一种通用串行总线高效利用方法、通用串行总线设备与流程

本发明涉及通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)技术，尤其涉及一种USB高效利用方法、USB设备。

背景技术：

USB作为通用串行总线，是应用在计算机领域的接口技术。它不仅提供了高速率的数据通信功能、方便的即插即用功能，而且在连接USB电源或者电脑时还具有为设备充电的能力。

USB协议虽然规定了一套省电机制，但是很多实际应用的时候仍然难以满足现今的低功耗需求。因此在不使用USB的时候，最好将USB控制器和USB芯片(USB PHY)掉电，以达到最大化降低功耗的目的。例如USB处于拔出状态或与充电器相连时，是没有USB通讯的，此时就可以给USB彻底下电。

另外，当USB设备侦测到插入动作时，因为不知道插入的是电脑还是充电器，所以需要先给USB上电并初始化，随后查看是否有USB通讯(这里主要指USB枚举)。如果有USB通讯，则可判断是插入到电脑(PC，Personal Computer)上；如果长时间没检测到USB通讯，则可判断出是插入到充电器上，此时需要再将USB电断开。

上述USB设备插入的处理流程存在一些缺陷，当插入的是充电器时，需要较长时间才能判断确定(时间过短没法确认是否会有USB通讯)，另外不可避免的需要USB控制器和USB PHY的上电初始化以及掉电操作。整个操作判断过程相对繁琐、耗时，而且如果等待时间不足会存在识别错误的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种USB高效利用方法、USB 设备。

本发明实施例提供的USB高效利用方法包括：

检测到插入USB连接线时，对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测；

当检测到所述数据通讯硬件引脚信号发生变化时，确定所插入的设备为通讯设备，对USB控制器和USB PHY上电；

当检测到所述数据通讯硬件引脚信号未发生变化时，确定所插入的设备为充电设备，不对所述USB控制器和USB PHY上电。

本发明实施例中，所述对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测，包括：

对USB的数据通讯硬件引脚信号的电平进行检测。

本发明实施例中，所述对USB控制器和USB PHY上电后，所述方法还包括：

进行USB枚举，并与所述通讯设备进行通讯。

本发明实施例中，所述确定所插入的设备为充电设备后，所述方法还包括：

通过所述充电设备进行充电。

本发明实施例中，所述USB的数据通讯硬件引脚的个数为一个以上；

所述对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测，包括：

对USB的数据通讯硬件引脚中的一个或多个引脚进行检测。

本发明实施例提供的USB设备包括：

检测单元，用于检测到插入USB连接线时，对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测；

第一控制单元，用于当检测到所述数据通讯硬件引脚信号发生变化时，确定所插入的设备为通讯设备，对USB控制器和USB PHY上电；

第二控制单元，用于当检测到所述数据通讯硬件引脚信号未发生变化时，确定所插入的设备为充电设备，不对所述USB控制器和USB PHY上电。

本发明实施例中，所述检测单元，还用于对USB的数据通讯硬件引脚信号的电平进行检测。

本发明实施例中，所述USB设备还包括：

通讯单元，用于进行USB枚举，并与所述通讯设备进行通讯。

本发明实施例中，所述USB设备还包括：

蓄电单元，用于通过所述充电设备进行充电。

本发明实施例中，所述USB的数据通讯硬件引脚的个数为一个以上；所述检测单元，还用于对USB的数据通讯硬件引脚中的一个或多个引脚进行检测。

本发明实施例的技术方案中，在USB PHY与USB硬件接口的数据通信硬件引脚相连的基础上，检测单元也同数据通讯硬件引脚相连。这样在USB设备有插入动作时，检测单元就可以对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测。引脚信号的电平信号是否发生变化可以直接确认插入的是充电设备还是通讯设备(如PC)，并据此判断是否需要对USB控制器和USB PHY上电。这样就可以避免USB不必要的上电初始化动作，同时大大简化了原有流程及识别的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例一的USB高效利用方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的USB引脚连接；

图3为本发明实施例的USB3.0引脚连接图；

图4为本发明实施例二的USB高效利用方法的流程示意图；

图5为本发明实施例的USB2.0引脚D+、D-连接图；

图6为本发明实施例三的USB高效利用方法的流程示意图；

图7为本发明实施例的USB2.0引脚D+连接图；

图8为本发明实施例四的USB高效利用方法的流程示意图；

图9为本发明实施例的USB2.0引脚D-连接图；

图10为本发明实施例五的USB高效利用方法的流程示意图；

图11为本发明实施例的USB设备的结构组成示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。

图1为本发明实施例一的USB高效利用方法的流程示意图，如图1所示，所述USB高效利用方法包括以下步骤：

步骤101：检测到插入USB连接线时，对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测。

参照图2，在USB PHY 220与USB硬件接口210的数据通信硬件引脚相连的基础上，检测单元230也同数据通讯硬件引脚相连。当有USB连接线插入时，检测单元230就可以对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测。检测单元230首先读取USB的数据通讯硬件引脚信号，判断该信号是否有发生变化。

本发明实施例中，对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测具体为：对USB的数据通讯硬件引脚信号的电平进行检测。

本发明实施例中，USB的数据通讯硬件引脚的个数为一个以上；根据USB的版本不同而不同，可以对USB的数据通讯硬件引脚中的一个或多个引脚进行检测。

步骤102：当检测到所述数据通讯硬件引脚信号发生变化时，确定所插入的设备为通讯设备，对USB控制器和通用串行总线芯片USB PHY上电。

本发明实施例中，如果数据通讯硬件引脚信号的电平发生了变化，则可以确认USB设备是插入到通讯设备如PC中，此时，需要对USB控制器和USB PHY上电初始化，并进行USB枚举，与所述通讯设备进行通讯。

例如，数据通讯硬件引脚信号的电平由高电平变为了低电平，或者由低电平变为了高电平，则认为数据通讯硬件引脚信号的电平发生了变化。这里，高电平与低电平的具体数值与设备有关，例如，高电平为5V，低电平为0V。

上述方案中，通讯设备的类型可以是多种，例如平板电脑、手机、主机、 PC等等。

步骤103：当检测到所述数据通讯硬件引脚信号未发生变化时，确定所插入的设备为充电设备，不对所述USB控制器和USB PHY上电。

本发明实施例中，如果数据通讯硬件引脚信号的电平未发生变化，则可以确认USB设备是插入到充电设备上，此时不会用USB来通讯，因此无需再对USB采取额外的操作，即不对所述USB控制器和USB PHY上电。这样可以更加有效的使用USB，避免不必要的软件处理和硬件功耗。

本发明实施例在USB设备的插拔场景中，USB能够根据外部情况，快捷的进行识别，以达到灵活的适应能力。这样简化不必要的USB上、下电动作的同时，缩短了识别时间，具有更高的可以操作性。

下面结合USB设备的具体应用场景对本发明实施例的USB高效利用方法做进一步描述。

实施例一

参照图3，图3为本发明实施例的USB3.0引脚连接图，USB3.0硬件接口310具有6个用于数据通讯的引脚，分别为D+、D-、SSTX+、SSTX-、SSRX+、SSRX-。这6个引脚不仅与USB PHY 320相连，还与检测单元330相连，检测单元330能够检测到USB3.0硬件接口310中数据通讯硬件引脚信号。

结合图3所示的USB3.0引脚连接图，本发明实施例还提供一种USB高效利用方法，如图4所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S410，侦测USB设备的插入动作。

步骤S420，检测USB的SSTX+/SSTX-/SSRX+/SSRX-/D+/D-引脚，查看SSTX+/SSTX-/SSRX+/SSRX-的电平信号或者D+/D-的电平信号是否有发生变化，执行步骤S430或S450。

步骤S430，如果有发生变化，则可以认为插入的是电脑，给USB控制器和USB PHY上电，并进行初始化配置。

步骤S440，USB开始枚举，USB设备与电脑可以通讯，USB设备进入通 讯状态，结束本流程。

步骤S450，如果没有发生变化，则判断插入的是充电器，无需对USB进行操作。

步骤S460，没有USB通讯，USB设备进入充电状态。

实施例二

参照图5，图5为本发明实施例的USB2.0引脚D+、D-连接图，USB2.0硬件接口510具有2个用于数据通讯的引脚，分别为D+、D-。这2个引脚不仅与USB PHY 520相连，还与检测单元530相连，检测单元530能够检测到USB3.0硬件接口510中数据通讯硬件引脚信号。

结合图5所示的USB2.0引脚D+、D-连接图，本发明实施例还提供一种USB高效利用方法，如图6所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S610，侦测USB设备的插入动作。

步骤S620，检测USB的D+引脚和D-引脚，查看它的电平信号是否有发生变化，执行步骤S630或步骤S650。

步骤S630，如果有发生变化，则可以认为插入的是电脑，需要给USB控制器和USB PHY上电，并进行初始化配置。

步骤S640，USB开始枚举，USB设备与电脑可以通讯，USB设备进入通讯状态，结束本流程。

步骤S650，如果没有发生变化，则判断插入的是充电器，无需对USB进行操作。

步骤S660，没有USB通讯，USB设备进入充电状态。

实施例三

参照图7，图7为本发明实施例的USB2.0引脚D+连接图。D+引脚不仅与USB PHY 720相连，还与检测单元730相连，检测单元730能够检测到USB2.0硬件接口710中数据通讯硬件引脚信号。

结合图7所示的USB2.0引脚D+连接图，本发明实施例还提供一种USB高效利用方法，如图8所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S810，侦测USB设备的插入动作。

步骤S820，检测USB的D+引脚，查看它们的电平信号是否有发生变化，执行步骤S830或步骤S850。

步骤S830，如果有发生变化，则可以认为插入的是电脑，需要给USB控制器和USB PHY上电，并进行初始化配置。

步骤S840，USB开始枚举，USB设备与电脑可以通讯，USB设备进入通讯状态，结束本流程。

步骤S850，如果没有发生变化，则判断插入的是充电器，无需对USB进行操作。

步骤S860，没有USB通讯，USB设备进入充电状态。

实施例四

参照图9，图9为本发明实施例的USB2.0引脚D-连接图。D-引脚不仅与USB PHY 920相连，还与检测单元930相连，检测单元930能够检测到USB2.0硬件接口910中数据通讯硬件引脚信号。

结合图9所示的USB2.0引脚D-连接图，本发明实施例还提供一种USB高效利用方法，如图10所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S110，侦测USB设备的插入动作。

步骤S120，检测USB的D-引脚，查看它们的电平信号是否有发生变化，执行步骤S130或步骤S150。

步骤S130，如果有发生变化，则可以认为插入的是电脑，需要给USB控制器和USB PHY上电，并进行初始化配置。

步骤S140，USB开始枚举，USB设备与电脑可以通讯，USB设备进入通讯状态。

步骤S150，如果没有发生变化，则判断插入的是充电器，无需对USB进 行操作。

步骤S160，没有USB通讯，USB设备进入充电状态。

图11为本发明实施例的USB设备的结构组成示意图，如图11所示，所述USB设备包括：

检测单元21，用于检测到插入USB连接线时，对USB的数据通讯硬件引脚信号进行检测；

第一控制单元22，用于当检测到所述数据通讯硬件引脚信号发生变化时，确定所插入的设备为通讯设备，对USB控制器和USB PHY上电；

第二控制单元23，用于当检测到所述数据通讯硬件引脚信号未发生变化时，确定所插入的设备为充电设备，不对所述USB控制器和USB PHY上电。

所述检测单元21，还用于对USB的数据通讯硬件引脚信号的电平进行检测。

所述USB设备还包括：通讯单元24，用于进行USB枚举，并与所述通讯设备进行通讯。

所述USB设备还包括：蓄电单元25，用于通过所述充电设备进行充电。

所述USB的数据通讯硬件引脚的个数为一个以上；所述检测单元21，还用于对USB的数据通讯硬件引脚中的一个或多个引脚进行检测。

本领域技术人员应当理解，图11所示的USB设备中的各单元的实现功能可参照前述USB高效利用方法的相关描述而理解。

本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。