一种usb接口扩展装置及其通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机技术，特别涉及一种USB接口扩展装置及其通信方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展，处理设备比如计算机的处理能力越来越强大，其智能化和个性化也快速发展。相应地，在一个处理设备上需要外接各种外设部件，从而完成更多的业务应用。
[0003]为了满足在处理设备上外接外设部件的需求，出现了 USB外部总线标准，用于规范处理设备与外设部件的连接和通信。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能，因此，得到了广泛的应用。通过USB接口，外设部件可以直接插接在处理设备上，处理设备则可以对外设部件进行识别和相互通信。比如，将U盘通过USB接口直接插接在电脑上，电脑则可以通过USB接口对U盘进行相应的读写操作。
[0004]然而，随着各种应用的发展，外设部件越来越多的使用USB 口通信，这将导致处理设备的USB 口资源越来越紧张，比如，一个处理设备上提供2个USB接口给外设部件，但是在实际业务中，需要同时进行多种比如4种甚至更多的应用，即需要同时在处理设备上使用多个USB 口插接多个外设部件，往往会出现处理设备上USB接口不足的情况，导致业务无法实现。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种USB接口扩展装置及其通信方法，能够扩展USB接口。
[0006]—种USB接口扩展装置，包括:
电源单元、一个上行U 口单元、至少两个下行U 口单元、指示单元以及控制单元，其中， 所述电源单元与所述至少两个下行U 口单元、指示单元以及控制单元分别相连，以供电；
所述控制单元与所述一个上行U 口单元、至少两个下行U 口单元以及指示单元分别相连；
所述一个上行U 口单元可以用于连接到外部的处理设备；
所述至少两个下行U 口单元可以用于分别连接到外部的至少两个外设部件；
所述控制单元，用于检测每一个下行U 口单元的连接状态，在检测到任意一个第一下行U 口单元连接外部的外设部件时，控制所述指示单元提供对应于第一下行U 口单元的连接指示信号。
[0007]所述指示单元包括:与所述下行U 口单元个数相同且一一对应的至少两个LED灯；
所述控制单元，控制对应于第一下行U 口单元的LED灯进行发光。
[0008]所述控制单元，还用于处理上行U 口单元发来的下行数据，对下行数据进行识别，确定该下行数据对应的下行U 口单元，将下行数据发送给所确定的对应的下行U 口单元；以及，还用于接收任意一个下行U 口单元发来的上行数据，在该上行数据中添加发来该上行数据的下行U 口单元的标识，然后将该上行数据通过上行U 口单元发送给外部的处理设备。
[0009]进一步包括:
连接在所述一个上行U 口单元与所述控制单元之间的U 口传输保护电路；
分别连接在每一个所述下行U 口单元与所述控制单元之间的各U 口传输保护电路；其中，
每一个U 口传输保护电路中包括:电源线、数据负线、数据正线、地线、USB 口、TVS管；其中，
所述USB 口用于连接到上行U 口单元或者下行U 口单元，且每一个USB 口中包括:电源管脚、两个数据管脚、3个接地管脚；
所述电源线连接到所述电源单元，以获取供电；
所述电源线连接有两个并联的电容，该两个并联的电容还接地；所述两个并联的电容与磁珠串联，之后连接到USB 口的电源管脚；
所述数据正线、数据负线分别连接到所述控制单元，用于传输控制单元发来的数据到USB 口，并且，所述数据正线、数据负线分别各自串接限流电阻，之后，再串接共模电感，之后再分别串接到所述两个数据管脚；
所述电源线、所述数据正线、所述数据负线与地之间连接有TVS管。
[0010]每一个U 口传输保护电路进一步包括:
第一预留电容，一端连接在所述数据正线上且位于数据正线上的限流电阻与共模电感之间，另一端接地；
第二预留电容，一端连接在所述数据负线上且位于数据负线上的限流电阻与共模电感之间，另一端接地。
[0011]所述限流电阻的阻值为10欧姆；和/或，所述并联的电容为100UF。
[0012]进一步包括:电流保护电路，连接在所述电源单元与所述至少两个下行U 口单元之间；
电流保护电路包括:保险管，一端连接到所述电源单元，另一端分别与至少两个连接线相连；所述至少两个连接线的个数与所述下行U 口单元个数相同，所述至少两个连接线一一对应连接到所述至少两个下行U 口单元；
所述保险管的所述另一端还依次串联两个电阻，之后接地；
所述串联的两个电阻之间引出有传输线，用于连接到所述控制单元。
[0013]所述至少两个为4个。
[0014]一种基于上述任意一种USB接口扩展装置的通信方法，包括:
控制单元检测到上行U 口单元连接到处理设备，以及任意第一下行U 口单元连接外设部件；
所述控制单元控制所述指示单元提供对应于第一下行U 口单元的连接指示信号；
控制单元控制在所述上行U 口单元与任意一个下行U 口单元之间传输数据。
[0015]所述控制单元控制在所述上行U 口单元与任意一个下行U 口单元之间传输数据包括:
上行U 口单元接收处理设备发来的下行数据，将该下行数据发送给所述控制单元； 所述控制单元对下行数据进行识别，确定该下行数据对应的下行U 口单元，将下行数据发送给所确定的对应的下行U 口单元；
所述控制单元在接收到任意一个下行U 口单元发来的上行数据后，在该上行数据中添加发来该上行数据的下行U 口单元的标识，然后将该上行数据通过上行U 口单元发送给外部的处理设备。
[0016]可见，本发明实施例提供的USB接口扩展装置及其通信方法，能够在装置内部对应一个上行U 口单元而集成出至少两个下行U 口单元，这样，通过一个上行U 口单元与外部处理设备的一个USB 口相连，通过至少两个下行U 口单元与外部至少两个外设部件相连，从而实现了占用处理设备一个USB 口的情况下，能够连接多个外设部件，实现了 USB接口的扩展。
【附图说明】
[0017]图1是本发明一个实施例中USB接口扩展装置的结构示意图。
[0018]图2是本发明另一个实施例中USB接口扩展装置的结构示意图。
[0019]图3是本发明一个实施例中U口传输保护电路的结构示意图。
[0020]图4A是本发明另一个实施例中U口传输保护电路的结构示意图。
[0021]图4B是本发明又一个实施例中U 口传输保护电路的结构示意图。
[0022]图5是本发明的又一个实施例中USB接口扩展装置的结构示意图。
[0023]图6A是本发明一个实施例中电流保护电路的结构示意图。
[0024]图6B是本发明另一个实施例中电流保护电路的结构示意图。
[0025]图7是本发明一个实施例中基于USB接口扩展装置进行通信的方法流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]本发明一个实施例提出了一种USB接口扩展装置，参见图1，包括:
电源单元101、一个上行U 口单元102、至少两个下行U 口单元103、指示单元104以及控制单元105，其中，
所述电源单元101与所述至少两个下行U 口单元103、指示单元104以及控制单元105分别相连，以供电；
所述控制单元105与所述一个上行U 口单元102、至少两个下行U 口单元103以及指示单元104分别相连；
所述一个上行U 口单元102可以用于连接到外部的处理设备；
所述至少两个下行U 口单元103可以用于分别连接到外部的至少两个外设部件；所述控制单元105，用于检测每一个下行U 口单元103的连接状态，在检测到任意一个第一下行U 口单元连接外部的外设部件时，控制所述指示单元104提供对应于第一下行U口单元的连接指示信号。
[0028]可见，在