СХЕМА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСА USB Российский патент 2019 года по МПК G06F13/38 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области технологий, связанных с использованием терминалов, и, в частности, к схеме, способу и устройству для совместного использования интерфейса универсальной последовательной шины (USB).

Уровень техники

Устройства USB можно разделить на хост-устройства (главные устройства) и ведомые устройства. Если устройство выполняет функцию хост-устройства USB и подключено к ведомому устройству USB, то оно может получать данные с подключенного ведомого устройства USB, а также осуществлять передачу данных. В настоящее время различные терминалы могут выполнять функции хост-устройства USB: компьютер, домашний шлюз, телевизионная приставка и т.д. Интерфейс USB, выполненный на терминале, как правило, может служить интерфейсом хост-устройства, посредством которого ведомое устройство, например, флеш-диск USB, подключается к терминалу для осуществления процедуры обмена данными.

Помимо осуществления функции хост-устройства, терминал может дополнительно включать в себя модуль ведомого устройства (который также может называться «функциональный модуль ведомого устройства»). Различные периферийные хост-устройства USB могут быть подключены к интерфейсу USB функционального модуля ведомого устройства на терминале для осуществления отладки интерфейса USB или получения соответствующей информации о модуле ведомого устройства. Разъем USB может быть отдельным образом зарезервирован на плате для использования в качестве интерфейса ведомого устройства для одновременной реализации функции хост-устройства и функции ведомого устройства на терминале в дополнение к организации общего интерфейса USB на терминале для использования в качестве интерфейса хост-устройства. Однако, разъем USB может иметь относительно большие размеры, что не дает ему преимуществ при миниатюризации терминала. Более того, поскольку разъем USB может быть размещен во внутренней части платы, может возникнуть необходимость разобрать терминал для использования такого разъема USB, что создает неудобства по использованию разъема USB.

Раскрытие изобретения

Некоторые примерные варианты осуществления настоящего изобретения приводят схему, способ и устройство для совместного использования интерфейса USB, которые могут реализовывать передачу данных при осуществлении функций хост-устройства и функций ведомого устройства в рамках терминала с использованием единого стандартного интерфейса USB.

Примерный вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает функционирование схемы совместного использования интерфейса USB. Схема совместного использования интерфейса USB может включать следующие элементы: модуль хост-устройства, модуль ведомого устройства, модуль переключения и интерфейс USB. Контакт обнаружения на модуле хост-устройства может быть подключен к контакту обнаружения сигнала интерфейса USB. Первый выходной управляющий контакт модуля хост-устройства может быть подключен к первому входному управляющему контакту модуля переключения. Контакт передачи данных модуля хост-устройства может быть подключен к первому контакту передачи данных модуля переключения. Контакт передачи данных модуля ведомого устройства может быть подключен ко второму контакту передачи данных модуля переключения. Третий контакт передачи данных модуля переключения может быть подключен к контакту передачи данных интерфейса USB.

В примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения может также включать в себя средство переключения сигнала USB. Входной управляющий контакт переключения сигнала USB может выступать в качестве первого входного управляющего контакта модуля переключения и может быть подключен к первому выходному управляющему контакту модуля хост-устройства. Первый контакт переключения сигнала USB может выступать в качестве первого контакта передачи данных модуля переключения и может быть подключен к контакту передачи данных модуля хост-устройства. Второй контакт переключения сигнала USB может выступать в качестве второго контакта передачи данных модуля переключения и может быть подключен к контакту передачи данных модуля ведомого устройства. Третий контакт переключения сигнала USB может выступать в качестве третьего контакта передачи данных модуля переключения и может быть подключен к контакту передачи данных интерфейса USB.

В примерном варианте осуществления изобретения второй выходной управляющий контакт модуля хост-устройства может быть подключен ко второму входному управляющему контакту модуля переключения. Входной контакт питания модуля переключения может быть подключен к источнику питания терминала. Выходной контакт питания модуля переключения может быть подключен к входному контакту питания интерфейса USB.

В примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения может дополнительно включать в себя модуль переключения ограничения тока, и диод, установленный параллельно относительно модуля переключения ограничения тока. Входной управляющий контакт модуля переключения ограничения тока может выступать в качестве второго входного управляющего контакта модуля переключения и может быть подключен ко второму выходному управляющему контакту модуля хост-устройства. Входной контакт питания модуля переключения ограничения тока может выступать в качестве входного контакта питания модуля переключения и может быть подключен к источнику питания терминала. Выходной контакт питания модуля переключения ограничения тока может выступать в качестве выходного контакта питания модуля переключения и может быть подключен ко входному контакту питания интерфейса USB. Анод диода может быть подключен к входному контакту питания модуля переключения ограничения тока, а катод диода - к выходному контакту питания модуля переключения ограничения тока.

Еще один примерный вариант осуществления изобретения обеспечивает способ совместного использования интерфейса USB. Способ может включать в себя следующие процедуры.

Сигнал USB может быть обнаружен наряду с оценкой типа периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB.

Если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то переключение сигнала USB модуля переключения может осуществляться на модуль ведомого устройства с последующей активацией соединения между модулем ведомого устройства и интерфейсом USB.

Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то переключение сигнала USB модуля переключения может осуществляться на модуль хост-устройства с последующей активацией соединения между модулем хост-устройства и интерфейсом USB.

Если в примерном варианте осуществления изобретения тип периферийного устройства представлен хост-устройством USB, то способ может дополнительно включать в себя следующие процедуры после того, как переключение сигнала USB модуля переключения осуществляется на модуль ведомого устройств, и соединение между модулем ведомого устройства и интерфейсом USB активируется надлежащим образом.

Цепь модуля переключения ограничения тока модуля переключения может быть разомкнута таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB посредством диода модуля переключения.

Если в примерном варианте осуществления изобретения тип периферийного устройства представлен ведомым устройством USB, то способ может дополнительно включать в себя следующие процедуры после того, как переключение сигнала USB модуля переключения осуществляется на модуль хост-устройства, и соединение между модулем хост-устройства и интерфейсом USB активируется надлежащим образом.

Цепь модуля переключения ограничения тока модуля переключения может быть замкнута таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание напрямую на интерфейс USB.

Еще один примерный вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает устройство для совместного использования интерфейса USB. Устройство может включать в себя модуль хост-устройства и модуль переключения.

Сигнал USB может быть обнаружен модулем хост-устройства, который также может определить тип периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB. Если периферийное устройство представлено хост-устройством USB, то модуль хост-устройства может управлять модулем переключения для активации соединения между модулем ведомого устройства и интерфейсом USB. Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то модуль хост-устройства может управлять модулем переключения для активации соединения между модулем хост-устройства и интерфейсом USB.

В примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения может также включать в себя средство переключения сигнала USB. Если периферийное устройство представлено хост-устройством USB, то модуль хост-устройства может управлять переключением сигнала USB модуля переключения для переключения на модуль ведомого устройства. Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то модуль хост-устройства может управлять переключением сигнала USB модуля переключения для переключения на модуль хост-устройства.

В примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения может дополнительно включать модуль переключения ограничения тока и диод. Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то модуль хост-устройства может управлять переключением ограничения тока модуля переключения, замыкая цепь таким образом, что источник питания терминала будет напрямую подавать питание на интерфейс USB. Если периферийное устройство представлено хост-устройством USB, то модуль хост-устройства может управлять переключением ограничения тока модуля переключения, размыкая цепь таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB посредством диода.

Решение, предлагаемое в некоторых вариантах осуществления изобретения, может способствовать совместному использованию интерфейса USB на терминале одновременно в качестве функционального интерфейса хост-устройства и функционального интерфейса ведомого устройства таким образом, что функции хост-устройства и функции ведомого устройства могут осуществляться одним интерфейсом USB на терминале, что, в свою очередь, обеспечит удобство передачи данных между терминалом и периферийным устройством. Кроме того, в процессе осуществления может не потребоваться разработка отдельного интерфейса внутри платы, таким образом, свободное пространство на плате может быть сохранено, что, в свою очередь, будет способствовать упрощению миниатюризации терминала.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1а - структурная схема первого примерного варианта осуществления схемы для совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении.

Фиг. 1b - структурная схема второго примерного варианта осуществления схемы для совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении.

Фиг. 2 - блок-схема первого примерного варианта осуществления способа совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении.

Фиг. 3-блок-схема второго примерного варианта осуществления способа совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении.

Фиг. 4 - модульная схема примерного варианта осуществления инструмента для совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении.

Реализация, существенные признаки и преимущества данного изобретения более подробно раскрыты ниже в вариантах осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Необходимо понимать, что некоторые примерные варианты, описанные ниже, иллюстрируют настоящее изобретение, но не ограничивают его.

Фиг. 1а - структурная схема первого примерного варианта осуществления схемы для совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении. Как показано на Фиг. 1а, схема совместного использования интерфейса USB, описанная в данном примерном варианте осуществления, может включать в себя модуль хост-устройства 100, модуль ведомого устройства 200, модуль переключения 300 и интерфейс USB 400. Контакт обнаружения на модуле хост-устройства 100 может быть подключен к контакту обнаружения сигнала интерфейса USB 400. Первый выходной управляющий контакт модуля хост-устройства 100 может быть подключен к первому входному управляющему контакту модуля переключения 300. Контакт передачи данных модуля хост-устройства 100 может быть подключен к первому контакту передачи данных модуля переключения 300. Контакт передачи данных модуля ведомого устройства 200 может быть подключен ко второму контакту передачи данных модуля переключения 300. Третий контакт передачи данных модуля переключения 300 может быть подключен к контакту передачи данных интерфейса USB 400.

Схема совместного использования интерфейса USB, описанная в примерном варианте осуществления, может быть расположена в терминале. Терминал может быть представлен компьютером, телевизором, телевизионной приставкой или другими устройствами. Модуль хост-устройства 100 может быть выполнен с возможностью обнаружения сигнала и возможность определения типа периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB 400. Если периферийное устройство является ведомым устройством USB, например флеш-накопителем USB, то в соответствии со стандартами организации USB одна линия USB для передачи данных из двух, связанная с периферийным устройством, может иметь сопротивление нагрузки 1,5 кОм, при этом, после активации электрический уровень линии передачи данных с сопротивлением нагрузки будет увеличен. Модуль хост-устройства 100 может обнаруживать электрический уровень в линии USB для передачи данных периферийного устройства. Если одна из двух линий USB для передачи данных периферийного устройства имеет более высокий электрический уровень, то тип периферийного устройства может быть представлен ведомым устройством USB; в противном случае тип периферийного устройства представлен хост-устройством USB.

Если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 для активации соединения между модулем ведомого устройства 200 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию ведомого устройства посредством модуля ведомого устройства 200 и предоставлять данные периферийному устройству или позволять периферийному устройству производить отладку интерфейса USB терминала. Если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 для активации соединения между модулем хост-устройства 100 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию хост-устройства посредством модуля хост-устройства 100 и получать данные периферийного устройства.

Данный примерный вариант осуществления изобретения может способствовать совместному использованию интерфейса USB на терминале одновременно в качестве функционального интерфейса хост-устройства и функционального интерфейса ведомого устройства таким образом, что функции хост-устройства и функции ведомого устройства могут осуществляться одним интерфейсом USB на терминале, что, в свою очередь, обеспечит удобство передачи данных между терминалом и периферийным устройством. Кроме того, в процессе осуществления может не потребоваться разработка отдельного интерфейса внутри платы, таким образом, свободное пространство на плате может быть сохранено, что, в свою очередь, будет способствовать упрощению миниатюризации терминала.

В примерном варианте осуществления изобретения, описанном на Фиг. 1, второй выходной управляющий контакт модуля хост-устройства 100 может быть подключен ко второму входному управляющему контакту модуля переключения 300. Входной контакт питания модуля переключения 300 может быть подключен к источнику питания терминала. Выходной контакт питания модуля переключения 300 может быть подключен к входному контакту питания интерфейса USB.

Если интерфейс USB 400 не подключен к периферийному устройству, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 в режиме питания низкого напряжения. В режиме питания низкого напряжения модуль переключения 300 может регулировать уменьшаемое выходное напряжение источника питания терминала и дополнительно подавать уменьшенное напряжение на интерфейс USB 400. Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то ток нагрузки может быть увеличен при функционировании периферийного ведомого устройства USB. Чем большим будет значение тока, тем в большей степени будет понижено напряжение источника питания. При таких условиях, если модуль переключения 300 все еще находится в режиме питания низкого напряжения и подает пониженное напряжение на интерфейс USB 400, и если значение тока нагрузки становится относительно большим, а уменьшение напряжения источника питания терминала превышает установленный предел, то выходное напряжение интерфейса USB 400 может не в полной мере соответствовать требованиям спецификации USB, определенной для периферийного устройства. На данном этапе может возникнуть необходимость увеличить выходное напряжение интерфейса USB 400. Модуль переключения 300 также может получить команду от модуля хост-устройства 100 для переключения в режим питания высокого напряжения, при этом модуль переключения 300 может напрямую подавать питание от терминала до интерфейса USB 400. Если модуль хост-устройства 100 определяет, что периферийное устройство является хост-устройством USB, то терминал и периферийное устройство могут одновременно подавать питание на интерфейс USB 400. Если напряжение, подаваемое терминалом, слишком велико, то в системе возрастает риск повреждения источника питания периферийного устройства. С другой стороны, источник питания терминала может быть поврежден, если напряжение периферийного устройства слишком велико. Следовательно, в рамках данного условия модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 с целью переключения в режим питания низкого напряжения. В режиме питания низкого напряжения модуль переключения 300 может регулировать уменьшаемое выходное напряжение источника питания терминала и дополнительно подавать уменьшенное напряжение на интерфейс USB 400.

Упомянутый примерный вариант осуществления обеспечивает регулируемость выходного напряжения интерфейса USB в случае возникновения проблемы, когда напряжение находится на слишком высоком или слишком низком уровне при подаче питания с терминала на интерфейс USB для совместного использования интерфейса USB. Если периферийное устройство является ведомым, то оборудование может обеспечить достаточное рабочее напряжение; если периферийное устройство является хост-устройством, то риск того, что устройство на другом конце схемы может быть повреждено, растет, если терминал или периферийное устройство подает чрезмерно высокое напряжение на такое устройство. Этот риск можно избежать, реализовав более высокий уровень безопасности.

Фиг. 1b - структурная схема второго примерного варианта осуществления схемы для совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении. Как показано на Фиг. 1, в данном примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения 300 может также включать в себя модуль переключения сигнала USB 310. Входной управляющий контакт модуля переключения сигнала USB 310 может выступать в качестве первого входного управляющего контакта модуля переключения 300 и может быть подключен к первому выходному управляющему контакту модуля хост-устройства 100. Первый контакт модуля переключения сигнала USB 310 может выступать в качестве первого контакта передачи данных модуля переключения 300 и может быть подключен к контакту передачи данных модуля хост-устройства 100. Второй контакт модуля переключения сигнала USB 310 может выступать в качестве второго контакта передачи данных модуля переключения 300 может быть подключен к контакту передачи данных модуля ведомого устройства 200. Третий контакт модуля переключения сигнала USB 310 может выступать в качестве третьего контакта передачи данных модуля переключения 300, будучи подключенным к контакту передачи данных интерфейса USB 400.

Если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может отправить контрольный сигнал на модуль переключения сигнала USB 310, управлять вторым и третьим контактом модуля переключения сигнала USB 310 и переключать соединения между модулем ведомого устройства 200 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию ведомого устройства посредством модуля ведомого устройства 200 и предоставлять данные периферийному устройству или позволять периферийному устройству производить отладку интерфейса USB терминала. Если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может отправить контрольный сигнал на модуль переключения сигнала USB 310, управлять первым и третьим контактом модуля переключения сигнала USB 310 и переключать соединения между модулем хост-устройства 100 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию хост-устройства посредством модуля хост-устройства 100 и получать данные периферийного устройства.

В примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения 300 может дополнительно включать в себя модуль переключения ограничения тока 320, и диод 330, установленный параллельно относительно модуля переключения ограничения тока 320. Входной управляющий контакт модуля переключения ограничения тока 320 может выступать в качестве второго входного управляющего контакта модуля переключения 300 и может быть подключен ко второму выходному управляющему контакту модуля хост-устройства 100. Входной контакт питания модуля переключения ограничения тока 320 может выступать в качестве входного контакта питания модуля переключения 300 и может быть подключен к источнику питания терминала. Выходной контакт питания модуля переключения ограничения тока 320 может выступать в качестве выходного контакта питания модуля переключения 300 и может быть подключен ко входному контакту питания интерфейса USB 400. Анод диода 330 может быть подключен к входному контакту питания модуля переключения ограничения тока 320, а катод диода 330 - к выходному контакту питания модуля переключения ограничения тока 320.

Если интерфейс USB 400 не подключен к периферийному устройству, то модуль хост-устройства 100 может выводить контрольный сигнал, чтобы управлять модулем переключения ограничения тока 320, размыкая цепь таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB 400 посредством диода 330. Так как диод 330 может выполнять функцию понижения напряжения, значение выходного напряжения на интерфейсе USB 400 может быть уменьшено через диод 330 посредством источника питания терминала. Если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то может возникнуть необходимость увеличить выходное напряжение интерфейса USB 400. Модуль хост-устройства 100 может передавать контрольный сигнал модулю переключения ограничения тока 320 для замыкания цепи модуля переключения ограничения тока 320, производимого таким образом, чтобы источник питания терминала мог непосредственно получать питание от интерфейса USB 400 для обеспечения достаточного рабочего напряжения периферийного устройства. Если модуль хост-устройства 100 определяет, что периферийное устройство является хост-устройством USB, то терминал и периферийное устройство могут одновременно подавать питание на интерфейс USB 400. Во избежание повреждения источника питания терминала или источника питания периферийного устройства модуль хост-устройства 100 может выводить контрольный сигнал на модуль переключения ограничения тока 320 для размыкания цепи модуля переключения ограничения тока 320 таким образом, чтобы источник питания терминала мог осуществлять вывод непосредственно на интерфейс USB 400 после снижения напряжения диода 330. Так как диод 330 может осуществлять функцию снижения напряжения, выходное напряжение интерфейса USB 400 может находиться на уровне ниже напряжения питания периферийного устройства. Таким образом, оборудование гарантирует, что периферийное устройство не будет повреждено. В дополнение, однонаправленная проводимость диода 330 и защита от обратного перенапряжения модуля переключения ограничения тока 320 могут препятствовать превышению выходного напряжения периферийного устройства, что, в свою очередь, позволяет избежать повреждения внутреннего источника питания терминала.

Фиг. 2 - блок-схема первого примерного варианта осуществления способа совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении. Как показано на Фиг. 2, способ совместного использования интерфейса USB 400, предусмотренный в рассматриваемом примерном варианте осуществления, может включать в себя следующие процедуры.

На этапе S10 сигнал USB может быть обнаружен наряду с оценкой типа периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB 400.

В рассматриваемом примерном варианте осуществления используется схема совместного использования интерфейса USB, описанная в примерных вариантах осуществления, показанных на Фиг. 1а и Фиг. 1b. Схема совместного использования интерфейса USB может быть организована в терминале, который может быть представлен компьютером, телевизором, телевизионной приставкой или другими устройствами. Модуль хост-устройства 100 может быть выполнен с возможностью обнаружения сигнала и возможность определения типа периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB 400. Если периферийное устройство является ведомым устройством USB, например флеш-накопителем USB, то в соответствии со стандартами организации USB одна линия USB для передачи данных из двух, связанная с периферийным устройством, может иметь сопротивление нагрузки 1,5 кОм, при этом, после активации электрический уровень линии передачи данных с сопротивлением нагрузки будет увеличен. Модуль хост-устройства 100 может обнаруживать электрический уровень в линии USB для передачи данных периферийного устройства. Если одна из двух линий USB для передачи данных периферийного устройства имеет более высокий электрический уровень, то тип периферийного устройства может быть представлен ведомым устройством USB; в противном случае тип периферийного устройства может быть представлен хост-устройством USB.

Если на этапе S20 типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль переключения сигнала USB 310 модуля переключения 300 может осуществлять переключение на модуль ведомого устройства 200 с последующей активацией соединения между модулем ведомого устройства 200 и интерфейсом USB 400.

Если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может отправить контрольный сигнал на модуль переключения сигнала USB 310, управлять модулем переключения сигнала USB 310 и переключать соединения между модулем ведомого устройства 200 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию ведомого устройства посредством модуля ведомого устройства 200 и предоставлять данные периферийному устройству или позволять периферийному устройству производить отладку интерфейса USB терминала.

Если на этапе S30 типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то модуль переключения сигнала USB 310 модуля переключения 300 может осуществлять переключение на модуль хост-устройства 100 с последующей активацией соединения между модулем хост-устройства 100 и интерфейсом USB 400.

Если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может отправить контрольный сигнал на модуль переключения сигнала USB 310, управлять модулем переключения сигнала USB 310 и переключать соединения между модулем хост-устройства 100 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию хост-устройства посредством модуля хост-устройства 100 и получать данные периферийного устройства.

Данный примерный вариант осуществления изобретения может способствовать совместному использованию интерфейса USB на терминале одновременно в качестве функционального интерфейса хост-устройства и функционального интерфейса ведомого устройства таким образом, что функции хост-устройства и функции ведомого устройства могут осуществляться одним интерфейсом USB на терминале, что, в свою очередь, обеспечит удобство передачи данных между терминалом и периферийным устройством. Кроме того, в процессе осуществления может не потребоваться разработка отдельного интерфейса внутри платы, таким образом, свободное пространство на плате может быть сохранено, что, в свою очередь, будет способствовать упрощению миниатюризации терминала.

Фиг. 3-блок-схема второго примерного варианта осуществления способа совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении. Как показано на Фиг. 3, рассматриваемый примерный вариант осуществления может включать в себя все процедуры примерного варианта осуществления, показанные на Фиг. 2, и дополнительно учитывать процедуры, перечисленные после этапа S30.

На этапе S31 цепь модуля переключения ограничения тока 320 модуля переключения 300 может быть замкнута таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание напрямую на интерфейс USB 400.

Если интерфейс USB 400 не подключен к периферийному устройству, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 в режиме питания низкого напряжения. В режиме подачи питания низкого напряжения модуль хост-устройства 100 может выводить контрольный сигнал, чтобы управлять модулем переключения ограничения тока 320, размыкая цепь таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB 400 посредством диода 330. Так как диод 330 может выполнять функцию понижения напряжения, значение выходного напряжения на интерфейсе USB 400 может быть уменьшено через диод 330 посредством источника питания терминала.

Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то ток нагрузки может быть увеличен при функционировании периферийного ведомого устройства USB. Чем большим будет значение тока, тем в большей степени будет понижено напряжение источника питания. При таких условиях, если модуль переключения 300 все еще находится в режиме питания низкого напряжения и подает пониженное напряжение на интерфейс USB 400, и если значение тока нагрузки становится относительно большим, а уменьшение напряжения источника питания терминала превышает установленный предел, то выходное напряжение интерфейса USB 400 может не в полной мере соответствовать требованиям спецификации USB, определенной для периферийного устройства. На данном этапе может возникнуть необходимость увеличить выходное напряжение интерфейса USB 400. Модуль переключения 300 также может получить команду от модуля хост-устройства 100 для переключения в режим питания высокого напряжения. В режиме питания высокого напряжения модуль хост-устройства 100 может передавать контрольный сигнал модулю переключения ограничения тока 320 и замыкать цепь модуля переключения ограничения тока 320. Таким образом, источник питания терминала может получать питание непосредственно от интерфейса USB 400 для обеспечения достаточного рабочего напряжения периферийного устройства.

В примерном варианте осуществления изобретения способ может дополнительно включать в себя следующие процедуры, приведенные после этапа S20.

На этапе S21 цепь модуля переключения ограничения тока 320 модуля переключения 300 может быть разомкнута таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB 400 посредством диода 330 модуля переключения 300.

Если модуль хост-устройства 100 определяет, что периферийное устройство является хост-устройством USB, то терминал и периферийное устройство могут одновременно подавать питание на интерфейс USB 400. Если напряжение, подаваемое терминалом, слишком велико, то в системе возрастает риск повреждения источника питания периферийного устройства. С другой стороны, источник питания терминала может быть поврежден, если напряжение периферийного устройства слишком велико. Следовательно, с учетом приведенного условия, модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 для осуществления переключения в режим питания низкого напряжения, и модуль хост-устройства 100 может выводить контрольный сигнал на модуль переключения ограничения тока 320 для размыкания цепи модуля переключения ограничения тока 320, производимого таким образом, чтобы источник питания терминала мог осуществлять вывод непосредственно на интерфейс USB 400 после снижения напряжения диода 330. Так как диод 330 может осуществлять функцию снижения напряжения, выходное напряжение интерфейса USB 400 может находиться на уровне ниже напряжения питания периферийного устройства. Таким образом, оборудование гарантирует, что периферийное устройство не будет повреждено. В дополнение, однонаправленная проводимость диода 330 и защита от обратного перенапряжения модуля переключения ограничения тока 320 могут препятствовать превышению выходного напряжения периферийного устройства, что, в свою очередь, позволяет избежать повреждения внутреннего источника питания терминала.

Упомянутый примерный вариант осуществления обеспечивает регулируемость выходного напряжения интерфейса USB в случае возникновения проблемы, когда напряжение находится на слишком высоком или слишком низком уровне при подаче питания с терминала на интерфейс USB для совместного использования интерфейса USB. Если периферийное устройство является ведомым, то оборудование может обеспечить достаточное рабочее напряжение; если периферийное устройство является хост-устройством, то риск того, что устройство на другом конце схемы может быть повреждено, растет, если терминал или периферийное устройство подает чрезмерно высокое напряжение на такое устройство. Этот риск можно избежать, реализовав более высокий уровень безопасности.

Фиг. 4 - модульная схема примерного варианта осуществления инструмента для совместного использования интерфейса USB, представленного в изобретении. Как показано на Фиг. 4, устройство для совместного использования интерфейса USB, приведенное в данном примерном варианте осуществления, может включать в себя модуль хост-устройства 100, модуль ведомого устройства 200, модуль переключения 300 и интерфейс USB 400. Сигнал USB может быть обнаружен модулем хост-устройства 100, который также может определить тип периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB 400. Если периферийное устройство представлено хост-устройством USB 100, то модуль хост-устройства может управлять модулем переключения 300 для активации соединения между модулем ведомого устройства 200 и интерфейсом USB 400. Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 для активации соединения между модулем хост-устройства 100 и интерфейсом USB 400.

В рассматриваемом примерном варианте осуществления используется схема совместного использования интерфейса USB, описанная в примерных вариантах осуществления, показанных на Фиг. 1а и/или Фиг. 1b. Схема совместного использования интерфейса USB может быть расположена в терминале. Терминал может быть представлен компьютером, телевизором, телевизионной приставкой или другими устройствами. Модуль хост-устройства 100 может быть выполнен с возможностью обнаружения сигнала и возможность определения типа периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB 400. Если периферийное устройство является ведомым устройством USB, например флеш-накопителем USB, то в соответствии со стандартами организации USB одна линия USB для передачи данных из двух, связанная с периферийным устройством, может иметь сопротивление нагрузки 1,5 кОм, при этом, после активации электрический уровень линии передачи данных с сопротивлением нагрузки будет увеличен. Модуль хост-устройства 100 может обнаруживать электрический уровень в линии USB для передачи данных периферийного устройства. Если одна из двух линий USB для передачи данных периферийного устройства имеет более высокий электрический уровень, то тип периферийного устройства может быть представлен ведомым устройством USB; в противном случае тип периферийного устройства может быть представлен хост-устройством USB.

Если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 для активации соединения между модулем ведомого устройства 200 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию ведомого устройства посредством модуля ведомого устройства 200 и предоставлять данные периферийному устройству или позволять периферийному устройству производить отладку интерфейса USB терминала. Если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 для активации соединения между модулем хост-устройства 100 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию хост-устройства посредством модуля хост-устройства 100 и получать данные периферийного устройства.

Данный примерный вариант осуществления изобретения может способствовать совместному использованию интерфейса USB на терминале одновременно в качестве функционального интерфейса хост-устройства и функционального интерфейса ведомого устройства таким образом, что функции хост-устройства и функции ведомого устройства могут осуществляться одним интерфейсом USB на терминале, что, в свою очередь, обеспечит удобство передачи данных между терминалом и периферийным устройством. Кроме того, в процессе осуществления может не потребоваться разработка отдельного интерфейса внутри платы, таким образом, свободное пространство на плате может быть сохранено, что, в свою очередь, будет способствовать упрощению миниатюризации терминала.

В примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения 300 может также включать в себя модуль переключения сигнала USB. Если периферийное устройство представлено хост-устройством USB 100, то модуль хост-устройства может управлять модулем переключения сигнала USB 310 модуля переключения 300 для переключения на модуль ведомого устройства 200. Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB 100, то модуль хост-устройства может управлять модулем переключения сигнала USB 310 модуля переключения 300 для переключения на модуль хост-устройства 100.

Если в примерном варианте осуществления изобретения типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может отправить контрольный сигнал на модуль переключения сигнала USB 310, управлять вторым и третьим контактом модуля переключения сигнала USB 310 и переключать соединения между модулем ведомого устройства 200 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию ведомого устройства посредством модуля ведомого устройства 200 и предоставлять данные периферийному устройству или позволять периферийному устройству производить отладку интерфейса USB терминала. Если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то модуль хост-устройства 100 может отправить контрольный сигнал на модуль переключения сигнала USB 310, управлять первым и третьим контактом модуля переключения сигнала USB 310 и переключать соединения между модулем хост-устройства 100 и интерфейсом USB 400. Таким образом, терминал может реализовать функцию хост-устройства посредством модуля хост-устройства 100 и получать данные периферийного устройства.

В примерном варианте осуществления изобретения модуль переключения 300 может дополнительно включать модуль переключения ограничения тока 320 и диод 330. Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения ограничения тока 320 модуля переключения 300, замыкая цепь таким образом, что источник питания терминала будет напрямую подавать питание на интерфейс USB 400. Если периферийное устройство представлено хост-устройством USB, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения ограничения тока 320 модуля переключения 300, размыкая цепь таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB 400 посредством диода 330.

Если в примерном варианте осуществления изобретения интерфейс USB 400 не подключен к периферийному устройству, то модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 в режиме питания низкого напряжения. В режиме подачи питания низкого напряжения модуль хост-устройства 100 может выводить контрольный сигнал, чтобы управлять модулем переключения ограничения тока 320, размыкая цепь таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB 400 посредством диода 330. Так как диод 330 может выполнять функцию понижения напряжения, значение выходного напряжения на интерфейсе USB 400 может быть уменьшено через диод 330 посредством источника питания терминала.

Если периферийное устройство представлено ведомым устройством USB, то ток нагрузки может быть увеличен при функционировании периферийного ведомого устройства USB. Чем большим будет значение тока, тем в большей степени будет понижено напряжение источника питания. При таких условиях, если модуль переключения 300 все еще находится в режиме питания низкого напряжения и подает пониженное напряжение на интерфейс USB 400, и если значение тока нагрузки становится относительно большим, а уменьшение напряжения источника питания терминала превышает установленный предел, то выходное напряжение интерфейса USB 400 может не в полной мере соответствовать требованиям спецификации USB, определенной для периферийного устройства. На данном этапе может возникнуть необходимость увеличить выходное напряжение интерфейса USB 400. Модуль переключения 300 может контролироваться модулем хост-устройства 100 с целью переключения питания в режим питания высокого напряжения. Модуль хост-устройства 100 может передавать контрольный сигнал модулю переключения ограничения тока 320 для замыкания цепи модуля переключения ограничения тока 320, производимого таким образом, чтобы источник питания терминала мог непосредственно получать питание от интерфейса USB 400 для обеспечения достаточного рабочего напряжения периферийного устройства.

Если модуль хост-устройства 100 определяет, что периферийное устройство является хост-устройством USB, то терминал и периферийное устройство могут одновременно подавать питание на интерфейс USB 400. Если напряжение, подаваемое терминалом, слишком велико, то в системе возрастает риск повреждения источника питания периферийного устройства. С другой стороны, источник питания терминала может быть поврежден, если напряжение периферийного устройства слишком велико. Следовательно, с учетом приведенного условия, модуль хост-устройства 100 может управлять модулем переключения 300 для осуществления переключения в режим питания низкого напряжения, и модуль хост-устройства 100 может выводить контрольный сигнал на модуль переключения ограничения тока 320 для размыкания цепи модуля переключения ограничения тока 320, производимого таким образом, чтобы источник питания терминала мог осуществлять вывод непосредственно на интерфейс USB 400 после снижения напряжения диода 330. Так как диод 330 может осуществлять функцию снижения напряжения, выходное напряжение интерфейса USB 400 может находиться на уровне ниже напряжения питания периферийного устройства. Таким образом, оборудование гарантирует, что периферийное устройство не будет повреждено. В дополнение, однонаправленная проводимость диода 330 и защита от обратного перенапряжения модуля переключения ограничения тока 320 могут препятствовать превышению выходного напряжения периферийного устройства, что, в свою очередь, позволяет избежать повреждения внутреннего источника питания терминала.

Упомянутый примерный вариант осуществления обеспечивает регулируемость выходного напряжения интерфейса USB в случае возникновения проблемы, когда напряжение находится на слишком высоком или слишком низком уровне при подаче питания с терминала на интерфейс USB для совместного использования интерфейса USB. Если периферийное устройство является ведомым, то оборудование может обеспечить достаточное рабочее напряжение; если периферийное устройство является хост-устройством, то риск того, что устройство на другом конце схемы может быть повреждено, растет, если терминал или периферийное устройство подает чрезмерно высокое напряжение на такое устройство. Этот риск можно избежать, реализовав более высокий уровень безопасности.

Промышленная применимость: исходя из приведенного выше описания, можно сказать, что решение, предлагаемое в некоторых вариантах осуществления изобретения, может способствовать совместному использованию интерфейса USB на терминале одновременно в качестве функционального интерфейса хост-устройства и функционального интерфейса ведомого устройства таким образом, что функции хост-устройства и функции ведомого устройства могут осуществляться одним интерфейсом USB на терминале, что, в свою очередь, обеспечит удобство передачи данных между терминалом и периферийным устройством. Кроме того, в процессе осуществления может не потребоваться разработка отдельного интерфейса внутри платы, таким образом, свободное пространство на плате может быть сохранено, что, в свою очередь, будет способствовать упрощению миниатюризации терминала.

Вышеприведенные варианты осуществления настоящего изобретения являются примерными и не представляют ограничений в отношении объема данного изобретения. Любые эквивалентные конструкции или эквивалентные разновидности процессов, полученные на основе описания настоящего изобретения и прилагаемых к нему чертежей, а также любые эквивалентные конструкции или эквивалентные варианты технологических маршрутов, прямо или косвенно применимые в других сходных областях техники, подлежат включению в объем патентной охраны настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении миниатюризации терминала. Схема совместного использования интерфейса универсальной последовательной шины (USB) включает модуль хост-устройства, модуль ведомого устройства, модуль переключения и интерфейс USB, в рамках которой контакт обнаружения модуля хост-устройства подключен к контакту обнаружения сигнала интерфейса USB, первый выходной управляющий контакт модуля хост-устройства подключен к первому входному управляющему контакту модуля переключения, контакт передачи данных модуля хост-устройства подключен к первому контакту передачи данных модуля переключения, контакт передачи данных модуля ведомого устройства подключен ко второму контакту передачи данных модуля переключения, третий контакт передачи данных модуля переключения подключен к контакту передачи данных интерфейса USB. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Схема совместного использования интерфейса универсальной последовательной шины (USB), состоящая из следующих элементов: модуль хост-устройства, модуль ведомого устройства, модуль переключения и интерфейс USB, в рамках которой контакт обнаружения модуля хост-устройства подключен к контакту обнаружения сигнала интерфейса USB, первый выходной управляющий контакт модуля хост-устройства подключен к первому входному управляющему контакту модуля переключения, контакт передачи данных модуля хост-устройства подключен к первому контакту передачи данных модуля переключения, контакт передачи данных модуля ведомого устройства подключен ко второму контакту передачи данных модуля переключения, третий контакт передачи данных модуля переключения подключен к контакту передачи данных интерфейса USB.

2. Схема совместного использования интерфейса USB по п. 1, в которой модуль переключения содержит переключатель сигналов USB; входной управляющий контакт переключателя сигналов USB выступает в качестве первого входного управляющего контакта модуля переключения и соединен с первым входным управляющим контактом модуля хост-устройства, первый контакт переключателя сигналов USB выступает в качестве первого контакта передачи данных модуля переключения и подключается к контакту передачи данных модуля хост-устройства; второй контакт переключателя сигналов USB выступает в качестве второго контакта передачи данных модуля переключения и подключается к контакту передачи данных модуля ведомого устройства; третий контакт переключателя сигналов USB выступает в качестве третьего контакта передачи данных модуля переключателя и подключается к контакту передачи данных интерфейса USB.

3. Схема совместного использования интерфейса USB по п. 1 или 2, в которой второй выходной управляющий контакт модуля хост-устройства подключается ко второму входному управляющему контакту модуля переключения, входной контакт питания модуля переключения подключается к источнику питания терминала; выходной контакт питания модуля переключения подключается к входному контакту питания интерфейса USB.

4. Схема совместного использования интерфейса USB по п. 3, в которой модуль переключения дополнительно содержит модуль переключения ограничения тока и диод, подключенный параллельно с модулем переключения ограничения тока, входной управляющий контакт модуля переключения ограничения тока выступает в качестве второго входного управляющего контакта модуля переключения и подключен ко второму выходному управляющему контакту модуля хост-устройства; входной контакт питания модуля переключения ограничения тока выступает в качестве входного контакта питания модуля переключения и подключен к источнику питания терминала; выходной контакт питания модуля переключения ограничения тока выступает в качестве выходного контакта питания модуля переключения и подключен к входному контакту питания интерфейса USB; анод диода подключен к входному контакту питания модуля переключения ограничения тока, а катод диода подключен к выходному контакту питания модуля переключения ограничения тока.

5. Способ совместного использования интерфейса универсальной последовательной шины (USB), использующий схему совместного использования интерфейса USB по любому из пп. 1-4, содержащий:

средства обнаружения сигнала USB и определения типа периферийного устройства, которое в настоящее время получает доступ к интерфейсу USB, причем

если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то выполняется переключение сигнала USB модуля переключения на модуль ведомого устройства и активация соединения между модулем ведомого устройства и интерфейсом USB; и

если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB - переключение сигнала USB модуля переключения на модуль хост-устройства и активация соединения между модулем хост-устройства и интерфейсом USB.

6. Способ совместного использования интерфейса USB по п. 5, в котором, если тип периферийного устройства представлен хост-устройством USB, то дополнительно после того как переключение сигнала USB модуля переключения осуществляется на модуль ведомого устройства, и соединение между модулем ведомого устройства и интерфейсом USB активируется надлежащим образом, выполняется размыкание цепи модуля переключателя ограничения тока модуля переключения, производимое таким образом, что источник питания терминала будет подавать питание на интерфейс USB посредством диода модуля переключения.

7. Способ совместного использования интерфейса USB по п. 5 или 6, в котором, если тип периферийного устройства представлен ведомым устройством USB, то дополнительно после того как переключение сигнала USB модуля переключения осуществляется на модуль хост-устройства, и соединение между модулем хост-устройства и интерфейсом USB активируется надлежащим образом, выполняется закрытие цепи модуля переключения ограничения тока модуля переключения таким образом, что источник питания терминала подает питание напрямую на интерфейс USB.

8. Устройство для совместного использования интерфейса универсальной последовательной шины (USB), использующее схему совместного использования интерфейса USB по любому из пп. 1-4, содержащее модуль хост-устройства, модуль ведомого устройства, модуль переключения и интерфейс USB, в котором модуль хост-устройства обнаруживает сигнал USB и определяет тип периферийного устройства, которое в настоящее время обращается к интерфейсу USB; если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства управляет модулем переключения для включения линии между модулем ведомого устройства и интерфейсом USB; если тип периферийного устройства представлен ведомым устройством USB, то модуль хост-устройства управляет модулем переключения для переключения на линию между модулем хост-устройства и интерфейсом USB.

9. Устройство для совместного использования интерфейса USB по п. 8, в котором модуль переключения содержит переключатель сигнала USB; если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства управляет модулем переключения сигнала USB модуля переключения для переключения на модуль ведомого устройства; если тип периферийного устройства представлен ведомым устройством USB, то модуль хост-устройства управляет модулем переключения сигнала USB модуля переключения для переключения на модуль хост-устройства.

10. Устройство для совместного использования интерфейса USB по п. 8 или 9, в котором модуль переключения дополнительно содержит переключатель ограничения тока и диод; если типом периферийного устройства является ведомое устройство USB, то модуль хост-устройства управляет переключателем ограничения тока модуля переключения, замыкая цепь таким образом, что источник питания терминала подает питание напрямую на интерфейс USB; если типом периферийного устройства является хост-устройство USB, то модуль хост-устройства управляет переключателем ограничения тока модуля переключения, размыкая цепь таким образом, что источник питания терминала подает питание на интерфейс USB через диод.