專利名稱：雙端口usb接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具體地涉及用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通用串行總線。
背景技術(shù)：
通用串行總線(USB)總線是電子網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，其設(shè)計(jì)用于允許個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)連接到多個(gè)諸如鍵盤、鼠標(biāo)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA’s)、照相機(jī)、音樂播放器和打印機(jī)的電子設(shè)備。USB總線支持所連接的設(shè)備之間的與對等關(guān)系相對的主機(jī)—外設(shè)關(guān)系。在圖1中示出了典型的USB電子網(wǎng)絡(luò)10。個(gè)人計(jì)算機(jī)通常被指定為主機(jī)設(shè)備而PC連接設(shè)備通常被指定為外設(shè)。根據(jù)邏輯拓?fù)湫g(shù)語，USB網(wǎng)絡(luò)展示了與一對一關(guān)系相反的一對多的關(guān)系；PC是“一”而外設(shè)是“多”。因?yàn)樵谒蠻SB連接網(wǎng)絡(luò)中USB規(guī)范包括不多于一個(gè)的主機(jī)，當(dāng)前USB連接器和電纜使得主機(jī)連接器和外圍連接器之間沒有物理區(qū)別。因此，USB網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先假定就是網(wǎng)絡(luò)的用戶能夠輕易地區(qū)別主機(jī)設(shè)備和外設(shè)。
然而，可以輕易地選擇三種普通設(shè)備，諸如PC，智能便攜式計(jì)算機(jī)PDA，以及缺少USB連接器的性別(gender)會(huì)導(dǎo)致非常混亂的USB外設(shè)，諸如打印機(jī)。圖2舉例說明了連接到多個(gè)外設(shè)22和24的一個(gè)USB主機(jī)20的問題。如圖2所示，假設(shè)用戶希望連接PC20至PDA22。在這種情況下，PDA22是USB外設(shè)并且其USB信號必須作為USB外設(shè)20來響應(yīng)，并且由USB外圍軟件驅(qū)動(dòng)和USB外圍接口邏輯來處理?，F(xiàn)在假定，用戶希望連接PDA22至USB打印機(jī)。在這種情況下，PDA22必須是USB主機(jī)并且其USB信號必須作為USB20主機(jī)來響應(yīng)，并且由USB主機(jī)軟件驅(qū)動(dòng)和USB主機(jī)接口邏輯來處理。PDA22無法知道將如何處理其USB信號是由于缺乏USB連接器的主機(jī)/外設(shè)性別和USB網(wǎng)絡(luò)的基本的一對多關(guān)系導(dǎo)致的。
一種新的首創(chuàng)的稱作USB OTG(on-the-go)試圖提供一種解決方法，來解決指定USB電纜的哪一端是主機(jī)或者外設(shè)的問題。OTG通過為USB枚舉層增加新的軟件以及對D+、D-、VCC和GND的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)USB管腳定義再定義一個(gè)由VDIR標(biāo)記的新的USB第五管腳來解決這個(gè)問題。OTG努力解決USB連接器性別的問題但是以增加軟件、新類型的電纜和連接器、以及新的管腳定義VDIR為代價(jià)。所需要的是克服以上所示問題的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明致力于這種需要。

發(fā)明內(nèi)容
本公開了一種雙端口USB接口。雙端口接口包含USB主機(jī)端口和USB外設(shè)接口。通過使用預(yù)先確定的信號來定義主機(jī)端口和外設(shè)端口。在優(yōu)選實(shí)施例中，在其中至少一個(gè)雙端口USB(DPUSB)連接器連接到標(biāo)準(zhǔn)USB連接器或其它DPUSB連接器的網(wǎng)絡(luò)中使用雙端口USB接口。通過使用DPUSB接口，網(wǎng)絡(luò)中能夠既充當(dāng)主機(jī)又或者充當(dāng)其它設(shè)備的外設(shè)的單個(gè)設(shè)備同樣創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)對等關(guān)系。DPUSB連接器的使用也為新種類的設(shè)備諸如存儲(chǔ)卡和電纜提供極大地增加簡易使用許多智能電子設(shè)備諸如照相機(jī)和PDA的機(jī)會(huì)。


圖1舉例說明典型USB網(wǎng)絡(luò)。
圖2舉例說明連接到多個(gè)外設(shè)的USB主機(jī)的問題。
圖3根據(jù)本發(fā)明舉例說明DPUSB連接器和電纜解決方案。
圖4舉例說明連接兩個(gè)設(shè)備與DPUSB連接器和主機(jī)以及外設(shè)有效端口。
圖5舉例說明創(chuàng)建USB對等網(wǎng)絡(luò)的DPUSB連接器。
圖6舉例說明照相機(jī)和PC所需的典型的多個(gè)連接和連接器。
圖7舉例說明創(chuàng)建新的設(shè)備連接的DPUSB連接器。
圖8舉例說明利用適用的DPUSB電纜消除多個(gè)類型I/O端口的DPUSB連接器。
具體實(shí)施例方式
進(jìn)行以下描述以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和使用本發(fā)明，并且是在專利申請及其需要的環(huán)境下提供該描述。在此描述的優(yōu)選實(shí)施例的各種修改以及總原理和特征對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明意圖不在于被所示實(shí)施例所限制，而在于符合與在此所描述的原理和特征一致的最廣泛的范圍。
雙端口USB解決方案在標(biāo)準(zhǔn)USB連接中，主機(jī)/外設(shè)分配的固有混淆是由USB網(wǎng)絡(luò)的一對多拓?fù)湟约癠SB連接器管腳定義所導(dǎo)致的。然而，在系統(tǒng)CPU耦合至USB端口的USB軟件驅(qū)動(dòng)或者USB接口電子設(shè)備中卻不存在主機(jī)/外設(shè)混淆。圖3根據(jù)本發(fā)明舉例說明DPUSB連接器和電纜連接器解決方案100。因此，解決該問題的最佳解決方案就是創(chuàng)建在同一連接器(圖3)中具有主機(jī)和外設(shè)端口的新USB接口，我們將該連接器指定為雙端口USB(DPUSB)連接器100。
DPUSB接口中的錯(cuò)誤信號是D+H，D-H，D+P，D-P，GNDH，GNDP，+5VH，和+5VP。D+H和D-H是主機(jī)差動(dòng)數(shù)據(jù)線。D+P和D-P是外圍差動(dòng)數(shù)據(jù)線。GNDH和+5VH是主機(jī)電源線。并且GNDP和+5VP是外圍電源線。
合并GND管腳或者消除一個(gè)VCC管腳的其它管腳分配是可能的是。也可以增加另外的管腳來負(fù)責(zé)USB設(shè)備的特殊功能，諸如設(shè)備探測管腳和存儲(chǔ)器寫保護(hù)管腳。這僅僅是簡單地列出了可選的增加功能管腳，還存在許多其它可能性。然而，DPUSB接口區(qū)別于可能修改的USB連接的一些其它組合就是，在每個(gè)DPUSB連接器上，無論主機(jī)還是外圍數(shù)據(jù)端口都是通過使用信號D+H，D-H，和D+P，D-P來定義的。
DPUSB和現(xiàn)有USB連接器通過使用適用的DPUSB至USB電纜，DPUSB連接器100利用當(dāng)前USB連接器(圖3)可輕易地改型。DPUSB電纜末端的簡單彩色代碼和符號標(biāo)簽都能夠標(biāo)識連接的是主機(jī)還是外圍端口?？蛇x地，由于為主機(jī)和外圍端口分配了相等數(shù)目的管腳，因此可以指定允許DPUSB插頭反向的DPUSB連接器連接到或者主機(jī)或者外圍端口。
DPUSB至DPUSB的連接如果兩個(gè)或更多帶有DPUSB連接器的USB設(shè)備也具有有效主機(jī)和外圍電路和軟件，那么兩個(gè)設(shè)備能夠同時(shí)共同通過兩個(gè)信道來通信。在使用今天的多處理、中斷驅(qū)動(dòng)操作系統(tǒng)和它們的復(fù)雜應(yīng)用程序中，這會(huì)是非常有用的。如圖4和圖5所示，該多主機(jī)/外圍連接的拓?fù)湓趦蓚€(gè)設(shè)備之間創(chuàng)建偽對等關(guān)系。圖4舉例說明連接兩個(gè)帶有DPUSB連接器100和主機(jī)和外圍有效端口的設(shè)備200a和200b。圖5舉例說明創(chuàng)建USB對等網(wǎng)絡(luò)的DPUSB連接器100a-100c。
利用DPUSB連接器創(chuàng)建的新設(shè)備DPUSB連接器的另一個(gè)用途就是在諸如照相機(jī)的設(shè)備內(nèi)消除多種類型的I/O連接。圖6舉例說明照相機(jī)304和PC306常規(guī)需要的多個(gè)連接和連接器。例如，假定三個(gè)設(shè)備諸如PC，數(shù)字照相機(jī)，和存儲(chǔ)器卡。由于數(shù)字照相機(jī)需要與PC以及存儲(chǔ)卡的連接，因此通常使其具有兩個(gè)物理I/O端口即如圖5所示一個(gè)用于PC連接，一個(gè)用于存儲(chǔ)卡連接。同樣，由于PC有時(shí)需要與照相機(jī)和/或存儲(chǔ)卡的連接，因此PC也會(huì)需要兩種連接器。圖7舉例說明創(chuàng)建新設(shè)備連接的DPUSB連接器。如圖7所示，如果照相機(jī)406和存儲(chǔ)卡404b都具有DPUSB連接器，那么照相機(jī)僅僅需要一個(gè)物理I/O端口。
通過適合地設(shè)計(jì)的DPUSB連接器和DPUSB電纜，就能夠輕易地做到照相機(jī)對存儲(chǔ)卡；PC對存儲(chǔ)卡，PC對照相機(jī)對存儲(chǔ)卡的連接(圖8)。圖8舉例說明使用合適的DPUSB電纜來消除多類型I/O端口的DPUSB連接器100。
總結(jié)DPUSB接口解決了使用標(biāo)準(zhǔn)USB連接器和電纜導(dǎo)致的連接不清楚的問題。使用DPUSB接口的連接器通過允許主機(jī)和外圍驅(qū)動(dòng)功能都駐留在每個(gè)DPUSB對DPUSB的連接的兩側(cè)，也提供寫入新類型的應(yīng)用軟件裝置。以及DPUSB連接器提供這些新增的益處，而無需在標(biāo)準(zhǔn)USB連接器中的任何新的USB功能管腳定義或者新的USB軟件驅(qū)動(dòng)定義或者硬件驅(qū)動(dòng)定義。DPUSB連接器的使用也為新種類的設(shè)備諸如存儲(chǔ)卡和電纜提供極大地增加方便使用許多智能電子設(shè)備諸如照相機(jī)和PDA的機(jī)會(huì)。
盡管已經(jīng)根據(jù)所示實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將易于認(rèn)識到，可以存在實(shí)施例的變化，而這些變化將不脫離本發(fā)明精神和范圍。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的前提下可以做出許多修改。
權(quán)利要求
1.一種單個(gè)I/O接口包含主機(jī)端口；以及外圍端口，其中所述主機(jī)端口和所述外圍端口是使用預(yù)先確定的信號來定義的。
2.權(quán)利要求1所述的接口，其中所述主機(jī)端口端口和外圍端口都是USB端口。
3.權(quán)利要求1所述的接口，其中兩個(gè)連接的設(shè)備具有經(jīng)由所述主機(jī)端口和外圍端口的對等連接。
4.權(quán)利要求1所述的接口，其中兩個(gè)連接的設(shè)備具有經(jīng)由主機(jī)端口和外圍端口的一對多關(guān)系。
5.權(quán)利要求1所述的接口，其中設(shè)備僅僅需要一個(gè)經(jīng)由連接器的物理I/O端口。
6.權(quán)利要求1所述的接口，其中所述預(yù)先確定的信號包含主機(jī)差動(dòng)數(shù)據(jù)線和外圍差動(dòng)數(shù)據(jù)線。
7.一種USB網(wǎng)絡(luò)包含第一設(shè)備；該第一設(shè)備包括單個(gè)I/O接口，該I/O接口包括主機(jī)端口；和外圍端口，其中所述主機(jī)端口和外圍端口是使用預(yù)先確定的信號來定義的；以及第二設(shè)備，其用于與所述第一設(shè)備通信，所述第二設(shè)備使用預(yù)先確定的信號。
8.權(quán)利要求7的USB網(wǎng)絡(luò)，其中所述預(yù)先確定的信號在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。
9.權(quán)利要求8的USB網(wǎng)絡(luò)，其中所述標(biāo)準(zhǔn)包含通用串行總線(USB)標(biāo)準(zhǔn)。
10.權(quán)利要求9的USB網(wǎng)絡(luò)，其中所述第一和第二設(shè)備可以是照相機(jī)，計(jì)算機(jī)，個(gè)人數(shù)字助理，膝上型設(shè)備，手持式設(shè)備，打印機(jī)，和蜂窩電話中的任何一種。
11.權(quán)利要求7的USB網(wǎng)絡(luò)，其中所述預(yù)先確定的信號包含主機(jī)差動(dòng)數(shù)據(jù)線和外圍差動(dòng)數(shù)據(jù)線。
12.一種設(shè)備，其包含處理器；以及耦合至所述處理器的單個(gè)I/O接口，包含主機(jī)端口的連接器；和外圍端口，其中所述主機(jī)端口和外圍端口是使用預(yù)先取得的信號來定義的。
13.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中如果該設(shè)備耦合至包含使用預(yù)先確定的信號來定義的主機(jī)端口和外圍端口的連接器的設(shè)備，那么所述單個(gè)I/O接口需要到僅僅一個(gè)物理I/O端口的連接。
14.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中預(yù)先確定的信號包含主機(jī)差動(dòng)數(shù)據(jù)線和外圍差動(dòng)數(shù)據(jù)線。
全文摘要
公開了一種雙端口接口，包含主機(jī)端口和外圍端口。主機(jī)端口和外圍端口是使用預(yù)先確定的信號來定義的。在優(yōu)選實(shí)施例中，雙端口接口在包括一個(gè)或多個(gè)雙端口SUB(DPUSB)連接器的網(wǎng)絡(luò)中使用。通過DPUSB接口的使用，能夠創(chuàng)建一對一和一對多的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹PUSB連接器的使用也為新種類的設(shè)備諸如存儲(chǔ)卡和電纜提供極大地增加簡易使用許多智能電子設(shè)備諸如照相機(jī)和PDA的機(jī)會(huì)。
文檔編號G06F13/38GK1768334SQ200480008546
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者P·A·謝德 申請人:P·A·謝德