CN111522405A - 集成多功能type-c接口的主板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成多功能TYPE‑C接口的主板，包括主控单元、数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元、触摸框；所述数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元均与TYPE‑C接口连接，所述数据功能切换单元、数据切换单元、触摸框分别与主控单元连接，所述数据功能切换单元与数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元连接；所述触摸框还与数据切换单元连接。本发明通过一根TYPE‑C线相连就能够实现4K音视频传输、USB3.0和USB2.0、充电、触摸跟随和USB Device设备跟随功能；减少线材连接，降低使用成本，提高使用效率。

Description

集成多功能TYPE-C接口的主板
技术领域
本发明属于电子设备技术领域，具体涉及一种集成多功能TYPE-C接口的主板。
背景技术
近几年，TYPE-C接口不分正反插，接口小，带宽高，快充等特性让它相比于其他接口拥有更好的使用体验。目前的市面上支持TYPE-C接口的显示器，大部分只是支持4K音视频传输和供电功能。然而，随着触摸一体机/触摸显示器在会议和教育领域的发展越来越迅猛，触摸跟随和USB Device设备跟随功能显得越来越重要，通过TYPE-C接口可以整合这两大功能；人们通常会购买扩展坞来实现带TYPE-C接口电脑的多功能扩展，然而还是需要很多线材连接到显示器。因此，集成多功能的TYPE-C接口在触摸一体机/触摸显示器主板上，对触摸一体机/触摸显示器进行多功能扩展，对外只需要一个TYPE-C接口，省去了其他的接口和线材，将极大提升用户体验。
特别是触摸跟随功能，通过触摸框可以对电脑进行精准触摸操作，在没有TYPE-C接口电脑上，需要一根HDMI线进行音视频传输，再接一根A/B口USB线才可以实现对电脑的触摸操作。而在有TYPE-C接口电脑上，一根TYPE-C线连接就可以在4K音视频传输的同时，还可以实现触摸操作。未来的电脑将会提供越来越少种类的外接口，例如现在的苹果MacBookPro全机身只有两个TYPE-C接口。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板，包括主控单元、数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元、USB触摸框；
所述主控单元，用于接收音视频数据进行输出；还用于接收触摸框反馈的触摸原始数据，并且根据所述触摸原始数据确定坐标数据后发送至触摸框；
所述数据功能切换单元，用于根据CC数据线判断TYPE-C接口的插头正反插后，通过I2C控制信号控制数据分配单元进行音视频数据的路由向主控单元输出音视频数据；还用于通过控制信号控制电源转换单元向TYPE-C接口供电；
所述数据分配单元，用于收到数据功能切换单元的I2C控制信号后将音视频数据的路由向主控单元输出音视频数据；
所述数据切换单元，用于将接入的触摸框的触摸反馈、USB存储设备的数据读取和/或USB存储设备的跟随反馈与TYPE-C接口通信；
所述电源转换单元，用于收到GPIO控制信号后向TYPE-C接口供电；
所述触摸框，用于将触摸原始数据反馈到主控单元，再将主控单元反馈的坐标数据通过数据切换单元与TYPE-C接口通信。
上述方案中，还包括USB集线器，用于接入触摸框和/或USB存储设备。
上述方案中，还包括DP转HDMI单元；
所述数据分配单元，用于将音视频数据分配至DP转HDMI单元；
所述DP转HDMI单元，用于将音视频数据转换为HDMI格式的信号输出至主控芯片的HDMI IN接口。
上述方案中，所述数据分配单元，具体用于根据数据功能切换单元与TYPE-C接口通信的数据类型采用Rx/Tx线交换USB 3.0数据；
所述数据切换单元，具体用于将接入的触摸框的触摸反馈时通过D+/D-线与TYPE-C接口通信，将USB存储设备为USB2.0的存储设备的数据读取通过D+/D-线与TYPE-C接口通信，将USB存储设备的跟随反馈通过D+/D-线与TYPE-C接口通信。
本发明实施例还提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板，包括主控单元、数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元、触摸框；所述数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元均与TYPE-C接口连接，所述数据功能切换单元、数据切换单元、触摸框分别与主控单元连接，所述数据功能切换单元与数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元连接；所述触摸框还与数据切换单元连接。
上述方案中，还包括USB集线器，所述触摸框和/USB存储设备与USB集线器连接，所述USB集线器与数据切换单元连接。
上述方案中，还包括DP转HDMI单元，所述数据分配单元的一路经DP转HDMI单元与主控芯片的HDMI IN接口连接，另一路与主控芯片的USB3.0HOST连接。
上述方案中，所述电源转换单元通过MOS芯片向TYPE-C接口供电；所述数据功能切换单元通过GIPO控制信号控制MOS芯片与TYPE-C接口通信的电压和电流，通过I2C控制信号控制电源转换单元。
与现有技术相比，本发明通过一根TYPE-C线相连就能够实现4K音视频传输、USB3.0和USB2.0、充电、触摸跟随和USB Device设备跟随功能；减少线材连接，降低使用成本，提高使用效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板的连接示意图；
图2为本发明实施例提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板的连接框图；
图3为本发明实施例提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板，如图1、2所示，包括主控单元1、数据功能切换单元2、数据分配单元3、数据切换单元4、电源转换单元5、USB触摸框6；
所述主控单元1用于接收音视频数据进行输出；还用于接收触摸框6反馈的触摸原始数据，并且根据所述触摸原始数据确定坐标数据后发送至触摸框6；
所述数据功能切换单元2用于根据CC数据线判断TYPE-C接口的插头正反插后，通过I2C控制信号控制数据分配单元3进行音视频数据的路由向主控单元1输出音视频数据；还用于通过控制信号控制电源转换单元5向TYPE-C接口供电；
所述数据分配单元3用于收到数据功能切换单元2的I2C控制信号后将音视频数据的路由向主控单元1输出音视频数据；
所述数据切换单元4用于将接入的触摸框6的触摸反馈、USB存储设备的数据读取和/或USB存储设备的跟随反馈与TYPE-C接口通信；
所述电源转换单元5用于收到GPIO控制信号后向TYPE-C接口供电；
所述触摸框6用于将触摸原始数据反馈到主控单元1，再将主控单元1反馈的坐标数据通过数据切换单元4与TYPE-C接口通信。
进一步地，还包括USB集线器7用于接入触摸框6和/或USB存储设备。
进一步地，还包括DP转HDMI单元8；
所述数据分配单元3用于将音视频数据分配至DP转HDMI单元8；
所述DP转HDMI单元8用于将音视频数据转换为HDMI格式的信号输出至主控芯片1的HDMI IN 11接口。
所述数据分配单元3具体用于根据数据功能切换单元3与TYPE-C接口通信的数据类型采用Rx/Tx线交换USB 3.0数据；
所述数据切换单元4具体用于将接入的触摸框6的触摸反馈时通过D+/D-线与TYPE-C接口通信，将USB存储设备为USB2.0的存储设备的数据读取通过D+/D-线与TYPE-C接口通信，将USB存储设备的跟随反馈通过D+/D-线与TYPE-C接口通信。
本发明实施例还提供一种集成多功能TYPE-C接口的主板，如图3所示，包括主控单元1、数据功能切换单元2、数据分配单元3、数据切换单元4、电源转换单元5、触摸框6；所述数据功能切换单元2、数据分配单元3、数据切换单元4、电源转换单元5均与TYPE-C接口连接，所述数据功能切换单元2、数据切换单元4、触摸框6分别与主控单元1连接，所述数据分配单元3分别与数据功能切换单元2、数据切换单元4、电源转换单元5连接；所述触摸框6还与数据切换单元4连接。
进一步地，还包括USB集线器7，所述触摸框6和/USB存储设备与USB集线器7连接，所述USB集线器7与数据切换单元4连接。
进一步地，还包括DP转HDMI单元8，所述数据分配单元3的一路经DP转HDMI单元8与主控芯片1的HDMI IN 11接口连接，另一路与主控芯片1的USB3.0HOST12连接。
所述电源转换单元5通过MOS芯片9向TYPE-C接口供电；所述数据功能切换单元2通过GIPO控制信号控制MOS芯片9与TYPE-C接口通信的电压和电流，通过I2C控制信号控制电源转换单元5。
本发明不再需要单独购买TYPE-C扩展坞或者单一功能的转接口器，一根TYPE-C线连接带TYPE-C接口电脑(苹果MacBook Pro)，就能实现4K/60Hz视频显示，省去了一根USB触摸线就可以实现触摸跟随和USB device设备跟随，省去了接充电器，显示器给电脑提供最高20V/3A，60W的电源充电。此TYPE-C接口也可以接USB2.0/USB3.0的USB device设备供显示器主板识别读写。
针对音频、视频传输功能，TYPE-C接口通过接口中的两组Rx/Tx线实现最高20160P/60Hz音视频传输，如图2的DP IN部分所示，PD3.0 Control芯片根据CC数据线判断正反插后，通过I2C协议控制Switch芯片进行数据路由(Data Role)，数据再通过DP转HDMI芯片，就可以输出4K60Hz的HDMI信号给主板芯片的HDMI接收单元，然后画面显示在屏幕上，不需要外接HDMI信号线。
针对电源传输功能，集成在主板的TYPE-C接口，要向外部供电，角色就是Source，通过Vbus向外供电。如图3的VBUS部分所示，由电源板直接供电，不需要外接其他电源；根据连接电脑的允许充电功率情况，DC TO DC向MOS芯片供电，PD3.0 Control芯片通过GPIO口控制MOS芯片与TYPE-C接口通信最高达20V/3A 60W的电源，以便向连接TYPE-C接口的设备充电，保证设备在不接电源适配器的情况下，仍然能够保持充电状态。
针对触摸跟随功能，所述触摸框6采用单独的硬件也可以是集成触摸功能的显示器，触摸跟随的反馈通过D+/D-线与TYPE-C接口通信，TYPE-C接口的接头正反插没有影响。当信源切换到TYPE-C接口的时候，PD3.0 Control芯片通过GPIO口控制切换USB2.0SWITCH芯片导通后，电脑就可以识别触摸框6，然后响应触摸。
响应触摸的过程如下：
1.有触摸时，触摸框6采集到原始数据，还不能作为X,Y坐标数据使用。
2.触摸框将原始数据发送给到显示器主控芯片，经过算法KO计算出对应的X,Y坐标数据，然后返回数据给触摸框6。
3.触摸框再把X,Y坐标数据输出到TYPE-C接口(即反馈到了电脑)；
4.电脑响应触摸。
针对USB Device设备跟随功能，USB Device设备跟随和触摸跟随原理一样，如图3的HS部分所示，USB2.0HUB接2.0的USB Device设备，TYPE-C接口连接的电脑就可以识别读写该USB Device设备。也可以接其他类型的USB2.0device让电脑识别。
针对USB3.0读写功能，如图3的SS IN部分所示，由PD3.0 Control芯片通过PD协议确认***的是USB3.0设备，然后控制数据切换Switch芯片路由选择走哪路Rx/Tx进行数据传输。主板识别USB Device设备后，可以实现3.0速度的USB Device设备读写。
本发明所述的主板可以应用于显示器或者TV盒子等设备。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，包括主控单元、数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元、USB触摸框；
所述主控单元，用于接收音视频数据进行输出；还用于接收触摸框反馈的触摸原始数据，并且根据所述触摸原始数据确定坐标数据后发送至触摸框；
所述数据功能切换单元，用于根据CC数据线判断TYPE-C接口的插头正反插后，通过I2C控制信号控制数据分配单元进行音视频数据的路由向主控单元输出音视频数据；还用于通过控制信号控制电源转换单元向TYPE-C接口供电；
所述数据分配单元，用于收到数据功能切换单元的I2C控制信号后将音视频数据的路由向主控单元输出音视频数据；
所述数据切换单元，用于将接入的触摸框的触摸反馈、USB存储设备的数据读取和/或USB存储设备的跟随反馈与TYPE-C接口通信；
所述电源转换单元，用于收到GPIO控制信号后向TYPE-C接口供电；
所述触摸框，用于将触摸原始数据反馈到主控单元，再将主控单元反馈的坐标数据通过数据切换单元与TYPE-C接口通信。
2.根据权利要求1所述的集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，还包括USB集线器，用于接入触摸框和/或USB存储设备。
3.根据权利要求1或2所述的集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，还包括DP转HDMI单元；
所述数据分配单元，用于将音视频数据分配至DP转HDMI单元；
所述DP转HDMI单元，用于将音视频数据转换为HDMI格式的信号输出至主控芯片的HDMIIN接口。
4.根据权利要求3所述的集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，所述数据分配单元，具体用于根据数据功能切换单元与TYPE-C接口通信的数据类型采用Rx/Tx线交换USB3.0数据；
所述数据切换单元，具体用于将接入的触摸框的触摸反馈时通过D+/D-线与TYPE-C接口通信，将USB存储设备为USB2.0的存储设备的数据读取通过D+/D-线与TYPE-C接口通信，将USB存储设备的跟随反馈通过D+/D-线与TYPE-C接口通信。
5.一种集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，包括主控单元、数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元、触摸框；所述数据功能切换单元、数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元均与TYPE-C接口连接，所述数据功能切换单元、数据切换单元、触摸框分别与主控单元连接，所述数据功能切换单元与数据分配单元、数据切换单元、电源转换单元连接；所述触摸框还与数据切换单元连接。
6.根据权利要求6所述的集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，还包括USB集线器，所述触摸框和/USB存储设备与USB集线器连接，所述USB集线器与数据切换单元连接。
7.根据权利要求6或7所述的集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，还包括DP转HDMI单元，所述数据分配单元的一路经DP转HDMI单元与主控芯片的HDMI IN接口连接，另一路与主控芯片的USB3.0 HOST连接。
8.根据权利要求8所述的集成多功能TYPE-C接口的主板，其特征在于，所述电源转换单元通过MOS芯片向TYPE-C接口供电；所述数据功能切换单元通过GIPO控制信号控制MOS芯片与TYPE-C接口通信的电压和电流，通过I2C控制信号控制电源转换单元。
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