专利名称：双端口usb接口的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及计算机系统，具体地涉及用于计算机系统的通用串行总线。
背景技术：
通用串行总线(USB)总线是电子网络规范，其设计用于允许个人计算机(PC)连接到多个诸如键盘、鼠标、个人数据助理(PDA’s)、照相机、音乐播放器和打印机的电子设备。USB总线支持所连接的设备之间的与对等关系相对的主机—外设关系。在图1中示出了典型的USB电子网络10。个人计算机通常被指定为主机设备而PC连接设备通常被指定为外设。根据逻辑拓扑术语，USB网络展示了与一对一关系相反的一对多的关系；PC是“一”而外设是“多”。因为在所有USB连接网络中USB规范包括不多于一个的主机，当前USB连接器和电缆使得主机连接器和外围连接器之间没有物理区别。因此，USB网络的优先假定就是网络的用户能够轻易地区别主机设备和外设。
然而，可以轻易地选择三种普通设备，诸如PC，智能便携式计算机PDA，以及缺少USB连接器的性别(gender)会导致非常混乱的USB外设，诸如打印机。图2举例说明了连接到多个外设22和24的一个USB主机20的问题。如图2所示，假设用户希望连接PC20至PDA22。在这种情况下，PDA22是USB外设并且其USB信号必须作为USB外设20来响应，并且由USB外围软件驱动和USB外围接口逻辑来处理。现在假定，用户希望连接PDA22至USB打印机。在这种情况下，PDA22必须是USB主机并且其USB信号必须作为USB20主机来响应，并且由USB主机软件驱动和USB主机接口逻辑来处理。PDA22无法知道将如何处理其USB信号是由于缺乏USB连接器的主机/外设性别和USB网络的基本的一对多关系导致的。
一种新的首创的称作USB OTG(on-the-go)试图提供一种解决方法，来解决指定USB电缆的哪一端是主机或者外设的问题。OTG通过为USB枚举层增加新的软件以及对D+、D-、VCC和GND的四个标准USB管脚定义再定义一个由VDIR标记的新的USB第五管脚来解决这个问题。OTG努力解决USB连接器性别的问题但是以增加软件、新类型的电缆和连接器、以及新的管脚定义VDIR为代价。所需要的是克服以上所示问题的系统和方法。本发明致力于这种需要。
发明内容
本公开了一种双端口USB接口。双端口接口包含USB主机端口和USB外设接口。通过使用预先确定的信号来定义主机端口和外设端口。在优选实施例中，在其中至少一个双端口USB(DPUSB)连接器连接到标准USB连接器或其它DPUSB连接器的网络中使用双端口USB接口。通过使用DPUSB接口，网络中能够既充当主机又或者充当其它设备的外设的单个设备同样创建网络对等关系。DPUSB连接器的使用也为新种类的设备诸如存储卡和电缆提供极大地增加简易使用许多智能电子设备诸如照相机和PDA的机会。
图1举例说明典型USB网络。
图2举例说明连接到多个外设的USB主机的问题。
图3根据本发明举例说明DPUSB连接器和电缆解决方案。
图4举例说明连接两个设备与DPUSB连接器和主机以及外设有效端口。
图5举例说明创建USB对等网络的DPUSB连接器。
图6举例说明照相机和PC所需的典型的多个连接和连接器。
图7举例说明创建新的设备连接的DPUSB连接器。
图8举例说明利用适用的DPUSB电缆消除多个类型I/O端口的DPUSB连接器。
具体实施例方式
进行以下描述以使本领域普通技术人员理解和使用本发明，并且是在专利申请及其需要的环境下提供该描述。在此描述的优选实施例的各种修改以及总原理和特征对本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明意图不在于被所示实施例所限制，而在于符合与在此所描述的原理和特征一致的最广泛的范围。
双端口USB解决方案在标准USB连接中，主机/外设分配的固有混淆是由USB网络的一对多拓扑以及USB连接器管脚定义所导致的。然而，在系统CPU耦合至USB端口的USB软件驱动或者USB接口电子设备中却不存在主机/外设混淆。图3根据本发明举例说明DPUSB连接器和电缆连接器解决方案100。因此，解决该问题的最佳解决方案就是创建在同一连接器(图3)中具有主机和外设端口的新USB接口，我们将该连接器指定为双端口USB(DPUSB)连接器100。
DPUSB接口中的错误信号是D+H，D-H，D+P，D-P，GNDH，GNDP，+5VH，和+5VP。D+H和D-H是主机差动数据线。D+P和D-P是外围差动数据线。GNDH和+5VH是主机电源线。并且GNDP和+5VP是外围电源线。
合并GND管脚或者消除一个VCC管脚的其它管脚分配是可能的是。也可以增加另外的管脚来负责USB设备的特殊功能，诸如设备探测管脚和存储器写保护管脚。这仅仅是简单地列出了可选的增加功能管脚，还存在许多其它可能性。然而，DPUSB接口区别于可能修改的USB连接的一些其它组合就是，在每个DPUSB连接器上，无论主机还是外围数据端口都是通过使用信号D+H，D-H，和D+P，D-P来定义的。
DPUSB和现有USB连接器通过使用适用的DPUSB至USB电缆，DPUSB连接器100利用当前USB连接器(图3)可轻易地改型。DPUSB电缆末端的简单彩色代码和符号标签都能够标识连接的是主机还是外围端口。可选地，由于为主机和外围端口分配了相等数目的管脚，因此可以指定允许DPUSB插头反向的DPUSB连接器连接到或者主机或者外围端口。
DPUSB至DPUSB的连接如果两个或更多带有DPUSB连接器的USB设备也具有有效主机和外围电路和软件，那么两个设备能够同时共同通过两个信道来通信。在使用今天的多处理、中断驱动操作系统和它们的复杂应用程序中，这会是非常有用的。如图4和图5所示，该多主机/外围连接的拓扑在两个设备之间创建伪对等关系。图4举例说明连接两个带有DPUSB连接器100和主机和外围有效端口的设备200a和200b。图5举例说明创建USB对等网络的DPUSB连接器100a-100c。
利用DPUSB连接器创建的新设备DPUSB连接器的另一个用途就是在诸如照相机的设备内消除多种类型的I/O连接。图6举例说明照相机304和PC306常规需要的多个连接和连接器。例如，假定三个设备诸如PC，数字照相机，和存储器卡。由于数字照相机需要与PC以及存储卡的连接，因此通常使其具有两个物理I/O端口即如图5所示一个用于PC连接，一个用于存储卡连接。同样，由于PC有时需要与照相机和/或存储卡的连接，因此PC也会需要两种连接器。图7举例说明创建新设备连接的DPUSB连接器。如图7所示，如果照相机406和存储卡404b都具有DPUSB连接器，那么照相机仅仅需要一个物理I/O端口。
通过适合地设计的DPUSB连接器和DPUSB电缆，就能够轻易地做到照相机对存储卡；PC对存储卡，PC对照相机对存储卡的连接(图8)。图8举例说明使用合适的DPUSB电缆来消除多类型I/O端口的DPUSB连接器100。
总结DPUSB接口解决了使用标准USB连接器和电缆导致的连接不清楚的问题。使用DPUSB接口的连接器通过允许主机和外围驱动功能都驻留在每个DPUSB对DPUSB的连接的两侧，也提供写入新类型的应用软件装置。以及DPUSB连接器提供这些新增的益处，而无需在标准USB连接器中的任何新的USB功能管脚定义或者新的USB软件驱动定义或者硬件驱动定义。DPUSB连接器的使用也为新种类的设备诸如存储卡和电缆提供极大地增加方便使用许多智能电子设备诸如照相机和PDA的机会。
尽管已经根据所示实施例描述了本发明，本领域普通技术人员将易于认识到，可以存在实施例的变化，而这些变化将不脱离本发明精神和范围。因此，本领域普通技术人员在不脱离所附权利要求的精神和范围的前提下可以做出许多修改。
权利要求
1.一种单个I/O接口包含主机端口；以及外围端口，其中所述主机端口和所述外围端口是使用预先确定的信号来定义的。
2.权利要求1所述的接口，其中所述主机端口端口和外围端口都是USB端口。
3.权利要求1所述的接口，其中两个连接的设备具有经由所述主机端口和外围端口的对等连接。
4.权利要求1所述的接口，其中两个连接的设备具有经由主机端口和外围端口的一对多关系。
5.权利要求1所述的接口，其中设备仅仅需要一个经由连接器的物理I/O端口。
6.权利要求1所述的接口，其中所述预先确定的信号包含主机差动数据线和外围差动数据线。
7.一种USB网络包含第一设备；该第一设备包括单个I/O接口，该I/O接口包括主机端口；和外围端口，其中所述主机端口和外围端口是使用预先确定的信号来定义的；以及第二设备，其用于与所述第一设备通信，所述第二设备使用预先确定的信号。
8.权利要求7的USB网络，其中所述预先确定的信号在标准之内。
9.权利要求8的USB网络，其中所述标准包含通用串行总线(USB)标准。
10.权利要求9的USB网络，其中所述第一和第二设备可以是照相机，计算机，个人数字助理，膝上型设备，手持式设备，打印机，和蜂窝电话中的任何一种。
11.权利要求7的USB网络，其中所述预先确定的信号包含主机差动数据线和外围差动数据线。
12.一种设备，其包含处理器；以及耦合至所述处理器的单个I/O接口，包含主机端口的连接器；和外围端口，其中所述主机端口和外围端口是使用预先取得的信号来定义的。
13.权利要求12的设备，其中如果该设备耦合至包含使用预先确定的信号来定义的主机端口和外围端口的连接器的设备，那么所述单个I/O接口需要到仅仅一个物理I/O端口的连接。
14.权利要求12的设备，其中预先确定的信号包含主机差动数据线和外围差动数据线。
全文摘要
公开了一种双端口接口，包含主机端口和外围端口。主机端口和外围端口是使用预先确定的信号来定义的。在优选实施例中，双端口接口在包括一个或多个双端口SUB(DPUSB)连接器的网络中使用。通过DPUSB接口的使用，能够创建一对一和一对多的网络拓扑。DPUSB连接器的使用也为新种类的设备诸如存储卡和电缆提供极大地增加简易使用许多智能电子设备诸如照相机和PDA的机会。
文档编号G06F13/38GK1768334SQ200480008546
公开日2006年5月3日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年3月28日
发明者P·A·谢德 申请人:P·A·谢德