TWI410807B - 資料傳輸介面、資料傳輸方法以及使用此資料傳輸介面的電子裝置 - Google Patents

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Description

資料傳輸介面、資料傳輸方法以及使用此資料傳輸介面的電子裝置
本發明係有關於一種資料傳輸介面以及使用此資料傳輸介面的電子裝置，特別有關於能判斷使用該資料傳輸介面的電子裝置係耦接於何種電子裝置的資料傳輸介面以及使用此資料傳輸介面的電子裝置。
現今的手機或手持式電子裝置如PDA或導航機等，通常會利用USB介面來跟充電器或電腦裝置做連接。第1圖繪示了習知技術中使用一USB介面之電子裝置的線路結構以及如何判斷電子裝置係耦接於何種裝置的示意圖。如第1圖所示，電子裝置100會利用一USB介面102來跟充電器109作溝通和連結。USB介面102通常會包含四種線路：電源線101、地線103、DP訊號傳輸線105以及DN訊號傳輸線107。電源線101以及地線103係用以在USB介面102耦接到其他電子裝置時提供電源給該電子裝置。由於USB介面的各種詳細動作為熟知此項技藝者所知悉，故在此不再贅述。
第2圖繪示了習知技術中，電子裝置利用USB介面連接至電腦裝置或充電器之示意圖。如第2圖所示，電子裝置100(此例中為一手機)可利用USB介面102來跟電腦裝置205或是充電器109來連接。USB介面102的兩端可以具有不一樣規格的接頭，例如一端是USB接頭209(Mini A USB)，而另一端是USB接頭211(Type A USB)，或是兩端是同樣的接頭(皆為Mini A USB或皆為Type A USB)。USB接頭209用來連接電子裝置100，而USB接頭211用來連接電腦裝置205或是充電器109，因此需要有一種機制來自動判斷電子裝置100係連接到電腦裝置205或是充電器109。請再回到第1圖，以習知充電器端為例，通常會在充電器109加上一偵測電路111以輔助使用USB介面102的電子裝置100來判斷是連接到電腦裝置或是充電器。然而這樣不僅需要設計額外的電路，如此一來不僅成本會提高，對使用者而言，由不同廠商生產的電子裝置不能共用充電器中的偵測電路也相當的不便利。
本發明之一目的為提供一種資料傳輸介面以及一種電子裝置，可判斷連接於何種電子裝置。
本發明之一實施例揭露了一種資料傳輸介面，包含：一第一訊號傳輸線和一第二訊號傳輸線，用以傳輸一差動訊號；一第一電阻和一電壓變動元件，選擇性地連接至該第一訊號傳輸線；以及一第二電阻，連接至該第二訊號傳輸線；其中，當該資料傳輸介面耦接一裝置時，該電壓變動元件會經選擇連接該第一訊號傳輸線，並根據該裝置的型態，使得該第一訊號傳輸線呈現相對應的電壓；在得知該外接裝置的型態後，該第一電阻會經選擇連接該第一訊號傳輸線。
本發明之另一實施例揭露了一種電子裝置，包含：一信號線對，用以傳輸一差動信號；一對電壓拉升電阻，在傳輸該差動信號時，分別連接該信號線對中之相對應之一者；以及一電壓變動元件，在該電子裝置初始連接一外接裝置時，連接該信號線對中之一者，以偵測該外接裝置的型態。
本發明之又一實施例揭露了一種資料傳輸方法，包含：使用包含一第一訊號傳輸線和一第二訊號傳輸線之資料傳輸介面傳輸一差動訊號；當該資料傳輸介面耦接一裝置時，將一電壓變動元件連接該第一訊號傳輸線，而根據該裝置的型態，該第一訊號傳輸線係呈現一相對應的電壓；以及當該相對應的電壓已呈現於該第一訊號傳輸線之後，使該第一訊號傳輸線連接一第一電阻而不連接至該電壓變動元件。
透過上述的實施例，不須在充電器上增加額外的電路，便可判斷電子裝置係連接到何種電子裝置，更可在判斷完後，切換電子裝置的訊號傳輸線，使電子裝置工作在正常狀態下。
第3圖繪示了根據本發明之較佳實施例的USB介面之電路圖。如第3圖所示，電子裝置300透過USB介面302來連接電腦裝置315。USB介面302通常會包含四種線路：電源線301、地線303、DP訊號傳輸線305以及DN訊號傳輸線307。DP訊號傳輸線305以及DN訊號傳輸線307上會有電壓拉升電阻309和311(此例中為1.5K歐姆的電阻)。根據USB的規格，當DP訊號傳輸線305連接至電壓拉升電阻309而被拉升其上的電壓，但DN訊號傳輸線307未連接至電壓拉升電阻311時(可由一開關元件控制，在此未繪示)，USB介面302會工作在高速狀態。相反的，當DN訊號傳輸線307連接至電壓拉升電阻311而被拉升其上的電壓，但DP訊號傳輸線305未連接至電壓拉升電阻309時，USB介面302會工作在低速狀態。除此之外，DP訊號傳輸線305或DN訊號傳輸線307至少一個上會具有一電壓變動元件313(此例中為一1M歐姆的電阻，且位於DP訊號傳輸線305上，但並非用以限定本發明)。
當電子裝置300尚未透過USB介面302連接至任何裝置(充電器或電腦裝置)時，DP訊號傳輸線305上的電壓為高準位(可標記為邏輯準位1)。當電子裝置300耦接到電腦裝置315時，DP訊號傳輸線305以及DN訊號傳輸線307會分別耦接到電腦裝置315中的電阻317和319(此例中為15K歐姆的電阻)，且進一步耦接至地，因此原本為高準位的DP訊號傳輸線305上的電壓會被拉低而變成低準位(可標記為邏輯準位0)；然而，對充電器而言，充電器內部與USB介面302連接的部分電路不會特別設計額外的電阻將DP訊號傳輸線305或DN訊號傳輸線307上的電位拉低至低準位，因此當電子裝置300耦接到充電器時，DP訊號傳輸線305仍會維持高準位。因此可藉由判斷DP訊號傳輸線305或是DN訊號傳輸線307其上電壓的邏輯準位變化判斷電子裝置300係連接到電腦裝置或是充電器。亦即，當電子裝置300連接到一裝置，DP訊號傳輸線305若由邏輯準位1變為0，則表示其連接到電腦裝置；若DP訊號傳輸線305依然維持高準位，則表示其連接到充電器。
在一實施例中USB介面302更包含一開關元件321(可以由暫存器所控制)，用以使DP訊號傳輸線305連接到電壓變動元件313或電壓拉升電阻309。電壓變動元件313亦可視為一電壓拉升元件，但其阻值和電壓拉升電阻309不同。在初始狀態下開關元件321使DP訊號傳輸線305透過電壓變動元件313耦接到一電壓源VDD 。而在電子裝置300被判斷耦接到電腦裝置315後，開關元件321使DP訊號傳輸線305透過電壓拉升電阻309耦接到電壓源VDD ，若此時DN訊號傳輸線307未耦接至電壓拉升電阻311，則USB介面302便可工作在高速狀態下。須注意的是，上述各電阻的電阻值僅為舉例，並非用以限定本發明，當電壓變動元件313為電阻時，其電阻值只要足以讓DP訊號傳輸線或DN訊號傳輸線可以隨著USB介面302耦接至電腦裝置後而產生邏輯準位的變化即可。而電壓拉升電阻309和311和電腦中的電阻317和319，其值會因為不同的規格而有所改變。當電壓變動元件313係設置在DN訊號傳輸線307時，其操作方式與電壓變動元件313係設置在DP訊號傳輸線305時相同，故在此不再贅述。當電壓變動元件313係設置在DN訊號傳輸線307時，DN訊號傳輸線307亦可藉由一開關來控制是否連接到電壓拉升電阻311。若DN訊號傳輸線307透過電壓拉升電阻311耦接到電壓源VDD ，而DP訊號傳輸線305未耦接至電壓拉升電阻309時，則USB介面302便工作在低速狀態下。
須注意的是，本發明不限定於判斷電子裝置耦接於電腦裝置或是充電器，亦可利用電壓之變化來判斷耦接於具有不同負載之電子裝置的哪一個。此外，本發明之概念不限制使用於USB介面中，其他具有差動訊號傳輸線的其他資料傳輸介面亦可使用本發明所揭露之概念。
第4圖繪示了根據本發明之較佳實施例的USB介面之動作流程圖。如第4圖所示，其包含以下步驟：(以下的步驟係以第3圖所示的電壓變動元件313設置在DP訊號傳輸線305上為例，而電壓變動元件313設置在DN訊號傳輸線307上的流程則類似，不再贅述)
步驟401
判斷是否連接到任何電子裝置(例如，在第3圖的實施例當中，電子裝置300中具有一處理器304，此處理器304會判斷電子裝置是否透過USB介面連接到其他電子裝置)？在一實施例中，係藉由電源線是否有接收到電壓來判斷。若是到步驟403，若否則不會有任何動作。須注意在此以第3圖之示意圖作說明，並不表示本發明之內容限縮於第3圖所示之結構。
步驟403
判斷DP訊號傳輸線是否為高電壓準位(即判斷邏輯準位是否為1，亦可由處理器304來判斷)。若是，到步驟405。若否，則到步驟407。
步驟405
判斷電子裝置係耦接到充電器。
步驟407
判斷電子裝置係耦接到電腦裝置。
步驟409
在處理器304判斷電子裝置300係耦接於電腦裝置315後，切換DP訊號傳輸線305的開關元件321(切換方法例如上述的藉由控制暫存器的值來達成)，使得DP訊號傳輸線305得以透過電壓拉升元件309耦接到電壓源VDD ，使USB介面302工作在高速狀態下。如前所述，電壓變動元件313可以不位在DP訊號傳輸線305而位在DN訊號傳輸線307上。此外，開關元件321亦可以不位在DP訊號傳輸線305而位在DN訊號傳輸線307上。
需注意的是，若電壓變動元件313的阻值可以達到判斷電子裝置300連接到何種裝置(充電器或電腦裝置)的功能以及讓USB介面可以正常的運作在相對應的高速或低速狀態時，則步驟409可予以省略。
透過上述的實施例，不須在充電器上增加額外的電路，便可判斷電子裝置係連接到何種裝置(充電器或電腦裝置)，更可在判斷完後，切換USB介面位於電子裝置的訊號傳輸線，使USB介面工作在相對應的高速狀態或低速狀態下。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．電子裝置
101．．．電源線
102．．．USB介面
103．．．地線
105．．．DP訊號傳輸線
107．．．DN訊號傳輸線
109．．．充電器
111．．．偵測電路
205、315．．．電腦裝置
209．．．USB接頭
100、300．．．電子裝置
301．．．電源線
302．．．USB介面
303．．．地線
305．．．DP訊號傳輸線
307．．．DN訊號傳輸線
309、311．．．電壓拉升電阻
313．．．電壓變動元件
317、319．．．電阻
321．．．開關元件
第1圖繪示了習知技術中USB介面的線路結構以及如何判斷USB係耦接於何種裝置的示意圖。
第2圖繪示了習知技術中，電子裝置利用USB介面連接至電腦裝置或充電器之示意圖。
第3圖繪示了根據本發明之較佳實施例的USB介面之電路圖。
第4圖繪示了根據本發明之較佳實施例的USB介面之動作流程圖。
300．．．電子裝置
301．．．電源線
302．．．USB介面
303．．．地線
304．．．處理器
305．．．DP訊號傳輸線
307．．．DN訊號傳輸線
309、311．．．電壓拉升電阻
313．．．電壓變動元件
315．．．電腦裝置
317、319．．．電阻
321．．．開關元件

Claims (14)

  1. 一種資料傳輸介面，包含：一第一訊號傳輸線和一第二訊號傳輸線，用以傳輸一差動訊號；一第一電阻和一電壓變動元件，選擇性地連接至該第一訊號傳輸線，其中該第一電阻和該電壓變動元件不同時連接該第一訊號傳輸線；以及一第二電阻，連接至該第二訊號傳輸線；其中，當該資料傳輸介面耦接一裝置時，該電壓變動元件偵測該裝置之型態，並根據該裝置之該型態自該第一訊號傳輸線斷開且該第一電阻連接該第一訊號傳輸線，使得該資料傳輸介面運作於相對的一狀態；其中該狀態為一高速狀態或一低速狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸介面，其中該電壓變動元件的電阻值大於該第一電阻。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸介面，其中該電壓變動元件的該電阻值使得該資料傳輸介面耦接於一電腦以及一充電器時，該第一訊號傳輸線上的電壓會有所不同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸介面，其中該第一電阻以及該第二電阻分別為該第一訊號傳輸線以及該第二訊號傳輸線 的電壓上拉電阻。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之資料傳輸介面，在得知該外接裝置的型態後，該第二電阻會經選擇不連接該第二訊號傳輸線。
  6. 一種電子裝置，包含：一信號線對，用以傳輸一差動信號；一對電壓拉升電阻，在傳輸該差動信號時，分別連接該信號線對中之相對應之一者，其中該對電壓拉升電阻不同時連接同一該信號線對中其中之一；以及一電壓變動元件，在該電子裝置初始連接一外接裝置時，連接該信號線對中之一者，以偵測該外接裝置的型態，且在該外接裝置的該型態確定後，根據該裝置之該型態自原本連結的該信號線對其中之一斷開且該電壓拉升電阻其中之一連接該電壓變動元件原本所連接的該信號線對其中之一，使得該電子裝置運作於相對的一狀態；其中該狀態為一高速狀態或一低速狀態。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該電壓變動元件的該電阻值被設計為使得該電子裝置耦接於一電腦以及一充電器時，設有該電壓變動元件之該信號對其中之一的電壓會有所不同。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，在得知該外接裝置的型態後，不具有該電壓變動元件的該信號線對其中之一的該電壓上拉電阻經選擇不連接不具有該電壓變動元件的該信號線對。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該電壓變動元件的電阻值大於具有該電壓變動元件的該信號線對其中之一的該電壓上拉電阻的電阻值。
  10. 一種資料傳輸方法，包含：使用包含一第一訊號傳輸線和一第二訊號傳輸線之資料傳輸介面傳輸一差動訊號；當該資料傳輸介面耦接一裝置時，將一電壓變動元件連接該第一訊號傳輸線且該第一訊號傳輸線不連接一第一電阻，而根據該裝置的型態，該第一訊號傳輸線係呈現一相對應的電壓；以及當該相對應的電壓已呈現於該第一訊號傳輸線之後，使該第一訊號傳輸線連接該第一電阻而不連接至該電壓變動元件，使得該資料傳輸介面運作於相對的一狀態；其中該狀態為一高速狀態或一低速狀態。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之資料傳輸方法，其中該電壓變動元件的電阻值大於該第一電阻的電阻值。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之資料傳輸方法，更包含有： 設計該電壓變動元件的該電阻值，使得當該資料傳輸介面耦接於一電腦以及一充電器時，呈現於其上之該相對應的電壓不同。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之資料傳輸方法，其中該第一電阻為該第一訊號傳輸線的電壓上拉電阻。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之資料傳輸方法，當該相對應的電壓已呈現於該第一訊號傳輸線之後，使該第二訊號傳輸線不連接至一電壓上拉電阻。
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