專利名稱：電子設備的信號接口自動識別方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子設備的信號接口自動識別方法，特別是關于一種用于連接外圍設備與計算機主機系統(tǒng)的USB/PS2接口的自動識別方法。
背景技術：
隨著計算機技術的快速發(fā)展，越來越多的電子設備可以通過相同或者不同的接口與計算機主機系統(tǒng)相連接而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的流通和處理。例如，作為主機系統(tǒng)的輸入設備的鍵盤和鼠標，主要是通過USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)接口或者PS2(Personal System/2，IBM開發(fā)的個人系統(tǒng)接口)接口與主機相連接。PS2接口長期以來曾是連接鍵盤/鼠標與計算機主機的一個基本標準，但在Intel公司開發(fā)出支持熱插撥功能的USB總線架構后，近年來USB接口被廣泛用于連接鍵盤、鼠標、打印機、移動存儲裝置、數(shù)碼相機等外圍設備，作為一種可供多種外圍設備共用的接口，USB接口已經(jīng)成為諸多外圍設備及計算機主機系統(tǒng)的常設接口。對于兼容USB/PS2等多種接口的外圍設備來說，其必須具有自動識別接口的功能，以便采用相應的通訊協(xié)議實現(xiàn)與主機的連接。
USB和PS2接口具有不同的數(shù)據(jù)傳輸模式，USB接口是通過一對差分的數(shù)字信號在外圍設備與主機系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)傳輸，而PS2是通過數(shù)據(jù)信號和時鐘信號在外圍設備和主機系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)傳輸，因此，二者的硬件和軟件要求各不相同。在美國專利第6,460,094B1號公開的“可檢測其自身所連接的接口類型的外圍設備”的專利文獻中，揭示了USB和PS2接口架構，如圖1A、圖1B和圖2所示。其中，圖1A所示的USB接口用于12Mbps的高速外圍設備，圖1B所示USB接口用于1.5Mbps的低速外圍設備。在圖1A和圖1B中，USB設備100、120分別通過兩根導線104、106連接至USB連接器112，再通過導線108、110連接至USB接口102，進而與計算機20的主處理器21相連接。導線104、106所傳送的信號在USB設備中分別被標記為D+、D-，信號D+、D-是差分數(shù)字數(shù)據(jù)信號。在高速USB設備中，D+信號被上拉電阻114拉到大約3.3V的邏輯高電位(如VCC)，而在低速USB設備中，D-信號被上拉電阻122拉到邏輯高電位。在USB接口102中，導線108、110中的信號D+、D-分別被兩個下拉電阻116、118將邏輯電位下拉至低電平。
USB外圍設備連接后，信號D+或D-被拉高，主機發(fā)現(xiàn)此高電平信號后知道有設備連接上，發(fā)出10MS的低電平信號復位外圍設備，完成后給出第一條命令及按照相應的BIOS等設置來進行下一步配置至正常工作模式。
圖2顯示了外圍設備124通過PS2接口126與計算機20相連接的架構，外圍設備124通過兩根導線104、106連接至PS2連接器128，經(jīng)導線108、110連接至PS2接口126進而與主處理器21連接。導線104、108對應于數(shù)據(jù)信號，導線106、110對應于時鐘信號，導線104、106分別連接到晶體管131、133，它們被設置為由外圍設備124的微處理器控制的集電極開路開關或漏極開路開關。在PS2外圍設備124中，導線104、106所傳送的信號分別由電阻130、132拉到邏輯高電平。在PS2接口126中，導線108、110所傳送的信號分別被電阻134、136拉到邏輯高電平，并分別利用晶體管138、140耦合接地。在PS2接口中，時鐘信號不管數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)的傳輸方向如何，始終由外圍設備提供。
PS2外圍設備連接通電后先發(fā)出自檢包(0xAA)，主機看到此自檢包后知道有設備連接上，然后按照相應的BIOS等設置來進行下一步配置至正常工作模式。
上述美國專利第6,460,094B1號提出的USB/PS2接口識別方法，是依據(jù)兩根信號線的電位來進行判斷識別接口類型。但這種方式屬于一次性判斷方法，一旦信號在判斷過程中受到噪音干擾可能會引起誤斷，而且這種誤判不可恢復。因此該識別方法還需要進一步改進和完善。
因此，開發(fā)一種準確無誤碼判的USB/PS2接口自動識別技術，從而使外圍設備能夠自動兼容USB/PS2兩種接口，確為電子產(chǎn)業(yè)所期待。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種USB/PS2接口的自動識別方法，可準確無誤地自動識別外圍設備的USB和PS2接口，并自動設置相應地的接口模式從而使外圍設備能夠兼容USB和PS2接口兩種接口模式。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種電子設備的信號接口自動識別方法，可準確無誤地自動識別計算機主機系統(tǒng)的外圍設備接口類型，并自動設置相應的接口模式，從而使外圍設備能夠兼容多種不同類型的接口。
本發(fā)明的目的之一是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種USB/PS2接口的自動識別方法，適用于兼容USB與PS2接口的外圍設備和具有USB與PS2接口的主機系統(tǒng)，其中USB與PS2接口分別具有第一信號導線和第二信號導線，外圍設備的信號模式包含上電模式、USB模式和PS2模式，其特征在于，該方法包括(1)上電過程，外圍設備被插接到主機系統(tǒng)的USB或者PS2接口上，系統(tǒng)進入上電復位狀態(tài)，外圍設備的信號模式為上電模式；(2)預判斷過程，外圍設備判斷主機接口處的第一信號導線和第二信號導線的電位，如果其中信號導線之一或全部的電位為高，則初步判斷所連接的是PS2接口，外圍設備的信號模式被設置為PS2模式，進入預PS2狀態(tài)；否則外圍設備的信號模式被設置為USB模式，進入預USB狀態(tài)；(3)確認判斷過程，包括在預PS2狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)USB接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預USB狀態(tài)；否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入PS2狀態(tài)；在預USB狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)PS2接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預PS2狀態(tài)；否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入USB狀態(tài)；(4)鎖定狀態(tài)過程，將經(jīng)過確認判斷過程判斷無誤的USB狀態(tài)或PS2狀態(tài)鎖定，外圍設備通過USB模式或PS2模式與主機系統(tǒng)連接。
本發(fā)明的目的之二是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種電子設備的信號接口自動識別方法，適用于兼容至少第一類接口與第二類接口的外圍設備與至少具有一第一類接口和一第二接口的主機系統(tǒng)，其中，第一、二類接口分別包含有第一信號導線和第二信號導線，該外圍設備的信號模式至少包含上電模式、第一類模式和第二類模式，該方法包括(1)上電過程，外圍設備被插接至主機系統(tǒng)的第一類接口或第二類接口中，上電啟動后系統(tǒng)進入復位狀態(tài)，外圍設備的信號模式為上電模式；(2)預判斷過程，外圍設備對主機系統(tǒng)的第一或二類接口中的第一、二信號導線的電位進行檢測判斷，如果其中有一根信號導線的電位為高，則初步判斷所連接的接口為第一類接口，設置外圍設備的信號模式為第一類模式，外圍設備進入預第一類接口狀態(tài)；否則，設置外圍設備的信號模式為第二類模式，外圍設備進入預第二類接口狀態(tài)；(3)確認判斷過程，包括在預第一類接口狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)第二類接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預第二類接口狀態(tài)，否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入第一類接口狀態(tài)；在預第二類接口狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)第一類接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預第一類接口狀態(tài)，否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入第二類接口狀態(tài)；(4)鎖定過程，將經(jīng)過確認判斷過程判斷無誤的第一類接口狀態(tài)或第二類接口狀態(tài)鎖定。
本發(fā)明提出的接口自動識別方法通過預判斷、錯誤則自動跳轉(zhuǎn)的確認判斷、收到相應的通信指令后鎖定狀態(tài)等過程，來自動識別外圍設備所連接的接口類型。例如，本發(fā)明用于自動識別USB/PS2接口時，因為USB與PS2的通信指令是完全不同的，所以一旦鎖定，則說明判斷已無誤，且在鎖定狀態(tài)之前，通過靈活的自動跳轉(zhuǎn)機制來確保整個判斷的正常、正確進行。因此，本發(fā)明可以實現(xiàn)準確、無誤判的接口自動識別效果，有效防止因信號干擾而作出錯誤判斷。

圖1A是常規(guī)的高速USB外圍設備與計算機的USB接口的連接架構圖。
圖1B是常規(guī)的低速USB外圍設備與計算機的USB接口的連接架構圖。
圖2是常規(guī)的PS2外圍設備與計算機的PS2接口的連接架構圖。
圖3是本發(fā)明的USB/PS2接口的自動識別方法的流程圖。
具體實施方式如前文“背景技術”部分所述并參閱美國專利第6,460,094B1號的相關內(nèi)容可知，USB和PS2這兩種接口方式無論是這傳輸協(xié)議還是電氣特性方面，其區(qū)別是很明顯的，但也存在物理及使用方式方面的共性。因此，只要判斷方式合理，兼容兩種接口方式的外圍設備集成到一起是可實現(xiàn)的。
本發(fā)明即提供一種可靠性高、不會誤判的接口類型自動識別方法，適用于兼容至少第一類接口與第二類接口的外圍設備與至少具有一第一類接口和一第二接口的主機系統(tǒng)，其中，第一、二類接口分別包含有第一信號導線(L1)和第二信號導線(L2)，該外圍設備的信號模式至少包含上電模式、第一類模式和第二類模式；該方法包括(1)上電過程，外圍設備被插接至主機系統(tǒng)的第一類接口或第二類接口中，上電啟動后系統(tǒng)進入復位狀態(tài)，外圍設備的信號模式為上電模式；(2)預判斷過程，外圍設備對主機系統(tǒng)的第一或二類接口中的L1、L2的電位進行檢測判斷，如果其中有一根信號導線的電位為高，則初步判斷所連接的接口為第一類接口，設置外圍設備的信號模式為第一類模式，外圍設備進入預第一類接口狀態(tài)；否則，設置外圍設備的信號模式為第二類模式，外圍設備進入預第二類接口狀態(tài)；(3)確認判斷過程，包括在預第一類接口狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)L1、L2上出現(xiàn)第二類接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預第二類接口狀態(tài)，否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入第一類接口狀態(tài)；在預第二類接口狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)L1、L2上出現(xiàn)第一類接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預第一類接口狀態(tài)，否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入第二類接口狀態(tài)；(4)鎖定過程，將經(jīng)過確認判斷過程判斷無誤的第一類接口狀態(tài)或第二類接口狀態(tài)鎖定。
外圍設備利用本發(fā)明可以準確識別其所連接的主機接口類型，從而實現(xiàn)兼容不同類型接口的集成式設計。以下即以USB/PS2接口的自動識別方法為例，詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。
請參閱圖3并配合圖1A、圖1B及圖2參照，需要首先明確的是，在判斷過程中為方便起見，USB接口上的D+和PS2接口上的時鐘導線稱為L1，USB接口上的D-和PS2接口上的數(shù)據(jù)導線稱為L2。另外，外圍設備還設有一個模式信號MODE，其定義如下 以下詳細描述本發(fā)明識期別方法的實施過程。
過程1，外圍設備被插到計算機主機的USB或者PS2接口上，系統(tǒng)進入上電復位狀態(tài)，完成復位后進入過程2。在過程1中，外圍設備的信號模式MODE為11，即表示當前外圍設備被置于上電(POWER UP)狀態(tài)。
過程2，由于外圍設備剛上電，主機系統(tǒng)可能還在復位狀態(tài)，因此設定先等100毫秒左右，以等待系統(tǒng)穩(wěn)定。此時，外置設備的狀態(tài)不變化，其信號模式MODE為11。下一步進入過程3。
過程3，外圍設備判斷主機接口處的L1、L2的電位。其中，在過程301中，外圍設備判斷L1的電位，如L1電位為高，則可初步判斷是所連接的主機接口是PS2接口，設置外圍設備的信號模式MODE為01，進入預PS2模式，下一步進入過程5；否則，進入過程302以判斷L2的電位，如果L2的電位為高，則可初步判斷是所連接的主機接口是PS2接口，設置外圍設備的信號模式MODE為01，進入預PS2模式，下一步進入過程5；否則，可初步判斷所連接的主機接口中USB接口，設置外圍設備的信號模式MODE為10，進入預USB模式，下一步進入過程4。
過程4和過程6，在預USB模式下，在外圍設備中有上拉電阻(如圖1A、圖1B中上拉電阻114、122)拉高L1或L2的電位，此時系統(tǒng)處于USB模式下，等待USB主機發(fā)送第一條命令。在過程6中，可能會出現(xiàn)三種情形(1)如果外圍設備發(fā)現(xiàn)主機接口中的L1、L2上出現(xiàn)PS2的特征，例如L1和L2兩根線都為高電位，則立即跳轉(zhuǎn)到過程5，外圍設備進入預PS2模式。
(2)如前述過程3判斷無誤，則收到USB主機發(fā)送來第一條指令后，外圍設備進入過程8，即實USB狀態(tài)。
(3)如果沒有出現(xiàn)上述兩種情形，則外圍設備保持在預USB模式不變，返回到過程4。
過程5和過程7，在預PS2模式下，外置設備中的上拉電阻(如圖2中的上拉電阻130、132)處于被禁止狀態(tài)，此時沒有上拉電阻拉高L1或L2，系統(tǒng)處于PS2模式。在過程7中，可能出現(xiàn)的情形包括(1)如果外圍設備發(fā)現(xiàn)主機接口中的L1、L2上出現(xiàn)USB的特征，例如L1、L2兩根線都為低電平超過兩個時鐘周期，則立即跳轉(zhuǎn)到過程4，外圍設備進入預USB模式。
(2)如果前述過程3判斷無誤，則收到PS2主機發(fā)送來第一條指令后，外圍設備進入過程9，即實PS2狀態(tài)。
(3)如果沒有出現(xiàn)上述兩種情況，則外圍設備保持在PS2狀態(tài)不變，返回到過程5。
過程8，進入實USB狀態(tài)，判斷完成，外圍設備鎖定信號模式MODE為10，即USB模式。
過程9，進入實PS2狀態(tài)，判斷完成，外圍設備鎖定信號模式MODE為01，即PS2模式。
本發(fā)明的接口自動識別方法通過預判斷、錯誤則自動跳轉(zhuǎn)、收到相應的通信指令后鎖定狀態(tài)等過程，來自動識別外圍設備所連接的接口類型，因為USB與PS2的通信指令是完全不同的，所以一旦鎖定，則說明判斷已無誤，且在鎖定狀態(tài)之前，通過靈活的自動跳轉(zhuǎn)機制來確保整個判斷的正常、正確進行。因此，本發(fā)明提供了一種非常準確、無誤判的USB/PS2接口自動識別方法。
容易理解，本發(fā)明的技術方案并不局限于自動識別USB/PS2接口，依據(jù)本發(fā)明提出的 的原理，本領域的一般技術人員容易想到本發(fā)明亦可用于自動識別其他類型的接口，例如用于自動識別VGA接口與DVI接口、HDMI接口與DVI接口等。因此，本領域的一般技術人員依照本發(fā)明的技術方案，對其中的某一或多項技術特征進行等效替換或者省略等而作出的改進和變化，均應涵蓋在本發(fā)明專利的權利要求范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種USB/PS2接口的自動識別方法，適用于兼容USB與PS2接口的外圍設備和具有USB與PS2接口的主機系統(tǒng)，其中USB與PS2接口分別具有第一信號導線和第二信號導線，外圍設備的信號模式包含上電模式、USB模式和PS2模式，其特征在于，所述方法包括(1)上電過程，外圍設備被插接到主機系統(tǒng)的USB或者PS2接口上，系統(tǒng)進入上電復位狀態(tài)，外圍設備的信號模式為上電模式；(2)預判斷過程，外圍設備判斷主機接口處的第一信號導線和第二信號導線的電位，如果其中信號導線之一或全部的電位為高，則初步判斷所連接的是PS2接口，外圍設備的信號模式被設置為PS2模式，進入預PS2狀態(tài)；否則外圍設備的信號模式被設置為USB模式，進入預USB狀態(tài)；(3)確認判斷過程，包括在預PS2狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)USB接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預USB狀態(tài)；否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入PS2狀態(tài)；在預USB狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)PS2接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預PS2狀態(tài)；否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入USB狀態(tài)；(4)鎖定狀態(tài)過程，將經(jīng)過確認判斷過程判斷無誤的USB狀態(tài)或PS2狀態(tài)鎖定，外圍設備通過USB模式或PS2模式與主機系統(tǒng)連接。
2.如權利要求1所述的USB/PS2接口的自動識別方法，其特征在于，在系統(tǒng)上電后進入預判斷過程之前還設有一等待系統(tǒng)復位穩(wěn)定的等待過程，此過程外圍設備的信號模式保持在上電模式。
3.如權利要求2所述的USB/PS2接口的自動識別方法，其特征在于，所述等待過程的時間是幾十至幾百毫秒。
4.如權利要求3所述的USB/PS2接口的自動識別方法，其特征在于，在確認判斷過程中，在預USB狀態(tài)下，外圍設備中有上拉電阻拉高第一或二信號導線的電位，如果外圍設備發(fā)現(xiàn)主機系統(tǒng)接口處的第一及第二信號導線都為高電位，則立即轉(zhuǎn)入到預PS2狀態(tài)。
5.如權利要求4所述的USB/PS2接口的自動識別方法，其特征在于，在確認判斷過程中，在預USB狀態(tài)下，如果第一、二信號導線沒有出現(xiàn)PS2特征，也未收到主機系統(tǒng)發(fā)送的第一條指令，則外圍設備保持在預USB狀態(tài)不變，并重復所述確認判斷過程。
6.如權利要求3所述的USB/PS2接口的自動識別方法，其特征在于，在確認判斷過程中，在預PS2狀態(tài)下，外圍設備中的上拉電阻處于被禁止的狀態(tài)，沒有拉高第一或二信號導線的電位，如果外圍設備發(fā)現(xiàn)主機系統(tǒng)接口處的第一、二信號導線均為低電位且低電位狀態(tài)超過兩個時鐘周期，則立即轉(zhuǎn)入到預USB狀態(tài)。
7.如權利要求6所述的USB/PS2接口的自動識別方法，其特征在于，在確認判斷過程中，在預PS2狀態(tài)下，如果第一、二信號導線沒有出現(xiàn)USB特征，也未收到主機系統(tǒng)發(fā)送的第一條指令，則外圍設備保持在預PS2狀態(tài)不變，并重復所述確認判斷過程。
8.一種電子設備的信號接口自動識別方法，適用于兼容至少第一類接口與第二類接口的外圍設備與至少具有一第一類接口和一第二接口的主機系統(tǒng)，其中，第一、二類接口分別包含有第一信號導線和第二信號導線，該外圍設備的信號模式至少包含上電模式、第一類模式和第二類模式，其特征在于，所述方法包括(1)上電過程，外圍設備被插接至主機系統(tǒng)的第一類接口或第二類接口中，上電啟動后系統(tǒng)進入復位狀態(tài)，外圍設備的信號模式為上電模式；(2)預判斷過程，外圍設備對主機系統(tǒng)的第一或二類接口中的第一、二信號導線的電位進行檢測判斷，如果其中有一根信號導線的電位為高，則初步判斷所連接的接口為第一類接口，設置外圍設備的信號模式為第一類模式，外圍設備進入預第一類接口狀態(tài)；否則，設置外圍設備的信號模式為第二類模式，外圍設備進入預第二類接口狀態(tài)；(3)確認判斷過程，包括在預第一類接口狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)第二類接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預第二類接口狀態(tài)，否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入第一類接口狀態(tài)；在預第二類接口狀態(tài)下，外圍設備等待主機系統(tǒng)發(fā)送第一條命令如果發(fā)現(xiàn)第一、二信號導線上出現(xiàn)第一類接口的特征，則外圍設備轉(zhuǎn)入到預第一類接口狀態(tài)，否則在收到主機發(fā)送的第一條命令后進入第二類接口狀態(tài)；(4)鎖定過程，將經(jīng)過確認判斷過程判斷無誤的第一類接口狀態(tài)或第二類接口狀態(tài)鎖定。
9.如權利要求8所述的電子設備的信號接口自動識別方法，其特征在于，在系統(tǒng)上電后進入預判斷過程之前還設有一等待系統(tǒng)復位穩(wěn)定的等待過程，此過程外圍設備的信號模式保持在上電模式。
10.如權利要求9所述的電子設備的信號接口自動識別方法，其特征在于，所述第一類接口為PS2接口，所述第二類接口為USB接口。
11.如權利要求10所述的電子設備的信號接口自動識別方法，其特征在于，所述外圍設備的信號模式中，第一類模式為PS2模式，第二類模式為USB模式。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電子設備的信號接口的自動識別方法，特別是USB/PS2接口的自動識別方法，涉及計算機及外圍設備系統(tǒng)設計領域，該方法包括上電、預判斷、確認判斷和狀態(tài)鎖定過程，通過預判斷后進入確認判斷過程，如果發(fā)現(xiàn)預判斷錯誤則自動跳轉(zhuǎn)到另一接口模式，并在收到主機系統(tǒng)相應的通信指令后鎖定狀態(tài)，從而自動識別外圍設備所連接的接口類型。本發(fā)明通過選擇過程判斷過程靈活的自動跳轉(zhuǎn)機制來確保整個判斷的正常、正確進行，因此能夠準確無誤地自動識別電子設備的不同類型信號接口，特別是USB和PS2接口，有效避免因信號干擾而造成判斷錯誤。
文檔編號G06F13/40GK1959664SQ20061014604
公開日2007年5月9日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權日2006年10月31日
發(fā)明者歐召輝, 李碧洲 申請人:埃派克森微電子(上海)有限公司, 埃派克森微電子有限公司