CN110008163A - 基于单个usb物理接口的双type-c端口分时复用方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于单个USB物理接口的双TYPE‑C端口分时复用方法，包括：在具有TYPE‑C功能的第一USB接口中设置第一开关；在不具有TYPE‑C功能的第二USB接口中设置第二开关；设置在所述第一开关和第二开关之间进行切换的主开关，所述主开关与USB TYPE‑C控制器连接；以及基于用户的控制指令，控制所述USB TYPE‑C控制器与所述第一开关或第二开关进行分时复用连接。通过本申请的方案，解决了基于单个USB物理接口无法支持多个USB TYPE‑C端口的问题，同时节省了产品的成本。

Description

基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法及设备
技术领域
本发明涉及通信接口技术领域，尤其涉及基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法及设备。
背景技术
目前很多智能设备都有支持双USB接口的需求。在仅有一个USB物理接口模块的SOC上，如果需要扩展出来的多个USB接口均为同一种类型(比如都作为USB Host)，此时还能通过USB Hub进行扩展。但是在某些较为特殊的应用场景下，用户需要实现双USB口：其中一个仅支持Host，用于挂载u-disk等USB从设备；另外一个作为Device(或者OTG)，用于充电或作为Gadget设备。基于USB协议的规定，单个USB物理接口不能同时作为Host/Device，所以此时使用USB Hub无法实现双USB接口的需求，从而无法满足用户的需求。
在某些高端的SOC的硬件架构中，默认就支持双USB物理接口，所以实现双USB接口没有太大的技术瓶颈。但是绝大多数的SOC的硬件架构中，默认仅能支持一个作为OTG的USB物理接口模块，此时就需要采用一些特殊的技术实现来满足用户的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法及设备，至少部分的解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，包括：
在具有TYPE-C功能的第一USB接口中设置第一开关；
在不具有TYPE-C功能的第二USB接口中设置第二开关；
设置在所述第一开关和第二开关之间进行切换的主开关，所述主开关与USBTYPE-C控制器连接；以及
基于用户的控制指令，控制所述USB TYPE-C控制器与所述第一开关或第二开关进行分时复用连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，***上电时，将第二开关设置为断开状态，将主开关切换至第一USB接口通路，将第一开关接通至第一USB接口通路。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述第二USB接口***设备时，第二USB接口的预设管脚被机械开关拉低，通过预设通用接口的中断识别设备的***。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述第二USB接口***设备时，控制第一开关处于断开状态，控制主开关切换至第二USB接口通路。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：控制第二开关处于导通状态，将USB物理层的状态切换为Host模式，通过配置通用接口控制电源模块，给第二USB接口提供5v电源。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用设备，包括：
第一开关，所述第一开关与具有TYPE-C功能的第一USB接口连接；
第二开关，所述第二开关与不具有TYPE-C功能的第二USB接口连接；
主开关，所述主开关控制所述第一开关和第二开关之间执行切换操作，所述主开关与USB TYPE-C控制器连接；
控制器，所述控制器基于用户的控制指令，控制所述USB TYPE-C控制器与所述第一开关或第二开关进行分时复用连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，***上电时，将第二开关设置为断开状态，将主开关切换至第一USB接口通路，将第一开关接通至第一USB接口通路。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述第二USB接口***设备时，第二USB接口的预设管脚被机械开关拉低，通过预设通用接口的中断识别设备的***。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述控制器用于：当所述第二USB接口***设备时，控制第一开关处于断开状态，控制主开关切换至第二USB接口通路。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：控制第二开关处于导通状态，将USB物理层的状态切换为Host模式，通过配置通用接口控制电源模块，给第二USB接口提供5v电源。
采用本专利发明中的双USB接口分时复用的技术方案，解决基于单个USB物理接口没法实现同时支持双TYPE-C接口的问题。从技术的角度上，不需要换成别的硬件平台或采用额外的第三方USB物理接口，能极大的减少硬件成本以及降低项目风险。具有如下有益效果：
(1)基于现有SOC的硬件架构即可实现，项目进度/研发风险便于控制；
(2)不需要更换硬件平台或采购新的IC，便于控制硬件成本。解决了基于单个USB物理接口无法支持多个USB TYPE-C端口的问题，同时节省了产品的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中具有两个USB接口的硬件结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法的***结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本专利发明是基于USB Type-C设计实现的，但是由于USB协议是向下兼容的，所以本专利发明的设计思想可以适用于现有的所有USB协议。
的双USB接口的应用场景：
1、USB1作为Device，通过USB线就能连接到Host上，比如通过USB线连接到PC Host上，通过PC Host充电，或者将USB Device作为Gadget设备。在某些较为高端的硬件平台上，如果USB物理接口支持OTG功能，USB1还能作为OTG，即能在Host/Device之间动态切换。
2、USB2作为Host，能直接连接u-disk/usb-mouse等从设备。
现有技术中虽然可以采用图1所示的方式来实现双USB支持，但是由于需要两个USB物理接口都支持TYPE-C，会增加***的成本。
参见图2及图3，本发明实施例提供了一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，包括：
S101，在具有TYPE-C功能的第一USB接口中设置第一开关。
第一USB接口通常是与USB控制器连接，为此，在二者之间增加第一开关，第一开关可以通过芯片的通用接口进行控制。
S102，在不具有TYPE-C功能的第二USB接口中设置第二开关。
第二USB接口与USB控制器连接，在二者之间增加第二开关，第二开关可以通过芯片的通用接口进行控制。
S103，设置在所述第一开关和第二开关之间进行切换的主开关，所述主开关与USBTYPE-C控制器连接；
第一开关和第二开关只有一个处于接通状态，为此设置主开关来控制第一开关或第二开关的接通或关闭状态。
S104，基于用户的控制指令，控制所述USB TYPE-C控制器与所述第一开关或第二开关进行分时复用连接。
本专利发明为了解决基于单个USB物理接口实现双TYPE-C接口分时复用的问题：在硬件设计中添加了多个开关，实现双USB通道的物理隔离，软件上通过多个通用接口(GPIO)分别控制各自的开关的方式，实现物理USB通道的打开/关闭，模拟了USB设备的拔出/***操作，从而避免对USB物理接口驱动代码的状态机逻辑造成混乱。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，***上电时，将第二开关设置为断开状态，将主开关切换至第一USB接口通路，将第一开关接通至第一USB接口通路。
参见图3，每次开机的时候，通道默认切换到USB1(第一USB接口)通路上，具体实现方法如下：通过配置GPIO_B将Switch_B断开，通过配置GPIO_M将Switch_Main(主开关)切换至USB1通路。通过配置GPIO_A将Switch_A(第一开关)导通至USB1通路。检测并确认GPIO_O的默认状态是拉高的，确保ID引脚默认是拉高状态。默认状态下，如果USB1***Device设备，能被正常识别。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述第二USB接口***设备时，第二USB接口的预设管脚被机械开关拉低，通过预设通用接口的中断识别设备的***。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述第二USB接口***设备时，控制第一开关处于断开状态，控制主开关切换至第二USB接口通路。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：控制第二开关处于导通状态，将USB物理层的状态切换为Host模式，通过配置通用接口控制电源模块，给第二USB接口提供5v电源。
假设USB1没有连接任何设备，默认状态下USB2(第二USB接口)***从设备，具体实现方法如下：USB2***从设备，USB2的DET脚被机械开关拉低，通过GPIO_H中断识别从设备的***。通过配置GPIO_A将Switch_A断开。通过配置GPIO_M将Switch_Main切换至USB2通路。通过配置GPIO_B将Switch_B(第二开关)导通。将USB物理接口的状态切换为Host模式。通过配置GPIO_P控制电源模块，给USB2_VBUS供电5v。此时USB2能枚举USB从设备并正常工作。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用设备，包括：
第一开关，所述第一开关与具有TYPE-C功能的第一USB接口连接；
第二开关，所述第二开关与不具有TYPE-C功能的第二USB接口连接；
主开关，所述主开关控制所述第一开关和第二开关之间执行切换操作，所述主开关与USB TYPE-C控制器连接；
控制器，所述控制器基于用户的控制指令，控制所述USB TYPE-C控制器与所述第一开关或第二开关进行分时复用连接。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，***上电时，将第二开关设置为断开状态，将主开关切换至第一USB接口通路，将第一开关接通至第一USB接口通路。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，当所述第二USB接口***设备时，第二USB接口的预设管脚被机械开关拉低，通过预设通用接口的中断识别设备的***。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述控制器用于：当所述第二USB接口***设备时，控制第一开关处于断开状态，控制主开关切换至第二USB接口通路。
根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：控制第二开关处于导通状态，将USB物理层的状态切换为Host模式，通过配置通用接口控制电源模块，给第二USB接口提供5v电源。
因为采用双USB接口分时复用的方法，如果出现双USB口同时有设备在位的情况，此时由用户决定切换至哪个USB通道，软件上需要给用户留出可以操控的接口。
USB2的***识别通过DET引脚触发中断，通过事件通知给上层，USB1的***识别通过逻辑检测模块识别到设备的***，并识别到USB1的Host或Device模式的，然后由用户决定切换至哪条USB通路上。例如，如果USB1有设备在位并正常工作时，如果USB2口从设备***，此时USB2端口的DET引脚被机械开关拉低，通过Event事件通知上层，UI弹出对话框提示用户，由用户决定使用哪条USB通道。如果用户仍然选择USB1通道，则此时软硬件都不做任何处理；如果用户选择USB2通道，则执行步骤3的过程，切换至USB2通道，此时USB1停止工作，USB2开始正常工作。
再如，如果USB2上有从设备在位并正常工作时，如果USB1有设备***，此时MCU将会收到CC逻辑检测芯片报过来的中断，判断***的是USB线或从设备，然后断开USB2通道，并将通道导通至USB1通道，然后根据CC逻辑芯片的报过来的主从状态，判断是否切换USB物理接口的主从状态，并决定是否关闭电源模块或将电源模块切换至USB1_VBUS。此时USB1即可走正常的USB枚举流程并正常工作了。
采用本专利发明中的双USB接口分时复用的技术方案基于现有SOC的硬件架构即可实现，项目进度/研发风险便于控制；不需要更换硬件平台或采购新的IC，便于控制硬件成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，其特征在于，包括：
在具有TYPE-C功能的第一USB接口中设置第一开关；
在不具有TYPE-C功能的第二USB接口中设置第二开关；
设置在所述第一开关和第二开关之间进行切换的主开关，所述主开关与USB TYPE-C控制器连接；以及
基于用户的控制指令，控制所述USB TYPE-C控制器与所述第一开关或第二开关进行分时复用连接。
2.根据权利要求1所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，其特征在于:
***上电时，将第二开关设置为断开状态，将主开关切换至第一USB接口通路，将第一开关接通至第一USB接口通路。
3.根据权利要求1所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，其特征在于：
当所述第二USB接口***设备时，第二USB接口的预设管脚被机械开关拉低，通过预设通用接口的中断识别设备的***。
4.根据权利要求3所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，其特征在于：
当所述第二USB接口***设备时，控制第一开关处于断开状态，控制主开关切换至第二USB接口通路。
5.根据权利要求4所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制第二开关处于导通状态，将USB物理层的状态切换为Host模式，通过配置通用接口控制电源模块，给第二USB接口提供5v电源。
6.一种基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用设备，其特征在于，包括：
第一开关，所述第一开关与具有TYPE-C功能的第一USB接口连接；
第二开关，所述第二开关与不具有TYPE-C功能的第二USB接口连接；
主开关，所述主开关控制所述第一开关和第二开关之间执行切换操作，所述主开关与USB TYPE-C控制器连接；
控制器，所述控制器基于用户的控制指令，控制所述USB TYPE-C控制器与所述第一开关或第二开关进行分时复用连接。
7.根据权利要求6所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用设备，其特征在于:
***上电时，将第二开关设置为断开状态，将主开关切换至第一USB接口通路，将第一开关接通至第一USB接口通路。
8.根据权利要求6所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用设备，其特征在于：
当所述第二USB接口***设备时，第二USB接口的预设管脚被机械开关拉低，通过预设通用接口的中断识别设备的***。
9.根据权利要求8所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用设备，其特征在于，所述控制器用于：
当所述第二USB接口***设备时，控制第一开关处于断开状态，控制主开关切换至第二USB接口通路。
10.根据权利要求9所述的基于单个USB物理接口的双TYPE-C端口分时复用方法，其特征在于，所述控制器还用于：
控制第二开关处于导通状态，将USB物理层的状态切换为Host模式，通过配置通用接口控制电源模块，给第二USB接口提供5v电源。
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