专利名称：通用串行总线负载检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通用串行总线(Universal Serial Bus; USB)负载检测 装置，特别是一种可快速检测通用串行总线的最大电流负载的通用串行总线负 载检测装置。
背景技术：
通用串行总线(Universal Serial Bus ; USB)是新一代的接口设备接口 ，其 由Intel、 Compaq、 NEC、 DEC、 IBM、 Northern Telecom、 Microsoft等七家软 硬件制造商所共同制定，此种接口的传输速率有1. 5Mbps与12Mbps两种形式， 最多可以连接到127部接口设备，因为它的传输速率比起个人电脑所使用的并 行端口或是串行端口都快了许多，所以USB对于电脑设备与周边接口的传输效 率皆有显着的提升。现今电脑系统或笔记型电脑的操作系统皆支持USB接口，电脑系统或笔记 型电脑的周边通讯端口皆有统一的制定规格，例如支持USB接口网络卡、集线 器、键盘、鼠标、游戏杆、光驱、磁带机、打印机、扫描仪、数字相机等周边 装置，几乎包含了所有的接口设备，这些USB装置不但支持即插即用(Plug and Play)的能力，而且不必重新开机便可使用(Hot Swap)。因此，藉由USB，可 以将不同类型的接口设备如鼠标、键盘、游戏杆、喇叭、调制解调器、扫描仪、 光驱等等，通过相同的接口连接在电脑上，从而简化了个人电脑连接接口类型。 此外，USB还具有成本低、连接设备多、占用系统资源少、支持多种传输类型等 优点，无疑提供消费者使用上极大的便利性。虽然，现今的USB装置皆具有标准的规格，以连接电脑的USB端口 (ports), 经电脑主机(Host)端侦测到新的USB装置后便可提供使用者利用。然而，如何 得知上述电脑主机端所能承受USB装置连接USB端口后的最大电流负载或当电 脑主机端于承受USB装置连接满载状况下会不会影响到电脑系统的正常运作， 已知检测电脑主机的USB端口的最大电流负载以电脑主机于USB端口满载状况 下对单一 USB埠量测其下拉电压(port droop)而得知该USB端口的电压电流关 系，即可得到该USB端口的最大电流负载(current margin)，然而，此一检测 方式非常不便且毫无效率，若当电脑量产时，将会存在有产品质量的可靠度及 稳定性的隐忧，也易造成回收成本的增加，因此如何产出一种能快速检测USB 装置的最大电流负载的检测装置及其检测方法，将是业界亟欲解决的问题。200720050920.X说明书第2/4页实用新型内容鉴于以上的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种通用串行总线(Universal Serial Bus; USB)负载检测装置，以有效且快速地检测待测USB装 置的最大负载。依据上述目的，本实用新型揭露一种通用串行总线(Universal Serial Bus; USB)负载检测装置，用以检测一待测通用串行总线主机端(Device under test USB Host; DUT USB Host)的最大容许负载，该USB负载检测装置包括 一仿真 USB装置，其具有二电源线及二信号线，以与该待测USB主机端连接； 一微处理 器，电连接该仿真USB装置，且具有与该仿真USB装置的二电源线对应的二脚 位； 一仿真信号侦测电路，电连接该仿真USB装置，且具有与该仿真USB装置 的二信号线对应的二脚位以及一负载控制单元，电接该微处理器，以接收该 微处理器所传来的调变讯号而增加仿真USB装置的负载至该待测USB的该最大 容许负载。本实用新型的USB负载检测装置可达成以下功效1、 兼容性高，不需额外驱动程序；2、 提早改善USB负载过大而影响系统的问题；3、 操作简单，检测快速。以上关于本实用新型内容的说明及以下的实施方式说明用以示范与解释本 发明的原理。
图1为本实用新型通用串行总线负载检测装置的功能方块图。 图2为本实用新型USB负载检测装置检测待测USB主机端的最大负载的流 程图。
具体实施方式
请参照图1，为本实用新型通用串行总线(Universal Serial Bus; USB)负 载检测装置的功能方块图。该USB负载检测装置IO用以检测一待测通用串行总 线主机端(Device under test USB Host; DUT USB Host) 70的最大容许负载， USB负载检测装置10包括一仿真USB装置20、 一微处理器(Micro Control Unit ;MCU)30、 一负载控制单元40、 一仿真信号侦测电路50以及一显示装置60。待测USB主机端70内共接有四条线(未图示)，分别为Vcc、 Gnd、 D+及D-， Vcc与Gnd为电源线；D+与D-为对绞(twist paired)信号线。故，本实用新型 的仿真USB装置20亦设计有对应连接待测USB主机端70的Vcc、 Gnd、 D+及D-本实用新型的微处理器30为一单芯片处理器，其具有二脚位V及G分别电
连接于仿真USB装置20所对应的Vcc及Gnd脚位，用以接收仿真USB装置20 的电压讯号以测得仿真USB装置20的负载结果，并输出一调变讯号T。仿真信号侦测电路50具有二脚位Dl及D2分别电连接于仿真USB装置20 所对应的D+及D-脚位，用以接收仿真USB装置20所对应D+及D-脚位的信号状 态。当D+及D-脚位接上高电位时，Dl及D2所侦测到讯号为"1"，表示仿真 USB装置20处于正常负载状况下，D+及D-脚位接上低电位时，D1及D2所侦测 到讯号为"0"，表示仿真USB装置20处于满载状况下。此外，仿真信号侦测 电路50会将侦测仿真USB装置20的负载状况提供一侦测讯号S至微处理器30， 当微处理器30接收到仿真USB装置20所传来的负载结果后，会与仿真USB装 置20的负载结果作比较后，再输出调变讯号T。负载控制单元40电连接于微处理器30，用以接收微处理器30所传来的调 变讯号T，以提升仿真USB装置20的负载，藉此测试待测USB主机端70的负载 极限，再经由显示装置60显示出所述待测USB主机端70的电压电流负载状况。 于本实用新型中，负载控制单元40可为一光继电器(Photo Relay)。此外，本实用新型USB负载检测装置10还包括一开始键(Start)12，电连 接于微处理器30，用以提供一使用者启动所述USB负载检测装置10，以及一重 置键(Reset)14，电连接于微处理器30，用以当使用者于检测所述待测USB主机 端70发生异常状况时，可执行取消重置与回复状态的动作。以下将说明所述USB负载检测装置10检测所述待测USB主机端70的操作 原理。请同时参照图1和图2。图2为本实用新型USB负载检测装置10检测所 述待测USB主机端70的最大负载的流程图。首先，微处理器30会提供一初始 负载测试值至负载控制单元40 (步骤102)，以检测仿真USB装置20的负载值。 由于USB协会定义USB装置的压降及负载范围必须在正负250mv及10K Ohm/500mA负载环境下进行测试，故本实用新型的初始负载采10K Ohm/500mA的 电流负载进行测试。接着，微处理器30在接收仿真USB装置20所传来的负载结果(步骤104) 以及仿真信号侦测电路50所传来的侦测讯号S后(步骤106)，会输出调变讯号 T命令负载控制单元40新增一预设电流值于仿真USB装置20，以判断仿真USB 装置20是否超过其最大电流负载(步骤108)，若检测仿真USB装置20尚未超过 最大电流负载则重复步骤102至108，并于步骤108中施予大于该预设电流值的 电流负载。若以检测出仿真USB装置20已超过最大电流负载，则需经微处理器 30的内部逻辑运算判断是否测试通过(步骤110)，若微处理器30判断尚未测试 通过，则藉由微处理器30内建的除法器32的逻辑运算，命令负载控制单元40 输出上述的电流负载的一半至仿真USB装置20(步骤112)进行测试后再执行步 骤IIO，例如原来施予的电流负载为500mA，若未测试通过则再施予250mA进 行测试直至微处理器30判断测试通过为止，如此即可获得待测USB主机端70的最大电流负载；若经微处理器30判断测试己完毕，则藉由显示装置60显示 出待测USB主机端70的最大负载的电流电压值(步骤114)。相较于现有技术，本实用新型的USB负载检测装置10可达成以下功效1、 兼容性高，不需额外驱动程序可适用于任何有USB端口的接口上，且毋需安装驱动程序即可执行检测动作；2、 提早改善USB负载过大而影响系统的问题以使用者使用概念去检视USB 使用负载状况，可得知产品的问题以在设计阶段上提早解决，降低客户端诉求、提升产品质量并降低回收成本；3、 操作简单，检测快速设计上利用USB随插即用(Plug and Play)功能， 检测Vcc/Gnd负载电压状况，并利用0+/0-判断USB装置的动作状态，即可快速 地测出待测USB的最大负载。虽然本新型前述实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型保护范围。 在不脱离本实用新型的精神和范围内，所做的更动与润饰，均属本实用新型的 专利保护范围之内。
权利要求1、 一种通用串行总线负载检测装置，用以检测一待测通用串行总线主机端 的最大容许负载，其特征在于，该USB负载检测装置包括一仿真USB装置，其具有二电源线及二信号线，以与该待测USB主机端连接；一微处理器，电连接该仿真USB装置，且具有与该仿真USB装置的二电源 线对应的二脚位；一仿真信号侦测电路，电连接该仿真USB装置，且具有与该仿真USB装置 的二信号线对应的二脚位；以及一负载控制单元，电接该微处理器，用以接收该微处理器所传来的调变讯 号而增加仿真USB装置的负载至该待测USB的该最大容许负载。
2、 根据权利要求1所述的通用串行总线负载检测装置，其特征在于该USB 负载检测装置还包括一显示装置，电连接于该微处理器，以显示该待测USB的 该最大容许负载。
3、 根据权利要求l所述的通用串行总线负载检测装置，其特征在于该最 大容许负载为电流值。
4、 根据权利要求l所述的通用串行总线负载检测装置，其特征在于该微 处理器为一单芯片处理器。
5、 根据权利要求l所述的通用串行总线负载检测装置，其特征在于该负载控制单元为一光继电器。
6、 根据权利要求l所述的通用串行总线负载检测装置，其特征在于该微处理器还包括一除法器，以将欲传至该负载控制单元的该调变讯号做二分法逻 辑运算。
7、 根据权利要求1所述的通用串行总线负载检测装置，其特征在于该USB 负载检测装置还包括一开始键，电连接于该微处理器，用以启动该USB负载检测装置。
8、 根据权利要求1所述的通用串行总线负载检测装置，其特征在于该USB 负载检测装置还包括一重置键，电连接于该微处理器，用以执行该USB负载检 测装置的重置与回复状态动作。
专利摘要本实用新型揭露一种通用串行总线负载检测装置，用以检测一待测通用串行总线主机端的最大容许负载。该USB负载检测装置包括仿真USB装置；微处理器，电连接该仿真USB装置；仿真信号侦测电路，电连接该仿真USB装置；以及负载控制单元，电接该微处理器，以接收该微处理器所传来的调变讯号而增加仿真USB装置的负载至该待测USB的该最大容许负载。该通用串行总线负载检测装置可快速地测出待测USB的最大负载，提早改善USB负载过大而影响系统的问题。
文档编号G06F11/267GK201037934SQ200720050920
公开日2008年3月19日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者吕皇庆, 温增兴 申请人:佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司;神达电脑股份有限公司