專(zhuān)利名稱(chēng)：支持雙重角式的usb總線及相應(yīng)設(shè)備和連接器的制作方法
支持雙重角式的USB總線及相應(yīng)設(shè)備和連接器
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及USB總線，特別是涉及一種支持雙重角式的USB總線及相應(yīng)設(shè)備和連接器。
背景技術(shù)：
標(biāo)準(zhǔn)的USB總線是采用主從的架構(gòu)，USB主機(jī)是"主"，是USB總線的控制中心，而USB外部設(shè)備是"從"，USB外部設(shè)備是不能夠啟動(dòng)資料傳輸，只能回應(yīng)USB主機(jī)的指令，也就是USB外部設(shè)備與其他USB外部設(shè)備彼此之間不能直接互換資料。雖然在USB2. 0規(guī)格中加入了USB 0TG(USB0n-The-Go的簡(jiǎn)寫(xiě))的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，使支持USB OTG標(biāo)準(zhǔn)的USB外部設(shè)備除了可以作為周邊裝置外，還可以擔(dān)任USB主機(jī)的角式，使兩臺(tái)USB外部設(shè)備彼此間可以直接互換數(shù)據(jù)，但在USB OTG標(biāo)準(zhǔn)中，擔(dān)任USB主機(jī)角式的USB外部設(shè)備只能提供有限度的USB主機(jī)功能，不能全面提供USB主機(jī)功能。此外，目前的USB標(biāo)準(zhǔn)中，USB主機(jī)是不能擔(dān)任USB外部設(shè)備的角式，USB主機(jī)與USB主機(jī)之間彼此之間是不能直接互換資料，這些主從架構(gòu)形成的種種限制，對(duì)USB的應(yīng)用造成了不少障礙，不利于USB的更進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種支持雙重角式的USB總線及相應(yīng)設(shè)備和連接器，使USB設(shè)備既可擔(dān)任USB主機(jī)的角式，也可擔(dān)任USB外部設(shè)備的角式，USB設(shè)備可以在使用時(shí)按實(shí)際需要擔(dān)任其中的一個(gè)角式。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用這樣一種支持雙重角式的USB總線，用于USB設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)和供應(yīng)電源，其特征在于，所述的USB總線除了設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)USB總線的總線電源接線(VBUS)、數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)、數(shù)據(jù)線正極接線(D+)、接地線(GND)夕卜，還設(shè)有包括總線電源輸入接線(VIN)。此外，在所述的USB總線中，當(dāng)兩臺(tái)USB設(shè)備(1)相連線時(shí)，其中第一臺(tái)USB設(shè)備(1)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的連接關(guān)系如下 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源接線(VBUS)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源輸入接線(VIN)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源輸入接線(VIN)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源接線(VBUS)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線正極接線(D+)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線正極接線(D+)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的接地線(GND)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的接地線(GND)相電路連線。 以及，所述的兩臺(tái)相連線的USB設(shè)備(1)的其中一臺(tái)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)角式，即USB主機(jī)(2)，而另一臺(tái)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB外部設(shè)備角式，即USB外部設(shè)備(3)，以及，擔(dān)任USB主機(jī)角式的USB主機(jī)(2)通過(guò)其總線電源接線(VBUS)輸出總線電源到擔(dān)任USB外部設(shè)備角式的USB外部設(shè)備(3)的總線電源輸入接線(VIN)。以及，當(dāng)擔(dān)任USB主機(jī)角式的USB設(shè)備(1)通過(guò)其總線電源輸入接線(VIN)檢測(cè)到總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Tl后暫停其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源一段時(shí)間T2 ;當(dāng)該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2期間檢測(cè)到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)立即轉(zhuǎn)換為擔(dān)任USB外部設(shè)備角式；當(dāng)該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2期間檢測(cè)不到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2后維持擔(dān)任USB主機(jī)角式；所述的時(shí)間Tl、時(shí)間T2分別為該USB設(shè)備(1)通過(guò)隨機(jī)方式所產(chǎn)生的時(shí)間值。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還采用這樣一種USB連接器，可配合如前面所述支持雙重角式的USB總線，設(shè)置于USB主機(jī)(2)、USB外部外部設(shè)備(3)等USB設(shè)備(1)上，其特征在于，所述的USB連接器包括有USB插頭(4)和/或USB插座(5)，所述的USB插頭(4)和/或USB插座(5)上設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電端子，包括用于連接總線電源接線(VBUS)的導(dǎo)電端子、用于連接總線電源輸入接線(VIN)的導(dǎo)電端子、用于連接數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)的導(dǎo)電端子、用于連接數(shù)據(jù)線正極接線(D+)的導(dǎo)電端子、用于連接接地線(GND)的導(dǎo)電端子。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還采用這樣一種具有雙重角式的USB設(shè)備，采用如前面所述支持雙重角式的USB總線，設(shè)置有如前面所述的USB連接器，其特征在于，所述的USB設(shè)備(1)的工作模式包括主機(jī)模式和設(shè)備模式，在主機(jī)模式下，該USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)角式，即USB主機(jī)(2)，可以提供標(biāo)準(zhǔn)USB主機(jī)所具備的功能；在設(shè)備模式下，該USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB外部設(shè)備角式，即USB外部設(shè)備(3)，可以提供標(biāo)準(zhǔn)USB外部設(shè)備所具備的功能。
這樣就實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是USB設(shè)備(1)既可以擔(dān)任USB主機(jī)(2)的角式，也可以擔(dān)任USB外部設(shè)備(3)的角式，所擔(dān)任的角式可以由USB設(shè)備(1)預(yù)先設(shè)定，或在工作時(shí)根據(jù)其需要而決定。本發(fā)明的每一USB設(shè)備(1)上分別設(shè)有總線電源接線(VBUS)和總線電源輸入接線(VIN)，當(dāng)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)(2)時(shí)，就可通過(guò)它的總線電源接線(VBUS)向USB外部設(shè)備(3)供應(yīng)總線電源，而當(dāng)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB外部設(shè)備(3)時(shí)，就可通過(guò)它的總線電源輸入接線(VIN)從USB主機(jī)(2)輸入總線電源，這樣只需采用同一款USB連接器，就可同時(shí)應(yīng)付USB主機(jī)(2)和USB外部設(shè)備(3)的需求，無(wú)需像現(xiàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的USB總線采用A型、B型連接器去區(qū)分USB主機(jī)和外部設(shè)備。


圖1是本發(fā)明的支持雙重角式的USB總線的方框結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖； 圖2是USB主機(jī)(2)與USB外部設(shè)備(3)相連線的示意說(shuō)明圖； 圖3是本發(fā)明的支持雙重角式的USB總線所采用的USB連接器的形像化立體示意
說(shuō)明圖； 圖4是本發(fā)明的USB插頭(4)的形像化立體示意說(shuō)明圖； 圖5是圖4的A-A剖面說(shuō)明圖； 圖6和圖7是本發(fā)明的USB插座(5)的形像化立體示意說(shuō)明圖； 圖8是圖6的B-B剖面說(shuō)明圖。 圖中，相同的數(shù)字代表相同的裝置、部件器件，附圖是示意性的，用以說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)成和主要特征。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 參閱圖1，圖1是本發(fā)明的支持雙重角式的USB總線的方框結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖，圖中示出的USB總線除了設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)USB總線的總線電源接線(VBUS)、數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)、數(shù)據(jù)線正極接線(D+)、接地線(GND)夕卜，還設(shè)有包括總線電源輸入接線(VIN)。此外，在所述的USB總線中，當(dāng)兩臺(tái)USB設(shè)備(1)相連線時(shí)，其中第一臺(tái)USB設(shè)備(1)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的連接關(guān)系如下 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源接線(VBUS)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源輸入接線(VIN)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源輸入接線(VIN)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源接線(VBUS)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線正極接線(D+)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線正極接線(D+)相電路連線； 第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的接地線(GND)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的接地線(GND)相電路連線。 參閱圖2，圖2是USB主機(jī)(2)與USB外部設(shè)備(3)相連線的示意說(shuō)明圖，圖中示出了兩臺(tái)相連線的USB設(shè)備(1)的其中一臺(tái)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)角式，即USB主機(jī)(2)，而另一臺(tái)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB外部設(shè)備角式，即USB外部設(shè)備(3)，以及，擔(dān)任USB主機(jī)角式的USB主機(jī)(2)通過(guò)其總線電源接線(VBUS)輸出總線電源到擔(dān)任USB外部設(shè)備角式的USB外部設(shè)備(3)的總線電源輸入接線(VIN)。以及，當(dāng)擔(dān)任USB主機(jī)角式的USB設(shè)備(1)通過(guò)其總線電源輸入接線(VIN)檢測(cè)到總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Tl后暫停其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源一段時(shí)間T2;當(dāng)該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2期間檢測(cè)到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)立即轉(zhuǎn)換為擔(dān)任USB外部設(shè)備角式；當(dāng)該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2期間檢測(cè)不到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2后維持擔(dān)任USB主機(jī)角式；所述的時(shí)間T1、時(shí)間T2分別為該USB設(shè)備(1)通過(guò)隨機(jī)方式所產(chǎn)生的時(shí)間值。 繼續(xù)參閱圖1和圖2，在本發(fā)明的USB總線中，USB設(shè)備(1)的工作模式包括主機(jī)模式和設(shè)備模式，在主機(jī)模式下，該USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)角式，即USB主機(jī)(2)，可以提供標(biāo)準(zhǔn)USB主機(jī)所具備的功能；在設(shè)備模式下，該USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB外部設(shè)備角式，即USB外部設(shè)備(3)，可以提供標(biāo)準(zhǔn)USB外部設(shè)備所具備的功能。當(dāng)USB設(shè)備(1)處于主機(jī)模式時(shí)，該USB設(shè)備(1)即USB主機(jī)(2)通過(guò)其總線電源接線(VBUS)向其他USB外部設(shè)備(3)輸出總線電源；以及，當(dāng)USB設(shè)備(1)處于設(shè)備模式時(shí)，該USB設(shè)備(1)即USB外部設(shè)備(3)通過(guò)其總線電源輸入接線(VIN)從其他USB主機(jī)(2)輸入總線電源。
在本發(fā)明中，USB設(shè)備(1)既可以擔(dān)任USB主機(jī)(2)的角式，也可以擔(dān)任USB外部設(shè)備(3)的角式，當(dāng)兩臺(tái)相連接的USB設(shè)備(1)同時(shí)處于主機(jī)模式或同時(shí)處于設(shè)備模式時(shí)，這兩臺(tái)USB設(shè)備(1)是不能互相正常連線交換數(shù)據(jù)，解決這沖突的方法是讓其中一臺(tái)USB設(shè)備(1)轉(zhuǎn)換工作模式，使兩臺(tái)USB設(shè)備(1)分別擔(dān)任USB主機(jī)角式和USB外部設(shè)備角式，才能互相正常連線交換數(shù)據(jù)，以下是解決這沖突的方法的詳細(xì)說(shuō)明 1.當(dāng)USB主機(jī)(2)通過(guò)總線電源輸入接線(VIN)檢測(cè)到總線電源時(shí)，該USB主機(jī)(2)立即維持其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源一段時(shí)間Tl，然后暫停其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源一段時(shí)間T2 ;當(dāng)該USB主機(jī)(2)在時(shí)間T2期間檢測(cè)到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB主機(jī)(2)立即轉(zhuǎn)換其工作模式為設(shè)備模式，并停止其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源；當(dāng)該USB主機(jī)(2)在時(shí)間T2期間檢測(cè)不到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB主機(jī)(2)在時(shí)間T2后維持其工作模式為主機(jī)模式；所述的時(shí)間Tl、時(shí)間T2分別為該USB主機(jī)(2)通過(guò)隨機(jī)方式所產(chǎn)生的時(shí)間值。
2.當(dāng)USB外部設(shè)備(3)通過(guò)其總線電源輸入接線(VIN)檢測(cè)到不到總線電源時(shí)，USB外部設(shè)備(3)立即轉(zhuǎn)換其工作模式為主機(jī)模式，并通過(guò)其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源。 此外，更可以對(duì)不同的USB設(shè)備(1)設(shè)定不同范圍的時(shí)間數(shù)值Tl來(lái)設(shè)定它們當(dāng)USB主機(jī)角式的優(yōu)先級(jí)別，例如可以將作為USB設(shè)備(1)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的T1的范圍設(shè)定為從0至1秒，而將作為USB設(shè)備(1)的手機(jī)的T1的范圍設(shè)定為從2至3秒，這樣每次該個(gè)人計(jì)算機(jī)與該手機(jī)通過(guò)USB總線相連接時(shí)，該個(gè)人計(jì)算機(jī)總是當(dāng)USB主機(jī)角式，而該手機(jī)總是當(dāng)USB外部設(shè)備角式，也就是該個(gè)人計(jì)算機(jī)比該手機(jī)優(yōu)先當(dāng)USB主機(jī)角式。
本發(fā)明的USB總線，是標(biāo)準(zhǔn)的USB總線的改進(jìn)，為了方便說(shuō)明，在本說(shuō)明書(shū)中只描述了與標(biāo)準(zhǔn)的USB總線不相同的部分內(nèi)容，而省略了本發(fā)明的USB總線與標(biāo)準(zhǔn)的USB總線相同的部分內(nèi)容。 參閱圖3，圖3是本發(fā)明的支持雙重角式的USB總線所采用的USB連接器的形像化立體示意說(shuō)明圖，圖中示出的USB連接器包括有USB插頭(4)和/或USB插座(5)，所述的USB插頭(4)和/或USB插座(5)上設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電端子，包括用于連接總線電源接線(VBUS)的導(dǎo)電端子、用于連接總線電源輸入接線(VIN)的導(dǎo)電端子、用于連接數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)的導(dǎo)電端子、用于連接數(shù)據(jù)線正極接線(D+)的導(dǎo)電端子、用于連接接地線(GND)的導(dǎo)電端子，與標(biāo)準(zhǔn)的USB連接器相比，不同之處在于本發(fā)明的USB連接器將標(biāo)準(zhǔn)的USB連接器的VBUS接腳變?yōu)閮蓚€(gè)接腳，分別為總線電源接線(VBUS)和總線電源輸入接線(VIN)，使USB設(shè)備(1)既可以向外供應(yīng)總線電源，也可以從其他USB設(shè)備(1)輸入總線電源?，F(xiàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的USB總線，分別采用不同的A型、B型連接器去區(qū)分USB主機(jī)和USB外部設(shè)備，只要采用本發(fā)明的支持雙重角式的USB總線和USB連接器，就可同時(shí)滿足USB主機(jī)(2)和USB外部設(shè)備(3)的需求，無(wú)需再分A型、B型連接器，以下配合圖4至圖8，對(duì)此"一插插遍天下"的USB連接器作更詳細(xì)說(shuō)明。 參閱圖4和圖5，圖4是本發(fā)明的USB插頭(4)的形像化立體示意說(shuō)明圖，圖5是圖4的A-A剖面說(shuō)明圖，圖4和圖5中示出的USB插頭(4)是支持USB3. 0標(biāo)準(zhǔn)的插頭，在USB插頭(4)頭部設(shè)有一方形管狀的金屬外殼(Cl)，金屬外殼(Cl)的左右兩側(cè)的下方部分向內(nèi)凹入，在金屬外殼(Cl)的內(nèi)部空間設(shè)有一絕緣基座(Bl)，絕緣基座(Bl)的四周與金屬外殼(Cl)的內(nèi)壁之間留有空間，在絕緣基座(Bl)的頂部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電端子，包括導(dǎo)電端子(P1， P2， P3， P4， P5， P6， P7， P8， P9， P10， Pll， P12， P13， P14， P15)，在絕緣基座(Bl)的底部設(shè)有負(fù)載電源端子(PA)，以及，絕緣基座(Bl)、導(dǎo)電端子(Pl， P2， P3， P4， P5， P6， P7， P8，
P9，P10，P11，P12，P13，P14，P15)、負(fù)載電源端子(PA)、金屬外殼(Cl)等通過(guò)絕緣材料固定
在插頭的預(yù)定位置處。以及，所述的USB插頭(4)上各個(gè)端子的定義如下 所述的導(dǎo)電端子(Pl)是連接接地線(GND)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P2)是連接數(shù)據(jù)線正極接線(D+)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P3)是連接數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P4)是連接總線電源接線(VBUS)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P5)是連接總線電源輸入接線(VIN)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P6， P7)是連接USB 3數(shù)據(jù)接收線的端子，即"USB3_RX"; 所述的導(dǎo)電端子(P8)是連接數(shù)據(jù)線地的端子，即"USB3_GND"; 所述的導(dǎo)電端子(P9， P10)是連接USB 3數(shù)據(jù)輸出線的端子，即"USB3_TX"; 所述的導(dǎo)電端子(Pll， P12， P13， P14)是保留作其他用途的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P15)是連接負(fù)載電源的調(diào)整電壓電阻的端子，即"VR"; 所述的負(fù)載電源端子(PA)是連接負(fù)載電源正極的端子； 所述的金屬外殼(Cl)是連接負(fù)載電源負(fù)極的端子。 參閱圖6至圖8，圖6和圖7是本發(fā)明的USB插座(5)的形像化立體示意說(shuō)明圖，
圖8是圖6的B-B剖面說(shuō)明圖，圖6至圖8中示出的USB插座(5)是支持USB 3. 0標(biāo)準(zhǔn)的插
座，所述的USB插座(5)設(shè)有一管狀的金屬外殼(C2)，金屬外殼(C2)的左右兩側(cè)的下方部
分向內(nèi)凹入，金屬外殼(C2)的內(nèi)部空間設(shè)有一絕緣基座(B2)，絕緣基座(B2)的四周與金屬
外殼(C2)的內(nèi)壁之間留有可供USB插頭(4)頭部插入的空間，絕緣基座(B2)內(nèi)設(shè)有一長(zhǎng)
方形孔，在該長(zhǎng)方形孔的頂部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電端子，包括導(dǎo)電端子(Sl， S2， S3， S4， S5， S6， S7，
S8， S9， SIO， Sll， S12， S13， S14， S15)，在該長(zhǎng)方形孔的底部設(shè)有負(fù)載電源端子(SA)，以及，
絕緣基座(B2)、導(dǎo)電端子(Sl， S2， S3， S4， S5， S6， S7， S8， S9， SIO， Sll， S12， S13， S14， S15)、
負(fù)載電源端子(SA)、金屬外殼(C2)等通過(guò)絕緣材料固定在插座的預(yù)定位置處。以及，所述
的USB插座(5)上各個(gè)端子的定義如下 所述的導(dǎo)電端子(SI)是連接接地線(GND)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S2)是連接數(shù)據(jù)線正極接線(D+)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S3)是連接數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S4)是連接總線電源接線(VBUS)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S5)是連接總線電源輸入接線(VIN)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S6， S7)是連接USB 3數(shù)據(jù)接收線的端子，即"USB3_RX"; 所述的導(dǎo)電端子(S8)是連接數(shù)據(jù)線地的端子，即"USB3_GND"; 所述的導(dǎo)電端子(S9， SIO)是連接USB 3數(shù)據(jù)輸出線的端子，即"USB3_TX"; 所述的導(dǎo)電端子(Sll， S12， S13， S14)是保留作其他用途的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S15)是連接負(fù)載電源的調(diào)整電壓電阻的端子，S卩"VR"; 所述的負(fù)載電源端子(SA)是連接負(fù)載電源正極的端子； 所述的金屬外殼(C2)是連接負(fù)載電源負(fù)極的端子。 繼續(xù)參閱圖3至圖8，當(dāng)USB插頭(4)與USB插座(5)相插接時(shí)，USB插頭(4)上的各個(gè)端子與USB插座(5)上對(duì)應(yīng)的端子相電路連接，它們的連接關(guān)系如下
導(dǎo)電端子(PI)與導(dǎo)電端子(SI)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P2)與導(dǎo)電端子(S2)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P3)與導(dǎo)電端子(S3)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P4)與導(dǎo)電端子(S4)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P5)與導(dǎo)電端子(S5)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P6)與導(dǎo)電端子(S6)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P7)與導(dǎo)電端子(S7)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P8)與導(dǎo)電端子(S8)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P9)與導(dǎo)電端子(S9)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P10)與導(dǎo)電端子(S10)相電路連接；
導(dǎo)電端子(Pll)與導(dǎo)電端子(Sll)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P12)與導(dǎo)電端子(S12)相電路連接；
導(dǎo)電端子(P13)與導(dǎo)電端子(S13)相電路連接；[OO78] 導(dǎo)電端子(P14)與導(dǎo)電端子(S14)相電路連接；[OO79] 導(dǎo)電端子(P15)與導(dǎo)電端子(S15)相電路連接；
負(fù)載電源端子(PA)與負(fù)載電源端子(SA)相電路連接；
金屬外殼(CI)與金屬外殼(C2)相電路連接。 在本說(shuō)明書(shū)中的USB插頭(4)和USB插座(5)上分別設(shè)有用于連接調(diào)整負(fù)載電源輸出電壓的電阻的"VR"端子，是采用本人發(fā)明的"由用電設(shè)備控制電源供應(yīng)設(shè)備輸出電源電壓的方法(中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柎a200810216416. 1)"，是在USB外部設(shè)備(3)上設(shè)置一用于調(diào)整輸出電壓的電阻來(lái)調(diào)節(jié)USB主機(jī)(2)輸出給USB外部設(shè)備(3)的負(fù)載電源的電壓，使之符合USB外部設(shè)備(3)的需求，有關(guān)這方法的詳細(xì)資料，可參閱該專(zhuān)利申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)。
此夕卜，當(dāng)需要超過(guò)兩臺(tái)的USB設(shè)備(1)互相連接時(shí)，是需要通過(guò)一個(gè)多端口的USB集線器將各USB設(shè)備(1)連接起來(lái)，各USB設(shè)備(1)分別與USB集線器的其中一端口相連接，集線器的各個(gè)端口同樣設(shè)有總線電源接線(VBUS)、總線電源輸入接線(VIN)、數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)、數(shù)據(jù)線正極接線(D+)、接地線(GND)，其中各端口的總線電源輸入接線(VIN)由USB集線器根據(jù)其他端口的總線電源接線(VBUS)的狀態(tài)而決定是否輸出總線電源，當(dāng)USB集線器在該端口以外的其余任一端口上的總線電源接線(VBUS)上檢測(cè)到總線電源時(shí)，USB集線器立即在該端口的總線電源接線(VBUS)輸出總線電源給連接該端口的USB設(shè)備(l)，當(dāng)USB集線器在該端口以外的其余全部端口上的總線電源接線(VBUS)上均檢測(cè)不到總線電源時(shí)，USB集線器立即在該端口的總線電源接線(VBUS)停止輸出總線電源，這樣即使多臺(tái)USB設(shè)備(1)互相連接，各USB設(shè)備(1)也可通過(guò)檢測(cè)其總線電源輸入接線(VIN)上有沒(méi)有其他USB設(shè)備(1)輸出的總線電源，來(lái)決擔(dān)任USB主機(jī)(2)的角式或USB外部設(shè)備(3)的角式，而互相連線的各臺(tái)USB設(shè)備(1)中，只有一臺(tái)擔(dān)任USB主機(jī)(2)的角式，其余的就擔(dān)任USB外部設(shè)備(3)的角式。 以上已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的支持雙重角式的USB總線及相應(yīng)設(shè)備和連接器，雖然本發(fā)明以上述的實(shí)施例加以說(shuō)明，但是本發(fā)明并不僅限于此，在不離開(kāi)本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，可以作多種改變和變化。例如本發(fā)明的支持雙重角式的USB總線及相應(yīng)設(shè)備和連接器可應(yīng)用于USB 1. 0、 USB1. 1、 USB 2. 0、 USB 3. 0等各個(gè)不同版本的USB標(biāo)準(zhǔn)，都可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，都是屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 本發(fā)明可徹底解決現(xiàn)時(shí)USB總線主從的架構(gòu)所帶來(lái)的問(wèn)題和不便。本發(fā)明的實(shí)
施，會(huì)帶來(lái)良好的效益。
權(quán)利要求
一種支持雙重角式的USB總線，用于USB設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)和供應(yīng)電源，其特征在于，所述的USB總線除了設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)USB總線的總線電源接線(VBUS)、數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)、數(shù)據(jù)線正極接線(D+)、接地線(GND)外，還設(shè)有包括總線電源輸入接線(VIN)。
2. 如權(quán)利要求1所述支持雙重角式的USB總線，其特征在于，在所述的USB總線中，當(dāng)兩臺(tái)USB設(shè)備(1)相連線時(shí)，其中第一臺(tái)USB設(shè)備(1)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的連接關(guān)系如下第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源接線(VBUS)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源輸入接線(VIN)相電路連線；第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源輸入接線(VIN)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的總線電源接線(VBUS)相電路連線;第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)相電路連線;第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線正極接線(D+)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的數(shù)據(jù)線正極接線(D+)相電路連線;第一臺(tái)USB設(shè)備(1)的接地線(GND)與第二臺(tái)USB設(shè)備(1)的接地線(GND)相電路連線。
3. 如權(quán)利要求2所述支持雙重角式的USB總線，其特征在于，所述的兩臺(tái)相連線的USB設(shè)備(1)的其中一臺(tái)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)角式，即USB主機(jī)(2)，而另一臺(tái)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB外部設(shè)備角式，即USB外部設(shè)備(3)，以及，擔(dān)任USB主機(jī)角式的USB主機(jī)(2)通過(guò)其總線電源接線(VBUS)輸出總線電源到擔(dān)任USB外部設(shè)備角式的USB外部設(shè)備(3)的總線電源輸入接線(VIN)。
4. 如權(quán)利要求2或3所述支持雙重角式的USB總線，其特征在于，當(dāng)擔(dān)任USB主機(jī)角式的USB設(shè)備(1)通過(guò)其總線電源輸入接線(VIN)檢測(cè)到總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Tl后暫停其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源一段時(shí)間T2 ;當(dāng)該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2期間檢測(cè)到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)立即轉(zhuǎn)換為擔(dān)任USB外部設(shè)備角式；當(dāng)該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2期間檢測(cè)不到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電源時(shí)，該USB設(shè)備(1)在時(shí)間T2后維持擔(dān)任USB主機(jī)角式；所述的時(shí)間Tl、時(shí)間T2分別為該USB設(shè)備(1)通過(guò)隨機(jī)方式所產(chǎn)生的時(shí)間值。
5. —種USB連接器，可配合如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述支持雙重角式的USB總線，設(shè)置于USB主機(jī)(2)、USB外部外部設(shè)備(3)等USB設(shè)備(1)上，其特征在于，所述的USB連接器包括有USB插頭(4)和/或USB插座(5)，所述的USB插頭(4)和/或USB插座(5)上設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電端子，包括用于連接總線電源接線(VBUS)的導(dǎo)電端子、用于連接總線電源輸入接線(VIN)的導(dǎo)電端子、用于連接數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)的導(dǎo)電端子、用于連接數(shù)據(jù)線正極接線(D+)的導(dǎo)電端子、用于連接接地線(GND)的導(dǎo)電端子。
6. 如權(quán)利要求5所述的USB連接器，其特征在于，所述的USB插頭(4)頭部設(shè)有一方形管狀的金屬外殼(Cl)，金屬外殼(Cl)的左右兩側(cè)的下方部分向內(nèi)凹入，在金屬外殼(Cl)的內(nèi)部空間設(shè)有一絕緣基座(Bl)，絕緣基座(Bl)的四周與金屬外殼(Cl)的內(nèi)壁之間留有空間，在絕緣基座(Bl)的頂部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電端子，包括導(dǎo)電端子(Pl， P2， P3， P4， P5， P6， P7，P8，P9，P10，P11，P12，P13，P14，P15)，在絕緣基座(Bl)的底部設(shè)有負(fù)載電源端子(PA)，以及，絕緣基座(Bl)、導(dǎo)電端子(Pl， P2， P3， P4， P5， P6， P7， P8， P9， PIO， Pll， P12， P13， P14， P15)、負(fù)載電源端子(PA)、金屬外殼(Cl)等通過(guò)絕緣材料固定在插頭的預(yù)定位置處。
7. 如權(quán)利要求6所述的USB連接器，其特征在于，所述的USB插頭(4)上各個(gè)端子的定 義如下所述的導(dǎo)電端子(Pl)是連接接地線(GND)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P2)是連接數(shù)據(jù)線正極接線(D+)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P3)是連接數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P4)是連接總線電源接線(VBUS)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P5)是連接總線電源輸入接線(VIN)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P6，P7)是連接USB 3數(shù)據(jù)接收線的端子，S卩"USB3—RX"; 所述的導(dǎo)電端子(P8)是連接數(shù)據(jù)線地的端子，即"USB3—GND";所述的導(dǎo)電端子(P9， P10)是連接USB 3數(shù)據(jù)輸出線的端子，S卩"USB3JX";所述的導(dǎo)電端子(Pll， P12， P13， P14)是保留作其他用途的端子； 所述的導(dǎo)電端子(P15)是連接負(fù)載電源的調(diào)整電壓電阻的端子，即"VR"; 所述的負(fù)載電源端子(PA)是連接負(fù)載電源正極的端子； 所述的金屬外殼(Cl)是連接負(fù)載電源負(fù)極的端子。
8. 如權(quán)利要求5所述的USB連接器，其特征在于，所述的USB插座(5)設(shè)有一管狀的 金屬外殼(C2)，金屬外殼(C2)的左右兩側(cè)的下方部分向內(nèi)凹入，金屬外殼(C2)的內(nèi)部空間 設(shè)有一絕緣基座(B2)，絕緣基座(B2)的四周與金屬外殼(C2)的內(nèi)壁之間留有可供USB插 頭(4)頭部插入的空間，絕緣基座(B2)內(nèi)設(shè)有一長(zhǎng)方形孔，在該長(zhǎng)方形孔的頂部設(shè)有多個(gè) 導(dǎo)電端子，包括導(dǎo)電端子(Sl， S2， S3， S4， S5， S6， S7， S8， S9， SIO， Sll， S12， S13， S14， S15)， 在該長(zhǎng)方形孔的底部設(shè)有負(fù)載電源端子(SA)，以及，絕緣基座(B2)、導(dǎo)電端子(Sl， S2， S3， S4， S5， S6， S7， S8， S9， SIO， Sll， S12， S13， S14， S15)、負(fù)載電源端子(SA)、金屬外殼(C2)等 通過(guò)絕緣材料固定在插座的預(yù)定位置處。
9. 如權(quán)利要求8所述的USB連接器，其特征在于，所述的USB插座(5)上各個(gè)端子的定 義如下所述的導(dǎo)電端子(Sl)是連接接地線(GND)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S2)是連接數(shù)據(jù)線正極接線(D+)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S3)是連接數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S4)是連接總線電源接線(VBUS)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S5)是連接總線電源輸入接線(VIN)的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S6，S7)是連接USB 3數(shù)據(jù)接收線的端子，S卩"USB3—RX"; 所述的導(dǎo)電端子(S8)是連接數(shù)據(jù)線地的端子，S卩"USB3—GND"; 所述的導(dǎo)電端子(S9，S10)是連接USB 3數(shù)據(jù)輸出線的端子，S卩"USB3JT，； 所述的導(dǎo)電端子(Sll， S12， S13， S14)是保留作其他用途的端子； 所述的導(dǎo)電端子(S15)是連接負(fù)載電源的調(diào)整電壓電阻的端子，即"VR"; 所述的負(fù)載電源端子(SA)是連接負(fù)載電源正極的端子； 所述的金屬外殼(C2)是連接負(fù)載電源負(fù)極的端子。
10. —種具有雙重角式的USB設(shè)備，采用如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述支持雙重角式的USB總線，設(shè)置有如權(quán)利要求5至9任一項(xiàng)所述的USB連接器，其特征在于，所述的USB設(shè)備 (1)的工作模式包括主機(jī)模式和設(shè)備模式，在主機(jī)模式下，該USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)角 式，即USB主機(jī)(2)，可以提供標(biāo)準(zhǔn)USB主機(jī)所具備的功能；在設(shè)備模式下，該USB設(shè)備(1) 擔(dān)任USB外部設(shè)備角式，即USB外部設(shè)備(3)，可以提供標(biāo)準(zhǔn)USB外部設(shè)備所具備的功能。
11. 如權(quán)利要求10所述的具有雙重角式的USB設(shè)備，其特征在于，當(dāng)USB設(shè)備(1)處于 主機(jī)模式時(shí)，該USB設(shè)備(1)即USB主機(jī)(2)通過(guò)其總線電源接線(VBUS)向其他USB外部 設(shè)備(3)輸出總線電源；以及，當(dāng)USB設(shè)備(1)處于設(shè)備模式時(shí)，該USB設(shè)備(1)即USB外 部設(shè)備(3)通過(guò)其總線電源輸入接線(VIN)從其他USB主機(jī)(2)輸入總線電源。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的具有雙重角式的USB設(shè)備，其特征在于，當(dāng)USB主機(jī)(2) 通過(guò)總線電源輸入接線(VIN)檢測(cè)到總線電源時(shí)，該USB主機(jī)(2)立即維持其總線電源接 線(VBUS)輸出的總線電源一段時(shí)間T1，然后暫停其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源 一段時(shí)間T2 ;當(dāng)該USB主機(jī)(2)在時(shí)間T2期間檢測(cè)到其總線電源輸入接線(VIN)有總線電 源時(shí)，該USB主機(jī)(2)立即轉(zhuǎn)換其工作模式為設(shè)備模式，并停止其總線電源接線(VBUS)輸 出的總線電源；當(dāng)該USB主機(jī)(2)在時(shí)間T2期間檢測(cè)不到其總線電源輸入接線(VIN)有總 線電源時(shí)，該USB主機(jī)(2)在時(shí)間T2后維持其工作模式為主機(jī)模式；所述的時(shí)間T1、時(shí)間 T2分別為該USB主機(jī)(2)通過(guò)隨機(jī)方式所產(chǎn)生的時(shí)間值。
13. 如權(quán)利要求10或11所述的具有雙重角式的USB設(shè)備，其特征在于，當(dāng)USB外部設(shè) 備(3)通過(guò)其總線電源輸入接線(VIN)檢測(cè)到不到總線電源時(shí)，USB外部設(shè)備(3)立即轉(zhuǎn) 換其工作模式為主機(jī)模式，并通過(guò)其總線電源接線(VBUS)輸出的總線電源。
全文摘要
一種支持雙重角式的USB總線及相應(yīng)設(shè)備和連接器，除了設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)USB總線接口的總線電源接線(VBUS)、數(shù)據(jù)線負(fù)極接線(D-)、數(shù)據(jù)線正極接線(D+)、接地線(GND)外，還設(shè)有總線電源輸入接線(VIN)。本發(fā)明的USB設(shè)備(1)既可擔(dān)任USB主機(jī)(2)的角式，也可擔(dān)任USB外部設(shè)備(3)的角式，所擔(dān)任的角式是由USB設(shè)備(1)在工作時(shí)根據(jù)其需要而決定。當(dāng)USB設(shè)備(1)擔(dān)任USB主機(jī)(2)角式時(shí)，通過(guò)總線電源接線(VBUS)輸出總線電源，USB設(shè)備(1)通過(guò)檢測(cè)其總線電源輸入接線(VIN)上有沒(méi)有其他USB設(shè)備(1)輸出的總線電源，來(lái)決擔(dān)任USB主機(jī)(2)的角式或USB外部設(shè)備(3)的角式。
文檔編號(hào)G06F13/40GK101727427SQ20081021712
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
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