通用串行总线usb通信的装置和方法

专利名称：通用串行总线usb通信的装置和方法
通用串行总线USB通信的装置和方法技术领域
本发明的实施方式提供了一种通用串行总线USB通信的装置和方法。
背景技术：
一般地，在通用串行总线USB连接的第一端(在主机处)，通信源于或针对在通用计算机上作为软件运行的诸如所谓的软电话、音频播放器和/或录音机的客户端应用程序， 或者诸如运行在诸如照相机的专用装置以控制打印机的客户端程序。在USB连接的另一端 (在装置处)，通信源于或针对诸如提供输入来自麦克风的音频数据和/或输出音频数据到扬声器的音频功能的特定功能。通常地，通用计算机具有用于与USB装置进行通信的USB 功能，并且计算机用作USB主机，装置连接至其作为USB装置。
在被连接到USB主机之前，USB装置必须由USB主机来配置。该装置被配置为属于特定类的装置。它遵循USB规范，S卩，客户端应用程序通常在同一时间仅列举一个同一类的装置。因此，客户端应用程序不能够同时与同一类的两个装置进行通信。
USB装置的一个类是音频类，包括诸如麦克风、扬声器、声卡、耳机和乐器的物理装置。该类装置被配置为传输音频数据并可选地传输来自装置的用户接口的状态值。因此， 音频类装置可以包括用于静音、调节音量的简单的用户接口。USB装置的另一类是包括诸如键盘、诸如计算机鼠标的指向装置的物理装置的人机接口装置。
通常,通用串行总线USB规范可从www. usb. org获得。 发明内容
提供了用于根据通用串行总线USB规范进行通信的设备，包括USB装置，其包括 USB总线接口和USB逻辑装置，所述USB总线接口连接至上游USB端口，所述USB逻辑装置为第一通道上的上游通信提供第一 USB端点;USB主机，包括USB主机控制器和USB驱动器， 所述USB主机控制器连接至下游USB端口，所述USB驱动器为第二通道上的下游通信提供第二USB端点；其中，所述USB主机与所述USB装置同时操作；以及处理器，被配置为分别经由所述第一 USB端点和所述第二 USB端点在所述第一通道和所述第二通道之间传输数据。
因此，设备经由处理器互连两个独立的USB系统。设备操作为一个USB系统中的装置和另一个USB系统中的主机。两个独立的USB系统利用被编程的处理器互相连接以在两个USB系统之间传输数据。该处理器在两个系统之间进行任何类型的数据传输或信号处理。
由于USB装置和USB主机分别完全根据USB规范，所以这样的设备能够符合USB 规范，同时使新的选择有效，因为处理器能够被编程以在两个系统之间的传输路径上执行信号处理。
在一些实施方式中，该设备包括壳体，容纳一个或多个具有存储器的微控制器，其中，在存储器中的预定的地址处设置第一端点和第二端点。微处理器可以被编程以执行处理器和/或USB装置和/或USB主机的操作。
端点可以包括被表示为“IN”和/或“OUT”和/或“控制”和/或“中断”的类型的端点。此外，端点还可包括其他类型的端点。端点用作USB通信的接口。发生在装置和主机的各自端点之间的通信通常被称为经由“管道”发生，其中，端点在每个端处终止管道。
在一些实施方式中，USB装置被配置为音频类产品以例如脉冲编码调制PCM格式输入或输出音频数据，PCM被用于以数字方式表示音频信号的采样。该处理器被配置为处理这样的音频数据。在一些实施方式中，处理器被配置为根据已知应用于电话系统或诸如例如耳机的电话装置的规范或通用规则来处理数据，其中，数据被传输以作为具有短延迟的实时数据，以避免语音通信的劣化。
处理器可以包括用于在从一个USB系统接收的数据包的流被传输到另一 USB系统之前对其进行缓冲的缓冲器。然而，该缓冲器的大小被限制以避免干扰时延或延迟，并同时在缓冲器存储器中仅存储一些包，例如小于2、4、8、16或256个包，或小于500或1000毫秒的数据传输。在一些实施方式中，处理器传输数据并以穿过(cut-through)的方式对在两个USB系统之间传输的数据进行信号处理，其中，在包被全部接收到之前，开始包的传输。
由于USB装置和USB主机同时操作，所以这样的处理和数据包的传输是可行的。然而，在一些实施方式中，USB 主机和USB装置互相同步或异步操作。
这遵循USB规范，S卩，客户端应用程序通常能够在同一时间只列举同一类的一个装置。因此，客户端应用程序不能够与同一类的两个装置同时通信。
在一些实施方式中，处理器被配置为在第一通道和/或第三通道和/或第二通道之间传输数据。
因此，根据USB规范，客户端应用程序能够在同一时间列举同一类的一个装置。然而，在一些实施方式中，处理器可以被编程为经由USB主机在各自的第二和第三通道上同时与USB规范下的同一类的两个或更多个装置在下游进行通信，而设备在上游被配置为单个USB装置。
可选地，第三和/或任何其他的通道不符合USB规范。该通道可以根据不同的规范，并提供模拟和/或数字输入和/或输出。在一些实施方式中，数字通道根据索尼/飞利浦数字接口、S/PDIF规范。在一些实施方式，提供模拟通道。
在一些实施方式中，处理器包括数据转换器或所谓的编解码器，以经由USB主机或USB装置与USB系统连接，例如从而在PCM数据和SA3DIF数据或PCM数据和模拟信号之间进行转换。
经由第三通道的通信与在第一和/或第二通道上的通信同时发生。
不管第三通道上的通信是否根据USB规范发生，该设备在上游出现为各自装置类的单个装置。
在一些实施方式中，处理器被配置为在第一通道与诸如第三、第四、第五和第六的另外的通道之间传输数据。可选地，处理器被配置为在第一通道与其他通道之间传输数据。
在一些实施方式中，处理器被配置有分离器，将来自第一通道的信号分离至第二通道和第三通道；和/或混合器，混合在第二通道和第三通道处输入的音频信号并在第一通道上输出所混合的信号。
分离器使得可以以连接到多个通道的各自的接收器接收源自第一通道的数据的方式经由USB主机将例如音频数据流的数据流、音频流分离至第二通道和第三通道。在音频数据的情况下，从运行在通用计算机上的软电话应用程序传输到USB装置的音频流可以被分离至两个或更多个物理分离的装置，例如，两个耳机。
在一些实施方式中，分离器输出的数据是相同的格式。在一些实施方式中，第二和第三通道是并行USB通道，从而连接到设备的两个USB装置能够同时接收数据。在其它实施方式中，第三通道根据与USB规范不同的规范，处理器包括将从第一通道接收的数据转换为该格式的转换器。
混合器使得能够将经由第二通道接收的第一数据流和经由第三通道接收的第二数据流混合为在第一通道上向上游传输的单个数据流。在一些实施方式中，混合器混合以相同的权重输入到混合器的信号，但是信号可以可选地以不同的权重混合，以在从混合器输出的信号中相对于一个信号更强调另一个信号。
在一些实施方式中，混合器和分离器并行操作，以在到多个装置的下游方向上分离由USB装置接收的数据，并在所混合的数据被在上游方向上传输之前混合从多个装置接收的数据。这对于音频数据尤其方便，其中，麦克风信号、来自乐器或播放器的信号能够作为单个混合的信号传输到计算机中的客户端应用程序，而来自客户端应用程序的音频信号可以在多个扬声器、录音器或其他消耗音频数据的装置中共享或被分离至这些装置。
在一些实施方式中，音频信号是单声道信号、立体声信号、5. 1、6. I或7. I环绕声信号或任何其他类型的音频信号。在一些实施方式中，音频信号是脉冲编码调制PCM信号。
在一些实施方式中，处理器包括采样率转换器，能够上采样和/或下采样音频信号，以使得在上游传输的数据符合统一的采样率，尽管例如第三通道上到达的数据具有与第二通道上到达的数据不同的采样率。因此，混合器能够以统一的采样率进行混合。可选地/附加地，可在下游方向通过处理器进行重新采样；在一些实施方式中，在分离之后进行重新采样。
在一些实施方式中，该设备包括用于传输模拟和/或数字音频数据的音频接口。 在一些实施方式中，音频接口包括编解码器。
因此，音频接口被设置用于到处理器的第三通道。在一些实施方式中，编解码器包括将一种数字格式转换为另一种的转换器，在其他实施方式中，编解码器包括模拟数字转换器和/或数字模拟转换器。编解码器还可包括功率放大器或用于驱动扬声器的驱动器和 /或用于放大来自麦克风的信号的预放大器。在一些实施方式中，音频接口具有端口或诸如用于模拟和/或数字信号的Jack连接器和/或用于光学数字信号的Toslink连接器的连接器。
在一些实施方式中，USB装置配置为USB音频类装置。
在USB装置的配置(发生与上游USB主机的物理互联或由USB装置发布的重新设置)的期间，USB装置向USB主机提供属性值。在一些实施方式中，USB装置配置为音频类装置并提供音频属性值。音频属性值被存储仅用于读取，并代表可包括处理器的属性的音频接口的属性。音频属性可包括采样率、位分辨率、单声道或立体声通道的可用性等。音频属性也可代表值的范围，例如采样率的范围和/或可用的位分辨率的范围(例如，8、16和24 位)。在一些实施方式中，从上游的USB主机接收到的配置值被用于控制处理器的音频属性。
在一些实施方式中，该设备包括USB集线器，其提供分别用于传送第二通道和第三通道的至少两个USB端口。
因此，第二和第三通道能够被USB集线器设置为并行USB通道。USB集线器将主机控制器的单个USB端口扩展为多个端口，使得存在可将装置连接到USB主机的更多个端口。 在一些实施方式中，USB主机和/或USB集线器只实现了由USB规范指定的装置类中的所选择的装置类的子集。类的子集可以是音频类，并且在一些实施方式中，也可以是人机接口装置HID类。
在一些实施方式中，在配置处理期间USB主机配置下游USB装置；并且USB装置首先配置作为第一类的装置，其次在配置处理的至少一部分已进行了时，重新配置作为第二类的装置。
在一些实施方式中，第一类是人机接口装置HID类，第二类是音频装置类。因此， 例如，如果在装置连接到上游主机时已知没有音频功能且没有属性值，则它可配置作为例如HID装置类，并且确实没有看起来像具有任何音频功能的客户端软件。同时，装置被配置作为HID装置，并且在装置和上游通用计算机之间的通信例如可用于安装所谓的固件更新。
由于连接下游装置，所以用于配置下游装置的配置处理由设备的USB主机运行。 在该处理期间，检索用于下游装置的音频属性值。该设备的USB装置然后向上游主机请求重新配置，并且当处理进行时，设备的USB装置能够将从下游装置检索到的音频属性提供到上游USB主机。在配置处理结束时，来自上游主机的配置值被经由处理器传递到下游USB 装置，并且配置能够被完成。
因此，设备的USB装置可以配置有反映下游USB装置的音频能力的音频属性值而不违反USB规范。
在一些实施方式中，处理器被配置为经由USB主机控制器将配置值和/或状态值发送到USB装置，并且其中，由处理器确定配置值和/或状态值。
因此，所期望的逻辑可以实现为用于控制音频类装置的配置值和状态值(例如， HID状态)。在一些实施方式中，该HID状态代表已知的音频控制(诸如“麦克风静音”、“断开扬声器”、“音量调大”和“音量调小”等)。利用处理器，可确定如何响应该状态或改变。在一些实施方式中，即使只在一个装置中激活“静音”的情况下，“静音”也可应用于所有下游 USB装置。在其他实施方式中，仅针对各自的装置激活“静音”。
在一些实施方式中，该设备包括影响在第一通道和/或第二和第三通道上传输的信号的主控制(主控制器)。
主控制器在物理上可以是本技术领域已知的控制旋钮和/或按钮的形式。主控制器利用处理器来产生作用。
在一些实施方式中，提供了一种耳机系统，包括具有扬声器和麦克风的耳机以及根据以上实施方式的任何一个的设备。
在一些实施方式中，耳机和设备通过有线的但可拆卸的连接(例如，传输模拟信号)连接。在其他实施方式中，耳机包括USB装置，并利用USB电缆连接到设备。
在一些情形中，这样的耳机系统是方便的，例如，在配有进行呼入电话接听的操作员以及教育和监督操作员的监督者的呼叫中心中。监督通常发生在有效通话期间。然而， 利用用于USB连接的传统耳机，立刻插入主管的USB耳机将导致所有的音频被转移到主管的耳机，而不是最初进行通话的操作员的耳机。利用上述USB耳机系统，主管能够将他/她CN 102981989 A书明说5/9页的USB耳机插在设备中，而不从操作员转移音频。此外，他们可能有对耳机扬声器音量和麦克风灵敏度的个人偏好。


图I示出具有与下游USB装置进行通信的USB主机的计算机；
图2示出具有 音频接口和用于使用另一音频接口与USB子装置进行通信的USB主机的USB装置；
图3示出使用音频功能进行USB装置的配置和使用另一音频功能进行子装置的配置的流程图4示出音频接口和处理器；
图5示出具有USB装置和用于使用各自的音频接口并行地与多个USB子装置进行通信的USB主机的装置；
图6示出进行USB接口的配置的流程图7示出具有音频接口和下游USB端口的装置；以及
图8示出具有多个下游USB端口的装置。
具体实施方式
图I示出具有与下游USB装置进行通信的USB主机的计算机。该系统是传统的USB 系统。通常作为通用计算机的计算机101包括用作USB主机的硬件和软件。计算机101经由USB电缆109在各自的USB端口(未示出)与USB装置102互相连接。装置102可被配置为音频类装置，并可包括用于提供电子音频信号的输入和/或输出的端口 110，或者装置 102可以例如包括诸如麦克风和扬声器(未不出)的例如电声换能器。在一些实施方式中， 装置102是与计算机具有USB连接性的耳机。
计算机101包括具有主机控制器105、USB系统软件104和客户端软件103的USB 主机。装置102包括匹配USB主机的结构，并包括USB总线接口 106、USB逻辑装置107和音频功能108。描绘USB规范中所使用的USB系统的方式也可从www. usb. org获得。
通常地，应该指出，USB是分层系统，其中，USB主机位于层次结构的顶层，并控制 USB系统内的通信，并负责配置系统内的USB装置。USB装置具有例如音频功能108的一些所定义的功能，并经由USB系统与运行在计算机101上和使用装置的功能的一些客户端软件进行通信。此外，USB装置可以配置有多种功能，并且有时被称为复合装置。由于USB装置经由各自的和物理的USB端口附接到USB系统，所以USB规范允许USB集线器，其能够将 USB端口扩展为多个USB端口并从而使用更多装置扩展分层结构，其中USB主机保持为系统的单个USB主机。USB主机主要用于将来自上游端口的数据转发到多个下游端口或反之亦然。附接到USB集线器的每个装置被配置并独立地进行USB主机寻址。
通常，术语“上游”用于表示在分层结构中朝向主机的向上方向，而术语“下游”用于表不在分层结构中朝向装置的向下方向。
通常，术语“通道”用于表示在a)在USB主机和USB装置之间的USB系统中或b) 在另一系统中的任何路径或部分。当通道在USB系统内运行时，它还被称为“管道”。管道的各自的端终止在“端点”。在USB规徂中进一步说明。8
图2示出具有USB装置和USB主机的设备，该USB装置具有音频接口，该USB主机用于使用另一音频接口与USB子装置进行通信。该设备201包括连接到如结合图1描述的上游USB主机的USB装置213。从而建立了第一 USB系统。此外，设备201包括控制第二 USB系统的其自己的USB主机211。在下面，附接至第二 USB系统的USB装置有时被称为子装置或USB子装置。一些实施方式中，处理器204是音频处理器，其互连第一和第二 USB系统以在两个系统之间传输数据。
设备的USB装置213包括连接至上游USB端口 207的USB总线接口 206以及为作为管道的第一通道上的上游通信提供第一USB端点的USB逻辑装置205。此外，在一些实施方式中，USB装置包括音频功能203和音频接口 202。音频接口 202是用于与音频传感器连接的硬件接口。音频功能203是用于从/向具有运行在计算机上的客户端应用程序的音频接口发送音频数据的软件和/或硬件。
USB主机214包括连接到下游USB端口 208的USB主机控制器209以及为作为管道的第二通道上的下游通信提供第二 USB端点的USB驱动器210。在一些实施方式中，USB 主机包括在与音频处理器204的共操作中确定哪些数据与子装置中的功能进行通信的USB 子客户端。
USB主机与USB装置同时操作，使得来自上游USB主机到USB装置213正在进行的数据流可以经由处理器和USB主机214转发或重新发送到连接至其的子装置(未示出)，而没有显著地延迟或中断数据流。
传统地，USB装置的USB逻辑装置205与USB主机的USB系统软件210经由端点传输数据。端点在管道的各端终止所谓的管道。存在定义的各种类型的端点，其中，在一些实施方式中，端点包括由“IN”和/或“OUT”和/或“控制”的缩写“Ctrl”和/或“中断”的缩写“Int”表示的类型的端点。被表示为“IN”和“OUT”的端点被配置为用于通过USB管道分别输入和输出要传输的数据。在该实施方式中，音频数据以脉冲编码调制PCM格式发送。端点“控制”和“中断”分别用于在配置处理期间发送配置值和用于中断USB主机通过用户接口(未示出)获取更多的最新数 据，例如，读取在人机交互期间改变的状态值。端点在物理上被设置为处理器的存储器中的地址空间。处理器204访问端点并读取和修改其值来控制第一 USB系统如何与第二 USB系统连接。因此，期望的逻辑可以实现为用于控制音频类装置的配置值和状态值(例如，HID状态)。在一些实施方式中，该状态表示诸如“麦克风静音”、“断开扬声器”、“音量调大”和“音量调小”等的已知音频控制。利用处理器，可以确定如何响应于该状态或变化。在一些实施方式中，即使只在一个装置中启动“静音”的情况下，“静音”也可应用于所有下游USB装置。在其他实施方式中，只针对各自的装置启动“静立”曰
在所描述的实施方式中，第一通道(管道)设置在USB装置213和上游USB主机(未示出)之间，第二通道(管道)设置在USB主机214和下游USB子装置(未示出)之间，第三通道经由音频接口 202来提供。第三通道不符合USB规范。这样的通道可根据不同规范，并提供模拟和/或数字数据输入和/或输出。在一些实施方式中，数字通道根据与索尼/飞利浦数字接口，S/PDIF规范。在一些实施方式中，提供了模拟通道。处理器同时经由第一、 第二和第三通道进行通信，使得双向实时通信不被显著延迟或被中断。
图3示出使用音频功能进行USB装置的配置和使用另一音频功能进行子装置的配置的流程图。因此，两个配置处理(第一和第二)相互独立进行。
当设备201的USB装置213物理附接至上游USB主机时，如事件301所示，第一配置处理被启动。在步骤302中，设备的USB装置在USB配置处理期间向上游USB主机提供服务，如本领域技术人员公知的那样。紧接步骤302，USB装置213被配置并被设置有来自上游USB主机的配置值。
当USB子装置物理附接至设备201的USB主机214时，如事件304所示，第二配置处理被启动。然后在步骤305中，进行第二配置处理的第一部分，并且在接下来的步骤306 和307中，分别从附接的USB子装置读取音频功能属性的状态值和音频功能的HID状态的状态值。USB主机214保持这些值，并通过处理器204确定将哪些配置值发送回USB装置。 处理器然后基于由处理器存储的读取值和任何其他值(例如，在前述第一配置处理期间检索的其他值或在处理器中以只读方式存储的其他值)确定如何配置USB子装置。第二个配置处理之后，在步骤310中配置USB子装置，用于作为USB装置的操作。
在一些实施方式中，在启动或完成第一配置之前启动第二配置处理。在一些实施方式中，如果完成第一配置处理，则在第二配置处理期间，第一配置值被发送到USB装置， 而如果第一配置处理尚未被启动或完成，则第二配置值被发送到USB装置。第一和第二配置值可以不同。
在一些实施方式中，针对如图2所示的设备进行以上配置处理，其中，音频接口嵌入在设备中。
图4示出了音频接口和处理器。音频接口包括以非USB兼容的方式将音频信号与设备连接的硬件，从而将第三或更多的通道提供给处理器。音频接口包括具有麦克风402 的第一信号路径、例如包括前置放大器的输入级403和模拟数字转换器404。在一些实施方式中，第一信号路径包括在两个或更多个数据格式之间转换的转换器和/或用于进行上采样和/或下采样的重新采样器(re-sampler)。音频接口还包括具有数字模拟转换器405 的第二信号路径、例如包括驱动器或功率放大器的输出级406和扬声器407ο在一些实施方式中，音频接口构成耳机的一部分。
处理器401包括混合器408和分离器409。混合器沿两个通道接收音频信号，即经由USB端点的第二通道和经由第一信号路径的第三通道，并经由USB端点在第一通道上输出混合信号。该分离器从第一通道经由USB端点接收信号，并将该信号分离至经由USB端点的第二通道和经由第二信号路径的第三通道。利用分离器和混合器，提供了双向信号传输。然而，在一些实施方式中，设置了分离器但未设置混合器，或反之。
处理器被示出为连接音频接口。然而，在以下图5所示的实施方式的情况下，其中，所有通道被设置为USB管道，不需要音频接口，并且处理器能够经由各自的端点和端点组在通道上进行通信。
图5示出具有USB装置和用于使用各自的音频接口并行地与多个USB子装置进行通信的USB主机的设备。
该设备501包括连接到如结合图I所描述的上游USB主机的一个USB装置515。 从而建立了第一 USB系统。此外，设备501包括它自己的USB主机514，其控制第二 USB系统。处理器503 (在一些实施方式中为音频处理器)互连第一 USB系统和第二 USB系统，以在两个系统之间传输数据。
设备的USB装置515包括连接到上游的USB端口 506的USB总线接口 505以及提供第一 USB端点用于作为管道的第一通道上的上游通信的USB逻辑装置504。此外，在一些实施方式中，USB装置包括音频功能502。音频功能502是与处理器503合作的软件和/ 或硬件，用于利用计算机上运行的客户端应用程序与USB主机514进行音频数据交换。
USB主机514包括USB主机控制器511，其通过USB集线器510连接至下游USB端口 508、509。USB主机控制器511还包括USB子系统驱动器512，其提供USB端点用于作为管道的第二通道上的下游通信。此外，由于USB集线器510，USB子系统驱动器512提供第三USB端点，用于也作为管道的第三通道上的另外的下游通信。如示出的，USB集线器510 具有4个端口，用于连接各装置并且用于经由一个或多个管道并行通信。
在一些实施方式中，USB主机包括USB子客户端513，其与音频处理器503合作以确定哪些数据经由集线器510与附接至USB主机的子装置507中的功能进行通信。
在所描述的实施方式中，第一、第二和第三通道都被设置为USB管道。
在一些实施方式中，除了经由USB集线器510提供的多个通道以外，经由如结合图 2所描述的音频接口提供非USB兼容通道。根据以并发方式从/到各信道的处理信号修改处理器503。
在一些实施方式中，处理器503不同地控制USB子装置的配置，其中，第一 USB子装置被给予主要的或主装置的状态，第二和其他USB子装置被给予隶属或从属的状态。因此，当第一 USB子装置是电话期间经由计算机上的软电话进行通信的耳机，即使第二或其他子装置在通话期间连接或未连接，电话通话都能够继续。确定如何配置USB子装置以及与USB子装置进行通信的逻辑由处理器503确定。在一些实施方式中，第一 USB子装置被确定为首先连接到设备的USB子装置。
图6示出了进行USB装置配置的流程图。在第一情形中，通过检测到设备501的 USB装置515连接到上游USB主机的事件601来启动配置。在第二情形中，通过检测到USB 子装置连接到设备501的USB主机514的事件605来启动配置。因此可以进行两种不同的配置处理。
在第一情形中，由事件601启动，设备的USB装置被暂时配置为第一类的装置，例如，HID装置类。在第二情形下，由事件605启动，设备的USB装置被配置或重新配置为第二类的装置，例如，音频装置类。因此，可以符合USB规范(例如，对于配置来说所允许的时间间隔)，并在重新配置期间将来自USB子装置的值经由设备的USB装置515提供到上游主机，尽管在USB装置515的配置期间USB子装置尚未连接到主机514。
紧接事件601，处理器503确定USB子装置是否已经连接到USB主机514。在子装置尚未连接的情况下，配置进行到步骤603，其中USB装置被配置为HID类装置。随后，配置该设备的USB装置。在这种状态下，USB装置被配置为HID装置，处理器和运行在上游计算机上的客户端应用程序能够将所谓的固件更新发送到设备。
在子装置已经连接或USB子装置连接到USB主机514的情况下，触发事件605。然后在步骤606中，进行配置USB子装置的第一部分(1/2)。紧接配置的第一部分，由USB主机514检索来自USB子装置的音频属性值和状态值，该值然后被转发或提供给音频功能502 和/或处理器503。在步骤608中，USB装置515然后根据情况强制上游USB主机的配置或重新配置，从而使用从USB子装置检测到的值将其本身配置或重新配置为音频类装置。然后，在步骤609中，使用在配置期间发送到USB装置515的配置值能够完成USB子装置的配置。紧接这些步骤，USB装置最终被重新配置，并且USB子装置的配置完成。
以这种方式，设备从子装置获取用于其自身配置的信息，只要这些子装置被连接并且至少部分地被配置。因此，子装置的属性暴露于上游计算机系统。
图7示出了具有音频接口和下游USB端口的设备。如结合图2所描述的，配置该设备，其中，端口 212对应于物理端口 703以建立用于经由传输模拟或数字音频信号的电缆 702与耳机701进行通信的第三通道的物理连接。下游USB端口 208对应于用于第二通道的物理端口的705。对应于端口 207，物理端口 706和物理USB连接器707建立到计算机的 USB主机的第一通道。
这样的设备也表示USB耳机内嵌控制器。该设备包括被配置为控制处理器204和 /或音频功能203的诸如按钮或控制旋钮704的主控制器装置，处理器204和/或音频功能203反过来被配置为响应于控制装置并对经由处理器在第一、第二和第三通道之间传输的数据进行信号处理。
图8示出具有多个下游USB端口的设备。如结合图5所描述的来配置该设备，其中，上游USB端口 506对应于将设备连接至具有USB主机的计算机的物理连接器801，并且其中，集线器端口 508、509对应于物理端口 804。在该实施方式中，示出4个USB端口，但通过USB集线器能够提供更少的端口(例如，2或3个端口 )或更多的端口(例如，6或8个端口)。
在一些实施方式中，设备包括如上所述的主控制器802。
通常，在一些实施方式中，USB集线器510和/或USB主机514在某种意义上不是完整的USB主机(支持所有类的装置和/或所有主机服务)。在一些实施方式中，USB主机控制器514和/或214被限制为实现所有USB类中的限制的子集，例如限制为音频类和HID类。
通常，术语USB端口是指接入/出系统或电路的点、在通用计算中通过USB连接器或通过诸如例如PCI总线的总线接口连接USB装置的点。
权利要求
1.一种用于根据通用串行总线USB规范进行通信的设备(201 ;501)，包括 USB装置(213 ;515)，包括USB总线接口(206 ;505)和USB逻辑装置(205 ;504)，所述USB总线接口连接至上游USB端口(207 ;506)，并且所述USB逻辑装置为第一通道上的上游通信提供第一 USB端点； 其特征在于，所述设备包括 USB主机(214 ;514)，包括USB主机控制器(209 ;511)和USB驱动器(210 ;512)，所述USB主机控制器连接至下游USB端口(208 ；508 ;509)，所述USB驱动器为第二通道上的下游通信提供第二 USB端点；其中，所述USB主机与所述USB装置同时操作；以及 处理器(204 ;512)，被配置为分别经由所述第一 USB端点和所述第二 USB端点在所述第一通道和所述第二通道之间传输数据。
2.根据权利要求I所述的设备，其中，所述处理器被配置为在所述第一通道和/或第三通道和/或所述第二通道之间传输数据。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述处理器被配置具有 分离器(409)，将来自所述第一通道的信号分离至所述第二通道和所述第三通道；和/或 混合器(408 )，混合在所述第二通道和所述第三通道处输入的音频信号，并在所述第一通道上输出所混合的信号。
4.根据权利要求2或3所述的设备，包括用于发送模拟和/或数字音频数据的具有编解码器的音频接口(202)。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述USB装置(213;515)配置作为USB音频类装置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的设备，包括USB集线器(510)，其提供分别用于传送所述第二通道和所述第三通道的至少两个USB端口(508 ;509)。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的设备，其中，所述USB主机(214;514)在配置处理期间配置下游USB装置；并且其中，所述USB装置(213 ;515)首先配置作为第一类的装置，其次，在所述配置处理的至少一部分已处理时，重新配置作为第二类的装置。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的设备，其中，所述处理器(204;503)被配置为经由USB主机控制器(209 ;511)将配置值和/或状态值传输到USB装置(507);并且其中，由所述处理器(204 ；503)确定所述配置值和/或状态值。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的设备，包括影响在所述第一通道和/或第二和第三通道上传输的信号的主控制器(704 ;802)。
10.一种耳机系统，包括具有扬声器(407)和麦克风(402)的耳机(701)以及根据权利要求I至9中任一项所述的设备(201 ;501)。
11.一种根据通用串行总线USB规范进行通信的方法，包括 操作USB装置，所述USB装置包括USB总线接口和USB逻辑装置，所述USB总线接口连接至上游USB端口，所述USB逻辑装置为上游通信提供第一 USB端点； 与操作所述USB装置同时地操作USB主机，所述USB主机包括USB主机控制器和USB驱动器，所述USB主机控制器连接至下游USB端口，并且所述USB驱动器为下游通信提供第二 USB端点；以及利用处理器，分别经由所述第一 USB端点和所述第二 USB端点在所述第一通道和所述第二通道之间传输数据。
12.根据权利要求11所述的方法，包括利用所述处理器在所述第一通道和/或第三通道和/或所述第二通道之间传输数据。
13.根据权利要求12所述的方法，包括 将来自所述第一通道的信号分离至所述第二通道和所述第三通道；和/或混合在所述第二通道和所述第三通道处输入的音频信号，并在所述第一通道上输出所混合的信号。
14.根据权利要求12或13所述的方法，包括经由具有编解码器的音频接口传输模拟和/或数字音频数据。
15.根据权利要求14所述的方法，包括配置所述USB装置作为USB音频类装置。
全文摘要
一种通用串行总线USB通信的装置和方法，该装置包括USB装置、USB主机和处理器。USB装置(例如，音频类装置)包括USB总线接口和USB逻辑装置，USB总线接口连接至上游USB端口，并且USB逻辑装置为第一通道上的上游通信提供第一USB端点。USB主机包括USB主机控制器和USB驱动器，USB主机控制器连接至下游USB端口，USB驱动器为第二通道上的下游通信提供第二USB端点；其中，USB主机与USB装置同时操作。处理器被配置为分别经由第一USB端点和第二USB端点在第一通道和第二通道之间传输数据。处理器还被配置为在第一和第三通道之间传输数据，并且混合和/或分割可以是PCM音频数据的数据。
文档编号G06F13/38GK102981989SQ20121023204
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月5日 优先权日2011年7月6日
发明者勒内·埃尔贝克·詹森 申请人:Gn奈康有限公司