专利名称：Usb装置和usb装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及USB(通用串行总线)装置，尤其涉及与比USB1.1标准更加高速的USB2.0标准相对应的USB装置。
背景技术：
当前，与USB2.0标准相对应的USB主机(以下，称为HS主机)、以及与其相连的USB装置(以下，称为USB2.0对应装置)已经被实用化。但是，即使是HS主机，也存在很多没有严格符合USB2.0标准的机器。因此，希望有可以以传送速度为480Mbps的高速模式连接在这种非标准USB2.0HS主机上的USB2.0对应装置。
USB2.0对应装置根据该主机的标准，以高速模式或传送速度为12Mbps的全速模式连接在USB主机上。图7是表示在复位中的同步交换时选择了高速模式时的USB总线的变化的图，图8是表示选择了全速模式时的USB总线的变化的图。
如图7和图8所示，在全速模式的空闲(idle)状态下，USB总线的D+信号的电压是3.0V，D-信号的电压是0mV。如果从该状态移动到SEO状态，则复位断言(assert)区间开始。在SEO状态下，D+和D-信号的电压都低于800mV。
然后，D+信号线连接上拉电阻，判别USB主机的状态是复位(reset)还是中止(suspend)。在复位的情况下，根据USB2.0对应装置，D-信号的电压为800mV(线性调频脉冲(chirp)K)。根据该线性调频脉冲K，表示USB2.0对应装置与主机的高速模式相对应。
然后，再一次变成SEO状态，变成用于将信号的输出侧从USB2.0对应装置切换到USB主机侧的迁移区间。此时，USB2.0对应装置变成等待来自USB主机的应答的状态。在USB主机迁移到高速模式的情况下，如图7所示，根据USB主机，交替重复D-信号的电压为800mV的状态(线性调频脉冲K)和D+信号的电压为900mV的状态(线性调频脉冲J)。并且，再一次变成SEO状态，复位结束，变成高速模式的空闲状态。
另一方面，经过USB2.0对应装置的线性调频脉冲K后的迁移区间，如图8所示，如果没有检测出USB主机的交替线性调频脉冲K和线性调频脉冲J区间，则USB2.0对应装置识别出是与USB1.1对应的USB主机(以下，称为FS主机)的复位结束状态。其结果，变成全速模式的空闲状态。
然而，如图7所示，可知在复位中的同步交换时，具有被称为微小J(TinyJ)的状态(例如，John Garney，Ed Solari，Shelagh Callahan，Kosar Jaff，Brad Hosler著“USB Hardware & Software日语版”株式会社InfoCreate 1999)。所谓微小J是指，如图9所示，根据USB复位中的USB主机1和USB装置的2的上拉电阻21、下拉电阻11、12，以及输出端子的状态，使D+信号的电压变为70～230mV左右。
然而，在以往的USB2.0对应装置中，由于其阈值电平为100～150mV，所以，具有如下的问题。即，在复位中的同步交换时，如上所述，由于微小J，当D+信号的电压变成70～230mV左右时，D+信号会从本来的低电平变为高电平。在该情况下，由于D+信号是高电平，并且D-信号变成低电平，所以，USB2.0对应装置识别出是FS主机的复位结束状态，将HS主机误识别成FS主机。其结果，存在以全速模式连接在HS主机上的问题。
发明内容
本发明就是鉴于以上的问题而提出的，其目的在于提供一种USB2.0对应装置，其可以防止微小J检测，即使是非标准USB2.0HS主机，也能准确识别出是HS主机，并可以以高速模式连接。另外，本发明的其他目的在于提供一种USB2.0对应装置的控制方法，该USB2.0对应装置可以防止微小J检测，即使是非标准USB2.0HS主机，也能准确识别出是HS主机，并可以以高速模式连接。
为了解决上述问题、达到上述目的，本发明具有如下的特征。定时器对USB总线的SEO状态的持续时间进行计时，在持续了3ms以上的时刻，向复位判别电路断言SEO3ms检测信号。复位判别电路关闭开关，使上拉电阻连接在USB总线的D+信号线上，并且，检测USB总线的状态，如果是SEO状态，则识别出是复位，向复位控制电路断言复位检测信号。复位控制电路向高速模式用接收器断言阈值电平变更信号。接收器将阈值变更成比微小J状态中的USB总线的电压高的值，例如250mV。在执行线性调频脉冲驱动K并结束之后，复位控制电路如果检测出USB总线变成K状态，则向接收器否决(negate)阈值电平变更信号。接收器将阈值返回到例如125mV。这样，识别出USB2.0对应装置的连接位置是HS主机。
根据该发明，在复位检测时，高速模式用的接收器的阈值由于变更成比微小J状态中的USB总线的电压高的值，所以，不会检测微小J，而根据来自USB主机的应答，准确地检测出USB总线变成K状态。
图1是表示本发明USB装置的主要部分的一例的方框图。
图2是表示本发明USB装置的接收器的一例的方框图。
图3是表示本发明USB装置的接收器的另一例的方框图。
图4是表示本发明USB装置的接收器的再一例的方框图。
图5是表示在本发明USB装置的同步交换时进行控制的一例的流程图。
图6是表示在本发明的USB装置的同步交换时进行控制的另一例的流程图。
图7是表示在复位中的同步交换时选择了高速模式时的USB总线的变化图。
图8是表示在复位中的同步交换时选择了全速模式时的USB总线的变化图。
图9是表示微小J状态时的USB主机和USB装置的主要部分的方框图。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的USB装置的主要部分的一例的方框图。如图1所示，该USB2.0对应装置具有由SEO定时器3、中止/复位判别电路4、开关5、以及上拉电阻6构成的复位检测单元；复位控制电路7；高速模式用的接收器8。
SEO定时器3通常对USB总线的SEO状态的持续时间进行计时。SEO定时器3在从SEO状态开始起的计数器大于等于3ms的时刻，向中止/复位判别电路4断言SEO3ms检测信号。
中止/复位判别电路4在被断言了SEO3ms检测信号后，关闭开关5，使上拉电阻6与D+信号线相连。并且，连接上拉电阻6时的USB总线的状态如果是SEO，则中止/复位判别电路4识别出是复位，在不是SEO时，识别为是中止。中止/复位判别电路4在识别出是复位的情况下，向复位控制电路7断言复位检测信号。
复位控制电路7在被断言了复位检测信号时，向接收器8断言阈值电平变更信号，变更接收器8的阈值电平。另外，接收器8根据D+信号和D-信号，输出表示J状态的J信号或表示K状态的K信号。复位控制电路7对从接收器8输出的J信号或K信号进行识别，将接收器8的阈值电平还原。SEO定时器3对从接收器8输出的SEO信号进行识别。
图2是表示接收器8的内部结构的第1例的方框图。如图2所示，接收器8具有阈值例如是125mV的通常接收器81、阈值例如是250mV的微小J用接收器82、选择器83。D+信号和D-信号被提供给通常接收器81和微小J用接收器82两者。
根据所提供的D+信号和D-信号，通常接收器81根据125mV的阈值，或者微小J用接收器82根据250mV的阈值，分别向选择器83断言或否决SEO信号、J信号、以及K信号。具体来讲，如果D+信号和D-信号都小于例如800mV，则通常接收器81和微小J用接收器82断言SEO信号(SEO状态)，如果任意一方例如大于等于800mV，则否决SEO信号。
另外，如果通常接收器81和微小J用接收器82的D+信号大于等于各自的阈值，则断言J信号(否决K信号)，如果D-信号大于等于各自的阈值，则断言K信号(否决J信号)。如果断言从复位控制电路7供给的阈值电平变更信号，则选择器83选择微小J用接收器82的输出信号，如果否决阈值电平变更信号，则选择通常接收器81的输出信号。
接收器8也可以使用以下的结构。图3是表示接收器8的内部结构的第2例的方框图。在图3所示的例子中，接收器8具有选择器91、绝对值输出减法器92、比较器93、判定器94、SEO用接收器95。
如果断言从复位控制电路7供给的阈值电平变更信号，则作为微小J用，选择器91选择例如250mV的阈值，如果否决阈值电平变更信号，则作为通常动作用，选择例如125mV的阈值。绝对值输出减法器92求出D+信号和D-信号的电压之间的差的绝对值，即|([D+信号]-[D-信号])|的值，以及D+信号的电压减去D-信号的电压时的符号。比较器93对选择器91所选择的阈值和绝对值输出减法器92所提供的绝对值进行比较。
判定器94根据比较器93的比较结果和绝对值输出减法器92所提供的符号，进行J状态或K状态的判定。具体来讲，在绝对值大于等于阈值的情况下，如果符号是正的，则断言J信号，否决K信号(J状态)，如果符号是负的，则断言K信号，否决J信号(K状态)。另一方面，当绝对值比阈值小时，是无效的。如果D+信号和D-信号都小于例如800mV，则SEO用接收器95断言SEO信号(SEO状态)，如果任意一方例如大于等于800mV，则否决SEO信号。
另外，接收器8也可以是以下的结构。图4是表示接收器8的内部结构的第3例的方框图。在图4所示的例子中，接收器8具有将D+信号转换成数字信号的A/D转换器101；将D-信号转换成数字信号的A/D转换器102；根据这些A/D转换器101、102的输出值(数字转换值)、以及复位控制电路7所提供的阈值电平变更信号，断言或否决SEO信号、J信号、以及K信号的运算器103。
如果D+信号的数字转换值和D-信号的数字转换值都小于例如800mV，则运算器103断言SEO信号(SEO状态)，如果任意一方例如大于等于800mV，则否决SEO信号。另外，运算器103在D+信号的数字转换值例如大于等于150mV时，断言J信号(否决K信号)，为J状态，在D-信号的数字转换值例如大于等于150mV时，断言K信号(否决J信号)，为K状态。在D+信号的数字转换值和D-信号的数字转换值都例如小于150mV时，无效。
接下来，说明对本发明的USB装置进行控制的第1例。图5是表示在同步交换时进行控制的第1例的流程图。如图5所示，USB总线变成SEO状态，当复位中的同步交换开始时，首先，SEO定时器3开始计时SEO状态的持续时间。并且，SEO定时器3在SEO状态例如持续了3ms以上的时刻(步骤S501是)，向中止/复位判别电路4断言SEO3ms检测信号。
接着，中止/复位判别电路4关闭开关5，使上拉电阻6连接在D+信号线上(步骤S502)。并且，中止/复位判别电路4判别USB总线是否是SEO状态(步骤S503)。其结果，如果USB总线是SEO状态(步骤S503是)，中止/复位判别电路4识别出主机状态是复位，向复位控制电路7断言复位检测信号。
接下来，复位控制电路7向高速模式用的接收器8断言阈值电平变更信号。由此，接收器8将阈值变更成例如250mV(步骤S504)。接着，驱动器(在图1中省略)断言D-信号，执行线性调频脉冲驱动K(步骤S505)。接着，驱动器否决D-信号，结束线性调频脉冲驱动，保持USB总线为SEO状态，直到USB总线变成J状态或K状态为止(步骤S506)。
接下来，复位控制电路7如果检测到USB总线是K状态(步骤S508是)，则向接收器8否决阈值电平变更信号。由此，高速模式用的接收器8将阈值返回到例如125mV(步骤S509)。这样，识别出USB2.0对应装置的连接位置是HS主机(步骤S510)，同步交换结束，复位结束。
另一方面，在线性调频脉冲驱动K结束之后，复位控制电路7如果检测出USB总线变成J状态(步骤S507是)，则向高速模式用的接收器8否决阈值电平变更信号。并且，高速模式用的接收器8将阈值返回到例如125mV(步骤S511)。这样，识别出USB2.0对应装置的连接位置是FS主机(步骤S512)，同步交换结束，复位结束。
另外，在线性调频脉冲驱动K结束后，USB总线在SEO状态下经过规定时间，例如大于等于100μs时(步骤S506是)，与检测J状态时一样，高速模式用的接收器8的阈值返回到例如125mV(步骤S511)，识别出是FS主机(步骤S512)。并且，同步交换结束，复位结束。另外，在步骤S503中判别USB总线状态的结果如果是USB总线不是SEO状态(步骤S503否)，则中止/复位判别电路4识别出主机的状态为中止(步骤S513)，同步交换结束。
代替在上述控制的步骤S507中检测出USB总线为J状态，或者在步骤S508中检测出USB总线为K状态，也可以进行如下的第2控制例。图6是表示在同步交换时进行控制的第2例的流程图。如图6所示，当复位中的同步交换开始时，按顺序进行步骤S601～步骤S602。另外，由于步骤S601、S602、S603、S604、S605分别与上述第1控制例的步骤S501、S502、S503、S504、S505相同，所以省略重复说明。
接下来，结束线性调频脉冲驱动K后，USB总线在SEO状态下经过规定时间，例如2.5ms之前(步骤S606否)，复位控制电路7如果检测出USB总线的K状态和J状态的交替状态为规定次数，例如至少3次(步骤S607是)，则向高速模式用的接收器8否决阈值电平变更信号。由此，高速模式用的接收器8将阈值返回到例如125mV(步骤S608)。这样，识别出USB2.0对应装置的连接位置为HS主机(步骤S609)，同步交换结束，复位结束。
另外，结束线性调频脉冲驱动K后，USB总线在SEO状态下经过例如2.5ms以上时(步骤S606是)，识别出是FS主机(步骤S610)，同步交换结束，复位结束。另外，在步骤S603中判别USB总线状态的结果如果是USB总线不是SEO状态(步骤S603否)，则中止/复位判别电路4识别出主机的状态为中止(步骤S611)，同步交换结束。
根据上述实施方式，在复位检测时，高速模式用的接收器8的阈值由于变更成比微小J状态中的USB总线的电压高的值，例如250mV，所以，不会检测微小J，而根据来自USB主机的应答，准确地检测出USB总线变成K状态。因此，不会将HS主机误识别成FS主机，可以准确地识别出是HS主机，从而以高速模式连接。
以上，本发明不仅限于上述实施方式，可以有各种变更。例如，接收器8的阈值和SEO状态的检测时间等可以根据USB的标准进行各种选择。另外，接收器8的复位后的阈值不限于125mV，只要在USB标准内的值即可。
如以上说明的那样，根据本发明，在复位检测时，高速模式用的接收器的阈值由于变更成比微小J状态中的USB总线的电压高的值，所以，不检测微小J，就能根据来自USB主机的应答，准确地检测出USB总线变成K状态。因此，可以产生以下的效果不会将HS主机误识别成FS主机，可以准确地识别出是HS主机，从而以高速模式连接。
以上，本发明提供了一种USB2.0对应装置，其可以防止微小J检测，即使是非标准USB2.0HS主机，也能准确识别出是HS主机，并可以以高速模式连接。另外，本发明也提供了一种USB2.0对应装置的控制方法，该USB2.0对应装置可以防止微小J检测，即使是非标准USB2.0HS主机，也能准确识别出是HS主机，并可以以高速模式连接。
权利要求
1.一种USB装置，可以通过USB总线，以高速模式与USB主机相连，其特征在于，具备接收USB总线的信号的高速模式接收器；检测复位的开始的复位检测单元；复位控制电路，在复位检测时，使上述接收器的阈值高于微小J状态中的USB总线的电压。
2.根据权利要求1所述的USB装置，其特征在于，上述复位控制电路根据与线性调频脉冲驱动K对应的USB主机的应答，在检测出USB总线成为了K状态时，将上述接收器的阈值复原。
3.根据权利要求1所述的USB装置，其特征在于，上述复位控制电路根据与线性调频脉冲驱动K对应的USB主机的应答，在检测出USB总线成为了J状态时，将上述接收器的阈值复原。
4.根据权利要求1所述的USB装置，其特征在于，上述复位控制电路根据与线性调频脉冲驱动K对应的USB主机的应答，在检测出USB总线反复了规定次数的K状态和J状态时，将上述接收器的阈值复原。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的USB装置，其特征在于，上述复位检测单元具备定时器，对USB总线的SEO状态的持续时间进行计时；上拉电阻，在上述定时器进行了规定的时间的计时时，被连接在USB总线的D+信号线上；复位判别电路，在上拉电阻连接在上述D+信号线上的状态下，检测USB总线的状态，如果是SEO状态，则判别出是复位。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的USB装置，其特征在于，上述接收器具备第1阈值的通常动作用接收器；比微小J状态中的USB总线的电压高的第2阈值的微小J用接收器；选择器，根据上述复位控制电路的输出信号，选择上述通常动作用接收器和上述微小J用接收器的任意一方的输出信号。
7.根据权利要求1～4中任意一项所述的USB装置，其特征在于，上述接收器具备选择器，根据上述复位控制电路的输出信号，选择通常动作时的第1阈值和比微小J状态中的USB总线的电压高的第2阈值的任意一方；减法器，求出从USB总线的D+信号的电压减去D-信号的电压的值的符号以及绝对值；比较器，对上述减法器所求出的绝对值和上述选择器所选择的阈值进行比较；判定器，根据上述比较器的比较结果和上述减法器所求出的符号，判定USB总线是J状态还是K状态；SEO用接收器，检测USB总线的SEO状态。
8.根据权利要求1～4中任意一项所述的USB装置，其特征在于，上述接收器具备第1A/D转换器，将USB总线的D+信号转换成数字信号；第2A/D转换器，将D-信号转换成数字信号；运算器，根据上述第1A/D转换器的输出值、上述第2A/D转换器的输出值、以及上述复位控制电路的输出信号，运算并求出USB总线是J状态还是K状态，或者是SEO状态。
9.一种USB装置的控制方法，在通过USB总线以高速模式连接在USB主机上的USB装置和USB主机之间的同步交换时，包括以下步骤检测复位的开始；在检测复位时，将接收USB总线的信号的高速模式用接收器的阈值变更成比微小J状态中的USB总线的电压高的值；执行线性调频脉冲驱动K并结束；在线性调频脉冲驱动K结束之后，当USB总线在SEO状态下经过了规定的时间时，或者，在线性调频脉冲驱动K结束之后，到达规定的时间之前，检测出USB总线成为了K状态或J状态时，将上述接收器的阈值复原。
10.一种USB装置的控制方法，在通过USB总线以高速模式连接在USB主机上的USB装置和USB主机之间的同步交换时，包括以下步骤检测复位的开始；在检测复位时，将接收USB总线的信号的高速模式用接收器的阈值变更成比微小J状态中的USB总线的电压高的值；执行线性调频脉冲驱动K并结束；在线性调频脉冲驱动K结束之后，且在到达规定的时间之前，当检测出USB总线交替重复了规定次数的K状态和J状态时，将上述接收器的阈值复原。
全文摘要
本发明提供一种USB装置，SEO定时器(3)在检测出USB总线的SEO状态持续了3ms以上时，向中 止/复位判别电路(4)断言SEO3ms检测信号。中止/复位判别电路(4)在上拉电阻(6)连接在D+信号线上时，检测出USB总线是SEO状态，向复位控制电路(7)断言复位检测信号。复位控制电路(7)向高速模式用接收器(8)断言阈值电平变更信号。接收器(8)将阈值变更成250mV。在执行线性调频脉冲驱动K并结束后，如果复位控制电路7检测出USB总线的K状态，则向接收器(8)否决阈值电平变更信号。接收器(8)将阈值变更成125mV。
文档编号G06F13/00GK1650249SQ0282952
公开日2005年8月3日 申请日期2002年12月27日 优先权日2002年12月27日
发明者中野学 申请人:富士通株式会社