CN1220943C - 通用串行总线连接检测电路***及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种USB连接检测电路***及其操作方法。此电路***包含一传送电路及一检测电路。此传送电路包含一组差动信号线、一组接地电阻组件及一组电位电阻组件，其中，一接地电阻组件及一电位电阻组件各自通过一开关组件连接至同一差动信号线。此传送电路是用以自一电源供应***分别接收一电流相关信号至此组差动信号线，而每一电流相关信号通过接地电阻而接地；检测电路是用以检测流经每一差动信号线的电源相关信号的变化。当一装置通过一USB传输线连接上此电路***时，此USB传输线的一差动信号线将连接至此电路***的差动信号线，并使原本流经接地电阻组件的电源相关信号产生变化。所以，由比较连接前后的电源相关信号的差异，此一电路***即可自行辨识其所连接的装置型态。

Description

通用串行总线连接检测电路***及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种电路***及其操作方法，特别是有关一种通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)***所使用的一连接检测电路***及其操作方法。

背景技术

通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)是由数家生产计算机的主要厂商，针对现有计算机***与接口设备在安装与扩充上所面临的繁复问题，所提出的一种新的总线接口。在此***下，所有周边装置皆可通过同一接口，亦即一USB总线与计算机主机沟通，且其特色在于，所有USB周边装置皆具有即插即用的功能，亦即，在安装或移除此类装置时，既不需事先关闭计算机主机，也不需再另行安装驱动程序。

依据USB规格，每一USB***主要由三个组件，亦即USB主机(Host)、USB联络线(Inter-connection)及USB装置(Device)构成。在每一USB***中，只有一个USB主机，且通常制作于一计算机主机内部。USB装置的种类则包含了USB功能装置及USB集线器(Hub)。USB功能装置即前述的计算机接口设备，例如：键盘、鼠标及打印机等等，每一USB功能装置通过一USB联络线连接至一USB主机；而USB集线器则可将单一个连接点扩充为多个，使多个USB功能装置得以通过此集线器，连接上USB总线。

请参见图1，图中所示为USB***的连接方式示意图。由图中可知，一USB***由一USB主机10开始向下延伸的连结方式，具有一星状层次结构。位于USB主机10底部的根集线器11(Root Hub)具有两个连接点12，13，用以连接一USB功能装置15或USB集线器14。每一USB集线器14可提供多个连接点，以连接多个USB功能装置15，亦或，此USB集线器14亦可再连接一个或以上的USB集线器16，以使更多个USB功能装置17得以连接上此总线。依此方式，一USB主机最多可连接至127个功能装置。

每当一USB装置连接至一USB集线器装置时，此一USB集线器装置可自动检测到有一新的装置出现，并将此事件通知其所连接的USB主机装置，经过一连串的数据传输动作之后，此USB装置便可连接上此USB总线，并且开始响应计算机主机或使用者的需求，行使其装置内建的功能。在这一连串的动作当中，一USB集线器装置用以检测是否有一USB装置连接或移除的方式，是利用一组分别内建于USB集线器装置及USB装置内的连接检测电路***。

请参见图2，图中显示一现有USB集线器装置及USB装置内的一组连接检测电路***。此组连接检测电路***包含配置于USB集线器装置20内的一上位检测电路***(Up Stream Detection Circuitry)200与配置于USB装置30内的一下位检测电路***(Down StreamDetection Circuitry)300。

图中的USB集线器装置20与USB装置30是利用一USB传输线40(Cable)相连接，此一USB传输线40包含四条导线，分别为二条电源线401，402(VCC及GND)以及二条差动信号线403，404(注：403代表D+差动信号线，404代表D-差动信号线)。此USB传输线40的一端连接至USB集线器装置20，另一端则连接至USB装置30。USB集线器装置20内有一组差动信号线203，204与USB传输线40所包含的二条差动信号线403，404(D+及D-)相连接，此组差动信号线203，204皆连接至此USB集线器装置内的一传输/接收器205。此外，此USB集线器装置20内，亦具有一组接地电阻206，207(pull-down resistor)，其中，接地电阻206连接至差动信号线203，而接地电阻207则连接至差动信号线204。此USB集线器装置20内的上位检测电路***(UpStream Detection Circuitry)200，亦即由差动信号线203，204以及接地电阻206，207以及电位检测器220所构成。

另一方面，USB装置30内亦有一组差动信号线303，304与USB传输线40的二条差动信号线403，404(D+及D-)相连接，此组差动信号线303，304皆连接至此USB装置内的传输/接收器305。

此外，若此USB装置为一高速装置(Full/High Speed Device)，亦即数据传送速率为每秒12/480Mb的装置，例如，打印机或麦克风等，则此高速USB装置内，会配置一电位电阻308(pull-up resistor)，用以连接至此USB装置内的差动信号线303，而此差动信号线3.03连接至USB传输线40的D+差动信号线403。

若此USB装置为一低速装置(Low Speed Device)，亦即数据传送速率为每秒1.5Mb的装置，例如，鼠标及键盘等，则此低速USB装置内，会配置一电位电阻309(pull-up resistor)，用以连接至此USB装置内的差动信号线304，而此差动信号线304连接至USB传输线40的D-差动信号线404。

不论是高速装置或低速装置，此USB装置30内的一组差动信号线303，304与一电位电阻308或309将可构成下位检测电路***(DownStream Detection Circuitry)300。此下位检测电路***300通过USB传输线40与上位检测电路***200连接，即可完成USB装置的新增或移除的检测动作。

以下，将就此组连接检测电路***的运作方式做一说明。

首先，当USB装置30尚未接至USB集线器装置20之前，此USB集线器装置20内用以连接至D+及D-的差动信号线403，404的一组差动信号线203，204，皆通过接地电阻206，207连接至一接地电位。

而当USB装置30通过USB传输线40连接至USB集线器装置20时，USB集线器装置20则会通过USB传输线40内的VCC电源线401，传送一5V的电压至USB装置30内。接着，USB装置30内的电路***，将利用USB集线器装置20所提供的电源，使其电位电阻308或309连接至一3.3V的电位。若是此USB装置为一高速装置，则此USB装置30将会使电位电阻308连接至一3.3V的电位，并使得USB传输线的D+差动信号线403产生电位变化，而USB集线器装置20内连接至此D+差动信号线403的差动信号线203的电位检测器220将会检测到此电位的变化，所以，USB集线器装置20便会检测到有一高速装置连接至此总线。此外，若是此USB装置为一低速装置，则此USB装置30将会使电位电阻309连接至一3.3V的电位，并使得USB传输线的D-差动信号线404产生电位变化，而USB集线器装置20内连接至此D-差动信号线404的差动信号线204的电位检测器220将会检测到此电位的变化，所以，USB集线器装置20便会检测到有一低速装置连接至此总线。

反之，若是原本连接至此USB集线器装置20的一USB装置30，自此总线移除时，USB集线器装置20亦可利用此连接检测电路***检测到电位的变化，进而得知此装置的移除动作。

以上所述，为一现有USB集线器装置(或一USB主机)，与USB装置内的连接检测电路***。此现有连接检测电路***的缺点在于，此一电路***是根据标准USB规格而设计，亦即，位于此连接检测电路***两端的装置，必须维持一主从关系，以符合USB总线的星状层次结构。所以，在此电路***下，一USB功能装置只能与一USB集线器装置或一USB主机装置连接，而无法径行连接至另一USB功能装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种通用串行总线连接检测电路***，使一USB装置得以连接至任一USB装置或一USB主机。

本发明的另一目的是提供一种通用串行总线连接检测电路***的操作方法，使包含此电路***的一USB装置得以自动检测其所连接的装置为一USB主机或另一USB装置。

根据本发明，此通用串行总线连接检测电路***实施于一USB装置主机，用以连接至一USB接口，并通过该USB接口与一USB主机或一USB装置连接，该***包含一传送电路及一检测电路，其中，此传送电路是用以自一电源供应***接收一第一电源相关信号，而检测电路则用以检测此第一电源相关信号的变化。传送电路包含一第一差动信号线、一第一接地电阻组件及一第一开关组件，其中，第一电源相关信号流经第一差动信号线，并通过第一接地电阻组件而接地，而第一开关组件，则配置于第一差动信号线与接地电阻组件之间，用以切换第一差动信号线与第一接地电阻组件间的切换开关。

此传送电路还包含一第一电源线及一第二开关组件，以及一第一电位电阻组件及一第三开关组件，其中，第一电源线是用以将此传送电路自一电源供应***所接收的一第二电源相关信号传送至USB传输线的一电源线，并通过第二开关组件连接至此电源供应***；而第一电位电阻组件通过第三开关组件连接至第一差动信号线。

此电路***的检测电路包含一定时器，此一定时器将可用以计算一时间区段。

此外，此电路***还可包含一第一电源供应***以作为提供多个电源相关信号的电源供应***。

根据本发明，本发明亦提供了一种通用串行总线连接检测电路***的操作方法，包含下列步骤：自一电源供应***接收一第一电源相关信号；使此第一电源相关信号通过一接地电阻组件而接地；以及当一装置连接至此第一电源相关信号流经的一导线上时，检测此第一电源相关信号的变化，其中，此装置以一USB传输线连接至此电路***，并以此USB传输线的一差动信号线连接至此导线。

此外，此操作方法还包含：自一电源供应***接收一第二电源相关信号，并提供此第二电源相关信号至USB传输线所包含的一电源线，其中，此步骤是在USB传输线的一差动信号线连接至此电路***之前；以及依据检测到的第一电源相关信号的变化，决定是否停止自电源供应***接收第一相关信号及第二电源相关信号。其中，当停止自电源供应***接收第一电源相关信号及第二电源相关信号后，若在一时间区段内，此电路***自所连接的USB传输线所包含的电源线上接收到一第三电源相关信号时，则利用此第三电源相关信号通过一电位电阻组件提供一第四电源相关信号至USB传输线的一差动信号线。反之，若是在一时间区段后，仍未自所连接的USB传输线的电源线上接收到一第三电源相关信号，则此电路***将重新自电源供应***接收第一电源相关信号及二电源相关信号，以及重新使第一电源相关信号通过第一接地电阻组件而接地，并提供第二电源相关信号至USB传输线的电源线。

由上述的运作方式，本发明的装置主机(devicehost)装置将可以明确地辨识出其所连接的装置型态，并自行切换至一装置模式或一主机模式以响应其所连接的装置，以顺利进行彼此间的数据传输工作。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1为USB***的连接方式示意图；

图2为一现有USB连接检测电路***示意图；

图3为本发明第1实施例的一连接检测电路***示意图；

图4a为包含本发明第2实施例的连接检测电路***的一装置与一USB主机/集线器装置的连接示意图；

图4b为包含本发明第2实施例的连接检测电路***的一装置与一USB装置的连接示意图；

图5a为包含本发明第3实施例的连接检测电路***的一装置与一USB主机/集线器装置的连接示意图；

图5b为包含本发明第3实施例的连接检测电路***的一装置与一USB主机/集线器装置的连接示意图；

图6为本发明第2实施例的连接检测电路***的检测步骤流程图。

图中符号说明：

10    USB主机

11    根集线器

12    连接点

13    连接点

14    USB集线器

15    USB功能装置

16    USB集线器

17    USB功能装置

20    USB主机/集线器装置

200   上位检测电路***

203   差动信号线

204   差动信号线

205   USB传输/接收器

206   接地电阻

207   接地电阻

30    USB装置

300   下位检测电路***

303    差动信号线

304    差动信号线

305    USB传输/接收器

308    电位电阻

309    电位电阻

40     USB传输线

401    VCC电源线

402    GND电源线

403    D+差动信号线

404    D-差动信号线

50     USB装置主机

503    差动信号线

504    差动信号线

506    接地电阻

507    接地电阻

508    电位电阻

509    电位电阻

509    电位电阻

510    电源供应***

511    手动开关组件组

60     USB装置主机

600    连接检测电路***

603    差动信号线

604    差动信号线

605    USB传输接收器

606    接地电阻

607    接地电阻

608    电位电阻

609    电位电阻

610    电源供应***

611    电源线

612    接地线

620    电流检测电路***

70     USB装置主机

700    连接检测电路***

701    上位电阻

702    上位电阻

703    差动信号线

704    差动信号线

705    USB传输接收器

706    接地电阻

707    接地电阻

710    电源供应***

711    电源线

712    接地线

720    电压检测电路***

具体实施方式

以下，就本发明所提出的数种用以达成前述目的的方法及其实施例做一详细的说明。

『手动切换模式(Manual Switch Mode)』

参见图3，图中所示为本发明第1实施例的一连接检测电路***。此一连接检测电路***500具有一组差动信号线503，504、一组电位电阻508，509、一组接地电阻506，507、一电源供应***510，以及一手动开关组件组511。其中，差动信号线503用以连接至USB传输线40的D+差动信号线403，而差动信号线504则用以连接至USB传输线40的D-差动信号线404。此实施例的连接检测电路***为一手动切换模式(Manual Switch Mode)的电路***。

当包含此一连接检测电路***500的一USB装置主机(devicehost)50欲连接至一USB主机或USB集线器装置时，使用者可利用一手动开关组件组511将此USB装置50切换至一“装置模式(Device-Mode)”。在此装置模式下，若此一USB装置主机(devicehost)50为一高速装置，则配置于此连接检测电路统500内的一电位电阻508将会连接至差动信号线503，而另一电位电阻509、一组接地电阻503，504及电源供应***510则皆处于断路的状态；若此USB装置主机(devicehost)50为一低速装置，则配置于此连接检测电路统500内的一电位电阻509将会连接至差动信号线504，而另一电位电阻508、一组接地电阻503，504及电源供应***510则皆处于断路的状态。

当此USB装置主机(devicehost)50连接上一USB主机或USB集线器装置时，其所连接的USB主机或USB集线器装置将通过USB传输线40，供给此USB装置主机(devicehost)50一5V的电压，而其后续的检测动作则皆与前述的USB装置30相同。

若此USB装置主机(devicehost)50欲连接至另一USB功能装置时，使用者同样可利用手动开关组件组511，将此USB装置主机(devicehost)50切换至一“主机模式(Host-Mode)”。在此一主机模式下，配置于此一连接检测电路***500内的一组接地电阻506，507将会分别连接至差动信号线503，504，一电源供应***510亦将连接至此USB装置主机(devicehost)内的一电源线，而另一组电位电阻508，509则将处于断路的状态。利用此一连接检测电路***500，当此USB装置主机(devicehost)50连接上另一USB功能装置时，此连接检测电路***内的电源供应***510将可通过一USB传输线40供给另一USB功能装置5V的电压，而此一USB功能装置则会依照一般USB装置的检测方式，视其装置的种类(高速或低速)，将连接至D+或D-差动信号线403，404的电位电阻连接至一3.3V的电压，使D+或D-差动信号线403，404产生电位变化。此时，此装置主机(devicehost)便可根据此一电位差判别此一功能装置的种类，并完成两者间的连接检测动作。在上述的情况中，此USB装置主机(devicehost)利用此连接检测电路***500，以仿真一USB主机或USB集线器装置的方式与另一USB功能装置连接。所以，利用此一连接检测电路***，此USB装置主机(devicehost)即可与另一USB功能装置以USB标准的“主从关系”原则进行连接，并进而利用其内建的软件或韧体，进行二者间的数据传输动作。此举将可解决在标准USB规格下，USB装置之间彼此无法直接进行连接及数据传输的问题。

『电流检测模式(Current-Detection Mode)』

此一电流检测模式与前述手动切换模式的不同点在于，此一电流检测模式的连接检测电路***，将可利用一电流值的变化，自行检测其所连接的装置为一USB主机(或一USB集线器装置)或是一USB功能装置。使用者将不需再利用前述的手动方式，调整包含此一电流检测模式的电流检测电路***的装置主机(devicehost)的状态。

请参见图4a及图4b，图中显示本发明第2实施例的一连接检测电路***600。此一连接检测电路***600包含一组差动信号线603，604、一电源线611、一接地线612、一组接地电阻606，607、一组电位电阻608，609、一电源供应***610以及一电流检测电路***620(Current-Detection Circuitry)。其中，差动信号线603，604用以连接至USB传输线的D+，D-差动信号线403，404，而一组接地电阻606，607及一组电位电阻608，609则各自通过一开关组件连接至差动信号线603，604。此外，在电流检测电路统620中，尚包含一定时器621(timer)的设计，此定时器62l的用途将在后面再加以说明；而此电路***600亦可以一外接电源的方式取代电源供应***610。

此电流检测模式的方法为，利用一电源供应***610分别供给一电流源至差动信号线603，604，当包含此一连接检测电路***600的装置主机(devicehost)60未与任何装置连接时，电流Ip，Im将分别流经接地电阻606，607而接地。

请参见图4a，图中所示为包含此一连接检测电路***600的一装置主机(devicehost)60与一USB主机/集线器装置20的连接示意图。当此一装置主机(devicehost)60连接至一USB主机20(或一USB集线器装置)时，原本流经接地电阻606而接地的电流Ip，将分别流经此一装置主机(devicehost)内的接地电阻606以及位于USB主机20内的接地电阻206；同样地，原本流经接地电阻607而接地的电流Im，亦将分别流经此一装置主机(devicehost)内的接地电阻607以及位于USB主机20内的接地电阻207。所以，假设原本流经接地电阻606，607的电流Ip，Im皆为I，接地电阻606，607的阻值皆为Rp，而位于USB主机内的接地电阻206，207的阻值为Rpd。则当此一装置主机(devicehost)连接上一USB主机时，流经此二接地电阻的电流Ip，Im的电流值，将可以式(1)表示：

Ip＝Im＝I*Rpd/(Rpd+Rp)---------  式(1)

通过测量流经接地电阻606，607的电流值，此装置主机(devicehost)即可辨识出其所连接的装置为一USB主机，并自行切换至一装置模式。此时，接地电阻607，608与差动信号线603，604的连接将被切断，而原本为断路状态的电位电阻608，609将会连接至差动信号线603，604。

参见图4b，图中所示为此装置主机(devicehost)60与一USB装置80的连接示意图。如前所述，若此一USB装置30为一高速装置，则此装置内将具有一电位电阻308连接至D+差动信号线403；若此一USB装置30为一低速装置，则此装置内将具有一电位电阻309连接至D-差动信号线404。当此一装置主机60(devicehost)连接至一高速USB装置时，假设此装置内的电位电阻308的阻值为R_H，施加于此电位电阻的电压为V_H，则此时流经接地电阻606的电流值Ip将可以式(2)表示：

Ip＝(V_H+I*R_H)/(R_H+Rp)--------  (2)

而当此一装置主机60(devicehost)连接至一低速USB装置时，假设此装置内的电位电阻309的阻值为R_L，施加于此电位电阻的电压为V_L，则此时流经接地电阻607的电流值Im将可以式(3)表示：

Im＝(V_L+I*R_L)/(R_L+Rp)--------(3)

通过测量流经接地电阻606，607的电流值，此装置主机(devicehost)即可辨识出其所连接的装置为一高速USB装置或一低速USB装置，并自行切换至一主机模式。此时，此电路***内的电位电阻608，609将维持其原先的断路状态。

所以，由此一电流检测模式的连接检测电路***，此一装置主机(devicehost)将可自行检测其所连接的装置为一USB主机，或者是另一USB装置。

『电压检测模式(Voltage Detection Mode)』

此一电压检测模式与前述的电流检测模式相同，使用者皆不需以手动切换的方式，事先调整此一装置主机(devicehost)的状态，而其不同点在于，此电压检测模式是利用一电压检测***，检测电压值的变化来辨识其所连接的装置型态。

参见图5a及图5b，图中显示本发明的第3实施例的一连接检测电路***。此一电压检测模式的连接检测电路***700包含一组差动信号线703，704、一电源线711、一接地线712、一组接地电阻706，707、一组电位电阻708，709、一组上位电阻701，702(Up Stream Resistor)、一电源供应***710以及一电压检测电路***720(Voltage-DetectionCircuitry)。其中，差动信号线703，704用以连接至USB传输线40的D+，D-差动信号线403，404。接地电阻706、电位电阻708及上位电阻701系各自通过一开关组件连接至差动信号线703；而接地电阻707、电位电阻709及上位电阻702亦各自通过一开关组件连接至差动信号线704。此外，在电压检测电路***中，尚有一定时器721的设计，此一定时器721的用途将会在后面再加以说明。

与前述的电流检测模式不同的是，此电源供应***710将会对连接至差动信号线的上位电阻701，702，分别施加一电压V。因此，当此装置主机(devicehost)尚未连接至任何装置时，假设上位电阻701，702的阻值为Rs，而接地电阻706，707的阻值为Rp，此连接检测***内的电压检测***720，于差动信号线703，704所检测到的电压值Vs将可以式(4)表示：

Vs＝V*Rp/(Rp+Rs)------------ (4)

参见图5a，图中显示此装置主机70(devicehost)与一USB主机20(或一USB集线器装置)的连接示意图。如前所述，此一USB主机20内具有一组接地电阻206，207分别通过差动信号线203，204连接至D+差动信号线403及D-差动信号线404。若此USB主机20内的接地电阻206，207的阻值皆为Rpd，则当此装置主机70(devicehost)连接上此一USB主机20时，电压检测***720于差动信号线703，704所检测到的电压值Vh将可以式(5)表示：

Vh＝V*(Rpd*Rp)/(Rpd*Rp+Rpd*Rs+Rp*Rs)------(5)

通过比较电压值Vs与Vh间的差异，此一装置主机70(devicehost)即可辨识出其所连接的装置为一USB主机(或一USB集线器装置)，并自行切换为一装置模式。此时，接地电阻707，708与差动信号线703，704的连接将被切断，而原本为断路状态的电位电阻708，709将会连接至差动信号线703，704。

参见图5b，图中显示此装置主机70(devicehost)与一USB装置30的连接示意图。当此一装置主机70(devicehost)连接至一高速USB装置时，假设此装置内的电位电阻308的阻值为R_H，施加于此电位电阻的电流源的电压为V_H，则电压检测***720于差动信号线703所检测到的电压值Vd将可以式(6)表示

Vd＝(V*(Rp*R_H)/(Rp*R_H+Rp*Rs+R_H*Rs))+

(V_H*(Rp*Rs)/(Rp*Rs+Rp*R_H+Rs*R_H))------(6)

若此一装置主机70(devicehost)连接至一低速USB装置时，假设此装置内的电位电阻309的阻值为R_L，施加于此电位电阻的电流源的电压为V_L，则电压检测***720于差动信号线704所检测到的电压值Ve将可以式(7)表示：

Ve＝(V*(Rp*R_L)/(Rp*R_L+Rp*Rs+R_L*Rs))+

(V_L*(Rp*Rs)/(Rp*Rs+Rp*R_L+Rs*R_L))------(7)

通过比较电压值Vs与Vd或Ve间的差异，此一装置主机70(devicehost)即可辨识出其所连接的装置为一高速USB装置或一低速USB装置，并自行切换至一主机模式。此时，电位电阻708，709将维持其原先的断路状态。

以上所提及的三种电路设计的方法，是为了解决现有USB装置之间，彼此无法直接进行连接及信号传输的问题。已提出一种包含上述连接检测电路***的装置主机(devicehost)装置，此装置可以通过前述的『手动切换模式』、『电流检测模式』以及『电压检测模式』等方法，来检测其所连接的装置型态，并选择以一装置模式或一主机模式响应所连接的USB主机或USB装置。在手动切换模式中，由于此装置主机(devicehost)装置是由手动方式调整为一装置模式或一主机模式，所以当二个装置主机(devicehost)装置相连接时，将可以手动切换的方式来决定彼此间的主从关系。而在电流检测模式及电压检测模式中，此装置主机(devicehost)装置内，可再配置一组逻辑电路，用以解决二个装置主机(devicehost)装置互相连接时，如何决定彼此间的主从关系的问题。以下，将以电流检测模式的装置主机(devicehost)装置为例，配合图6做一详细的说明。

参见图6，此图为一装置主机(devicehost)装置用以检测其所连接的装置为一USB主机、一USB装置或一装置主机(devicehost)装置的检测步骤流程图。

首先，当此一装置主机(devicehost)装置连接上任一装置时(步骤601)，如前所述，其内部的电流检测电路***将可检测到连接至D+或D-差动信号线上的电流值的变化(步骤602)。若此时所检测到的电流由原本的“I”值变化为式(2)或式(3)所示的电流值，则此装置主机(devicehost)装置将可辨识出所连接的装置为一高速USB装置或低速USB装置，并自行切换至一主机模式(步骤603)。

然而，若是此装置主机(devicehost)装置所连接的装置为一USB主机或另一装置主机(devicehost)装置，由于二者皆具有供应5V的电源供应***以及一组接地电阻，因此，此装置内部的电流检测电路***所检测到的电流值变化，都将与式(1)相同。所以，当电流检测电路***检测到此一现象时，此装置主机(devicehost)装置将先行切断其装置内用以供应5V电压的电源供应***，以及切断接地电阻与差动信号线的连接(步骤604)。

之后，此装置主机(devicehost)装置将激活一定时器621(Timer)(步骤605)。此一定时器621内将随机设定一时间区段(time period)，每当此装置主机(devicehost)装置激活此定时器621时，此定时器621将会以此一时间区段开始进行倒数计时的工作。若是此一装置主机(devicehost)装置在此时间区段内接收到另一端所传送过来的5V电压(步骤606)，则此装置主机(devicehost)装置将可辨识出其所连接的装置为一USB主机，并自行切换至一装置模式(步骤607)。

反之，若是当定时器621倒数计时结束，亦即超过所设定的时间区段后，此一装置主机(devicehost)装置还未检测到5V的电压时(步骤608)，则此装置主机(devicehost)装置将再次激活其电源供应***，并使接地电阻再次连接至差动信号线上(步骤609)。之后，由图中可见，此一装置主机(devicehost)装置的连接检测电路***将再一次从检测步骤602开始，重复上述的动作。

其间，当二个装置主机(devicehost)装置皆在进行上述的检测动作时，用以决定彼此间的主从关系的关键在于，此二装置由定时器621随机决定的、各自重新激活其电源供应***以及重新连接其接地电阻的『时间差』，亦即，当其中一装置主机(devicehost)装置已重新激活其电源供应***及重新连接其接地电阻，而另一装置主机(devicehost)装置尚未进行此一动作时，先行重新激活电源供应***及连接接地电阻的装置将在检测过程中被视为一USB主机装置而切换至主机模式(步骤602至步骤603)，而另一个则将被视为一USB装置而切换至一装置模式(步骤606至步骤607)。

所以，由上述的运作方式，本发明的装置主机(devicehost)装置将可以明确地辨识出其所连接的装置型态，并自行切换至一装置模式或一主机模式以响应其所连接的装置，以顺利进行彼此间的数据传输工作。

虽然本发明较佳的实施例已使用特殊方式描述如前，但此处必须明白的是，前述例子仅是为了方便说明之用，而其仍可在不背离本发明的精神与范围内，作多样的修改与变化。

Claims (23)

1.一种通用串行总线连接检测电路***的操作方法，包含下列步骤：

自一电源供应***接收一第一电源相关信号；

使该第一电源相关信号通过一接地电阻组件而接地；以及

当一装置连接至该第一电源相关信号流经的一导线上时，检测该第一电源相关信号的变化，其中，该装置是以一USB传输线连接至此电路***，并以该USB传输线的一差动信号线连接至该导线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包含下列步骤：

自该电源供应***接收一第二电源相关信号，并提供该第二电源相关信号至该USB传输线的一电源线，其中，此步骤是在该USB传输线的该差动信号线连接至该导线之前；以及

依据检测到的该第一电源相关信号的变化，决定是否停止自该电源供应***接收该第一电源相关信号及该第二电源相关信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当停止自该电源供应***接收该第一电源相关信号及该第二电源相关信号后，若在一时间区段内，该电路***自该USB传输线的该电源线上接收到一第三电源相关信号时，则利用该第三电源相关信号通过一电位电阻提供一第四电源相关信号至该USB传输线的该差动信号线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：若在该时间区段后，该电路***未自该USB传输线的该电源线上接收到该第三电源相关信号时，则重新自该电源供应***接收该第一电源相关信号及该第二电源相关信号，以及重新使该第一电源相关信号通过该接地电阻组件而接地，并提供该第二电源相关信号至该USB传输线的该电源线。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该第一电源相关信号为一电流或一电压。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该第二电源相关信号为一电流或一电压。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该第三电源相关信号为一电流或一电压。

8.一种通用串行总线连接检测电路***，实施于一USB装置主机，用以连接至一USB接口，并通过该USB接口与一USB主机或一USB装置连接，该***包含：

一传送电路，用以自一电源供应***接收包含一第一电源相关信号在内的多个电源相关信号，其中，此传送电路包含：

一第一差动信号线，用以连接至一USB传输线的一差动信号线；

一第一接地电阻组件，用以连接至该第一差动信号线，其中，该第一电源相关信号系流经该第一差动信号线并通过该第一接地电阻组件而接地；及

一第一开关组件，用以切换该第一差动信号线与该第一接地电阻组件的连接；以及

一检测电路，用以检测该第一电源相关信号的变化。

9.根据权利要求8所述的电路***，其特征在于：该传送电路还包含

一第一电源线，用以将该传送电路接收自该电源供应***的一第二电源相关信号传送至该USB传输线的一电源线；

一第二开关组件，用以切换该第一电源线与该电源供应***的连接；

一第一电位电阻组件，用以连接至该第一差动信号线；以及

一第三开关组件，用以切换该第一电位电阻组件与该第一差动信号线的连接。

10.根据权利要求9所述的电路***，其特征在于：该检测电路包含

一定时器，用以计算一时间区段。

11.根据权利要求10所述的电路***，其特征在于：该电路***包含

一第一电源供应***，用以作为供应该多种电源相关信号的该电源供应***。

12.根据权利要求9或10所述的电路***，其特征在于：该第二电源相关信号为一电压。

13.根据权利要求8、9或10所述的电路***，其特征在于：该第一电源相关信号为一电流。

14.根据权利要求13所述的电路***，其特征在于：该传送电路还包含

一第二差动信号线，用以连接至该USB传输线的另一差动信号线；

一第二接地电阻组件，用以连接至该第二差动信号线，其中，该传送电路自该电源供应***接收的另一电流通过该第二接地电阻而接地；

一第四开关组件，用以切换该第二差动信号线与该第二接地电阻元线的连接；

一第二电位电阻组件，用以连接至该第二差动信号线；以及

一第五开关组件，用以切换该第二电位电阻与该第二差动信号线的连接。

15.根据权利要求8、9或10所述的电路***，其特征在于：该第一电源相关信号为一电压。

16.根据权利要求15所述的电路***，其特征在于：该传送电路还包含

一第一电阻组件，配置于该电源供应***与该第一差动信号线之间，使该第一电源相关信号施加于该第一电阻组件上。

17.根据权利要求16所述的电路***，其特征在于：该传送电路还包含

一第二差动信号线，用以连接至该USB传输线的另一差动信号线；

一第二电阻组件，配置于该电源供应***与该第二差动信号线之间，其中，该传送电路自该电源供应***接收的另一电压施加于该第二电阻组件上；

一第三开关组件，用以切换该第二电阻组件与该第二差动信号线的连接；

一第二接地电阻组件，连接至该第二差动信号线，其中，该另一电压系通过该第二接地电阻组件而接地；

一第四开关组件，用以切换该第二接地电阻组件与该第二差动信号线的连接；

一第二电位电阻组件，连接至该第二差动信号线；以及

一第五开关组件，用以切换该第二电位电阻组件与该第二差动信号线的连接。

18.一种电路***，是包含：

一第一差动信号线，用以连接至一USB传输线的一差动信号线；

一第一电阻组件，其一端连接至一电源电位，而另一端则连接至该第一差动信号线；

一第二电阻组件，其一端连接至该第一差动信号线，而另一端则连接至接地电位；

一第一电源线，用以连接该USB传输线的一电源线；以及

一开关组件组，用以在该第一电阻组件及该第二电阻组件与该第一差动信号线之间进行切换的动作，此外，还用以切换该第一电源线与一电源供应***的连接。

19.根据权利要求18所述的电路***，其特征在于：此电路***还包含一第一电源供应***，用以作为与该第一电源线连接的该电源供应***。

20.一种USB***装置，此装置包含：

一传送电路，用以自一电源供应***接收包含一第一电源相关信号在内的多种电源相关信号，其中，此传送电路包含：

一第一差动信号线；

一第一接地电阻组件，用以连接至该第一差动信号线，其中，该第一电源相关信号通过该第一差动信号线及该第一接地电阻组件而接地；及

一第一开关组件，用以切换该第一差动信号线与该第一接地电阻组件的连接；以及

一检测电路，用以检测该第一电源相关信号的变化。

21.根据权利要求20所述的USB***装置，其特征在于：该传送电路还包含

一第一电源线，用以将该传送电路接收自该电源供应***的一第二电源相关信号传送至该USB传输线的一电源线；

一第二开关组件，用以切换该第一电源线与该电源供应***的连接；

一第一电位电阻组件，用以连接至该第一差动信号线；以及

一第三开关组件，用以切换该第一电位电阻组件与该第一差动信号线的连接。

22根据权利要求20或21所述的***装置，其特征在于：该检测电路还包含一定时器，用以计算一时间区段。

23.根据权利要求22所述的***装置，其特征在于：该装置还包含一第一电源供应***，用以作为供应该多种电源相关信号的该电源供应***。

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