專(zhuān)利名稱(chēng)：多個(gè)usb主端裝置共享usb從端裝置的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及USB裝置，尤其涉及多個(gè)USB主端裝置共享USB從端裝 置的方法和裝置。
背景技術(shù)：
USB (通用串行總線(xiàn))是目前個(gè)人計(jì)算機(jī)上最受歡迎的一種外接總線(xiàn)， 可讓一般用戶(hù)輕易的安裝使用。而一些嵌入式設(shè)備，除具有從端特性外，也 具有主端特性，可存取從端的資源。然而，USB是一種主從方式的總線(xiàn)通 訊格式，其網(wǎng)絡(luò)拓樸是一種樹(shù)狀拓樸，若有USB從端設(shè)備是嵌入式系統(tǒng)與 個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以共享的資源，通常的作法是插拔USB線(xiàn)，選擇接入PC 端或嵌入式系統(tǒng)端。

圖1所示為嵌入式主機(jī)(Embedded Host)欲共享PC主機(jī)(PC Host) 下的USB資源的情況。圖2所示為PC主機(jī)欲使用嵌入式系統(tǒng)內(nèi)的USB資 源的情況。由于USB的網(wǎng)絡(luò)拓樸是樹(shù)狀拓樸，所以如果想實(shí)現(xiàn)PC主機(jī)和嵌 入式主機(jī)共享USB從端裝置(Device 1# 3#),只有通過(guò)插拔USB線(xiàn)的方 式。對(duì)圖1,需將USB HUB (USB集線(xiàn)器)與PC Host的連接線(xiàn)撥出，插 入到嵌入式主機(jī)。對(duì)圖2,需將USB HUB與嵌入式主機(jī)的連接線(xiàn)撥出，插 入到PC主機(jī)。其存在軟硬件花費(fèi)高，需改變從端裝置的連接，使用不方便 的缺點(diǎn)。
公開(kāi)日為2003年4月8日的美國(guó)專(zhuān)利US6546450公開(kāi)了一種多個(gè)主機(jī) 通過(guò)開(kāi)關(guān)共享USB設(shè)備的方法及其裝置。其裝置通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(switcher) 來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)電子系統(tǒng)(electronic system)共享USB從端裝置(USB device)。 但是其存在以下缺點(diǎn)對(duì)每個(gè)Host，每個(gè)Device(主端裝置)需有一份Image (映像)保存從端裝置信息，且因此需要阻隔從端裝置與主端裝置的直接聯(lián) 機(jī)，需通過(guò)嵌入式系統(tǒng)傳遞USB信息，系統(tǒng)成本高，在切換主端設(shè)備時(shí)需要占用嵌入式系統(tǒng)的資源，且速率受嵌入式系統(tǒng)的性能限制。雖然可讓每個(gè)裝置在每個(gè)Host看來(lái)都是在線(xiàn)狀態(tài)，但實(shí)質(zhì)上仍必須擋住未聯(lián)通的主端的存 取信息。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多個(gè)USB主端裝置共享USB從端 裝置的方法和裝置，在不動(dòng)從端線(xiàn)路和嵌入式系統(tǒng)有限資源的條件下，仍可 ^!供高速的裝置資源共享。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種USB共享裝置，其特征在 于，包括相互連接的一控制模塊和一選"^才莫塊，其中所迷選擇模塊一側(cè)的端口用于連接到一個(gè)或多個(gè)USB從端裝置，另一 側(cè)的端口用于和多個(gè)USB主端裝置相連接，具有將兩側(cè)端口斷開(kāi)的斷開(kāi)狀 態(tài)以及多種連通狀態(tài)，在不同連通狀態(tài)下將所述USB從端裝置對(duì)應(yīng)的端口 與不同USB主端裝置對(duì)應(yīng)的端口連通；在所述控制模塊與所述選擇才莫塊的控制端口相連，用于向選^r才莫塊發(fā)出 控制信號(hào)使其處于相應(yīng)的狀態(tài)，使其處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)至少保持所述USB主 端裝置確定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間。進(jìn)一步地，上述USB共享裝置還可具有以下特點(diǎn)所it^擇模塊包括一個(gè)USB集線(xiàn)器和一個(gè)Nxl選擇開(kāi)關(guān)，N大于等于 2,其中所述Nxl選擇開(kāi)關(guān)通過(guò)控制端口與所述控制模塊相連，并具有可分別 與N個(gè)USB主端裝置相連的N個(gè)連接端口 ，以及與USB集線(xiàn)器主端端口 相連的共通端口；所迷USB集線(xiàn)器的主端端口與所述Nxl選擇開(kāi)關(guān)的共通端口相連，多 個(gè)從端端口用于連接多個(gè)USB從端裝置；所述控制模塊可與所述USB主端裝置通信并解析USB主端裝置發(fā)送的 指令，如為切斷指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)將所迷Nxl選擇開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)狀 態(tài)，如為遂接指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)將所述Nxl逸擇開(kāi)關(guān)置為將發(fā)送該連接指令的USB主端裝置對(duì)應(yīng)的連接端口和共通端口連通的狀態(tài)。進(jìn)一步地，上述USB共享裝置還可具有以下特點(diǎn)所述選擇模塊包括 USB集線(xiàn)器以及多個(gè)Nxi選擇開(kāi)關(guān)，N大亍等亍2，其中所述USB集線(xiàn)器的主端端口用于與USB主端裝置相連，每一從端端口 分別與 一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)的 一連接端口相連；所述各選擇開(kāi)關(guān)的其它連接端口用于連接到其它USB主端裝置，各選 擇開(kāi)關(guān)的控制端口分別與所述控制模塊相連，共通端口用于分別連接到不同 的一USB從端裝置；所迷控制才莫塊可與所述USB主端裝置通信并解析USB主端裝置發(fā)送的 指令，如為切斷指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)將指令中指定的USB從端裝置對(duì) 應(yīng)的選擇開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)狀態(tài)，如為連接指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)到指令中指 定的USB從端裝置對(duì)應(yīng)的選擇開(kāi)關(guān)，將發(fā)送該連接指令的USB主端裝置對(duì) 應(yīng)的連接端口和共通端口連通。進(jìn)一步地，上述USB共享裝置還可具有以下特點(diǎn)所述控制模塊為一 微控制器。進(jìn)一步地，上述USB共享裝置還可具有以下特點(diǎn)所述選擇模塊還包 括一置于USB共享裝置外部與所述選擇開(kāi)關(guān)控制端口連接的外部開(kāi)關(guān)，其 斷開(kāi)或?qū)〞r(shí)可將所述選擇開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)狀態(tài)，該外部開(kāi)關(guān)的狀態(tài)由手動(dòng)控 制和/或所述控制模塊控制。進(jìn)一步地，上述USB共享裝置還可具有以下特點(diǎn)所述選擇開(kāi)關(guān)為Nxl 選擇開(kāi)關(guān)，N為需支持的USB主端裝置的數(shù)目，N大于等于2,各個(gè)選擇開(kāi) 關(guān)的一個(gè)連接端口分別與USB集線(xiàn)器的一個(gè)從端端口連接，各個(gè)選擇開(kāi)關(guān) 的其它連接端口在不同的選擇開(kāi)關(guān)之間相互串接后再與不同的USB主端裝 置連接。進(jìn)一步地，上述USB共享裝置還可具有以下特點(diǎn)所述選擇模塊包括 多個(gè)Mxl選擇開(kāi)關(guān)，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)M個(gè)連接端中的每一個(gè)分別用于與一 USB從端裝置連接，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)的共通端用于連接到一個(gè)USB主端裝置， 每個(gè)選棒開(kāi)關(guān)的控制端均連接到所述控制模塊。進(jìn)一步地，上述USB共享裝置還可具有以下特點(diǎn)所迷控制;溪塊為一 嵌入式主機(jī)，該嵌入式主機(jī)同時(shí)作為一個(gè)USB主端裝置連接到各個(gè)選擇開(kāi) 關(guān)的共通端，所述USB從端裝置也是該USB共孚裝置的一部分。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明又提供了一種多個(gè)USB主端裝置共享 USB從端裝置的方法，包括以下步驟(a) 設(shè)置一個(gè)包括選擇模塊和控制模塊的USB共享裝置，將多個(gè)USB 主端裝置和要共享的USB從端裝置分別與所述選擇模塊的兩側(cè)端口相連；(b) 需將某個(gè)或多個(gè)USB從端裝置從當(dāng)前連接的USB主端裝置切換 為與另一USB主端裝置連接時(shí)，由當(dāng)前連接的USB主端裝置向USB共享 裝置的控制^發(fā)送切斷指令；(c) 所述控制;溪塊收到該指令后進(jìn)行解析，向所述選擇模塊發(fā)出控制 信號(hào)，將需切換的USB從端裝置與當(dāng)前連接的USB主端裝置斷開(kāi)并至少保 持該USB主端裝置確定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間；(d) 所述控制;漢塊向所述選擇4莫塊發(fā)出控制信號(hào)，將需切換到的USB 主端裝置與已斷開(kāi)原連接且需與該USB主端裝置連接的所述USB從端裝置 連通；(e) 需切換到的所述USB主端裝置偵測(cè)到新的USB從端裝置，與其 建立連接。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)步驟(c)之后還包括步驟(c，) 需切換到的USB主端裝置向USB共享裝置的控制模塊發(fā)出連接指令，所迷 控制模塊收到該指令后進(jìn)行解析，然后執(zhí)行步驟(d)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)步驟(a)中設(shè)置的USB共享裝置的選擇模塊中包括與所述多個(gè)USB 主端裝置連接的選擇開(kāi)關(guān)以及與該選擇開(kāi)關(guān)和所有USB從端裝置相連的 USB集線(xiàn)器；步驟(b) 、 (c)和(d)中需要切換的USB從端裝置為所有與所述 USB集線(xiàn)器翱連的USB從端裝置。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)步驟(a)中設(shè)置的USB共享裝置的選擇模塊中包括與部分USB主端 裝置相連的USB集線(xiàn)器以及連接端與該USB集線(xiàn)器相連的選擇開(kāi)關(guān)，每一 選擇開(kāi)關(guān)的共通端與一 USB從端裝置相連，其它連接端連接到其它的USB 主端裝置；步驟(b)中所述切斷指令中包含需斷開(kāi)的USB從端裝置的標(biāo)識(shí)倌息； 步驟(c，)中所述連接指令中包含需連接的USB從端裝置的標(biāo)識(shí)信息。 進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)步驟(a)中設(shè)置的USB共享裝置的選擇模塊中包括主端端口與USB 主端裝置連接、每一從端端口與一個(gè)USB從端裝置連接的多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)， 一個(gè)USB從端裝置并接到多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)；步驟(c)所述控制模塊將需切換的USB從端裝置與當(dāng)前連接的USB 主端裝置斷開(kāi)并保持一段時(shí)間后，在步驟(d)中再次發(fā)出控制信號(hào)將需切 換到的USB主端裝置與已斷開(kāi)原連接的所述USB從端裝置連通。由上可知，本發(fā)明提供的多種USB主端裝置共享USB從端裝置的方法 及其裝置，不必增加許多軟硬件花費(fèi)，在不動(dòng)從端線(xiàn)路的情況下，可讓嵌入 式主系統(tǒng)可選擇的分享取用PC的從端資源，或讓PC分享其上所連接的從 端資源。而仍維持其原有傳輸高速。對(duì)于大量存儲(chǔ)裝置，不需要高速內(nèi)嵌 系統(tǒng)介入傳送，因而不會(huì)產(chǎn)生任何延遲，影響性能。本發(fā)明在一般內(nèi)嵌系統(tǒng) 有限資源條件下，仍提供高速的裝置資源共享。附圃說(shuō)明圖1為嵌入式系統(tǒng)(Embedded Host)欲共享PC主機(jī)(PC Host)下的 USB資源的示意圖。圖2為PC主機(jī)欲使用嵌入式系統(tǒng)內(nèi)的USB資源的示意圖。 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例裝置的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系的示意圖。圖4A和圖4B分別是2xl選擇開(kāi)關(guān)(SWITCH)和3xl選擇開(kāi)關(guān) (SWITCH)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例裝置的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系的示意圖。圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例裝置的結(jié)構(gòu)和連4妾關(guān)系的示意圖。 圖3、圖5和圖6中的虛線(xiàn)表示邏輯上的控制通道。
具體實(shí)施方式
在操作系統(tǒng)WindowsXP以及其后的OS下，已經(jīng)可以支持裝置的熱插 拔功能。大部分裝置可直接通知主端系統(tǒng)裝置聯(lián)機(jī)或斷線(xiàn)，不需虛擬聯(lián)機(jī)狀 態(tài)。本發(fā)明利用物理斷線(xiàn)和聯(lián)機(jī)方式，即可做到類(lèi)似美國(guó)專(zhuān)利us6546450的功能。下面結(jié)合附圖和幾個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。 第一實(shí)施例圖3所示為第一實(shí)施例UBS共享裝置的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系的示意圖。如 圖所示，USB共享裝置分別與PC主機(jī)(PC Host)、嵌入式主機(jī)(Embedded Host)和多個(gè)USB從端裝置(Device 1#~3#)相連。該USB共享裝置包括 一微控制器(MCU)、 一個(gè)2xl選擇開(kāi)關(guān)(2x1 SWITCH)、 一個(gè)至少支持2個(gè)主端設(shè)備(可根據(jù)主端設(shè)備的數(shù)量變化)的 USB集線(xiàn)器(USB HUB)和一個(gè)外部開(kāi)關(guān)(Ext Switch) 。 2xl選擇開(kāi)關(guān)的 兩個(gè)連接端口 1A、 1B和一個(gè)共通端口 la分別連接到嵌入式主機(jī)、PC主機(jī) 和USB集線(xiàn)器的主端端口。 2xl選擇開(kāi)關(guān)通過(guò)控制端口 (包括圖4A中的 Enable端和A/B端以及圖中未示出的向MCU傳送指令的端子)與MCU和 外部開(kāi)關(guān)相連，外部開(kāi)關(guān)的另一端接電源，其通、斷狀態(tài)受MCU或手動(dòng)的 控制。USB集線(xiàn)器的從端端口同時(shí)可連接多個(gè)USB從端設(shè)備。圖4A示出了 2xl選擇開(kāi)關(guān)的詳細(xì)電路。如圖所示，包括兩個(gè)并聯(lián)的 MOS管和一個(gè)筒單控制邏輯電路，兩個(gè)MOS管的一端相連(圖中的"la" 端)并連接到USB集線(xiàn)器，另兩端(圖中的"1A" 、 "IB"端)分別連接 到PC主機(jī)和嵌入式主機(jī)。簡(jiǎn)單控制邏輯電路的一輸入端Enable端連接到外 部開(kāi)關(guān)，另一輸入端A/B端連接到MCU,其兩個(gè)輸出信號(hào)分別連接到兩個(gè) MOS管的控制端口。其控制邏輯的一個(gè)示例是En為O, A/B為0時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為"No Connect"，即斷開(kāi)；En為0， A/B為l時(shí)，開(kāi)關(guān)4大態(tài)為"No Connect",即斷開(kāi)；En為1， A/B為0時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為"A"，即"la"端和"1A"端連通；En為1, A/B為1時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為"B",即"la"蟪和"IB"嫂逸通。假定1A端連接到PC主機(jī)，1B端連接到嵌入式主機(jī)?；谏鲜鱿到y(tǒng)，假定在PC主機(jī)使用USB從端設(shè)備時(shí)，當(dāng)用戶(hù)想改變現(xiàn) 有的連接狀態(tài)，即由開(kāi)始為PC主機(jī)連接所有的從端裝置轉(zhuǎn)換為嵌入式主機(jī) 連接所有的從端裝置，則執(zhí)行以下步驟步驟一，PC主機(jī)向USB共享裝置的MCU發(fā)送切斷指令，要求切斷與 USB從端裝置的連接；步驟二， MCU收到該指令后進(jìn)行解析，控制外部開(kāi)關(guān)斷開(kāi)(使En端信 號(hào)變?yōu)?),使2xl選擇開(kāi)關(guān)切換到斷開(kāi)狀態(tài)，并至少保持10多毫秒；保持一段時(shí)間的目的是讓PC主機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)USB系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軟件知道USB 從端裝置已斷開(kāi)，而重新啟動(dòng)USB通用的熱插拔偵測(cè)。因此該段時(shí)間應(yīng)大 于PC主機(jī)確定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間(也應(yīng)該大于嵌入式主機(jī)確 定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間)。步驟三，嵌入式主機(jī)向USB共享裝置的MCU發(fā)送連接指令，要求與 USB從端裝置連接；步驟四，MCU收到嵌入式主機(jī)的連接指令后進(jìn)行解析，控制外部開(kāi)關(guān) 閉合(使En端信號(hào)變?yōu)?),并置A/B端信號(hào)為1，連通嵌入式主機(jī)與USB 集線(xiàn)器；步驟五，嵌入式主機(jī)偵測(cè)到新的USB從端裝置，與其建立連接?？梢钥闯觯陨狭鞒淌侵苯永肬SB熱插拔特性做USB從端裝置的切 換選擇，即可切換USB從端裝置與PC主機(jī)或嵌入式主機(jī)裝置的連接，不需 備份Image。也不需要利用嵌入式系統(tǒng)的資源。該實(shí)施例優(yōu)點(diǎn)為簡(jiǎn)單，但其 所有從端裝置都將一并切換，影響系統(tǒng)較大。當(dāng)需要在3個(gè)USB主端裝置之間進(jìn)行切換時(shí)，可以將圖3中的2xl選 擇開(kāi)關(guān)替換為3xl選擇開(kāi)關(guān)。圖4B中示出了一個(gè)3xl選擇開(kāi)關(guān)的詳細(xì)電路， 其中包括3個(gè)并聯(lián)的MOS管和一個(gè)簡(jiǎn)單控制邏輯電路，3個(gè)MOS管的一端(圖中的"la"端)相連并連接到USB集線(xiàn)器，另 一端(圖中的"1A" "IB" 和"1C"端)分別與3個(gè)USB主端裝置相連，簡(jiǎn)單控制邏輯電路具有2個(gè) 輸入端S0、 SI和3個(gè)輸出端，3個(gè)輸出信號(hào)分別連接到3個(gè)MOS管的控制 端口。其控制邏輯的一個(gè)示例是SO為O, S1為0時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為"No Connect",即斷開(kāi)；SO為O, Sl為l時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為"A"，即"la"端和"1A"端連通；S0為1， S1為0時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為"B",即"la"端和"IB"端連通；SO為1, SI為1時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)為"C",即"la"端和"1C"端連通。切換時(shí)的流程與上述步驟基本相同，不同之處在于MCU輸出的控制信 號(hào)值，MCU接收到斷開(kāi)指令時(shí)，將輸入端S0、 Sl信號(hào)置為OO,可以通過(guò) 控制外部開(kāi)關(guān)的閉合(或斷開(kāi))來(lái)實(shí)現(xiàn)，但也可以通過(guò)其它邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)， 這樣將3xl選擇開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)狀態(tài)。而MCU在收到某個(gè)USB主端裝置的 連接指令后，通過(guò)控制信號(hào)將3xl選擇開(kāi)關(guān)置為連通該USB主端裝置與USB 集線(xiàn)器的狀態(tài)即可。同理，上述裝置和方法也可擴(kuò)展到Nxl (和主端裝置數(shù) 量相應(yīng))的切換開(kāi)關(guān)。所述外部開(kāi)關(guān)可以手動(dòng)控制，將USB共享裝置為斷開(kāi)狀態(tài)。該外部開(kāi) 關(guān)也可以不由MCU來(lái)控制，MCU可以直接通過(guò)控制信號(hào)將選擇開(kāi)關(guān)置為 斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)外部開(kāi)關(guān)可以省略，也可以只用于手動(dòng)控制。第二實(shí)施例本實(shí)施例USB共享裝置的結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括MCU、 3個(gè)2xl選擇 開(kāi)關(guān)、一USB集線(xiàn)器和一個(gè)外部開(kāi)關(guān)。所述USB集線(xiàn)器與MCU的連線(xiàn)用 于作為控制通道，USB集線(xiàn)器的主端端口連接到PC主機(jī)，其3個(gè)從端端口 分別連接到3個(gè)2xl選擇開(kāi)關(guān)(結(jié)構(gòu)可與圖4A相同)的一連接端口 1A。 該3個(gè)2xl選擇開(kāi)關(guān)另一個(gè)連接端口 IB串接后與所述嵌入式主機(jī)連接，該 3個(gè)2xl選擇開(kāi)關(guān)的共通端口 la分別與3個(gè)USB從端裝置相連。同時(shí)每個(gè) 2xl選擇開(kāi)關(guān)都具有與MCU相連的控制端口。 MCU與外部開(kāi)關(guān)相連，可控 制其斷開(kāi)和閉合，該外部開(kāi)關(guān)一端接電源。MCU與嵌入式主機(jī)和PC主機(jī) 之間通過(guò)這些主機(jī)與2xl選擇開(kāi)關(guān)或USB集線(xiàn)器的連線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，但也可以〗吏用單獨(dú)的端子。同樣地，根據(jù)所需連接的主端裝置的數(shù)目，也可以采用3xl選擇開(kāi)關(guān) 或可擴(kuò)展到Nxl。在本實(shí)施例中，假定在PC主機(jī)使用USB從端設(shè)備時(shí)，用戶(hù)想轉(zhuǎn)換為嵌 入式主機(jī)連接所有或部分的從端裝置，執(zhí)行以下步驟步驟一，PC主機(jī)向USB共享裝置的MCU發(fā)送切斷指令，并指定要切 斷連接的一個(gè)或多個(gè)USB從端裝置；步驟二， MCU收到該切斷指令后進(jìn)行解析，向與指定的USB從端裝置 連接的2xl選擇開(kāi)關(guān)發(fā)送控制信號(hào)使其切換為斷開(kāi)狀態(tài)，并至少保持PC主 機(jī)確定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間；步驟三，嵌入式主機(jī)向USB共享裝置的MCU發(fā)送連接指令，指定要連 接的一個(gè)或多個(gè)USB從端裝置；步驟四，MCU收到該連接指令后進(jìn)行解析，向與要連接USB從端裝置 相連且處于斷開(kāi)狀態(tài)的2xl選擇開(kāi)關(guān)發(fā)送控制信號(hào)，使其連通嵌入式主機(jī)和 相應(yīng)的USB從端裝置；步驟五，嵌入式主機(jī)偵測(cè)到新的USB從端裝置，與其建立連接。本實(shí)施例MCU控制USB從端裝置斷開(kāi)或連通的方式與第一實(shí)施例有 些不同，可不必通過(guò)外部開(kāi)關(guān)而直接發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。外部開(kāi)關(guān) 在手動(dòng)設(shè)定為在其斷開(kāi)(或閉合)時(shí)，MCU檢測(cè)到之后，將所有開(kāi)關(guān)置為 斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)然也可以將外部開(kāi)關(guān)與選擇開(kāi)關(guān)相連直接將其斷開(kāi)。該實(shí)施例優(yōu)點(diǎn)是可以只切換其中的部分USB從端裝置，不影響其它 USB從端裝置工作，但其相比較第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。第三實(shí)施例本實(shí)施例的USB共享裝置的結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括2個(gè)(和主端裝置 的數(shù)量相同)1x3選擇開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)的3個(gè)連接端口分別連接到3個(gè)USB 從端裝置， 一個(gè)開(kāi)關(guān)的共通端口連接到PC主機(jī)，另一個(gè)開(kāi)關(guān)的共通端口連 接到嵌入式主機(jī)。此外，該兩個(gè)開(kāi)關(guān)的控制端口 (圖中的S0和S1端)與嵌 入式主機(jī)連接。其中1x3選擇開(kāi)關(guān)可以采用與圖4B所示的1x3 switch相同的結(jié)構(gòu)，只是在連接時(shí)共通端口改為與USB主端裝置連接?？梢钥闯觯瑑蓚€(gè)lx3選擇開(kāi)關(guān)以移位錯(cuò)開(kāi)的方式并接于各個(gè)USB從端 設(shè)備，如此兩個(gè)開(kāi)關(guān)的逸摔控制線(xiàn)可并接，每個(gè)USB從端裝置連接到1x3 選擇開(kāi)關(guān)不同的連接端口上，圖中Device弁l連接到第一個(gè)開(kāi)關(guān)的1A端和第 二個(gè)開(kāi)關(guān)的1B端，Device弁2連接到第一個(gè)開(kāi)關(guān)的1B端和第二個(gè)開(kāi)關(guān)的1A 端，Device弁3連4妻到第一個(gè)開(kāi)關(guān)的1C端和第二個(gè)開(kāi)關(guān)的1B端。不過(guò)，兩 個(gè)開(kāi)關(guān)不采用移位錯(cuò)開(kāi)的方式連接也是可以的，此時(shí)保證輸出到兩個(gè)開(kāi)關(guān)的 選4Nt制信號(hào)有所不同即可，嵌入式主機(jī)可以向兩個(gè)開(kāi)關(guān)輸出獨(dú)立的控制信號(hào)。當(dāng)嵌入式主機(jī)通過(guò)控制信號(hào)選擇使用Device弁l時(shí)，即兩個(gè)1x3選擇開(kāi) 關(guān)的1A端和共通端口連通，此時(shí)PC主機(jī)可使用Device#2或者Device弁3。 當(dāng)嵌入式主機(jī)選擇使用Device#2時(shí)，PC主機(jī)可使用Device#l或者 Device弁3;當(dāng)嵌入式主機(jī)選擇Device#3時(shí)，PC主機(jī)可使用Device弁l或者 Device弁3;當(dāng)嵌入式主機(jī)與USB從端裝置斷開(kāi)時(shí)，PC也斷開(kāi)，斷開(kāi)的狀態(tài) 可用于切換USB的延時(shí)，以利主端軟件辨識(shí)切換。如此兩方所選USB從端 裝置完全不相干擾。當(dāng)嵌入式主機(jī)要從使用Device弁l的狀態(tài)切換到使用Device弁2時(shí)，假定 PC主才幾此時(shí)使用Device#2，則執(zhí)行以下步驟嵌入式主機(jī)先發(fā)出控制信號(hào)使兩個(gè)1x3選擇開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)并至少 保持兩個(gè)主端裝置確定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間；然后再發(fā)出控制信號(hào)使第一個(gè)1x3選擇開(kāi)關(guān)的IB端和共通端口連通， 發(fā)出控制信號(hào)使第二個(gè)1x3選擇開(kāi)關(guān)的1B或IC端與共通端口連通；此時(shí)，嵌入式主機(jī)會(huì)偵測(cè)到新的USB從端裝置Device弁2并與其建立連 接，PC主機(jī)會(huì)偵測(cè)到新的USB從端裝置Device#3或Device#l并與其建立 連接，從而完成切換。一般的嵌入式主機(jī)在選擇PC主機(jī)與USB從端裝置連接時(shí)，將進(jìn)入PC 連接模式，本身對(duì)從端裝置之存取停止。利用本實(shí)施例的方法，當(dāng)PC在與 某個(gè)裝置端連接時(shí)，嵌入式主機(jī)仍能全速并全權(quán)處理其它從端裝置，不會(huì)因 而被停止工作，即PC主機(jī)與嵌入式主機(jī)可各選其所要的USB從端裝置，不互相千擾。本實(shí)施例〗吏用的開(kāi)關(guān)不限于lx3選擇開(kāi)關(guān)，只要主端裝置所選從 端裝置不同，以及電氣特性許可下，可延伸為lxN選擇開(kāi)關(guān)的切換方式。并且，該實(shí)施例共享裝置極簡(jiǎn)化，適合自帶多項(xiàng)設(shè)務(wù)的較復(fù)雜從端系統(tǒng)， 不需多加HUB裝置。這個(gè)實(shí)施例中，嵌入式主機(jī)代替MCU充當(dāng)了對(duì)選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制的控 制模塊，即USB從端裝置可以與上迷選擇開(kāi)關(guān)、嵌入式主機(jī)放在一個(gè)機(jī)殼 里，構(gòu)成一個(gè)USB共享裝置。當(dāng)然，只由兩個(gè)選擇開(kāi)關(guān)構(gòu)成這樣的共享裝 置也是可以的。綜上所述，美國(guó)專(zhuān)利us6546450雖然亦能達(dá)到相同效果，且讓主端看起 來(lái)裝置都在線(xiàn)，但其實(shí)現(xiàn)方式復(fù)雜，M個(gè)主端N個(gè)從端就需要MxN個(gè) Image，且實(shí)質(zhì)上仍是阻絕某個(gè)從端的控制信號(hào)，連通性與斷線(xiàn)無(wú)異。本發(fā) 明直接用HW斷開(kāi)方式，雖然讓一個(gè)或多個(gè)USB從端裝置在某時(shí)刻斷線(xiàn)，但 不會(huì)影響性能，可直接采用外部開(kāi)關(guān)切換存取權(quán)。綜上所述，本發(fā)明是一種解決嵌入式USB主端裝置與PC共享USB從 端裝置的方法，通過(guò)設(shè)置SWITCH和USB HUB來(lái)實(shí)現(xiàn)在不動(dòng)從端線(xiàn)路的情 況下，讓嵌入式系統(tǒng)可選擇的分享取用PC的從端資源，或讓PC分享其上所 連接的從端資源.而仍維持其原有傳輸高速。本發(fā)明采用一到多個(gè)可符合 USB頻寬要求的仿真信號(hào)切換開(kāi)關(guān)或選擇開(kāi)關(guān)，直接切換訊息信道.而控制 切換的方式，可以是直接外部的開(kāi)關(guān)(Ext. Switch),通知內(nèi)置帶USB裝置端 的MCU控制切換開(kāi)關(guān).利用簡(jiǎn)易的切換開(kāi)關(guān)，Device不需美國(guó)專(zhuān)利 us6546450對(duì)每個(gè)Host提供信息備份，直接斷開(kāi)或連接信號(hào)。
權(quán)利要求
1. 一種USB共享裝置，其特征在于，包括相互連接的一控制模塊和一選擇模塊，其中所述選擇模塊一側(cè)的端口用于連接到一個(gè)或多個(gè)USB從端裝置，另一側(cè)的端口用于和多個(gè)USB主端裝置相連接，具有將兩側(cè)端口斷開(kāi)的斷開(kāi)狀態(tài)以及多種連通狀態(tài)，在不同連通狀態(tài)下將所述USB從端裝置對(duì)應(yīng)的端口與不同USB主端裝置對(duì)應(yīng)的端口連通；在所述控制模塊與所述選擇模塊的控制端口相連，用于向選擇模塊發(fā)出控制信號(hào)使其處于相應(yīng)的狀態(tài)，使其處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)至少保持所述USB主端裝置確定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間。
2、 如權(quán)利要求l的USB共享裝置，其特征在于所述逸擇模塊包括一個(gè)USB集線(xiàn)器和一個(gè)Nxl選擇開(kāi)關(guān)，N大于等于 2,其中所述Nxl選擇開(kāi)關(guān)通過(guò)控制端口與所述控制模塊相連，并具有可分別 與N個(gè)USB主端裝置相連的N個(gè)連接端口 ，以及與USB集線(xiàn)器主端端口 相連的共通端口；所述USB集線(xiàn)器的主端端口與所述Nxl選擇開(kāi)關(guān)的共通端口相連，多 個(gè)從端端口用于連接多個(gè)USB從端裝置；所迷控制模塊可與所述USB主端裝置通信并解析USB主端裝置發(fā)送的 指令，如為切斷指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)將所述Nxl選擇開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)狀 態(tài)，如為連接指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)將所述Nxl選擇開(kāi)關(guān)置為將發(fā)送該 連接指令的USB主端裝置對(duì)應(yīng)的連接端口和共通端口連通的狀態(tài)。
3、 如權(quán)利要求1的USB共享裝置，其特征在于 所述選擇模塊包括USB集線(xiàn)器以及多個(gè)Nxl選擇開(kāi)關(guān)，N^2,其中所述USB集線(xiàn)器的主端端口用于與USB主端裝置相連，每一從端端口 分別與 一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)的 一連接端口相連；所述各選擇開(kāi)關(guān)的其它連接端口用于連接到其它USB主端裝置，各選擇開(kāi)關(guān)的控制端口分別與所述控制模塊相連，共通端口用于分別連接到不同的一USB從端裝置；所迷控制模塊可與所述USB主端裝置通信并解析USB主端裝置發(fā)送的 指令，如為切斷指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)將指令中指定的USB從端裝置對(duì) 應(yīng)的選捧開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)狀態(tài)，如為連接指令，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)到指令中指 定的USB從端裝置對(duì)應(yīng)的選擇開(kāi)關(guān)，將發(fā)送該連接指令的USB主端裝置對(duì) 應(yīng)的連接端口和共通端口連通。
4、 如杈利要求2或3所述的USB共享裝置，其特征在于 所速控輛模塊為 一微控制器。
5、 如杈利要求2或3所述的USB共享裝置，其特征在于所逸逸掩溪塊還包括一置于USB共享裝置外部與所述選擇開(kāi)關(guān)控制端 口或控制4i^連接的外部開(kāi)關(guān)，其斷開(kāi)或?qū)〞r(shí)可直接或通過(guò)控制模塊將所 述選擇開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)狀態(tài)，該外部開(kāi)關(guān)狀態(tài)由手動(dòng)控制和/或控制^t塊控制。
6、 如權(quán)利要求3所述的USB共享裝置，其特征在于所迷N為選擇開(kāi)關(guān)需支持的USB主端裝置的數(shù)目，各個(gè)Nxl選擇開(kāi)關(guān) 的一個(gè)連接端口分別與USB集線(xiàn)器的一個(gè)從端端口連接，各個(gè)Nxl選擇開(kāi) 關(guān)的其它連接端口在不同的選擇開(kāi)關(guān)之間相互串接后再與不同的USB主端 裝置連接。
7、 如權(quán)利要求l的USB共享裝置，其特征在于所迷選捧模塊包括多個(gè)Mxl選擇開(kāi)關(guān)，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)M個(gè)連接端中的 每一個(gè)分別用于與一 USB從端裝置連接，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)的共通端用于連接 到一個(gè)USB主端裝置，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)的控制端均連接到所述控制模塊。
8、 如權(quán)利要求7的USB共享裝置，其特征在于所迷控制模塊為一嵌入式主機(jī)，該嵌入式主機(jī)同時(shí)作為一個(gè)USB主端 裝置連接到各個(gè)選擇開(kāi)關(guān)的共通端，所述USB從端裝置也是該USB共享裝 置的一部分。
9、 一種多個(gè)USB主端裝置共享USB從端裝置的方法，包括以下步驟(a) 設(shè)置一個(gè)包括選擇模塊和控制模塊的USB共享裝置，將多個(gè)USB 主端裝置和要共享的USB從端裝置分別與所述選擇模塊的兩側(cè)端口相連；(b) 需將某個(gè)或多個(gè)USB從端裝置從當(dāng)前連接的USB主端裝置切換 為與另一USB主端裝置連接時(shí)，由當(dāng)前連接的USB主端裝置向USB共享 裝置的控制模塊發(fā)送切斷指令；(c) 所迷控制模塊收到該指令后進(jìn)行解析，向所迷選擇才莫塊發(fā)出控制 信號(hào)，將需切換的USB從端裝置與當(dāng)前連接的USB主端裝置斷開(kāi)并至少保 持該USB主端裝置確定USB從端裝置已斷開(kāi)所需的時(shí)間；U)所迷控制模塊向所述選擇模塊發(fā)出控制信號(hào)，將需切換到的USB 主端裝置與已斷開(kāi)原連接且需與該USB主端裝置連接的所述USB從端裝置 連通；(e)需切換到的所述USB主端裝置偵測(cè)到新的USB從端裝置，與其 建立連接。
10、 如權(quán)利要求9的方法，其特征在于 步驟(c)之后還包括步驟(c，)需切換到的USB主端裝置向USB共 享裝置的控制模塊發(fā)出連接指令，所述控制模塊收到該指令后進(jìn)行解析，然 后執(zhí)行步驟(d)。
11、 如權(quán)利要求10的方法，其特征在于步驟(a)中設(shè)置的USB共享裝置的選擇模塊中包括與所述多個(gè)USB 主端裝置連接的選擇開(kāi)關(guān)以及與該選擇開(kāi)關(guān)和所有USB從端裝置相連的 USB集線(xiàn)器；步驟(b) 、 (c)和(d)中需要切換的USB從端裝置為所有與所述 USB集線(xiàn)器相連的USB從端裝置。
12、 如權(quán)利要求10的方法，其特征在于步驟(a)中設(shè)置的USB共享裝置的選擇才莫塊中包括與部分USB主端 裝置相連的USB集線(xiàn)器以及連接端與該USB集線(xiàn)器相連的選擇開(kāi)關(guān)，每一 選棒開(kāi)關(guān)的共通端與一 USB從端裝置相連，其它連接端連接到其它的USB 主端裝置；4步驟(b)中所迷切斷指令中包含需斷開(kāi)的USB從端裝置的標(biāo)識(shí)信息； 步驟(c，)中所述連接指令中包含需連接的USB從端裝置的標(biāo)識(shí)信息。
13、如權(quán)利要求9的方法，其特征在于步驟(a)中設(shè)置的USB共享裝置的選擇模塊中包括主端端口與USB 主端裝置連接、每一從端端口與一個(gè)USB從端裝置連接的多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)， 一個(gè)USB從端裝置并接到多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)；步驟(c)所述控制模塊將需切換的USB從端裝置與當(dāng)前連接的USB 主端裝置斷開(kāi)并保持一段時(shí)間后，在步驟(d)中再次發(fā)出控制信號(hào)將需切 換到的USB主端裝置與已斷開(kāi)原連接的所述USB從端裝置連通。
全文摘要
多個(gè)USB主端裝置共享USB從端裝置的方法和裝置，該裝置包括相互連接的控制模塊和選擇模塊，選擇模塊一側(cè)的端口用于連接到一個(gè)或多個(gè)USB從端裝置，另一側(cè)的端口用于和多個(gè)USB主端裝置相連接，具有斷開(kāi)狀態(tài)以及連通狀態(tài)，不同連通狀態(tài)下所述USB從端裝置對(duì)應(yīng)的端口與不同USB主端裝置對(duì)應(yīng)的端口連通；控制模塊與選擇模塊的控制端口相連，用于向其發(fā)出控制信號(hào)使其處于相應(yīng)的狀態(tài)。需切換時(shí)，當(dāng)前連接的USB主端裝置向控制模塊發(fā)切斷指令，控制模塊控制選擇模塊斷開(kāi)USB從端裝置，再控制選擇模塊將該USB從端裝置與不同的USB主端裝置連通。本發(fā)明在不動(dòng)從端線(xiàn)路和嵌入式系統(tǒng)有限資源的條件下，仍可提供高速的裝置資源共享。
文檔編號(hào)G06F13/42GK101236544SQ200710003340
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
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