可自动切换路径的usb控制电路的制作方法

文档序号:6480395
专利名称:可自动切换路径的usb控制电路的制作方法
技术领域
本发明涉及一种USB控制电路,特别是一种可自动切换路径的USB控制电路。
由于USB规格具有即插即用(Plug.And-Play;PNP),最多可串连127件USB装置,可提供5V的电力,以及只需占用一个IRQ等优点,而受到广大使用者的喜爱。以往所使用的USB1.1规格的传输速率包含低速(Lowspeed)的1.5Mbps及全速(Full speed)的12Mbps两种速率,对于一般的慢速装置如键盘、滑鼠,以及音讯装置等已足够使用,然而对于处理图片、视讯与资料的存取等装置则仍嫌不足,故而传输速率高达480Mbps的高速USB(USB2.0)规格一经推出即收到热烈的回响。
然而,目前尚有许多电脑的周边配备及传统的慢速输出输入装置仍需使用USBl.1规格,部份业者采取的解决方案是如

图1所示,以可连接四个USB装置的设计而言,其主要构造是包含有一第一USB接头(pad)121连接一第一USB埠141、一第二USB接头123连接一第二USB埠143、一第三USB接头125连接一第三USB埠145及一第四USB接头127连接一第四USB埠147、一高速USB控制器(Enhanced Host Controller)13、一第一USB控制器(Universal Host Controller)15及一第二USB控制器17。其中各USB埠中各设有一高速USB收发器(Transceiver)16、一USB收发器18及一埠路径控制器(Prot Routing Logic)19。
藉由高速USB收发器16与USB收发器18连接到各USB接头而可对连接于USB接头的USB装置做资料的传输与控制的动作,而另一方面高速USB收发器16与USB收发器18分别通过埠路径控制器19连接到高速USB控制器13或第一USB控制器15及第二USB控制器17的其中之一。如此即可通过一高速USB装置侦测程序(chirp sequence)判断该USB接头所连接的USB装置是否为高速USB装置,并藉由该埠路径控制器19将该USB接头的控制权切换至USB控制器或高速USB控制器,以发挥装置应有的传输效率。
由于在USBl.1UHCI(Universal Host Controller Interface)规格中,一控制器只能控制两个USB埠,而另一介面规格OHCI(open Host ControllerInterface)虽无限制,但实务上最多只做到控制三个USB埠,故需有两个USB控制器,而高速USB控制器则可控制多个USB埠。
上述的构造虽可达到自动切换控制路径的功效,让使用者免于插接错误的困扰,但却必须每一接头配置一高速USB收发器,由于一高速USB收发器与一USB收发器其占用芯片的面积比约为10∶1,而目前的设计一般内建有六个USB接头,每一接头配置一高速USB收发器将使芯片面积大幅增加,不仅有违现代轻薄短小的设计原则,亦使生产成本大幅增加。又,一般而言一部电脑同时插接两部高速USB装置已属颇高的利用率,高速装置同时插接所有USB接头的机会更是少之又少,故上述的设计实造成极为可观的资源浪费。
为了减少资源浪费,可设计高速USB收发器的数量少于USB接头的数量,但此一方式将会限制高速USB装置仅能使用在特定的USB接头,若使用者无法分辨各USB接头是否有连接到高速USB收发器,而误将高速USB装置连接到未连接高速USB收发器的接头,将使该高速USB装置无法发挥其应有的效能。
因此,如何针对上述习用控制电路的缺点,以及使用时所发生的问题提出一种新颖的解决方案,设计出一种可有效利用资源的构造,不仅可自动切换其控制路径免于插接错误,且可大幅降低生产成本,长久以来一直是使用者殷切盼望及本发明人欲行解决的困难点所在,而本发明人基于多年从事于资讯产业的相关研究、开发、及销售的实务经验,乃思及改良的意念,经多方设计、探讨、试作样品及改良后,终于研究出一种可自动切换路径的USB控制电路,以解决上述的问题。
本发明的上述技术问题是由如下技术方案来实现的。
一种可自动切换路径的USB控制电路,其特征是包含有多个USB接头,可用以连接各式USB装置;多个USB收发器,分别连接于各对应的USB接头;至少一USB控制器,分别与对应的USB收发器连接,可通过各USB收发器而控制及驱动连接于对应USB接头的USB装置;多个埠路径控制器,分别与的对应的USB收发器连接;至少一高速USB收发器,各与每一USB接头及埠路径控制器连接;一高速USB控制器,连接各高速USB收发器,可通过各高速USB收发器而控制及驱动连接于USB接头的高速USB装置;及一高速装置路径控制器,连接各埠路径控制器,可藉由该高速装置路径控制器及各埠路径控制器的配合而自动将一连接高速USB装置的USB接头的控制路径切换至高速USB收发器而由高速USB控制器控制驱动。
除上述必要技术特征外,在具体实施过程中,还可补充如下技术内容其中该高速USB收发器与各USB接头的连接处尚设有一切换装置。
其中该切换装置是由高速装置路径控制器控制,其可选择为与任一高速USB收发器导通及断路的其中一种状态。
其中该切换装置包含有至少一控制开关,而以各控制开关连接对应的高速USB收发器。
其中各控制开关是连接至高速装置路径制器,由高速装置路径控制器控制其导通及断路。
其中该高速USB收发器的数量少于USB接头的数量。
其中各埠路径控制器设有一状态显示器。
其中该控制电路是组合于一南桥芯片中。
本发明的上述技术问题,还可由下述另一技术方案来实现。
一种可自动切换路径的USB控制电路,其特征是包含有多个USB接头,用以连接各式USB装置;多个切换装置,分别连接于各个对应的USB接头;多个USB收发器,分别与对应的USB接头相连接;至少一USB控制器,分别与对应的USB收发器连接,通过各USB收发器而控制及驱动连接于对应USB接头的USB装置;至少一高速USB收发器,各与每一切换装置连接;一高速USB控制器,连接各高速USB收发器,通过各高速USB收发器而控制及驱动连接于USB接头的高速USB装置;及一组合路径控制器,连接各USB收发器及各高速USB收发器,藉由该组合路径控制器及切换装置而自动将一连接高速USB装置的USB接头的控制路径切换至高速USB收发器而由高速USB控制器控制驱动。
在具体实施过程中,本方案中的组合路径控制器控制尚设有多个状态显示器。
本发明的优点在于1、利用一高速装置路径控制器而可自动将连接有高速USB装置的USB接头控制路径切换到高速USB收发器而由高速USB控制器驱动控制。
2、其高速USB收发器的数量少于USB接头的数量而可大幅减少芯片的面积及降低生产成本。
3、其USB接头经由一切换装置连接各高速USB收发器,可通过组合路径控制器的控制而自动切换控制路径。
4、其切换装置包含有多个控制开关,由高速装置路径控制器或组合路径控制器控制其导通及断路,可藉以切换控制路径。
兹为对本发明的特征、结构及所达成的功效有进一步的了解与认识,谨佐以较佳的实施例及配合附图详细说明如后
图2是本发明一较佳实施例的电路方块图。
图3是本发明实施例于动作时的方块示意图。及图4是本发明另一实施例的电路方块图。
在上述构造下,任一USB接头,如第三USB接头261连接有一USB装置时,首先会由第三USB收发器263判断该USB装置是否为全速USB装置,若否,则第三埠路径控制器265会直接将控制路径设定为由第三USB收发器263主控而连接至第二USB控制器275;若初步判断该USB装置为全速USB装置,则第三路径控制器265会先将第三USB收发器的控制权取消,而高速装置路径控制器29则可依据各高速USB收发器的使用状况,藉由第三切换装置267将控制路径切换到尚未被占用的高速USB收发器,如第二高速USB收发器253,再由第二高速USB收发器253进行一高速USB装置侦测程序,藉以判断该USB装置是否为高速USB装置,若是,则该USB装置即由该第二高速USB收发器253控管而连接到高速USB控制器271;若侦测结果该USB装置并非高速USB装置,则将控制权切换回由第三USB收发器263的控而连接到第二USB控制器275。
此外,上述的切换装置是可包含有至少一控制开关229,分别连接USB接头与高速USB收发器,可藉由该高速装置路径控制器的控制而导通或断路,进行控制路径的切换动作。而各埠路径控制器尚可设有一状态显示器(Status),如此驱动程序即可直接读取各USB埠的状态而正确动作,可与既有的驱动程序相容而无需做任何的修改。
其次,请参阅图3,为本发明实施例于动作时的方块示意图。如图所示,本发明的实施例于动作时,如同每一高速USB收发器连接有一切换开关,以两个高速USB收发器而言,则第一高速USB收发器233可通过一第一切换开关291连接到各USB接头,而第二高速USB收发器253亦可通过一第二切换开关293连接到各USB接头。当有USB装置连接到任一USB接头时,可首先由USB收发器判断该USB装置是否为全速USB装置,若否,直接由该USB收发器控管而连接到USB控制器;若初步判断为全速装置,则藉切换开关的切换而由尚未被占用的高速USB收发器进行高速USB装置侦测程序判断是否为高速USB装置,若是,则由该高速USB收发器控管而连接到高速USB控制器271;若否,则切换开关将控制权切回,由对应的USB收发器控管而连接USB控制器。
最后,请参阅图4,是本发明另一实施例的电路方块图。如图所示,其第一USB接头221连接有一第一USB收发器223及一第一切换装置392,通过该第一切换装置392而可选择连接到第一高速USB收发器233或第二高速USB收发器253;第二USB接头241连接有一第二USB收发器243及一第二切换装置394,通过该第二切换装置394而可选择连接到第一高速USB收发器233或第二高速USB收发器253;第三USB接头261连接有一第三USB收发器263及一第三切换装置396,通过该第三切换装置396而可选择连接到第一高速USB收发器233或第二高速USB收发器253;第四USB接头281连接有一第四USB收发器283及一第四切换装置398,通过该第四切换装置398而可选择连接到第一高速USB收发器233或第二高速USB收发器253;其中各高速USB收发器分别连接到一高速USB控制器271,第一USB收发器223与第二USB收发器243连接到第一USB控制器,而第三USB收发器263与第四USB收发器则连接到第二USB控制器275;另设有一组合路径控制器39,分别连接各收发器与各切换装置,可藉由该组合路径控制器39控制各切换装置与各USB收发器,而可自动将连接有高速USB装置的USB接头控制路径切换到高速USB收发器而由高速USB控制器驱动控制。
本实施例的判断与切换程序大致与图2所示的实施例相同,各切换装置是预设连到USB收发器,经判断为全速USB装置后,才由组合路径控制器39依据高速USB收发器的使用状况将控制路径切换到尚未被占用的高速USB收发器,以进行高速USB装置侦测程序,再依侦测的结果决定是由该高速USB收发器控管而连接到高速USB控制器271,或切回由USB收发器控管而连接到USB控制器。
在本实施实例中,各切换装置是可包含有多个控制开关229,分别连接USB接头到各高速USB收发器,藉由该组合路径控制器39的控制而导通或断路,进行控制路径的切换动作,而各USB收发器则由组合路径控制器39控制其启用(enable)或不启用(disable)。
而该组合路径控制器39尚可设有多个状态显示器,可使USB装置的驱动程序直接读取各USB埠的状态而正确动作,可与既有的驱动程序相容而不需做任何修改。
图2所示实施例是架构于习用的构造上,利用既有的埠路径控制器配合一高速装置路径控制器以达到本发明的目的,而图4所示的实施例则弃习用的埠路径控制器,而直接以一组合路径控制器来管控各控制路径的切换。此外,本发明的USB控制电路皆可组合于一南桥芯片中。
又,在上述的实施例的操作程序中,若所有高速USB收发器皆已被占用,则该USB装置不管是否高速USB装置,都只能在USB收发器主控之下运作,但由于在目前一部电脑同时插两部高速USB装置已属颇高的利用率,故在一般状况下设计两个高速USB收发器便已足够使用,若将来因应使用者的需求而高速USB装置的使用量提高,亦可计设较多数量的高速USB收发器。如此,既可节省资源降低成本,且不会造成使用者插接错误的困扰,而本发明的控制电路可与既有的驱动程序完全相容,故USB装置的设计者亦无需为配合电路设计的改变而更改其驱动程序。
综上所述,当知本发明是有关于一种USB控制电路,尤指一种可自动切换路径的USB控制电路,其主要是利用一高速装置路径控制器配合埠路径控制器或组合路径控制器及各切换装置而可自动将连接有高速USB装置的USB接头控制路径切换到高速USB收发器而由高速USB控制器驱动控制。故本发明实为一富有新颖性、进步性,及可供产业利用功效,符合专利申请要件无疑,依法提请发明专利申请。
以上所述,仅为本发明的一较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的范围,即凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本发明的申请专利范围内。
权利要求
1.一种可自动切换路径的USB控制电路,其特征是包含有多个USB接头,可用以连接各式USB装置;多个USB收发器,分别连接于各对应的USB接头;至少一USB控制器,分别与对应的USB收发器连接,可通过各USB收发器而控制及驱动连接于对应USB接头的USB装置;多个埠路径控制器,分别与对应的USB收发器连接;至少一高速USB收发器,各与每一USB接头及埠路径控制器连接;一高速USB控制器,连接各高速USB收发器,可通过各高速USB收发器而控制及驱动连接于USB接头的高速USB装置;及一高速装置路径控制器,连接各埠路径控制器,可藉由该高速装置路径控制器及各埠路径控制器的配合而自动将一连接高速USB装置的USB接头的控制路径切换至高速USB收发器而由高速USB控制器控制驱动。
2.根据权利要求1所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中该高速USB收发器与各USB接头的连接处尚设有一切换装置。
3.根据权利要求2所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中该切换装置是由高速装置路径控制器控制,其可选择为与任一高速USB收发器导通及断路的其中一种状态。
4.根据权利要求2所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中该切换装置包含有至少一控制开关,而以各控制开关连接对应的高速USB收发器。
5.根据权利要求4所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中各控制开关是连接至高速装置路径制器,由高速装置路径控制器控制其导通及断路。
6.根据权利要求1所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中该高速USB收发器的数量少于USB接头的数量。
7.根据权利要求1所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中各埠路径控制器设有一状态显示器。
8.根据权利要求1所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中该控制电路是组合于一南桥芯片中。
9.一种可自动切换路径的USB控制电路,其特征是包含有多个USB接头,用以连接各式USB装置;多个切换装置,分别连接于各个对应的USB接头;多个USB收发器,分别与对应的USB接头相连接;至少一USB控制器,分别与对应的USB收发器连接,通过各USB收发器而控制及驱动连接于对应USB接头的USB装置;至少一高速USB收发器,各与每一切换装置连接;一高速USB控制器,连接各高速USB收发器,通过各高速USB收发器而控制及驱动连接于USB接头的高速USB装置;及一组合路径控制器,连接各USB收发器及各高速USB收发器,藉由该组合路径控制器及切换装置而自动将一连接高速USB装置的USB接头的控制路径切换至高速USB收发器而由高速USB控制器控制驱动。
10.根据权利要求9所述的可自动切换路径的USB控制电路,其特征是其中该组合路径控制器控制尚设有多个状态显示器。
全文摘要
本发明是有关于一种USB控制电路,尤指一种可自动切换路径的USB控制电路,其特征是包含有:多个用以连接各式USB装置的USB接头,各USB接头分别连接一USB收发器,再由USB收发器连接USB控制器,藉由USB控制器而可驱动及控制连接于USB接头的USB装置,各USB收发器分别连接有一埠路径控制器,另设有至少一连接高速USB控制器的高速USB收发器,分别通过一切换装置与各USB接头连接,各高速USB收发器并连接到埠路径控制器,而各埠路径控制器则连至一高速装置路径控制器,由该高速装置路径控制器配合各埠路径控制器而可自动将连接有高速USB装置的USB接头控制路径切换至高速USB收发器而由高速USB控制器驱动。
文档编号G06F13/14GK1362676SQ0210287
公开日2002年8月7日 申请日期2002年1月28日 优先权日2002年1月28日
发明者江晋毅, 赖清苍 申请人:威盛电子股份有限公司
再多了解一些
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