一种外围设备的制作方法

文档序号:22387239发布日期:2020-09-29 17:49阅读:118来源:国知局
一种外围设备的制作方法

本申请实施例涉及通讯技术领域,尤其涉及一种外围设备。



背景技术:

随着人类科学技术的不断发展,手机、平板电脑、掌上电脑、笔记本电脑等终端设备在人们日常生活中越来越普及,已经成为人们生活不可缺少的组成部分,随之产生了一些可以通过通信接口与终端设备相连、用于增强或者拓展终端设备功能的外围设备。以终端设备为手机为例,可以使用具备无线充电功能的手机壳作为外围设备,用于对手机提供额外的无线充电能力。

图8(a)示出了一种已有的手机和具备无线充电能力的手机壳:

手机壳500可以为手机400提供防护作用;

手机壳500包括usbtype-c接口510、usbtype-c接口520。

其中,usbtype-c是一种在usb3.1gen2标准中定义的接口协议,可以支持usb3.1gen2标准中所规定的特性,包括usb-pd(powerdelivery)快速充电协议,并且兼容usb2.0的特性。usbtype-c接口标准中定义了物理接口尺寸结构、电气标准和连接时的交互通信等协议,具有usbtype-c接口的设备之间可以按照usbtype-c协议建立连接,这里按照usbtype-c协议建立连接是指,两个设备的usbtype-c接口在物理结构上完成连接后,还按照usbtype-c接口协议中通信协议完成连接,包括通过usbtype-c接口的cc引脚完成对端设备连接检测、电源、数据角色等初始化操作,通过该连接,两个设备之间可以执行usbtype-c协议所支持的功能。

手机壳500还包括无线充电模块340,其中无线充电模块340可以从无线充电板(图中未示出)获取电能,作为对手机壳500自身电路供电和对外部设备供电的电能来源,无线充电模块340可以跟无线充电板协商不同的充电功率。

手机400按照图8(a)中箭头所示套上保护壳手机壳500之后,手机壳500可以通过usbtype-c接口510和usbtype-c接口410与手机400按照usbtype-c协议建立连接,通过该连接,手机壳500可与手机400协商功率,并按照协商的功率对手机400快速充电;

如图8(b)所示,含有usbtype-c接口120的设备100,可以是充电类设备,即为可以对其他设备充电的设备,例如图8(b)中a所示的支持usb-pd快速充电协议的充电器;设备100也可以是非充电类设备,例如图8(b)中b所示的usbtype-c数字耳机;

目前该已有技术存在如下不足:

手机壳500与手机400按照usbtype-c协议连接时,当设备100通过其usbtype-c接口120连接至手机壳500的usbtype-c接口520时:

1、若设备100是非充电类设备,手机400无法与设备100按照usbtype-c协议进行通信,从而手机400无法与设备100执行usbtype-c协议所支持的功能;和/或

2、若设备100是充电类设备,手机400无法与设备100按照usbtype-c协议建立连接,从而设备100无法对手机400进行快速充电。



技术实现要素:

本申请实施例的目的至少包括:

1、提供一种电路和包括该电路的外围设备,该电路和外围设备可以在外围设备与第一设备按照预设协议建立的连接的状态下,使得:当作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备与第二设备可以按照所述预设协议通信;和/或,当作为充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接。

2、提供一种电路或包括该电路的外围设备,该电路和外围设备可以在外围设备与第一设备按照预设协议建立的连接的状态下,使得:当作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备可以使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接。

3、提供一种电子系统,该系统至少包括外围设备和第一设备,该系统可以实现前述至少一个目的。

4、提供一种用于外围设备的方法,该方法可以实现前述至少一个目的。

5、提供一种计算机可读存储介质,其包括指令,所述指令在外围设备上运行时,可以实现前述至少一个目的。

6、提供一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在外围设备上运行时,可以实现前述至少一个目的。

上述目的将通过独立权利要求中的特征来达成。其他目的和进一步的实现方式在从属权利要求、说明书和附图中体现。

第一方面,提出一种外围设备,包括:第一接口,第二接口,第一通信协议芯片,第二通信协议芯片和控制器;所述第一通信协议芯片用于当所述外围设备通过所述第一接口连接至第一设备时,使所述外围设备与所述第一设备按照预设协议建立第一连接;所述第二通信协议芯片,用于当连接至所述第二接口的第二设备为非充电类设备时,使所述外围设备与所述第二设备按照所述预设协议建立第二连接;所述控制器,用于在外围设备与所述第二设备建立所述第二连接后,控制第二通信协议芯片通过所述第一连接发送指令给所述第一设备,以使得所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信;所述控制器还用于当连接至所述第二接口的所述第二设备为充电类设备时,断开所述外围设备与所述第一设备之间建立的所述第一连接,使所述第一设备和所述第二设备通过所述第一接口和所述第二接口按照所述预设协议建立第三连接。

通过第一方面提出的外围设备,在外围设备与第一设备按照预设协议建立第一连接的前提下,可以实现:在作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备与第二设备按照所述预设协议通信,达成第二设备对第一设备执行所述预设协议支持的功能,比如传输音频信号,的前提基础;在作为充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备将自身旁路成为透明设备,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接,达成第二设备对第一设备进行快速充电的前提基础。

第二方面,提出一种外围设备,包括:第一接口,第二接口和转接电路;所述转接电路用于当所述外围设备通过所述第一接口连接至第一设备时,使所述外围设备与所述第一设备按照预设协议建立第一连接;转接电路还用于当连接至所述第二接口的第二设备为非充电类设备时,使所述外围设备与所述第二设备按照所述预设协议建立第二连接,并通过所述第一连接发送指令给所述第一设备,以使得所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信;以及当连接至所述第二接口的第二设备为充电类设备时,断开所述外围设备与所述第一设备之间建立的所述第一连接,使所述第一设备和所述第二设备通过所述第一接口和所述第二接口按照所述预设协议建立第三连接。

通过第二方面提出的外围设备,在外围设备与第一设备按照预设协议建立第一连接的前提下,可以实现:在作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备与第二设备按照所述预设协议通信,达成第二设备对第一设备执行所述预设协议支持的功能,比如传输音频信号,的前提基础;在作为充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备将自身旁路成为透明设备,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接,达成第二设备对第一设备进行快速充电的前提基础。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路还用于当所述第二设备连接至所述第二接口时,确定所述第二设备为非充电类设备或充电类设备。

根据第二方面,一种可能实现方式是,发送给所述第一设备的指令,是用于使所述第一设备转换为可与所述第二设备按照所述预设协议通信的数据角色;

这样,通过转换第一设备的数据角色,使得第一设备和第二设备之间的从第一连接和第二连接创建时所分配的相同、无法通信的数据角色变成可以通信的匹配的数据角色关系,并且可以使得第一设备主动按照预设协议向第二设备发起通信,从而第一设备通过第一接口和第二接口与第二设备进行通信。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路还用于使所述外围设备通过所述第一连接对所述第一设备充电,和/或,使所述外围设备通过所述第二连接对所述第二设备充电。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路还用于在所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信时,将所述第一设备通过所述第一连接发送至所述外围设备的信息通过所述第二连接转发至所述第二设备,将所述第二设备通过所述第二连接发送至所述外围设备的信息通过所述第一连接转发至所述第一设备,通过外围设备进行消息中转。

这样,可以支持需要通过与保持所述第一连接和第二连接相同的引脚进行第一设备和第二设备之间通信的场景。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述第一接口包括引脚a,所述第二接口包括引脚a,所述转接电路还用于通过所述第一接口的引脚a建立所述第一连接,以及通过所述第二接口的引脚a建立所述第二连接。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路还用于通过所述第一接口的引脚a发送所述指令给所述第一设备。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述第一接口还包括引脚b,所述第二接口还包括引脚b,所述转接电路还用于控制所述第一接口的引脚b与所述第二接口的引脚b之间的连接,以使得所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述第一接口包括引脚a,所述第二接口包括引脚a,所述转接电路还用于控制所述第一接口的引脚a与所述第二接口的引脚a连接,使所述第一设备和所述第二设备通过所述第一接口和所述第二接口按照所述预设协议建立所述第三连接。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路还用于在断开所述第一连接后,监测所述第三连接是否断开,从而可以及时执行断开第三连接后的操作。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路还用于通过监测所述第一和第二接口之间相连的供电引脚来监测所述第三连接是否断开。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路包括,两个通信协议芯片/模块,分别用于建立所述第一连接和所述第二连接。

这样,通过供电引脚,可以准确监测出充电类设备与第一设备之间的连接状态。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路还用于在断开所述第三连接后,重新建立所述第一连接。

这样,外围设备可以继续对第一设备进行快速充电。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述预设协议为usbtype-c协议,所述第一接口和第二接口为usbtype-c接口。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述引脚a包括cc引脚。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述引脚b包括dp、dn引脚。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述供电引脚包括vbus引脚。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路包括,一个usbtype-c协议芯片/模块,用于建立所述第一连接和所述第二连接。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信包括:所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口对所述第二设备执行usb枚举。

这样,可以使得第一设备能够主动与第二设备按照所述预设协议通信,并获得第二设备信息,从而加载正确的驱动程序。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述第二设备为usbtype-c型耳机,所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信还包括:所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口对所述第二设备传输音频信号。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述指令为usbtype-c协议中规定的“dataroleswap”指令。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述指令为usbtype-c协议中规定的自定义vdm指令。

这样,通过自定义vdm指令,可以实现“dataroleswap”指令相同的功能之外,还可以实现更多定制功能。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述转接电路,还用于使所述第二设备通过所述第一接口和第二接口对所述第一设备按照usbpd(powerdelivery)协议快速充电。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述外围设备为具有供电功能的壳体,从而可以用于保护第一设备。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述第二设备为displayport设备。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述外围设备为拓展坞型设备,所述拓展坞型设备将所述第一接口拓展为多个接口,可以使第一设备的接口的能力变得更加丰富和强大。

根据第二方面,一种可能实现方式是,所述外围设备包括无线充电模块和/或电池。

第三方面,提出一种用于包括第一接口和第二接口的外围设备的电路,所述电路被配置为:当所述外围设备通过所述第一接口连接第一设备时,使所述外围设备与所述第一设备按照预设协议建立第一连接;当连接至所述第二接口的第二设备为非充电类设备时,使所述外围设备与所述第二设备按照所述预设协议建立第二连接,并通过所述第一连接发送指令给所述第一设备,以使得所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信;和/或,以及当连接至所述第二接口的第二设备为充电类设备时,断开所述外围设备与所述第一设备之间建立的所述第一连接,使所述第一设备和所述第二设备通过所述第一接口和所述第二接口按照所述预设协议建立第三连接。

通过第三方面提出的电路,在外围设备与第一设备按照预设协议建立第一连接的前提下,可以实现:在作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备与第二设备按照所述预设协议通信,达成第二设备对第一设备执行所述预设协议支持的功能,比如传输音频信号,的前提基础;和/或,在作为充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备将自身旁路成为透明设备,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接,达成第二设备对第一设备进行快速充电的前提基础。

第四方面,提出一种电子系统,包括第一设备和第一方面提出的外围设备。

通过第四方面提出的电子系统,在外围设备与第一设备按照预设协议建立第一连接的前提下,可以实现:在作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备与第二设备按照所述预设协议通信,达成第二设备对第一设备执行所述预设协议支持的功能,比如传输音频信号,的前提基础;在作为充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备将自身旁路成为透明设备,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接,达成第二设备对第一设备进行快速充电的前提基础。

根据第四方面,一种可能实现方式是,所述电子系统,还包括第二设备。

第五方面,提出一种外围设备,包括:第一接口,第二接口和转接电路;所述转接电路用于当所述外围设备通过所述第一接口连接至第一设备时,使所述外围设备与所述第一设备按照预设协议建立第一连接;所述转接电路还用于当连接至所述第二接口的第二设备为非充电类设备时,使所述外围设备与所述第二设备按照所述预设协议建立第二连接,并通过所述第一连接发送指令给所述第一设备,以使得所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信;

通过第五方面提出的外围设备,在外围设备与第一设备按照预设协议建立第一连接的前提下,可以实现:在作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备与第二设备按照所述预设协议通信,达成第二设备对第一设备执行所述预设协议支持的功能,比如传输音频信号,的前提基础;

第六方面,提出一种外围设备,包括:第一接口,第二接口和转接电路;所述转接电路用于当所述外围设备通过所述第一接口连接至第一设备时,使所述外围设备与所述第一设备按照预设协议建立第一连接;当连接至所述第二接口的第二设备为充电类设备时,断开所述外围设备与所述第一设备之间建立的所述第一连接,使所述第一设备和所述第二设备通过所述第一接口和所述第二接口按照所述预设协议建立第三连接。

通过第六方方面提出的外围设备,在外围设备与第一设备按照预设协议建立第一连接的前提下,可以实现:在作为充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备将自身旁路成为透明设备,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接,达成第二设备对第一设备进行快速充电的前提基础。

第七方面,提出一种用于包括第一接口和第二接口的外围设备的方法,包括:当所述外围设备通过所述第一接口连接至第一设备时,使所述外围设备与所述第一设备按照预设协议建立第一连接;和/或,当连接至所述第二接口的第二设备为非充电类设备时,使所述外围设备与所述第二设备按照所述预设协议建立第二连接,并通过所述第一连接发送指令给所述第一设备,以使得所述第一设备通过所述第一接口和所述第二接口与所述第二设备按照所述预设协议通信;以及当连接至所述第二接口的第二设备为充电类设备时,断开所述外围设备与所述第一设备之间建立的所述第一连接,使所述第一设备和所述第二设备通过所述第一接口和所述第二接口按照所述预设协议建立第三连接。

通过第七方面提出的方法,用于包括第一接口和第二接口的外围设备时,在外围设备与第一设备按照预设协议建立第一连接的前提下,可以实现:在作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,使第一设备与第二设备按照所述预设协议通信,达成第二设备对第一设备执行所述预设协议支持的功能,比如传输音频信号,的前提基础;和/或,在作为充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备将自身旁路成为透明设备,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接,达成第二设备对第一设备进行快速充电的前提基础。

第八方面,一种计算机可读存储介质,包括指令,当所述指令在外围设备上运行时,使得所述外围设备执行第七方面的方法,其有益效果同第七方面。

第九方面,一种包含指令的计算机程序产品,当所述计算机程序产品在外围设备上运行时,使得所述外围设备执行第七方面的方法,其有益效果同第七方面。

第十方面,提出一种外围设备,包括:第一接口;第二接口;和转接电路,用于当所述外围设备通过所述第一接口连接至第一设备时,使所述外围设备与所述第一设备按照预设协议建立第一连接;转接电路还用于当连接至所述第二接口的第二设备为非充电类设备时,断开所述外围设备与所述第一设备之间建立的所述第一连接,使所述第一设备和所述第二设备通过所述第一接口和所述第二接口按照所述预设协议建立第三连接。

通过第十方面提出的外围设备,可以使得在作为非充电类设备的第二设备连接至外围设备时,外围设备将自身旁路成为透明设备,使第一设备和第二设备按照所述预设协议建立连接,达成第二设备对第一设备按照所述预设协议进行通信的前提基础。

根据第十方面,一种可能的实现方式中,转接电路,还用于根据第一连接所获得的第一设备的状态数据,断开所述外围设备与所述第一设备之间建立的所述第一连接。

第三方面至第十方面的一些其他的可能的实施方式,可以参考前述第一和第二方面中相对应的可能的实施方式,不再赘述。

附图说明

图1(a)是本申请实施例提供的一种基于usbtype-c接口的应用场景。

图1(b)是一种可能的设备100的形态。

图1(c)是一种可能的设备100的形态。

图1(d)是本申请实施例的一种终端设备200与外围设备300安装后的示意图。

图2是本申请实施例给出的一种外围设备300的电路和接口示意图。

图3(a)是本申请实施例一种可能的基本工作状态示意图。

图3(b1)是本申请实施例一种可能的图3(a)所对应的具体电路图。

图3(b2)是本申请实施例另一种可能的图3(a)所对应的具体电路图。

图3(c)是本申请实施例一种可能的电路示工作意图。

图3(d)是本申请实施例一种可能的图3(c)所对应的具体电路图。

图3(e)是本申请实施例一种可能的电路示工作意图。

图3(f)是本申请实施例一种可能的图3(e)所对应的具体电路图。

图3(f1)是本申请实施例一种可能的含有基本工作流程的图3(e)所对应的具体电路图。

图4(a)是本申请实施例一种可能的含有电池模块的电路示意图。

图4(b)是本申请实施例一种可能的图4(a)的电路工作示意图。

图5是本申请实施例一种可能的同时含有无线模块和电池模块的电路示意图。

图6(a)是本申请实施例一种可能的状态机切换图。

图6(b)是本申请实施例一种可能的软件流程图。

图7是本申请实施例一种可能的外围设备300为拓展坞型设备的电路示意图。

图8(a)示出了一种已有的充电壳类外围设备方案。

图8(b)示出了两种可能的设备100的示意图。

图8(c)是图8(a)中已有的充电壳类外围设备方案的具体电路原理图。

图8(d)是图8(c)中已有的充电壳类外围设备方案的具体电路的一种工作状态原理图。

具体实施方式

为了更好的理解本申请实施例,首先介绍图8(a)已有方案存在背景技术所述问题的具体原因:

图8(c)是图8(a)中已有的充电壳类外围设备方案的具体电路原理图。

手机壳500包括转接电路530,usbtype-c接口510,usbtype-c接口520,无线充电模块340,其中转接电路530包括:

mcu(microcontrollerunit)微控制单元、usbtype-c协议芯片pd1和开关sw4、sw5。

mcu可用于控制开关sw4、sw5、usbtype-c协议芯片pd1;

usbtype-c协议芯片pd1可以按照usbtype-c协议实现设备检测、usb-pd快速充电协议交互等功能,pd1与usbtype-c接口510的cc1、cc2引脚连通;

开关sw4设置于usbtype-c接口510的vbus引脚和usbtype-c接口520的vbus引脚之间;

开关sw5设置于usbtype-c接口510的vbus引脚和无线充电模块340的输出引脚之间。

再结合图8(a),当手机壳500作为保护壳安装在手机400上时,手机400的usbtype-c接口410和手机壳500的usbtype-c接口510相连,手机壳500的usbtype-c接口520没有连接设备100,此时:

将手机壳500放置在无线充电板上,手机壳500的转接电路530上电,此时电路工作状态如图8(d)所示,其中转接电路530的pd1可以通过usbtype-c接口510和usbtype-c接口410之间相连的cc1、cc2引脚按照usbtype-c协议建立连接,从而协商充电功率,再通过无线充电模块,即手机壳500可按照usb-pd对手机400快速充电,但是:

若设备100接入usbtype-c接口520时,设备100最多只能通过usbtype-c接口510的vbus与手机400相连,无法按照usbtype-c协议跟手机400建立连接,若为充电类设备,无法对手机400进行快速充电,若为非充电类设备,也无法跟手机400按照usbtype-c协议通信。

下面结合附图介绍本申请实施例。

图1(a)所示是本申请实施例提供的一种基于usbtype-c接口的应用场景。

图1(a)中,终端设备200是一种底部设置有usbtype-c接口210的手机,通过usbtype-c接口210,终端设备200可以连接充电类设备对用于充电,也可以连接usb数字耳机等外设。

需要说明的是,终端设备200不限于图1(a)所示的手机,还可以是平板电脑、掌上电脑、笔记本电脑等,本申请实施例对此不做限制。

外围设备300是一种含有usbtype-c接口的电子外壳类设备,其壳体的主要组成材质可以是硅胶、tpu(thermoplasticpolyurethanes)等,用于保护终端设备200免受跌落损伤和划伤外壳。

一些实施例中,外围设备300可以包括usbtype-c接口310、usbtype-c接口320,其中,usbtype-c接口310是朝向壳体内侧的公头接口,可用于与终端设备200的usbtype-c接口210相连,usbtype-c接口320是朝向壳体外侧的母座接口,可用于与图8(b)中设备100的usbtype-c接口120相连。

一些实施例中,外围设备300可以包括无线充电模块340,无线充电模块340包括无线充电管理芯片340a和线圈340b,可选的,无线充电模块340的充电协议使用qi无线充电标准,常见的功率有10瓦、15瓦。无线充电模块340布置于外围设备300的后部,从而贴近无线充电板50,便于与无线充电板50协商无线充电功率并获取电能,用于对外围设备300提供电能,还用于作为外围设备300对终端设备200充电时和外围设备300对设备100(比如数字耳机)充电时的电能来源。

需要说明的是,本申请实施例并不对无线充电的技术进行限制,例如在一些无线充电技术中,已经可以在1米以上的较远距离进行无线电力传输,可以不需要紧贴在无线充电板上即可充电。

还需要说明的是,外围设备300还可以包括转接电路,但是在图1(a)中未能示出。

进一步的,外围设备300还可以包括电池模块,其供能用途与无线充电板50类似,在后续实施例会对具体方案进行描述。

再结合图8(b),设备100包括usbtype-c接口120,可用于通过usbtype-c接口320与外围设备300连接,需要说明的是设备100不限于图8(b)找那个所示的a和b两种设备,还包括所有能够与终端设备200的usbtype-c接口210连接的usbtype-c设备或通过转接线转接出usbtype-c接口的设备,例如usbtype-c接口的存储类设备。

需要说明的是,可以如图1(b)所示,usbtype-c接口120作为设备100的组成部分,例如usbtype-c数字耳机等;usbtype-c接口120也可以是如图1(c)所示作为线缆的一部分连接到设备100的主体上,例如含有线缆的usb-pd协议快速充电器。在本申请实施例中,对于图1(c)所示的情况,我们将usbtype-c接口120所在线缆也视为设备100的一部分,其中,线缆与设备100主体相连的接口可以是usbtype-c接口,也可以是usbtype-a接口(即线缆为usbtype-a接口转接usbtype-c),另一端接口120为usbtype-c接口。由于设备100设备主体类型多样式,故图1(a)中将设备100的外形仅作示意。

图1(d)所示,是本申请实施例的一种终端设备200与外围设备300安装后的示意图,此时图中未能示出的是终端设备200的usbtype-c接口210与外围设备300的usbtype-c接口310连接,在外围设备300下部usbtype-c接口320,用于设备100通过usbtype-c接口120接入。

如图2所示,是本申请实施例给出的一种外围设备300的电路和接口示意图。

需要说明的是,图2中终端设备200的usbtype-c接口210、外围设备300的usbtype-c接口310、设备100的usbtype-c接口120、外围设备300的usbtype-c接口320使用凹凸的外形来示意区分是公头还是母座,是为了方便理解,并不限定实际物理尺寸和外形。

图2中外围设备300包括无线充电模块340、usbtype-c接口310和usbtype-c接口320,在图1中已经介绍过的部分不再重复,其中,usbtype-c接口310的dp/dn/sbu/tx/rx引脚与usbtype-c接口320的dp/dn/sbu/tx/rx引脚,按照usbtype-c接口的规范分别对应导通,需要说明的是,第一,附图中做了一些简化,比如,省略了gnd,比如,tx包括tx1+、tx1-、tx2+、tx2-,rx包括rx1+、rx1-、rx2+、rx2-,sbu包括sbu1和sbu2,但是在图上仅用tx来表示,即usbtype-c接口310的tx1+与usbtype-c接口320的tx1+相连,其他引脚同理,不再赘述。

如图所示,转接电路330包括mcu(microcontrollerunit)微控制单元、开关sw1至sw6、usbtype-c协议芯片pd1和pd2,dc(directcurrent)/dc电压转换模块。

mcu微控制单元,又称单片微型计算机(singlechipmicrocomputer)或者单片机,主要包括中央处理器cpu(centralprocessingunit)、存储器和gpio(generalpurposeinput/output),其主要功能如下:

1,根据工作场景需要,通过改变gpio(generalpurposeinput/output)的输出电平,来控制sw1至sw6开关的导通状态。进一步的,mcu的用于控制各个开关的gpio可以外挂下拉电阻(附图中未示出),以使得当mcu未上电时以及上电瞬间时能gpio保持低电平输出,从而避免sw开关的进入非预期的状态导致电路工作异常;

2,与usbtype-c协议芯片pd1和pd2进行通信交互。

3,与无线充电管理芯片340a进行交互,从而控制无线充电的功率。需要说明的是,附图中省略了mcu和无线充电管理芯片340a之间的连接。

pd1和pd2是用于实现usbtype-c协议的芯片,包括usb-pd充电协议。pd1和pd2通过sw3和sw2分别与usbtype-c接口310和usbtype-c接口320的cc引脚相连,用于建立type-c协议连接、与终端设备200协商充电功率和对设备100的检测等功能。

可以理解的是,本申请实施例中电路虽然是按照分离式的描述的芯片、元件,但是电路中部分或者整体也可以使用集成电路器件,例如,pd1和pd2可以跟mcu集成在一块电路上,本申请实施例对此不做限定。

dc/dc电压转换模块,是直流电压转换芯片,可以用于将无线充电模块340的输出的电压转换为转接电路330、终端设备200或者设备100所需要的电压。需要说明的是,本申请实施例中的对dc/dc芯片相关电路做了简化处理,并未将所有dc/dc芯片和电路在附图中画出,本领域技术人员可以根据实际需要来设计,本申请实施例其他地方不再对dc/dc电压转换相关电路进行描述。

开关sw1至sw6,是使用金属-氧化物半导体场效应晶体管实现的开关,由mcu微控制单元控制各个开关的导通或关闭,可以使转接电路330工作在不同的状态。

开关sw1为双路开关,设置于外围设备300的usbtype-c接口320的cc1/cc2引脚与usbtype-c接口310的cc1/cc2引脚之间,即一路设置于usbtype-c接口320的cc1引脚与usbtype-c接口310的cc1引脚,另一路设置于usbtype-c接口320的cc21引脚与usbtype-c接口310的cc2引脚,为方便起见,以下用cc引脚指代cc1/cc2两个引脚,所涉及的导线为两路,所涉及的开关为双路开关。

进一步的,开关sw1可以使用特殊的效应晶体管以实现在转接电路330掉电时处于导通状态。

开关sw2为双路开关,设置于pd2芯片的cc引脚与usbtype-c接口320的cc引脚之间。当转接电路330掉电时,开关sw2为断开状态。

开关sw3:设置于pd1芯片的cc引脚与usbtype-c接口310的cc引脚之间。当转接电路330掉电时,开关sw3为断开状态。

开关sw4:设置于usbtype-c接口310的vbus引脚与usbtype-c接口320的vbus引脚之间。当转接电路330掉电时且vbus有电时,sw4为导通状态。

开关sw5:设置于无线充电模块340的输出电压的引脚与usbtype-c接口310的vbus引脚之间。当转接电路330掉电时,开关sw5为断路状态。

开关sw6:与sw5类似,设置于无线充电模块340输出电压的引脚与usbtype-c接口320的vbus引脚之间。当转接电路330掉电时,开关sw6为断路状态。

实施例一:

图3(a)是本申请实施例一种外围设备300与终端设备200连接安装后并放在无线充电板充电时的原理图,此时设备100并未与外围设备300连接。

需要说明的是,出于简洁的目的,实施例一中的原理图对vbus引脚,以及usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间相连的dp/dn/sbu/tx/rx引脚,进行了不同程度的省略。

外围设备300与终端设备200通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口210连接。

需要说明的是,图中usbtype-c接口210和usbtype-c接口310之间的连线,应理解为usbtype-c接口310插入usbtype-c接口210后对应引脚接触达到连通状态的示意,而并不是指实际线路的连接,在其他附图中不再赘述。

无线充电模块340可以从无线充电板(图中未示出)获得电能后输出功率,对转接电路330供电。

在一些实施例中,外围设备300通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口210相连的cc引脚与终端设备200按照usbtype-c协议建立连接并协商充电功率,再由无线充电模块340输出功率,通过usbtype-c接口的vbus引脚对终端设备200充电。

在一些实施例中,转接电路330通过usbtype-c接口320的cc引脚,识别和检测设备100接入。

图3(b1)是本申请实施例一种可能的图3(a)所对应的具体电路图。

此时,mcu控制开关sw1、sw4、sw6处于关闭状态,sw2、sw3、sw5处于导通状态,usbtype-c接口310和usbtype-c接口210相连。

sw3处于导通状态,使得pd1芯片的cc引脚与usbtype-c接口310的cc引脚相连,并在mcu的控制下,通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口210与终端设备200进行usbtype-c协议交互,从而在外围设备300与终端设备200之间按照usbtype-c协议建立连接,外围设备300可以通过该usbtype-c协议连接与终端设备200协商充电功率。

类似的,由于sw2导通,pd2芯片的cc引脚与usbtype-c接口320的cc引脚相连,并在mcu的控制下,根据usbtype-c协议检测和识别插入usbtype-c接口320。

sw5处于导通状态,使得无线充电模块340的输出电压可以输出至usbtype-c接口310的vbus引脚,从而外围设备300可以通过usbtype-c接口210对终端设备200充电。

在一些实施例中,外围设备300需要通过pd1芯片与终端设备200保持usbtype-c协议连接,其中,保持usbtype-c协议连接是通过pd1芯片的内部阻抗来保持cc引脚处于协议中约定的电压范围,所以在一些可能的实施例中,可以按照如图3(b2)所示,在pd1芯片连接至usbtype-c接口310的cc引脚上,设置开关sw7,至usbtype-c接口320的cc引脚上,设置开关sw8。开关sw7用于在外围设备300和终端设备200的usbtype-c协议连接建立后,切换至与pd1芯片等效的电阻r1来维持连接,从而可以释放pd1芯片去通过usbtype-c接口320检测设备100的接入,以替代pd2芯片,而对于pd2芯片与设备100按照usbtype-c协议建立连接也可以通过开关sw8和电阻r2以相似的方式进行替代,这样的好处是可以节省一个usbtype-c协议芯片,降低成本,其他细节本领域技术人员可以参考图3(b2)和本申请实施例的思想实施。

图3(b1)中,外围设备300可以通过pd2芯片,根据usbtype-c接口的cc引脚,检测到设备100的接入,并识别出设备100的设备类型,识别的原理可以参考按照usbtype-c协议中的描述,此处不再赘述。

根据设备100的设备类型,可以如下a、b两种可能的实施例:

a、外围设备300检测插入的设备100是充电类设备100时(在a方案相关描述中,将设备100称为充电类设备100),使转接电路330工作状态示意图从图3(a)切换至如图3(c)所示,可以看出,外围设备300与终端设备200之间的usbtype-c协议连接断开,外围设备300不再对终端设备200充电,转接电路330的usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间相连的cc引脚和vbus引脚分别对应导通,即使得连接至usbtype-c接口310的usbtype-c接口210和连接至usbtype-c接口320的usbtype-c接口120之间cc引脚和vbus引脚分别对应导通,此时,外围设备300对于终端设备200来说可以看成透明设备。

在一些实施例中,充电类设备100对终端设备200通过usbtype-c接口210和usbtype-c接口120之间分别对应导通的cc引脚和vbus引脚按照usb-pd2.0或者更高版本协议进行充电。

在一些实施例中,为支持例如高通的quickcharge快速充电协议,转接电路330的usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间相连的dp/dn引脚相连,即使得连接至usbtype-c接口310的usbtype-c接口210和连接至usbtype-c接口320的usbtype-c接口120之间dp/dn引脚相连,从而可以终端设备200和充电类设备100之间按照quickcharge快速充电协议进行充电。

在一些实施例中,转接电路330可以根据usbtype-c接口310与usbtype-c接口320相连的vbus引脚上的电压,来检测充电类设备100是否已经与外围设备300断开连接。

进一步的,当检测到充电类设备100断开连接时,转接电路330恢复至图3(a)所示的工作状态。

需要说明的是,考虑到有线充电器通常比无线充电效率高,所以本申请实施例优先选择使用有线充电即充电类设备100对终端设备200充电,在另一种可选的方案中,可以比较有线充电器的功率和无线充电模块的功率,来确定是选择无线充电还是选择有线充电。

图3(d)是本申请实施例一种可能的图3(c)所对应的具体电路图。

mcu控制开关sw2、sw3、sw6、sw5处于关闭状态,sw1、sw4处于导通状态:

sw1和sw4均处于导通状态,使得转接电路330的usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间cc引脚和vbus引脚分别对应导通,从而,与usbtype-c接口310相连的usbtype-c接口210,和与usbtype-c接口320相连的usbtype-c接口120之间,cc引脚和vbus引脚分别对应导通,终端设备200和设备100之间可以通过usbtype-c接口310相连的usbtype-c接口320之间导通的cc引脚的通信。

sw2和sw3均处于关闭状态,使得pd2和pd1不会干扰终端设备200和设备100之间可以通过usbtype-c接口310相连的usbtype-c接口320之间导通的cc引脚的通信,可选的,pd1和pd2芯片分别可以配置为高阻态的输出模式,也不会干扰上述cc引脚的通信,这样可以省略开关sw1/sw2。

在一些实施例中,pd2与usbtype-c接口310的vbus引脚和usbtype-c接口320相连的vbus引脚接通,用于检测充电类设备100是否与外围设备300断开连接。

相对于已有技术图8(c)中的方案,通过上述a方案,在转接电路中最主要的差别是,终端设备和充电类设备100之间的cc引脚和dp、dn等引脚相连,并增设了usbtype-c协议芯片pd2和若干开关用于检测设备100以及切换工作状态,从而在外围设备300通过usbtype-c接口310与终端设备200建立usbtype-c协议连接的情况下,可以通过usbtype-c接口320的cc引脚检测到充电类设备100的插入,通过改变转接电路330的工作状态,断开外围设备300与终端设备200之间的usbtype-c协议连接,将usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间的cc引脚、vbus引脚、dp、dn等引脚分别对应导通,外围设备300自身变成透明设备,以使得终端设备200可以通过外围设备的300的usbtype-c接口310和usbtype-c接口320,与充电类设备100进行通信,从而实现充电类设备100对终端设备200的快速充电,并且可以根据vbus检测充电类设备100和终端设备200之间连接的断开。

b,外围设备300检测设备100是非充电类设备100时(在b方案相关描述中,将设备100称为非充电类设备100),使转接电路330工作状态从图3(a)切换至如图3(e)所示。

外围设备300与终端设备200之间继续保持之前通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口210的cc引脚建立的usbtype-c协议连接。

转接电路330的usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间相连的dp/dn引脚分别对应导通,使得连接至usbtype-c接口310的usbtype-c接口210和连接至usbtype-c接口320的usbtype-c接口120之间dp/dn引脚分别对应导通。

外围设备300通过usbtype-c接口320和usbtype-c接口120,与非充电类设备100之间按照usbtype-c协议建立连接。

在一些实施例中,外围设备300的无线充电模块340通过usbtype-c接口320的vbus引脚对非充电类设备100供电。

在一些实施例中,转接电路330通过usbtype-c接口310的cc引脚向终端设备200发送指令,以使得终端设备200收到指令后,可以通过usbtype-c接口210和usbtype-c接口120之间的dp/dn引脚对非充电类设备100执行usb枚举,从而终端设备200可以跟非充电类设备100正常通信。需要说明的是,终端设备200对非充电类设备100执行usb枚举操作,是指,终端设备200从非充电类设备100读取一些信息,例如设备描述符,终端设备200可以根据这些信息来加载合适的驱动程序用于跟非充电类设备100正常通信。

在一些实施例中,转接电路330通过cc引脚向终端设备200发送的指令可以是usbtype-c协议中规定的“dataroleswap”指令。通过“dataroleswap”指令可以使得在不改变终端设备200和转接电路330的电源角色的情况下,数据角色发生互换,其中,电源角色和数据角色是usbtype-c协议中规定接口两侧设备之间的角色关系,电源角色是用于描述两侧设备充电方向:具体地,当外围设备300与终端设备200按照usbtype-c协议建立连接后,且非充电类设备100未接入到usbtype-c接口320时,此时对于外围设备300与终端设备200之间的usbtype-c协议连接来说,外围设备300的电源角色是source,是供电方,外围设备300的数据角色是dfp(downstreamfacingport),也就是下行端口,同时终端设备200电源角色是sink,是被供电方,终端设备200的数据角色是ufp(upstreamfacingport),也就是上行端口。当非充电类设备100接入到usbtype-c接口320时,一方面,外围设备300通过cc引脚与终端设备200按照usbtype-c协议建立连接,即外围设备300的电源角色是source,是供电方,外围设备300的数据角色是dfp,也就是下行端口,同时终端设备200电源角色是sink,是被供电方,终端设备200的数据角色是ufp(upstreamfacingport),也就是上行端口。另一方面,此时对于非充电类设备100和外围设备300之间的usbtype-c协议连接来说,外围设备300的电源角色是source,外围设备300的数据角色是dfp,非充电类设备100的电源角色是sink,非充电类设备100的数据角色是ufp;也即是说,相对于外围设备300而言,终端设备200以及非充电类设备100的电源角色都是source,数据角色是dfp,而按照usbtype-c协议,两个数据角色dfp之间是无法通信传输数据的。

根据上述原理,本申请实施例b方案的过程可以总结如下:

当转接电路330检测并检测到非充电类设备100接入时,非充电类设备100和外围设备300之间按照usbtype-c协议建立连接,非充电类设备100的数据角色是ufp;

外围设备300与终端设备200之间继续保持usbtype-c协议连接,外围设备300继续对终端设备200充电;

转接电路330通过发送“dataroleswap”指令给终端设备200,触发终端设备200和外围设备300交换数据角色,由此终端设备200的数据角色变成dfp;

转接电路330的usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间的dn/dp引脚连通,从而终端设备200就可以通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口320接口对非充电类设备100执行usb枚举操作,从而可以跟非充电类设备100正常通信。

通过转换第一设备的数据角色,使得终端设备200和非充电类设备100之间的从分别与外围设备300建立连接时所分配的相同无法通信的数据角色变成可以通信的匹配的数据角色关系,并且可以使得终端设备200主动向非充电类设备100发起usb枚举,在终端设备200和外围设备300的usbtype-c连接中保持充电关系不变,终端设备200与非充电类设备100之间进行通信。

在一些实施例中,外围设备300根据usbtype-c接口320的cc引脚检测非充电类设备100是否与usbtype-c接口320断开。

可选的,当非充电类设备100断开连接后,终端设备200和外围设备300之间的usbtype-c协议连接还在保持,所以终端设备200的数据角色和电源角色保持不变,终端设备200通过dp/dn引脚感知到非充电类设备100断开。

进一步的,当其他非充电类设备100设备接入后,终端设备200会通过dp/dn引脚感知到非充电类设备100接入后自行开始执行usb枚举,而不需要外围设备300在再次发送指令。

可选的,转接电路330通过cc引脚向终端设备200发送的指令还可以是usbtype-c协议中规定的自定义vdm(vendordefinedmessage)指令,这种实施方案需要适配终端设备200,可以实现与“dataroleswap”指令相同的效果,或者根据需要实现其他自定义功能。

图3(f)是本申请实施例一种可能的图3(e)所对应的具体电路图。

mcu控制开关sw1、sw4处于关闭状态,sw2、sw3、sw6、sw5处于导通状态:

sw3处于导通状态,使得pd1与usbtype-c接口310的cc引脚相连,使得外围设备300可以通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口210与终端设备200按照usbtype-c协议建立连接。

sw2处于导通状态,使得pd2与usbtype-c接口320的cc引脚相连,使得外围设备300可以通过usbtype-c接口320和usbtype-c接口120与非充电类设备100按照usbtype-c协议建立连接,并且可以检测非充电类设备100断开连接。

外围设备300的pd1通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口210向终端设备200发送指令(图3(f1)箭头1),终端设备200收到指令后,转换数据角色(图3(f1)箭头2),通过usbtype-c接口210和usbtype-c接口120之间的dp/dn引脚对非充电类设备100执行usb枚举(图3(f1)箭头3)。

相对于已有技术图8(c)中的方案,上述b方案中,在转接电路中最主要的差别是,终端设备200和充电类设备100之间的cc引脚和dp、dn等引脚相连,并增设了usbtype-c协议芯片pd2和若干开关,从而mcu微控制器刻意控制开关和usbtype-c协议芯片pd2来与非充电类设备100按照usbtype-c协议建立连接,构成了终端设备200与非充电类设备100进行通信的基础,再通过对终端设备200发送指令,使得终端设备200与非充电类设备100的通信角色匹配,并触发终端设备200通过外围设备300的usbtype-c接口310和usbtype-c接口320之间相连的dp/dn引脚与非充电类设备100执行usb枚举,从而终端设备200与非充电类设备100进行通信,进一步的,由外围设备300进行消息中转可以支持,在与终端设备200通信时需要通过与用来按照usbtype-c协议建立连接相同的cc引脚的displayport等类型的非充电类设备100。

在另一种可能的实施例中,外围设备300包括电池模块350,而不含无线充电模块340,其方案如图4(a)所示:

电池模块350可以由电池组和电池管理芯片组成,电池模块350对转接电路330供电的同时,还可以通过usbtype-c接口310和usbtype-c接口210对终端设备200充电。

与前述外围设备300含无线充电模块340不含电池模块350的方案相似的之处不再赘述,其主要区别在于当通过usbtype-c接口320与外围设备300相连的设备100是充电类设备,如图4(b)所示,充电类设备100对终端设备200进行充电的同时,充电类设备100也可以对电池模块350进行充电。

在另一种可能的实施例中,外围设备300既含有电池模块350又含无线充电模块340,其方案如图5所示,其中,转接电路330可以默认由电池模块350进行供电。

在一些实施例中,转接电路330可以控制是通过电池模块350还是无线充电模块340来对接入外围设备300的终端设备200充电或协商功率进行快速充电,也可以控制是通过电池模块350还是无线充电模块340来对接入外围设备300的非充电类设备100充电或协商功率进行快速充电。

在一些实施例中,当充电类设备100接入外围设备300后,转接电路330可以控制是由充电类设备100还是由无线充电模块340对电池模块350进行充电。

本申请实施例通过上述a和b方案,提出了一种外围设备300,可以与终端设备200连接,对于检测到充电类设备接入外围设备300时,使终端设备200可以与充电类设备100之间直接按照usbtype-c协议建立连接和通信,而对于检测到非充电类设备100接入外围设备300时,通过对终端设备200发送指令,使得终端设备200能够与非充电类设备100进行通信,需要说明的是,本申请实施例目前基于usbtype-c协议进行描述,但是不同的通信协议之间可以存在有相似之处,在一些其他的实施例中,设备之间按照其他的通信、网络或者接口标准中的协议进行通信时,也可以先按照该协议建立连接,即按照协议进行通信之前的预备操作,预备操作可以包括对端识别检测、同步、握手、通信角色初始化等操作,例如,设备之间按照tcp(transmissioncontrolprotocol)协议发送数据之前先进行三次握手,进一步的,通信协议的版本会存在不断地升级,在升级时可能对之前的协议进行兼容等等,出于这些原因,对于基于其他通信协议如lighting等协议在实施中,对本申请实施例中的方案进行变更,而不偏离在所附权利要求中所给出的精神和范围等变化,均应包括在本申请实施例权利要求的保护范围之内。

实施例二:

下面以图2所示电路为基础,对一种含有无线充电功能的外围设备300的电路控制的状态机及完整控制程序流程进行介绍。

本申请实施例中,转接电路330主要有如下四种工作状态,见表1:

表1

各个状态的切换如图6(a)所示,转接电路330上电与掉电决定了在状态1和状态2之间的迁移,而检测到充电类设备100的接入和断开决定了在状态2和状态3的迁移,检测到非充电类设备100的接入和断开决定了在状态2和状态4的迁移。其中,状态1的开关状态与状态3相同。

下面结合图6(a)和6(b)介绍具体的软件流程:

步骤601,mcu启动。

转接电路330未上电时,转接电路330工作在状态1,在一些实施例中,无线充电模块340可以从无线充电板50处获取电能并对转接电路330供电,从而使得mcu上电启动。

若mcu如果发生复位,也会从步骤601开始执行。

步骤602,mcu初始化。

包括初始化时钟、gpio、usbtype-c协议芯片等。

步骤603,控制sw开关状态,使转接电路330的工作状态进入状态2,只对终端设备200充电。

状态2时,转接电路330开关sw2、sw3、sw5导通,开关sw1、sw4、sw6关闭,电路状态如图3(b1)所示。

在一种可选的方案中,mcu通过无线充电管理芯片340a获取到无线充电板50的可供选择的充电功率,并通过pd1芯片与终端设备200协商充电功率,之后通过无线充电管理芯片340a无线充电板50根据协商的功率对终端设备200进行充电。

步骤604,检测是否有设备100接入:若是,则进入步骤605;若否,则循环执行步骤604,维持状态2。

mcu通过pd2芯片,根据usbtype-c接口320的cc引脚检测设备100接入。

步骤605,检测接入的设备100是否为充电类设备:若是,则进入步骤608;若否,则进入步骤606。

通过pd2芯片检测外设的类型:

在一些实施例中,通过vbus可以检测出部分充电类设备。

在一些实施例中,可以根据设备100的usbtype-c接口120的cc引脚内部所配置的电阻,按照usbtype-c协议来区分外设的类型。

步骤606,检测接入的设备100是非充电类设备,进入状态4。

pd2芯片检测到接入的设备100是非充电类设备,例如usbtype-c耳机,mcu控制sw2、sw3、sw5、sw6开关导通,控制sw1、sw4开关关闭,进入状态4,此时电路如图3(f)中所示。

pd2芯片通过usbtype-c接口320和usbtype-c接口120相连的cc引脚与设备100按照usbtype-c协议建立连接,pd1芯片通过usbtype-c接口210和usbtype-c接口310的cc引脚向终端设备200发送指令触发终端设备执行usb枚举操作,此处流程在之前的实施例中已经提及,这里不再赘述。

在一些可能的实施例中,对于一些类型的非充电类设备100,例如displayport设备,还需要通过pd1、pd2芯片在终端设备200和设备100之间执行消息中转。

步骤607,检测非充电类设备100是否断开:若是,则进入603,切换到状态2;若否,则循环执行607,维持状态4。

当非充电类设备100与外围设备300断开连接时,需要切换回状态2,将sw6关闭,这样一方面是可以不影响之后pd2芯片通过vbus对充电类设备接入的检测。

步骤608,进入状态3,成为透明设备。

mcu控制开关sw2、sw3、sw5、sw6关闭,控制sw1、sw4导通,此时状态3如电路工作示意图3(d)所示。

在状态3下,外围设备300相当于透明设备,终端设备200与充电类设备100之间可以自由通信和供电。

步骤609,检测充电类设备100是否与外围设备300断开连接:

若是,则进入步骤603,切换到状态2;

若否,则循环执行步骤609,维持状态3。

外围设备300在状态3下作为透明设备,usbtype-c协议芯片根据usbtype-c接口310或接口320的vbus引脚来检测充电类设备100是否断开连接。

需要说明的是,检测充电类设备100是否断开连接,是根据vbus引脚上的电压的检测进行推断,在一些特殊情况下,充电类设备100不再对终端设备200充电,但是充电类设备100仍然通过usbtype-c接口320与外围设备300在物理上连接,例如从插座上拔掉等原因充电类设备100无法再继续充电,这种情况仍视为充电类设备100与外围设备300断开连接,会进入状态2。

为了更方便理解上述实施例,下面结合主要的实际使用场景,介绍工作状态之间的切换。

场景1:终端设备200安装上外围设备300,且未放置在无线充电板50上,外围设备300的usbtype-c接口320未连接设备100。

在终端设备200安装上外围设备300时,且未放置在无线充电板50上,此时无线充电模块340无法对转接电路330供电,故转接电路330处于掉电状态,此时处于工作状态1。

场景2:在场景1的基础上,将安装上外围设备300的终端设备200放置到无线充电板50上,外围设备300的usbtype-c接口320不连接任何设备100。

这种情况下,无线充电模块340从无线充电板50获得电能会输出电压对转接电路330供电。

mcu上电后,会进行一些初始化操作,包括对usbtype-c协议芯片初始化、gpio的初始化等,如步骤601、步骤602所述。

之后mcu会控制sw开关导通以使得电路进入状态2,外围设备300对终端设备200进行充电,如步骤603所述。

状态2时,外围设备300根据usbtype-c接口320的cc引脚检测设备100插入,在场景2的情况下,此时没有设备100插入,会维持在状态2,此时电路工作状态如图3(b1)。

场景3:在场景2的基础上,设备100是非充电类设备,例如,usbtype-c数字耳机,此时,设备100的usbtype-c接口120插入到外围设备300的usbtype-c接口320。

在场景2时,转接电路330工作状态为状态2,当发生场景3时,mcu通过pd2检测到非充电类设备100接入,如步骤606所述,进入状态4,此时电路状态如图3(b1)所示。

可以理解,当设备100拔出后,mcu通过pd2检测到设备100的usbtype-c协议连接断开,会恢复到状态3。

场景4:根据场景2的基础上,设备100此时是充电类设备,例如接通电源的有线pd协议快速充电器,此时,设备100的usbtype-c接口120插入到外围设备300的usbtype-c接口320。

在转接电路状态为状态2时,mcu通过pd2检测到充电类设备100插入,然后关闭sw2、sw3、sw5、sw6,打开sw1、sw4,此时工作状态进入状态3,如图3(d),此时外围设备300相当于透明设备。

对于状态3,当充电类设备100拔出后,mcu通过pd2检测到充电器断开连接,恢复到状态2。

场景5:根据场景1基础上,设备100的usbtype-c接口120插入到外围设备300的usbtype-c接口320。

此时转接电路330为状态1,mcu、pd1、pd2掉电,sw2、sw3、sw5、sw6处于默认导通状态,sw1、sw4处于默认关闭状态,不会影响终端设备200与设备100之间的正常交互。

场景6:在场景5的基础上,将安装了外围设备300的终端设备200放置到无线充电板50上。

当放置到无线充电板50时,无线充电模块340上电给转接电路330供电,mcu上电后,会首先直接进入状态2,将设备100和终端设备200的连接断开。然后会根据pd2检测设备100的接入,根据检测出设备100的设备类型,如果是充电类设备,则进入状态3,如果是非充电类设备,则进入状态4。

实施例三:

图7示出了一种可能的拓展坞型外围设备300的电路示意图。

外围设备300,含有无线充电模块340,并且含有多个usbtype-c接口的外围设备300。

相较于实施例一,图7中的外围设备300不仅包含usbtype-c接口310、usbtype-c接口320,还额外拓展出了多个usbtype-c接口,如usbtype-c接口311、usbtype-c接口312等,在外围设备300中,按照现有技术,可以对多个usbtype-c接口310、320、311、312之间的dp/dn/sbu/tx/rx引脚按照usbhub的方式连接和管理(图中省略了usbhub管理芯片)。

与实施例一类似,当外围设备300只通过usbtype-c接口310与终端设备200相连时,外围设备300的无线模块340可以对终端设备200充电或者按照协商的功率快速充电,当外围设备300通过usbtype-c接口320、311、312之一检测到有非充电类设备插入时,向终端设备200发送指令,使得终端设备200通过dp/dn引脚进行usb枚举,当外围设备300通过usbtype-c接口320、311、312之一检测到有充电类设备插入时,外围设备300可以作为透明设备进行充电。

进一步的,外围设备300的usbtype-c接口320、311、312也可以换做其他接口,例如minidisplayport,其实质是在外围设备300的内部进行usbtype-c接口与minidisplayport接口之间的转换,对于本领域技术人员可以在应用本申请实施例时进行转换。

通过本申请实施例三,提出一种含有无线充电功能的并且具有拓展端口功能的拓展坞型外围设备300,对于一些不支持无线充电的终端设备200,通过终端设备200的usbtype-c接口210,为终端设备200提供了快速无线充电功能和端口拓展功能,同时通过外围设备300的usbtype-c接口320,仍可使用usbtype-c充电类设备对终端设备200进行充电,以及使得终端设备200与usbtype-c非充电类设备按照协议进行通信。

本申请实施例所有提及的引脚或者电路中的节点之间的“相连”、“连接”、“导通”、“连通”等概念,可以理解为电路原理上等电势的概念,不考虑虚插、接触不良的情况,也不限制在实际电路中是直接导通,还是经由其他器件等效导通。相似的,本申请实施例所有提及的接口之间的“插入”、“相连”、“连接”、“导通”等概念,是指两个接口物理结构上按照正确的方式连接,而且接口的各引脚按照预期的方式相连导通,不考虑虚插、接触不良的情况。

本申请实施例并不限制权利要求的范围、适用性或配置,应当理解的是,实际实施中可以在电路、元件的功能、布局、集成度(部分或者全部电路是使用集成器件还是使用分离器件)、接口的公母上,做出各种变更,而不偏离在所附权利要求中所给出的精神和范围,凡在本申请实施例的权利要求精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包括在本申请实施例权利要求的保护范围之内。

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