USB外设控制装置、系统及其控制方法与流程

本说明书涉及电路控制技术领域，尤其涉及USB外设控制装置、系统及其控制方法。

背景技术：

在电子设备测试等应用场景中，经常会碰到USB连接断开的情况，要想恢复正常，必须插拔连接电子设备的USB线缆。导致USB连接断开的可能的原因很多，比如底层硬件电路的异常，或者底层驱动，上层应用软件的异常等等。重新插拔USB线缆后，重新枚举设备，USB通信链路得以恢复。

技术实现要素：

基于此，本说明书提供了USB外设控制装置、系统及其控制方法。

根据本说明书实施例的第一方面，提供一种USB外设控制装置，所述装置包括：

处理单元和切换单元；

所述切换单元用于接通或断开USB外设与电子设备的USB接口之间的通路；

所述处理单元连接于所述电子设备与所述切换单元之间，用于接收到所述电子设备在USB外设通信状态异常时发送的控制指令之后，先控制切换单元切断所述控制指令指向的USB接口的通路，再控制切换单元重新接通所述控制指令指向的USB接口的通路。

可选地，所述切换单元的数量为多个。

可选地，各个切换单元分别通过USB集线器的一个USB接口连接所述电子设备的USB接口。

可选地，所述处理单元通过以下任一接口与所述电子设备通信连接：USB接口、串行接口、Wi-Fi接口或者蓝牙接口。

可选地，所述处理单元为微控制器，所述切换单元为可控开关。

可选地，所述可控开关通过使能端与所述微控制器的输出端连接；

所述微处理器根据所述控制指令向相应的输出端输出高电平或低电平，以控制所述使能端的工作状态。

根据本说明书实施例的第二方面，提供一种USB外设控制系统，所述系统包括：

以上任一实施例所述的USB外设控制装置；以及

所述USB接口所在的电子设备，所述电子设备用于检测USB接口的通信状态，并在所述通信状态异常时，向所述处理单元发送所述控制指令。

可选地，所述电子设备还用于：

存储所述USB接口及其所连接的USB外设的对应关系列表，在所述USB外设的通信状态异常时，从所述对应关系列表中查询异常状态的USB外设对应的目标USB接口，并根据所述目标USB接口生成所述控制指令。

可选地，所述电子设备还用于：

在检测到USB接口存在USB外设插入时，以及在检测到USB接口中的USB外设被拔出时，对所述对应关系列表进行更新。

可选地，所述电子设备还用于：

在检测到所述USB外设通信状态异常的次数超过预设的次数阈值时，和/或在检测到所述USB外设通信状态异常的时间超过预设的时间阈值时，输出报警提示信息。

根据本说明书实施例的第三方面，提供一种基于以上任一实施例的USB外设控制系统的USB外设控制方法，所述方法包括：

检测与USB接口相连接的USB外设的通信状态；

在所述通信状态异常时，向处理单元发送控制指令，所述控制指令用于处理单元先控制切换单元切断所述控制指令指向的USB接口的通路，再控制切换单元重新接通所述控制指令指向的USB接口的通路。

可选地，所述方法还包括：

在所述通信状态异常时，从预先存储的对应关系列表中查询与异常状态的USB外设对应的目标USB接口，所述对应关系列表用于记录USB接口及其所连接的USB外设的对应关系；

电子设备根据所述目标USB接口生成所述控制指令。

根据本说明书实施例的第四方面，提供一种基于以上任一实施例的USB外设控制系统的USB外设控制装置，所述装置包括：

检测模块，用于检测与USB接口相连接的USB外设的通信状态；

发送模块，用于在所述通信状态异常时，向处理单元发送控制指令，所述控制指令用于处理单元先控制切换单元切断所述控制指令指向的USB接口的通路，再控制切换单元重新接通所述控制指令指向的USB接口的通路。

根据本说明书实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权任一实施例所述的方法。

根据本说明书实施例的第六方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一实施例所述的方法。

应用本说明书实施例方案，通过电子设备向处理单元发送控制指令，以控制USB外设与USB接口之间的切换单元的通断，从而自动实现所述USB外设与USB接口的断开重连，无需人工操作，降低了操作复杂度，提高了操作效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1是本说明书一个实施例的USB外设控制装置的结构示意图。

图2是本说明书一个实施例的USB外设控制装置的电路图。

图3是本说明书一个实施例的USB外设控制系统的电路图。

图4是本说明书一个实施例的USB外设控制方法流程图。

图5是本说明书一个实施例的USB外设控制装置的框图。

图6是本说明书一个实施例的用于实施本说明书方法的计算机设备的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

实施例一：

如图1所示，本说明书实施例提供一种USB外设控制装置100，所述USB外设控制装置100可包括：

处理单元102和切换单元104；

所述切换单元104用于接通或断开USB外设与电子设备的USB接口之间的通路；

所述处理单元102连接于所述电子设备与所述切换单元104之间，用于接收到所述电子设备在USB外设通信状态异常时发送的控制指令之后，先控制切换单元104切断所述控制指令指向的USB接口的通路，再控制切换单元104重新接通所述控制指令指向的USB接口的通路。

在本实施例中，电子设备是具有一个或多个USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口的终端设备，例如：电脑。处理单元102是具有数据处理能力的功能单元，例如，可以是微控制器(Microcontroller Unit，MCU)。处理单元102可以通过以下任一接口与所述电子设备通信连接：USB接口、串行接口、Wi-Fi接口或者蓝牙接口。切换单元104是具有响应外接发出的指令而接通和断开一条通路的功能单元，例如，可以是可控开关。USB外设可以是手机、U盘、打印机等能够通过USB接口与电子设备进行通信的外接设备。

在电子设备的USB接口有USB外设插入之后，电子设备可以检测USB外设的通信状态，该通信状态用于表征USB外设是否能够通过USB接口与电子设备进行正常的数据交互。例如，在电子设备从USB外设中读取数据时，若无法正常从USB外设中读取数据，则可判定USB外设的通信状态异常。进一步地，为了减少误判，还可以在检测到通信状态异常的时间超过某一时间阈值时判定USB外设的通信状态异常。

在一个实施例中，电子设备可以创建并维护一个对应关系列表，对应关系列表中可以包括USB外设的标识信息、USB接口的标识信息，以及USB外设与USB接口的对应关系(即，哪个USB外设插入哪个USB接口)。电子设备在检测到USB外设的通信状态异常时，可以从列表中查找异常USB外设对应的USB接口，然后根据查找到的USB接口向处理单元102发送控制指令。例如，当查询到USB接口1对应的USB外设通信状态异常，则向处理单元102发送第一控制指令；若查询到USB接口2对应的USB外设通信状态异常，则向处理单元102发送不同于第一控制指令的第二控制指令。通过向处理单元102发送不同的控制指令，可使处理单元102控制不同的切换单元104的通断状态。

处理单元102在接收到控制指令之后，可以对控制指令所指向的USB接口的通路上的切换单元104进行控制，这里说的通路即包括USB接口、切换单元104以及USB外设的通路。具体地，处理单元102可以先控制切换单元104切断所述控制指令指向的USB接口的通路，再控制切换单元104重新接通所述控制指令指向的USB接口的通路，以此来实现USB外设的自动热拔插和重新枚举。

在一个实施例中，切换单元104的数量可以是多个。每个切换单元104均可用于接通或断开一个USB外设与一个USB接口之间的通路。例如，当切换单元104的数量为3时，切换单元104中的第一切换单元可以用于接通或断开USB外设1与USB接口1之间的通路，切换单元104中的第二切换单元可以用于接通或断开USB外设1与USB接口2之间的通路，切换单元104中的第三切换单元可以用于接通或断开USB外设1与USB接口3之间的通路，以此类推。在实际应用中，切换单元104的数量可以大于或等于USB外设的数量。

在一个实施例中，各个切换单元104可分别通过USB集线器的一个USB接口连接所述电子设备的USB接口。USB集线器内部可以有多个USB Hub IC，可以用于扩展电子设备的USB接口数量。例如，当USB外设的数量为5，而电子设备的USB接口的数量仅为3时，可以采用一个具有3个或以上USB接口的USB集线器来对电子设备的USB接口进行扩展，以使每个USB外设均可同时通过USB接口连接电子设备。

在一个实施例中，所述处理单元102可以是微控制器，所述切换单元104可以是可控开关。在这种情况下，所述可控开关可通过使能端与所述微控制器的输出端连接；所述微处理器根据所述控制指令向相应的输出端输出高电平或低电平，以控制所述使能端的工作状态。

当可控开关的数量为多个时，每个可控开关均可通过自身的使能端与微控制器的一个输出的连接，所述微处理器根据所述控制指令向相应的输出端输出高电平或低电平，以控制对应可控开关使能端的工作状态。

如图2所示，是本说明书一个实施例的USB外设控制装置100的电路图。本实施例可包括1个微控制器202和N个可控开关204，每个可控开关204的使能端均与微控制器202的一个输出引脚相连接，且每个可控开关204均可用于接通或断开一个USB外设与电子设备的USB接口之间的通路。各个可控开关204可通过USB集线器与电子设备的USB接口相连接。电子设备可以预先创建一个USB接口及其所连接的USB外设的对应关系列表，初始状态下列表为空。当电子设备检测到USB外设插入USB接口时，可对列表进行更新，将USB接口的标识信息、USB外设的标识信息以及二者的对应关系写入列表。当电子设备检测到USB外设从USB接口中拔出时，可对列表进行更新，将USB接口的标识信息、USB外设的标识信息以及二者的对应关系移出列表。当电子设备检测到USB外设1通信状态异常时，可在列表中查询与USB外设1对应的USB接口，然后，电子设备可以向微控制器202发送控制信号1，微控制器202在控制信号1的作用下先将引脚1的电平控制为第一电平以断开可控开关204a，再将引脚1的电平控制为第二电平以闭合可控开关204a，以此实现USB外设1的自动热拔插。在实际应用中，第一电平可以是低电平，第二电平可以是高电平；或者第一电平是高电平，第二电平是低电平。对其他可控开关进行控制的方式与上述方式类似，此处不再赘述。

本说明书实施例的USB外设控制装置，通过电子设备向处理单元发送控制指令，以控制USB外设与USB接口之间的切换单元的通断，从而自动实现所述USB外设与USB接口的断开重连，无需人工操作，降低了操作复杂度，提高了操作效率。

以上实施例中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾，但是限于篇幅，未进行一一描述，因此上述实施方式中的各种技术特征的任意进行组合也属于本说明书公开的范围。

实施例二：

如图3所示，是本说明书一个实施例的USB外设控制系统300的电路图，所述系统可包括：

上述实施例一中任一实施例所述的USB外设控制装置100；以及

所述USB接口所在的电子设备302，所述电子设备302用于检测USB接口的通信状态，并在所述通信状态异常时，向所述处理单元102发送所述控制指令。

在一个实施例中，所述电子设备302还可用于存储所述USB接口及其所连接的USB外设的对应关系列表，在所述USB外设的通信状态异常时，从所述对应关系列表中查询异常状态的USB外设对应的目标USB接口，并根据所述目标USB接口生成所述控制指令。对应关系列表中可以包括USB外设的标识信息、USB接口的标识信息，以及USB外设与USB接口的对应关系(即，哪个USB外设插入哪个USB接口)。电子设备302在检测到USB外设的通信状态异常时，可以从列表中查找异常USB外设对应的USB接口，然后根据查找到的USB接口生成所述控制指令。

在一个实施例中，所述电子设备还可用于在检测到USB接口存在USB外设插入时，以及在检测到USB接口中的USB外设被拔出时，对所述对应关系列表进行更新。

在一个实施例中，所述电子设备还可用于在检测到所述USB外设通信状态异常的次数超过预设的次数阈值时，和/或在检测到所述USB外设通信状态异常的时间超过预设的时间阈值时，输出报警提示信息。当USB外设通信状态异常的次数过多，和/或USB外设通信状态异常的时间过长，可能表示通过自动热拔插的方式无法解决USB外设通信状态异常问题，因此，输出报警提示信息，以便提示人工进行更换USB外设，或者更改系统配置等处理。

本说明书实施例的USB外设控制系统，通过电子设备向处理单元发送控制指令，以控制USB外设与USB接口之间的切换单元的通断，从而自动实现所述USB外设与USB接口的断开重连，无需人工操作，降低了操作复杂度，提高了操作效率。

实施例三：

如图4所示，本说明书实施例还提供一种USB外设控制方法，所述方法基于以上实施例二中任一实施例所述的USB外设控制系统，所述方法可包括：

步骤402：检测与USB接口相连接的USB外设的通信状态；

步骤404：在所述通信状态异常时，向处理单元发送控制指令，所述控制指令用于处理单元先控制切换单元切断所述控制指令指向的USB接口的通路，再控制切换单元重新接通所述控制指令指向的USB接口的通路。

本实施例的方法可由以上任一实施例所述的USB外设控制系统中的电子设备执行，可以在电子设备中配置软件程序，以实现相应的功能。

在一个实施例中，所述方法还包括：在所述通信状态异常时，从预先存储的对应关系列表中查询与异常状态的USB外设对应的目标USB接口，所述对应关系列表用于记录USB接口及其所连接的USB外设的对应关系；电子设备根据所述目标USB接口生成所述控制指令。

实施例四：

与上述方法对应地，本说明书实施例还提供一种USB外设控制装置，所述装置基于以上实施例二中任一实施例所述的USB外设控制系统，如图5所示，所述装置可包括：

检测模块502，用于检测与USB接口相连接的USB外设的通信状态；

发送模块504，用于在所述通信状态异常时，向处理单元发送控制指令，所述控制指令用于处理单元先控制切换单元切断所述控制指令指向的USB接口的通路，再控制切换单元重新接通所述控制指令指向的USB接口的通路。

上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详情见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本说明书方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本说明书装置的实施例可以应用在计算机设备上，例如服务器或智能终端。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在文件处理的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图6所示，为本说明书装置所在计算机设备的一种硬件结构图，除了图6所示的处理器602、内存604、网络接口606、以及非易失性存储器608之外，实施例中装置所在的服务器或电子设备，通常根据该计算机设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

相应地，本说明书实施例还提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的方法。

相应地，本说明书实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施例中的方法。

本申请可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的说明书后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。