通用串行總線擴(kuò)充座及其對(duì)便攜式裝置進(jìn)行充電的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于便攜式裝置的擴(kuò)充座(dock)，特別涉及可依據(jù)所檢測(cè)到的便攜式裝置的運(yùn)作狀態(tài)而對(duì)該便攜式裝置進(jìn)行充電的一種通用串行總線(USB)擴(kuò)充座。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的新功能的需求以及能簡(jiǎn)單地連接外圍裝置至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已有數(shù)個(gè)新發(fā)展。其中一種發(fā)展為通用串行總線USB (Universal Serial Bus)。USB規(guī)格的發(fā)展是為了提供外接擴(kuò)充，可讓增加外圍裝置就如同將電話機(jī)掛上聽(tīng)筒一樣簡(jiǎn)單。從USB規(guī)格發(fā)明后，就廣為市場(chǎng)所接受。
[0003]USB On-the-Go (OTG)規(guī)格定義了裝置的兩種角色，例如是OTG A裝置以及OTG B裝置。此術(shù)語(yǔ)定義了哪一邊提供了電源至該連結(jié)，且何者初始為主控端(host)。OTG A裝置為一電源提供者，且OTG B裝置為電源使用者。預(yù)設(shè)的連結(jié)配置為OTG A裝置扮演USB主控端，且OTG B裝置為一 USB外圍裝置。USB OTG規(guī)格開(kāi)啟了一個(gè)裝置可扮演主端(master)及從屬端(slave)的角色，故巧妙地改變了上述術(shù)語(yǔ)。具有OTG后，當(dāng)扮演連接的主端時(shí)，一 USB裝置可為一主控端，或當(dāng)扮演連接的從屬端時(shí)，可為一外圍裝置。選擇是否為主控端或外圍裝置是完全由該USB裝置插入纜線的那一端所決定。當(dāng)USB裝置連接至纜線的A端時(shí)，該USB裝置即為A裝置，扮演預(yù)設(shè)的主控端。當(dāng)USB裝置連接至纜線的B端時(shí)，該USB裝置即為B裝置，扮演預(yù)設(shè)的外圍裝置。
[0004]在USB電池充電規(guī)格中，USB裝置總是由USB主控端抽取(draw)電源。若使用者想要使用其便攜式裝置為一USB主控端，需要使用具有一 ID引腳的特別類型的纜線。因此，常使用具有OTG ID引腳的USB micro A/B纜線。當(dāng)一 USB裝置利用USB micro A/B纜線連接至一便攜式裝置時(shí)，該便攜式裝置會(huì)由USB裝置模式切換至USB OTG主控模式，且該便攜式裝置會(huì)提供電源至所連接的USB裝置。
[0005]在一利用擴(kuò)充座的情境中，使用者可能靜止很長(zhǎng)一段時(shí)間，且需要使用大型及傳統(tǒng)的輸入裝置，例如是鍵盤(pán)及鼠標(biāo)。當(dāng)便攜式裝置處于USB OTG主控模式時(shí)，USB擴(kuò)充座可提供所需的視頻及USB輸入/存儲(chǔ)功能。然而，當(dāng)便攜式裝置處于USB OTG主控模式時(shí)，便攜式裝置會(huì)使用本身的電源。盡管USB擴(kuò)充座具有自己的電源來(lái)源，USB擴(kuò)充座的電源也無(wú)法分享給便攜式裝置，因?yàn)樵摴δ懿⑽炊x于USB電池充電規(guī)格中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種通用串行總線(USB)擴(kuò)充座，包括:多個(gè)下行端口 ；一上行端口，用以將該USB擴(kuò)充座連接至一便攜式裝置，其中該上行端口包括一 OTG ID引腳以及一差動(dòng)對(duì)；以及一微控制器，用以檢測(cè)該便攜式裝置的多個(gè)操作狀態(tài)。當(dāng)該微控制器檢測(cè)到該便攜式裝置處于一 USB OTG主控模式并已進(jìn)入一暫停(suspend)狀態(tài)，該微控制器藉由切換該OTG ID引腳的狀態(tài)以控制該便攜式裝置由該USB OTG主控模式切換至一 USB裝置模式，藉以由該上行端口對(duì)該便攜式裝置進(jìn)行充電。
[0007]本發(fā)明還提供一種利用一通用串行總線(USB)擴(kuò)充座對(duì)一便攜式裝置進(jìn)行充電的方法，其中該USB擴(kuò)充座包括多個(gè)下行端口、以及一上行端口，該方法包括:通過(guò)該上行端口將該USB擴(kuò)充座連接至該便攜式裝置，其中該上行端口包括一 OTG ID引腳以及一差動(dòng)對(duì)；檢測(cè)該便攜式裝置的多個(gè)操作狀態(tài)；以及當(dāng)檢測(cè)到該便攜式裝置處于一 USB OTG主控模式并已進(jìn)入一暫停(suspend)狀態(tài)，藉由切換該OTG ID引腳的狀態(tài)以控制該便攜式裝置由該USBOTG主控模式切換至一 USB裝置模式，藉以由該上行端口對(duì)該便攜式裝置進(jìn)行充電。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中之一 USB擴(kuò)充座的方塊圖。
[0009]【符號(hào)說(shuō)明】
[0010]100 ?USB 擴(kuò)充座；
[0011]110?微控制器；
[0012]120?下行端口；
[0013]130?上行端口；
[0014]140 ?按鈕；
[0015]150?便攜式裝置；
[0016]D+、D-、VBUS、OTG ID、GND ?引腳。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0018]圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中的一 USB擴(kuò)充座的方塊圖。在一實(shí)施例中，USB擴(kuò)充座100包括一微控制器110、多個(gè)下行端口(downstream port) 120、以及一上行端口(upstream port) 130。上行端口 130可將USB擴(kuò)充座100耦接至一便攜式裝置150，例如是一移動(dòng)電話或一平板計(jì)算機(jī)。下行端口 120可將USB擴(kuò)充座100耦接至其他USB裝置，例如是一屏幕、鍵盤(pán)、或鼠標(biāo)，其可協(xié)助輸入或輸出信息至已連接至USB擴(kuò)充座100的便攜式裝置。在一實(shí)施例中，上行端口 130為一 USB micro A/B連接器，其包括了一差動(dòng)對(duì)(D+及D-引腳)、一 VBUS電源引腳、一接地(GND)引腳、以及一 OTG ID引腳。微控制器110可依據(jù)OTG ID引腳的狀態(tài)以檢測(cè)便攜式裝置150的操作狀態(tài)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)OTG ID引腳在一第一狀態(tài)(例如:接地)時(shí)，微控制器110可得知便攜式裝置150處于一工作狀態(tài)(workingstate)。在另一實(shí)施例中，上行端口 130與USB micro A/B接口相容，其包括一差動(dòng)對(duì)(D+及D-引腳)、一 VBUS電源引腳、一接地(GND)引腳、以及一 OTG ID引腳。更進(jìn)一步而言，在市面上有許多類型的USB連接器，但是它們均配備有上述的主要USB引腳。
[0019]在當(dāng)一使用者將便攜式裝置150接上至USB擴(kuò)充座100的情境中，USB擴(kuò)充座100可致能(enable)便攜式裝置150的USB OTG主控(host)模式，藉以致能連接至USB擴(kuò)充座100的下行端口 120的USB外圍的使用，并進(jìn)行在便攜式裝置150及USB外圍之間的正常數(shù)據(jù)傳輸。需注意的是便攜式裝置150在USB OTG主控模式下并無(wú)法利用上行端口 130進(jìn)行充電，因?yàn)楸銛y式裝置150在USB OTG主控模式下扮演一 “主控端”。
[0020]當(dāng)便攜式裝置150利用該差動(dòng)對(duì)以發(fā)送一暫停(suspend)指令至USB擴(kuò)充座100，USB擴(kuò)充座100的微控制器110可將OTG ID引腳的狀態(tài)設(shè)定為一第二狀態(tài)(例如:浮接(floating))，使得便攜式裝置150由USB OTG主控模式進(jìn)入一 USB (device)裝置模式，也使得USB擴(kuò)充座100可利用上行端口 130對(duì)便攜式裝置150進(jìn)行充電。需注意的是，當(dāng)便攜式裝置150已經(jīng)閑置一預(yù)定時(shí)間時(shí)，便攜式裝置150會(huì)自動(dòng)進(jìn)入一暫停(suspend)狀態(tài)。選擇性地，當(dāng)使用者手動(dòng)地關(guān)閉便攜式裝置150的屏幕的電源時(shí)，便攜式裝置150也可進(jìn)入暫停狀態(tài)，但本發(fā)明并不限于此。當(dāng)進(jìn)入暫停狀態(tài)，便攜式裝置150可發(fā)送一暫停指令至USB擴(kuò)充座100。
[0021]更進(jìn)一步而言，當(dāng)USB擴(kuò)充座接收來(lái)自便攜式裝置150的暫停指令，USB擴(kuò)充座100斷開(kāi)(disconnect)該差動(dòng)對(duì)，并接著短路(short)該差動(dòng)對(duì)，使得便攜式裝置150如同檢測(cè)到上行端口 130已被物理性地?cái)嚅_(kāi)并重新插入至便攜式裝置150。接著，USB擴(kuò)充座100可將OTG ID引腳的狀態(tài)設(shè)定為一第二狀態(tài)，以強(qiáng)制便攜式裝置150由USB OTG主控模式進(jìn)入U(xiǎn)SB裝置(device)模式。需注意的是，USB擴(kuò)充座100可在當(dāng)便攜式裝置150處于USB裝置模式時(shí)，設(shè)定差動(dòng)對(duì)的電壓，藉以提供多種快速充電模式對(duì)便攜式裝置150進(jìn)行充電。舉例來(lái)說(shuō)，快速充電模式可為USB電池充電標(biāo)準(zhǔn)vl.2版中所定義的一電源傳遞模式(power delivery mode)、一 Apple模式、或是另一1決速充電模式，但本發(fā)明并不限于此。
[0022]在一實(shí)施例中，USB擴(kuò)充座100還包括一按鈕140，其為一實(shí)體按鈕，用以利用GP1接口以切換便攜式裝置150的USB操作模式。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用者需要將便攜式裝置100由USB裝置模式切換回USB OTG主控模式時(shí)，使用者可按下按鈕140。接著，微控制器110檢