端口包括标准USB接口端口，并且其中，所述第二接口端口包括标准USB接口端口。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为接受并存储对所述控制模块操作***的改变，而不改变所述移动设备的操作***。
5.如权利要求1所述的装置，包括：
通信端口集线器电路，其被耦合到所述处理器电路并且被配置用于将一个或多个附加***设备耦合到所述移动设备的第一通信端口，
其中，所述处理器电路被配置为控制在所述移动设备与所述一个或多个***设备之间以及在所述一个或多个***设备之间的通信。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述处理器电路被配置用于与所述移动设备操作***的复合USB驱动程序通信，而不修改所述移动设备的操作***。
7.如权利要求5所述的装置，包括接口电路，其用于将每个***设备映射到USB复合设备类型。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述USB复合设备类型处于包括网络类型设备、串行类型设备和大容量存储类型设备的组中。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为当所述***设备第一次连接到所述第二接口端口时更新所述操作***。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为当用于所述***设备的更新的驱动程序被传送到所述处理器电路时更新所述操作***。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为当所述移动设备不处于包括先前连接到所述第一接口端口的移动设备型号或先前连接到所述第一接口端口的移动设备版本的组中时更新所述操作***。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为监视所述移动设备和所述***设备之间的通信的安全性。
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为在所述移动设备和所述***设备之间提供通信防火墙。
14.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器电路被配置为管理所述***设备的电力需求。
15.一种用于配置在移动设备与一个或多个***设备之间的通信路径的方法，包括：
将外部控制器模块耦合在移动设备与所述一个或多个***设备之间，所述外部控制器模块包括：
第一接口端口，所述第一接口端口被配置用于将所述外部控制器模块电耦合到所述移动设备的通信端口；
第二接口端口，所述第二接口端口被配置用于将所述外部控制器模块电耦合到***设备；
所述外部控制器模块中的处理器电路，所述处理器电路被耦合到所述第一接口端口和所述第二接口端口；
所述外部控制器模块中的存储电路，所述存储电路被耦合到所述处理器电路，所述存储电路存储了能够由所述处理器电路执行的控制器模块操作***，
其中，所述控制器模块操作***包括用于促进所述***设备和所述移动设备之间的电通信的设备驱动程序代码，而无需在所述移动设备上安装所述设备驱动程序代码。
16.如权利要求15所述的方法，包括将所述处理器电路配置或编程为拦截从所述一个或多个***设备之一引导到所述移动设备的设备驱动程序更新，以重定向所述设备驱动程序更新从而更新所述控制器模块操作***。
17.如权利要求15所述的方法，包括将所述外部控制器模块配置或编程为接受和存储对所述控制器模块操作***的改变，而不改变所述移动设备的操作***。
18.如权利要求15所述的方法，包括当所述***设备的更新的驱动程序被传送到所述外部控制器模块时，将所述外部控制器模块配置或编程为更新所述控制器操作***。
19.如权利要求15所述的方法，包括当所述移动设备不处于包括先前连接到所述第一接口端口的移动设备型号或先前连接到所述第一接口端口的移动设备版本的组中时，将所述外部控制器模块配置或编程为更新所述控制器模块操作***。
20.如权利要求15所述的方法，包括将所述外部控制器模块配置或编程为监视所述移动设备和所述***设备之间的通信的安全性。
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