计算机系统及其通用序列总线装置的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种计算机系统，特别是有关于能检测通用序列总线(UniversalSerial Bus, USB)装置的计算机系统。
【背景技术】
[0002]目前，大部分计算机系统用来执行开机程序的基本输入输出系统(basicinput/output system, B1S)程序码是储存在计算机系统的只读存储器(read only memory, ROM)中，例如串行外围接口(serial peripheral interface, SPI)闪存等。当计算机系统被启动时，中央处理器会先根据基本输入输出系统程序码来执行开机自我测试(Power on selftest, POST)，以检查每个基础设备(主机板、显示卡)是否正常，然后再进行后续程序。基本输入输出系统程序码是用来管理系统日期、显示模式、软盘驱动装置、硬盘类型、接口设备(例如通讯端口、打印端口等)、以及随机存取存储器(Random Access Memory, RAM)和高速缓存(Cache Memory)等的配置。因此，基本输入输出系统程序码为计算机系统开机时重要的启动程序。
[0003]通用序列总线(USB)装置因为符合即插即用(Plug and Play)与装置的通用性与便利性，长久来被广泛地运用于计算机周边装置上。常见的计算机周边装置，例如鼠标、键盘、储存装置等，皆具有USB接口。在窗口(Windows)操作系统的系统认证中更规定至少需配备一个USB接口，且可通过此USB接口来对操作系统进行开机与侦错(Debug)程序。因此，在计算机系统中，通过USB接口作为开机磁盘系具有重要性。
[0004]对可携式的计算机产品而言，系统开机时间常为系统效能的一项重要指标。在Windows8/ffindows8.1的系统认证中，对系统开机时间有着明确的规范。举例来说，当储存装置为固态硬盘(Solid State Drive, SSD)或者混合式固态硬盘(Hybrid SSD)时,计算机系统需要在2秒内完成开机程序。当储存装置为传统的马达驱动旋转式硬盘，则计算机系统需要在4秒内完成开机程序。
[0005]由于USB装置的制造商众多，且每一个USB装置的初始化时间皆不相同，因此当计算机系统准备判断是否有USB装置插入时，若此时USB装置尚未完成初始化，则会造成计算机系统误判为无USB装置插入。因此，需要能检测通用序列总线装置的计算机系统。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种计算机系统。上述计算机系统包括:一通用序列总线连接器，包括一电源接脚；一电压产生器，用以提供一第一电压至上述通用序列总线连接器的上述电源接脚；以及一检测模块，耦接于上述电压产生器以及上述通用序列总线连接器之间，用以产生一检测信号。上述检测模块包括:一阻抗元件，耦接于上述电压产生器以及上述通用序列总线连接器的上述电源接脚之间；以及一判断单元，用以根据上述阻抗元件的一跨压而判断是否有一通用序列总线装置耦接于上述通用序列总线连接器，并提供上述检测信号。
[0007]再者，本发明提供另一种计算机系统。上述计算机系统包括:一通用序列总线连接器，包括一电源接脚；一电压产生器，用以提供一第一电压至上述通用序列总线连接器的上述电源接脚；以及一检测模块，耦接于上述电压产生器以及上述通用序列总线连接器之间，用以产生一检测信号。上述检测模块包括:一阻抗元件，耦接于上述电压产生器以及上述通用序列总线连接器的上述电源接脚之间；以及一判断单元，用以根据流经上述阻抗元件的一负载电流而判断是否有一通用序列总线装置耦接于上述通用序列总线连接器，并提供上述检测信号。
[0008]再者，本发明提供一种通用序列总线装置的检测方法，适用于一计算机系统。根据基本输入输出系统码，执行一开机自我测试程序。在执行上述开机自我测试程序时，检测是否有一通用序列总线装置的一负载电流存在。当上述通用序列总线装置的上述负载电流存在时，延后对上述通用序列总线装置进行列举。
【附图说明】
[0009]图1是显示根据本发明一实施例所述的计算机系统。
[0010]图2是显示根据本发明一实施例所述的检测模块。
[0011]图3是显示在计算机系统的开机自我测试程序中执行USB装置的识别的时间点的示意图。
[0012]图4是显示根据本发明一实施例所述的计算机系统的检测方法，用以检测是否有USB装置插入至计算机系统，其中计算机系统具有检测模块。
[0013][标号说明]
[0014]10?通用序列总线装置；20、110?连接器；
[0015]22、24、26、28、112、114、116、118 ?接脚；
[0016]100?计算机系统；110?连接器；
[0017]120?电压产生器；130、200?检测模块；
[0018]140?处理单元；150?存储器；
[0019]155?基本输入输出系统码；210?阻抗兀件；
[0020]220?放大电路；230?判断单元；
[0021]DET?检测信号；GND?接地端；
[0022]I1、12?电流；IL?负载电流；
[0023]N1-N3?节点；NM?晶体管；
[0024]PffR?电源端；R1-R5?电阻；
[0025]RT?等效阻抗；S410-S450?步骤；
[0026]USB_D+、USB_D-?差动对信号； USB_GND?接地信号；
[0027]USB_VBUS?电源信号；VAMP?放大信号；
[0028]VDD1、VDD2?电压；以及Vdet?跨压。
【具体实施方式】
[0029]为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:
[0030]图1是显示根据本发明一实施例所述的计算机系统100。计算机系统100包括连接器110、电压产生器120、检测模块130、处理单元140以及存储器150。连接器110是兼容于通用序列总线(Universal Serial Bus,USB)规格的一插座(receptacle),其中连接器110包括接脚112、114、116与118。接脚112为电源接脚VBUS，用以传送符合USB规格的电源信号USB_VBUS。接脚114与116为数据接脚D+与D-，用以传送符合通用序列总线规格的差动对信号USB_D+与USB_D-。接脚118为接地接脚GND，用以提供接地信号USB_GND。电压产生器120用以提供电压VDDl，其中电压VDDl的电压电平为5V。在图1中，当USB装置10的连接器20插入至计算机系统100的连接器110时，电压产生器120会产生5V电压来作为USB装置10的电源信号USB_VBUS。在USB装置10中，连接器20亦包括接脚22、24、26与28，其中接脚22为电源接脚VBUS、接脚24与26为数据接脚D+与D-而接脚28为接地接脚GND。检测模块130耦接于电压产生器120以及连接器110之间，其中检测模块130包括阻抗元件132、放大电路134与判断单元136。阻抗元件132耦接于电压产生器120以及连接器110的接脚112之间。放大电路134会根据阻抗元件132的两端点的电压VDDl以及电压VDD2而提供放大信号VAMP至判断单元136。接着，判断单元136会根据放大信号VAMP来判断是否有USB装置10插入计算机系统100，并提供检测信号DET至处理单元140。一般而言，处理单元140会将储存在存储器150中的基本输入输出系统(Basic Input/Output System, B1S)码155提供给中央处理器，以便执行开机自我测试程序(Power-onself-test, POST)。在执行开机自我测试程序时，若检测模块130检测到有USB装置10插入计算机系统100，则检测模块130会提供检测信号DET来通知处理单元140。于是，处理单元140会延后对USB装置10进行存取，以确保USB装置10已完成自我初始化之后，再对USB装置10进行识别与列举(Enumerate)。因此，可避免对于USB装置是否插入的误判情况。在一实施例中，处理单元140可以是南桥电路，以及电压产生器120可以是电源管理模块。
[0031]图2是显示根据本发明一实施例所述的检测模块200。检测模块200包括阻抗元件210、放大电路220与判断单元230。同时参考图1与图2，阻抗元件210耦接于节点NI与节点N2之间，其中节点NI是耦接于电压产生器120而节点N2是耦接于连接器110的接脚112。当USB装置20被插入至计算机系统100的连接器110时，USB装置20会开始动作，于是会有负载电流IL流过阻抗元件210，其中阻抗元件210具有等效阻抗RT。因此，阻抗元件210的两端会有跨压Vdet存在，即Vdet=VDDl-VDD2，其中电压VDDl是大于电压VDD2)。在此实施例中，阻抗元件210可以是负载开关(load switch),其中负载开关导通时的阻抗为RT。一般而言，负载开关导通时的阻抗通常为几十至几百毫欧姆之间，因此跨压Vdet为一微弱压降。接着，放大电路220会将跨压Vdet进行放大，以产生放大信号VAMP。放大电路220包括电阻R1-R4以及运算放大器225。电阻Rl是耦接于节点N2以及运算放大器225的反相输入端之间。电阻R2是耦接于运算放大器225的反相输入端与输出端之间。电阻R3是耦接于节点NI以及运算放大器225的非反相输入端之间。电阻R4是耦接于运算放大器225的非反相输入端与接地端GND之间。当负载电流IL流过阻抗元件210时，运算放大器225的非反相输入端上的电压Vl为VDD1[R4/(R3+R4)]。由于运算放大器225具有输入阻抗无限大的特性，所以可将运算放大器225的非反相输入端上的电压Vl以及反相输入端上的电压V2视为等电位，因此可得到流经电阻Rl的电流II，即I1=[VDD2-V1]/Rl0此外，由于运算放大器225具有输入阻抗无限大的特性，流经电阻Rl的电流Il与流经电阻R2的电流12可视为相等。因此，当电阻R2与Rl以及电阻R4与R3的比例相同时，即(R2/R1) = (R4/R3)，则可根据电压V2以及电流12而得到放大信号VAMP，其中VAMP=[1+(R2/RDJxVdet0此外，判断单元230包括晶体管匪以及电阻R5。晶体管匪耦接于接地