JP2006155024A - ハブ機能制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＵＳＢ機器の接続性を改良することを目的とするものである。
【解決手段】 複数のホストに接続可能な複数のアップストリームポートと複数のデバイスに接続可能な複数のダウンストリームポートを有するハブ機能制御装置で、前記ハブ制御装置の有効なアップストリームポートの切替えを行う第１の切替え手段と、前記ハブ制御装置の有効なダウンストリームポートの切替えを行う第２の切替え手段とを有し、前記第１の切替え手段において選択されたアップストリームに接続されるホスト情報に従って、前記第２の切替え手段で有効なダウンストリームポートの情報を切替えることを特徴とするハブ機能制御装置等、を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一つ以上のホストと一つ以上のデバイスとを接続可能なハブ機能を有し、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）をインタフェースとする複合デバイスで、ハブ機能のダウンストリームポートへ接続されるデバイスへの通信制御および電源制御を行うハブ機能制御装置に関する。

このようなハブ機能を有する複合デバイスに使用されるＵＳＢインタフェースは、その詳細に関してはＵＳＢ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ Ｆｏｒｕｍより発行されている「Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ ２．０」に詳述されている。

ハブ機能に関しては、アップストリームポートに接続されているパーソナルコンピュータのダウンストリームポートから供給されるバスパワーで動作する場合は、ハブ機能のダウンストリームポートに接続される各デバイスへ少なくとも１００ｍＡを供給しなければならず、ハブ機能がセルフパワーで動作する場合は、ハブ機能のダウンストリームポートに接続される各デバイスへ最大５００ｍＡの電源供給を保証しなければならないと言った制約がある。

また、複数のホストと複数のデバイスを接続するハブ装置として特許文献１では、複数の上位（アップストリーム）ポートに接続されたホストとなる第１の電子機器と、複数の下位（ダウンストリーム）ポートに接続されたデバイスとなる第２の電子機器との接続が選択可能である。接続は、第１の電子機器からの指示で行う、または、第１の電子機器の接続状況に応じて行う。さらに、各上位ポートに接続された相互通信可能な内部ファンクションを利用することにより上位ポートに接続された第１の電子機器間での通信を可能とする技術が提案されている。

特許文献２では、携帯情報端末用のクレードルにハブ手段を設け、ハブのアップストリームポート側の接続を、ホストコンピュータと接続されるアップストリームポート、クレードルにセットされる携帯情報端末のダウンストリームポートと接続する受けコネクタ、または、自動切換モードに切替え可能であり、自動切換モードでは携帯情報端末のセット情報に従って、ハブのアップストリームポート側の接続を切替える技術が提案されている。

特許文献３では、バスホストコントローラを備えた複数のコンピュータと、周辺機器バス規格の複数の周辺デバイスからなるシステムに対し、「使用者希望組み合わせ情報」を発信するトリガを受信し「切換制御命令」により仮想アップストリームポートと仮想ダウンストリームポートを構成し、仮想アップストリームポートと仮想ダウンストリームポートに接続される複数の実アップストリームポートと実ダウンストリームポートとの信号伝達処理を行う技術が提案されている。

上記トリガは実アップストリームポートに接続された専用アプリケーション搭載のコンピュータ、ダウンストリームポートに接続されたキーボード、および、機器に専用インタフェースで接続されたスイッチ／ボタン等で行う。ホストに関しては、複数のバスコントローラを備えたコンピュータもある。さらに、ＵＳＢ機器としての認証としてＵＳＢ２．０ ＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎやＷＨＱＬ等があり、通常のＵＳＢ機器はＵＳＢ機器としての互換性を保証するためにこれらの認証を取得している。

特開２０００−１９４６４６号公報 特開２００１−２２７０５号公報 特開２００１−２９９１１９号公報

しかしながら、従来の方法では、ハブ機能、ホスト機能およびデバイス機能を有する複合デバイスにおいて、複合デバイスが機能を拡張するために内蔵ホスト機能と通信する内蔵デバイス機能を使用する場合に、複合デバイスが実現する機能にあわせて内蔵デバイスへの電源供給を複合デバイスが供給可能な電源供給の範囲で制御することが可能であるが、外部パーソナルコンピュータとの接続をしなければならない場合にはＵＳＢの規格に従って外部パーソナルコンピュータへ接続されているデバイスへ電源供給を行わなければならない。そのために、複合デバイスに接続されるすべてのデバイスへ十分な電源を供給できないことも発生する。

また、複合デバイスに接続されるデバイス機能を拡張する場合に、ＵＳＢ機器としての認証を取り直さなければなる。さらに、ＵＳＢインタフェース以外の通信手段によって複合デバイスへの機能追加を行う場合には、特別に外部ピンを追加するなどコントローラおよびＰＣＢボードの追加変更が必要となる。

従来の発明である、特許文献１及び特許文献２においては、ホストからの指示情報およびホストの接続状況によりホストとデバイスとの接続を行うために、既知のホストの違いにより、ホストに接続されるハブの有効なポート数およびその位置とハブの各ダウンストリームポートに接続されている内部デバイスを一意的に変更するものではない。

特許文献２では、ハブのアップストリームポートの切替えに関しての提案であり、アップストリームポートの切替えによってハブの有効なポート数およびその位置とハブの各ダウンストリームポートに接続されている内部デバイスを一意的に変更するものではない。

本発明のハブ機能制御装置は、複数のホストに接続可能な複数のアップストリームポートと複数のデバイスに接続可能な複数のダウンストリームポートを有するハブ機能制御装置であって、前記ハブ制御装置の有効なアップストリームポートの切替えを行う第１の切替え手段と、前記ハブ制御装置の有効なダウンストリームポートの切替えを行う第２の切替え手段とを有し、前記第１の切替え手段において選択されたアップストリームに接続されるホスト情報に従って、前記第２の切替え手段で有効なダウンストリームポートの情報を切替えることを特徴とする。

本発明のハブ機能制御方法は、複数のホストに接続可能な複数のアップストリームポートと複数のデバイスに接続可能な複数のダウンストリームポートを有するハブ機能制御方法であって、アップストリームポートの切替えを行う第１の切替え工程と、ダウンストリームポートの切替えを行う第２の切替え工程とを有し、前記第１の切替え工程にて選択されたアップストリームに接続されるホスト情報に従って、前記第２の切替え工程で有効なダウンストリームポートの情報を切替えることを特徴とする。

本発明によれば、複合デバイスが機能を拡張するために内蔵ホスト機能と通信する内蔵デバイス機能を使用する場合に、複合デバイスが実現する機能にあわせて内蔵デバイスへの電源供給を複合デバイスが供給可能な電源供給の範囲で制御することが可能となり、外部パーソナルコンピュータとの接続をしなければならない場合にはＵＳＢの規格に従って外部パーソナルコンピュータへ接続されている有効なデバイスのみへ電源供給を行うことができる。

また、複合デバイスに接続されるデバイス機能を拡張した場合でも、外部パーソナルコンピュータと接続した場合の有効なデバイスは変更しないことにより、ＵＳＢ機器としての認証を取り直す必要がなくなる。

さらに、複合デバイスへの機能追加をＵＳＢインタフェースを使用して行うので、既存のハブのダウンポートにデバイス機能を追加すればよく、特別に外部ピンを追加するなどコントローラおよびＰＣＢボードの追加変更をする必要はない。

以上のように、複合デバイスに対してＵＳＢ規格を損なうことなく複合デバイス内で有効となる機能を容易に拡張することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明のハブ制御機能装置を実装するＵＳＢホスト機能およびＵＳＢデバイス機能を内蔵する複合デバイスシステムの一実施形態に関わる複合デバイス１００の構成例を示したものである。

図１において、１００はハブ制御機能装置を実装する複合デバイスであり、不図示のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ等から構成される制御回路を含んでおり、ハブ２のアップストリームポート４の接続先を、ハブ切替え器３の指示に従って、外部ホスト機能を有するパーソナルコンピュータのダウンストリームポートと接続可能な外部コネクタであるＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル６と接続するか、複合デバイス１００に内蔵されるＵＳＢホスト機能５と接続するかを切替えるスイッチ１と、ユーザの切替え指示手段に従い、スイッチ１に対してハブ２のアップストリームポート４の接続先を切替えるとともに、アップストリームポート４の接続先のホスト情報に従いハブ２の７aから７ｅで示されるダウンストリームポートの何れを有効にするかの指示とハブ２から各ダウンストリームポートに接続されたＵＳＢデバイスへの電源供給の制御指示をハブ２に対して行うハブ切替え器３と、ハブ切替え器３の指示に従い、アップストリーム４に接続されたホストに対して、通信接続プロトコルにおいて７ａから７ｅのうちの有効なダウンストリームポートの情報を通知するとともに、有効なダウンストリームポートへ接続されたＵＳＢデバイスへ適宜電源供給を行い、無効なダウンストリームポートへ接続されたＵＳＢデバイスへの電源供給を停止するハブ２と、ハブ２のダウンストリームポート７ａから７ｅの夫々に接続された、複合デバイス１００に内蔵されたプリンタ機能を有するＵＳＢデバイス８と、複合デバイス１００に内蔵されたストレージ機能を有するＵＳＢデバイス９と、外部ＵＳＢデバイスとの接続を可能とするコネクタであるＡレセプタクル１０と、複合デバイス１００に内蔵された無線通信機能を有するＵＳＢデバイス１１と、将来の拡張用に未実装のデバイス１２とから構成されている。

ここで、ハブ切替え器３の指示に従ってスイッチ１がハブ２のアップストリームポート４に接続されるホストが切替わるとともにハブ２の有効なダウンストリームポート情報が変化した場合に、スイッチ１によって切替えられたホストとのＵＳＢ規格ではＥｎｕｍｅｒａｔｉｏｎと呼ばれる通信接続プロトコルにおいて、ホストからのリクエストに対してハブ２は有効なダウンストリームポートの情報をディスクリプタ情報に反映し返信する。

また、ハブ切替え器３の指示に従ってスイッチ１が切替えるハブ２のアップストリームポート４に接続されるホストが外部コネクタであるＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル６に接続されるパーソナルコンピュータである場合に、ハブ２で有効となるダウンストリームポートを７ａおよび７ｂとし、ダウンストリームポート７ａに接続されるプリンタ機能を有するＵＳＢデバイス８とダウンストリームポート７ｂに接続されるストレージ機能を有するＵＳＢデバイス９とを内蔵し、ＵＳＢデバイス８とＵＳＢデバイス９に適正に電源供給を行う複合デバイス１００としてＵＳＢ規格に関する認証を取得する。

ハブ切替え器３の指示に従ってスイッチ１が切替えるハブ２のアップストリームポート４に接続されるホストが複合デバイス１００に内蔵するＵＳＢホスト機能５である場合にハブ２で有効となるダウンストリームポートを７ａから７ｅの全てとし、各ダウンストリームポートに接続されるＵＳＢデバイスへの電源供給はＵＳＢ規格の認証に影響されることなく適宜行う。例えば、複合デバイス１００が内蔵するＵＳＢデバイス１１の無線通信で受信した情報をもとに内蔵するＵＳＢデバイス８のプリンタ機能で印刷を行う場合には、その他のデバイスへの電源供給を停止することも可能である。

図２に、本実施形態を実現するプログラムのフローチャートを示す。
図２においては、ユーザの切替え指示手段によってハブ切替え器３にハブ２のアップストリームポート4の接続先の切替えが指示される。ステップＳ１０においては現在接続されているホストとの通信を切断するためにハブ切替え器３からハブ２へリセット命令が指示される。この操作によってホストとハブ２およびハブ２のダウンストリームポートに接続されているデバイスとの通信が切断される。

次にステップＳ２０で現在のアップストリームポート４の接続先のホスト情報の判定を行い、スイッチ１によって接続されているアップストリームポート4の接続先が外部ホスト機能を有するパーソナルコンピュータのダウンストリームポートとＵＳＢケーブルで接続可能な外部ソケットＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル６である場合はステップＳ３０に進み、スイッチ１によって接続されているアップストリームポート４の接続先が内蔵ＵＳＢホスト機能５である場合はステップＳ６０に進む。

ステップＳ３０では、ハブ切替え器３からハブ２に対してハブ２のダウンストリームポートを７ａから７ｅの全てを接続されるホストに対して有効とする切替え命令を指示する。ステップＳ４０では、ハブ切替え器３からスイッチ１へハブ２のアップストリームポート４の接続先を内蔵ホスト機能５とする切替え指示を行う。ステップＳ５０では、ハブ切替え器３からハブ２へ有効とした全てのダウンストリームポート７ａから７ｅへの電源供給を行い、ダウンストリームポートに接続されている各ＵＳＢデバイスがアップストリームポート４に接続されるホストからのリクエストに対して返信できる状態とし、ステップＳ９０へ進む。

ステップＳ６０では、ハブ切替え器３からハブ２に対してハブ２のダウンストリームポートを７ａと７ｂのみを接続されるホストに対して有効とする切替え命令を指示する。ステップＳ７０では、ハブ切替え器３からスイッチ１へハブ２のアップストリームポート４の接続先を外部ホスト機能を有するパーソナルコンピュータのダウンストリームポートとＵＳＢケーブルで接続可能な外部ソケットＭｉｎｉ−Ｂレセプタクル６とする切替え指示を行う。ステップＳ８０では、ハブ切替え器３からハブ２へ有効としダウンストリームポート７ａと７ｂへの電源供給を行い、ダウンストリームポートに接続されているＵＳＢデバイス８およびＵＳＢデバイス９がアップストリームポート４に接続されるホストからのリクエストに対して返信できる状態とし、無効となるダウンストリームポート７ｃ、７ｄ、および７ｅへの電源供給を停止し、ステップＳ９０へ進む。

ステップＳ９０では、ステップＳ４０とステップＳ７０でアップストリームポート４への接続が切替えられたホストとの通信を可能とするために、ハブ切替え器３からハブ２へリセット解除の指示を行い処理を終了する。

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(基本システム或いはオペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

ハブ制御機能装置を実装するＵＳＢホスト機能およびＵＳＢデバイス機能を内蔵する複合デバイスシステムの構成を示すブロック図である。 ハブ制御機能装置を実装するＵＳＢホスト機能およびＵＳＢデバイス機能を内蔵する複合デバイスシステムにおけるホスト切替え処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 複合デバイス
１ スイッチ
２ ハブ
３ ハブ切替え器
４ ハブアップストリームポート
５ 内蔵ＵＳＢホスト
６ Ｍｉｎｉ−Ｂレセプタクルコネクタ
７ａ〜７ｂ ハブダウンストリームポート
８ ダウンストリームポート７ａ接続ＵＳＢデバイス
９ ダウンストリームポート７ｂ接続ＵＳＢデバイス
１０ ダウンストリームポート７ｃ接続デバイス用Ａレセプタクルコネクタ
１１ ダウンストリームポート７ｄ接続ＵＳＢデバイス
１２ ダウンストリームポート７ｅ接続可能未実装ＵＳＢデバイス

Claims (7)

1. 複数のホストに接続可能な複数のアップストリームポートと複数のデバイスに接続可能な複数のダウンストリームポートを有するハブ機能制御装置であって、
   前記ハブ制御装置の有効なアップストリームポートの切替えを行う第１の切替え手段と、
   前記ハブ制御装置の有効なダウンストリームポートの切替えを行う第２の切替え手段とを有し、
   前記第１の切替え手段において選択されたアップストリームに接続されるホスト情報に従って、前記第２の切替え手段で有効なダウンストリームポートの情報を切替えることを特徴とするハブ機能制御装置。
2. 前記アップストリームポートに接続されるホスト機能を少なくとも一つ内蔵し、前記アップストリームポートに接続される外部ホスト機能を有するパーソナルコンピュータと接続可能な外部コネクタを少なくとも一つ有することを特徴とする請求項１記載のハブ機能制御装置。
3. 前記ダウンストリームポートに接続されるデバイス機能を少なくとも一つ内蔵することを特徴とする請求項１記載のハブ機能制御装置。
4. 前記第１の切替え手段にて、前記アップストリームポートに接続されるホストが前記ハブ機能制御装置内蔵のホスト機能である場合は、前記第２の切替え手段にて、前記ダウンストリームポートを全て有効にし、
   前記第１の切替え手段にて、前記アップストリームポートに接続されるホストが前記外部コネクタと接続される前記外部ホスト機能を有するパーソナルコンピュータである場合は、前記第２の切替え手段にて、前記ダウンストリームポートのうち有効なポートを限定することを特徴とする請求項１記載のハブ機能制御装置。
5. 前記第１の切替え手段にて、前記アップストリームポートに接続されるホストが前記ハブ機能制御装置内蔵のホスト機能とし、前記第２の切替え手段にて、前記ダウンストリームポートを全て有効にした場合、前記ダウンストリームポートに接続された各デバイスへの電源供給を前記ハブ機能制御装置が供給可能な範囲で適宜行い、
   前記第１の切替え手段にて、前記アップストリームポートに接続されるホストが前記外部コネクタと接続される前記外部ホスト機能を有するパーソナルコンピュータとし、前記第２の切替え手段にて、前記ダウンストリームポートのうち有効なポートを限定した場合は、前記有効なダウンストリームポートに接続された各デバイスへ電源供給を行うとともに、無効なダウンストリームボートに接続された各デバイスへの電源供給を停止することを特徴とする請求項１記載のハブ機能制御装置。
6. 前記第1の切替え手段を、ユーザの切替え指示手段によって行うことを特徴とする請求項１記載のハブ機能制御装置。
7. 複数のホストに接続可能な複数のアップストリームポートと複数のデバイスに接続可能な複数のダウンストリームポートを有するハブ機能制御方法であって、
   アップストリームポートの切替えを行う第１の切替え工程と、
   ダウンストリームポートの切替えを行う第２の切替え工程とを有し、
   前記第１の切替え工程にて選択されたアップストリームに接続されるホスト情報に従って、前記第２の切替え工程で有効なダウンストリームポートの情報を切替えることを特徴とするハブ機能制御方法。

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