专利名称：外围设备及其动作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过总线进行信号的交换的周边电路及其动作方法。
背景技术：
以往，在计算机的外部总线、例如USB上连接有硬盘、DVD驱动器、或者扫描器、便 携式媒体播放器等外围设备，从而与计算机之间进行信息交换。在这种外部总线中，存在为 了能够对所连接的周边设备提供电力而包含电源线的外部总线。上述USB即是其中的代 表，该USB除了具备信号线D+、D-以外，还具备电源线VBUS。设由作为主机的设备进行这种外部总线的电源线中的电源供给，但是在作为主机 的设备例如是计算机的情况下，根据该设备的动作状态而电源线的状态怎样变化未必是一 样的。特别是在计算机为休眠状态的情况下，是否维持外部总线的电源线是根据机种不同 而各异的。另外，也提出了一种根据与外部相连接的设备的状态来决定例如在计算机为休 眠状态的情况下的电源供给的状态的结构(例如下述的专利文献1等)。在外部总线存在电源线的情况下，如果外围设备能够利用通过该电源线提供的电 力进行动作，则可以提高使用外围设备这一方面的便利性。尽管如此，由于外部总线的电源 线所能够提供的电力(总线电力)是有限的，因此外围设备具有独自的电力提供系统的情 况并不少。多数情况下，是由交流/直流适配器来进行电力供给的。在这种情况下，需要一 种选择性地使用从外部总线的电源线提供的电力和从交流/直流适配器等提供的电力的 设计。专利文献1 日本特开2009-302831号公报
发明内容
发明要解决的问题因而，在与具备电源线的外部总线相连接来进行使用的外围设备中，需要解决以 下两个复杂的设计上的问题如何选择性使用外部总线的电源线和独自的电源装置的电源 线；以及如何处理对外部总线提供电力的设备(例如计算机)的动作状态与电源线的状态 之间的各种的关系。特别是在对外部总线提供电力的设备是计算机、并且是具有暂时中止动作的所谓 的休眠状态的计算机的情况下，需要应对休眠状态下的外部总线的电力线的状态。这是由 于既有在休眠状态下停止对电源线提供电力的计算机，也有在休眠状态下仍然继续提供电 力的计算机的缘故。在后者的情况下，如果外围设备是利用从外部总线的电力线提供的电 力进行动作的类型的装置，则会仍然持续动作状态，从而有可能导致浪费消耗来自计算机 侧的电力。还考虑到，例如在计算机仅利用电池进行动作的情况下，这种耗电尤其会成为问 题。用于解决问题的方案本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，能够实现为以下的方式或应用例。[应用例1]一种外围设备，与外部总线相连接而进行动作，该外部总线具备能够传递信息的 信号线和能够提供电源的电源线，该外围设备具备电源装置，其与上述外部总线的上述电源线的电力相分开地对该外围设备提供动 作用电力；主装置，其接受来自上述电源装置的电力供给而进行动作，对通过上述信号线进 行交换的信息进行处理；信号线监视部，其对上述外部总线的上述信号线的状态进行监视，在检测到上述 信号线中信号消失时，停止从上述电源装置对上述主装置提供电力；以及电源控制电路，其按照通过上述外部总线的上述电源线进行的电力的供给/停 止，来接通/断开从上述电源装置对上述信号线监视部的电力供给。在上述外围设备中，通常使信号线监视部进行动作，对外部总线的信号线的状态 进行监视，在检测到信号线中信号消失时，停止从电源装置对主装置提供电力，另一方面， 按照通过外部总线的电源线进行的电力的供给/停止来接通/断开从电源装置对信号线监 视部的电力供给。因而，如果没有通过外部总线交换信号，则停止对主装置提供电力，而且 如果停止通过外部总线的电源线提供电力，则对信号线监视部的电力供给也被断开，从而 可靠地抑制了不必要的耗电。[应用例2]根据应用例1所述的外围设备，上述外部总线是通用系统总线(Universal System Bus) ο上述外围设备使用USB作为线缆。因而，能够构成通用性极高的外围设备。[应用例3]根据应用例1或2所述的外围设备，上述外部总线是在使用线缆与计算机所具备 的连接器进行连接时对与上述计算机之间的信息交换进行传送的外部总线。上述外围设备能够与计算机之间交换信息，并且不论包括休眠状态的计算机的动 作状态如何都能够可靠地降低耗电。[应用例4]根据应用例1 3中的任一项所述的外围设备，上述电源控制电路具备FET，上述FET的漏极-源极插装于从上述电源装置提供电力的电路，与上述外部总线的上述电源线的电压相对应的接通/断开信号被输入到该FET的 栅极。上述外围设备能够利用使用了 FET的简易的电路结构来可靠地切断从电源装置 对信号线监视部的电力供给。FET的断开电阻较高，因此能够使漏电流几乎为零。而且，也 几乎不需要用于使其进行动作的电力，因此其自身动作所消耗的电力也极少。此外，也可以 组合沟道不同的两个FET作为FET，也可以使用晶体管等其它电路元件来生成输入至栅极 的信号。[应用例5]
根据应用例1 4中的任一项所述的外围设备，上述主装置是非易失地存储信息 的存储装置。上述外围设备非易失地存储信息。因而，即使失去了电源供给也能够继续信息的 存储，从而能够应对与外部总线的状态相应的灵活的电力控制。作为这种存储装置，有硬 盘、使用闪存等的SSD、DVD驱动器、MO驱动器、CD驱动器等。DVD驱动器、CD驱动器可以是 读出专用的结构，但是也可以是能够写入一次或数次的类型的装置结构。另外，也能够采用 存储卡读卡器等装置作为主装置。[应用例6]根据应用例5所述的外围设备，上述信号线监视部具备管理通过上述外部总线的 上述信号线进行的上述信息交换的CPU，该CPU检测上述信号线中的信号消失，并且进行与 上述存储装置之间传递上述信息的处理。在上述结构的外围设备中，进行与存储装置之间传递信息的处理的CPU也作为信 号线监视部进行动作，由此能够简化结构。[应用例7]—种外围设备的动作方法，使通过外部总线与计算机相连接的外围设备进行动 作，由信号线监视部对上述外部总线中的信号线的状态进行监视，在检测到上述信号 线中来自上述计算机的信号消失时，停止对接受来自电源装置的电力供给而进行动作的主 装置提供电力，对上述外部总线所具备的电源线进行监视，按照该电源线的电力的供给/停止来 接通/断开从上述电源装置对上述信号线监视部的电力供给，在通过上述外部总线的上述信号线从上述计算机输入信号的情况下，从上述电源 装置对上述主装置提供电力，从而使上述主装置对通过上述信号线输入的信息进行处理。在上述外围设备的动作方法中，通常使信号线监视部进行动作，对外部总线的信 号线的状态进行监视，在检测到信号线中信号消失时，停止从电源装置对主装置提供电力， 另一方面，按照通过外部总线的电源线进行的电力的供给/停止来接通/断开从电源装置 对信号线监视部的电力供给。因而，如果没有通过外部总线交换信号，则停止对主装置提供 电力，而且如果停止通过外部总线的电源线提供电力，则对信号线监视部的电力供给也被 断开，从而可靠地抑制了不必要的耗电。[应用例8]根据应用例7所述的外围设备的动作方法，即使在上述信号线监视部检测到上述 信号线中来自上述计算机的信号消失的情况下，也继续从上述电源装置对上述主装置提供 电力，直到上述主装置完成动作为止。根据上述结构，能够使主装置的动作可靠地完成。
图1是作为外围设备的硬盘装置的概要结构图。图2是实施例的表示硬盘装置的内部结构的电路图。图3是表示内置于硬盘装置内的控制器的处理的一例的流程图。
图4是表示不具有休眠模式的计算机和硬盘装置的电源的转变状态的一例的说 明图。图5是表示不具有休眠模式的计算机和硬盘装置的电源的转变状态的其它例的 说明图。图6是表示具有休眠模式的计算机和硬盘装置的电源的转变状态的一例的说明 图。附图标记说明10 硬盘装置；15 :USB线缆；18 :USB连接器；20 交流适配器；21 直流侧电源线 缆；22 插头；24 电源连接器；30 电源控制电路；31 第一开关电路；32 第二开关电路； 35 直流/直流转换器；40 硬盘单元；45 内部总线(SATA总线)；50 控制器；61 63 NFET (N沟道场效应晶体管)；71 73 =PFET (P沟道场效应晶体管)；CNTL 控制信号；D 漏 极；D+、D-信号线；G 栅极；GND 接地线；PC 计算机；Rll、R12、R21、R22、R31、R32 分压电 阻器；S 源极；VBUS 电源线。
具体实施例方式下面说明本发明的实施例。图1是表示作为本发明的外围设备的实施例的硬盘装 置10的概要结构的概要结构图。如图示，该硬盘装置10使用USB线缆15与计算机PC相 连接。来自计算机PC的USB线缆15与设置于硬盘装置10的USB连接器18相连接。USB 是公知的通用外部总线，该USB线缆15具备通过串行通信发送接收数据的信号线D+、D-、 提供5伏500毫安的电力的电源线VBUS、以及其接地线GND这四条线。硬盘装置10从交流适配器20接受电力供给而进行动作，该交流适配器20是将商 用电流转换为12伏的直流电压的交流/直流转换器。交流适配器20的直流侧电源线缆21 的前端设置有插头22，从而连接至硬盘装置10所备的电源连接器M。直流12伏的电源线 从电源连接器M起被连接到硬盘装置10内部，从而对电源控制电路30提供电力。在电源 控制电路30内还产生直流5伏的电力，其结构等在后面详细说明。硬盘装置10中除了该电源控制电路30以外，还具备磁性存储数据的HD单元(下 面称为硬盘单元)40、负责硬盘装置10的整体控制的控制器50等。该硬盘单元40遵循 SATA(串行ΑΤΑ)标准，通过SATA标准的内部总线45接收SATA标准的信号，并将从该信号 中提取出的数据写入内部的磁盘或从磁盘读出。控制器50内置微计算机，大体进行以下的三个处理。(A)控制器50与USB连接器18的信号线相连接，读取USB的信号线D+、D-的信 号，处理与计算机PC之间的数据交换。(B)控制器50通过SATA (串行ΑΤΑ)标准的内部总线45与SATA标准的硬盘单元 40相连接，从而处理SATA总线的信号，并处理与硬盘单元40之间的数据交换。(C)控制器50与USB连接器的电源线VBUS也进行连接，根据电源线VBUS的状态 来进行控制电源控制电路30内的开关元件的处理。接着，按照图2说明电源控制电路30的内部结构。如图2所示，电源控制电路30 由第一 SW电路(以下称为第一开关电路)31、第二 SW电路(以下称为第二开关电路)32、 以及直流/直流转换器35构成。直流/直流转换器35基于从交流适配器20提供的直流12伏的直流电源产生出直流5伏的直流电源。直流5伏的直流电源被用于控制器50、硬盘 单元40。如图示，第一开关电路31由N沟道场效应晶体管(以下简称为NFET)61、P沟道场 效应晶体管(以下简称为PFET)71、以及分压电阻器R11、R12构成。NFET 61的栅极G上连 接有USB连接器18的电源线VBUS，通过分压电阻器R11、R12对NFET 61的漏极D施加直流 12伏的电压。NFET 61的源极S接地。因而，在对USB的电源线VBUS提供电力的情况下， NFET 61利用该电压启动，其漏极D-源极S之间变为导通状态。其结果，栅极G连接在分压 电阻器R11、R12的中点上的PFET 71也启动，其源极S-漏极D之间也变为导通状态。一般 来说场效应晶体管的导通电阻几乎为零，因此其结果是提供至电源连接器M的直流12伏 的电压被直接输出到直流/直流转换器35和第二开关电路32。其结果，直流/直流转换器 35进行动作，将直流5伏的电压提供给控制器50。在第二开关电路32中，设置有两组开关电路，该开关电路使用了上述第一开关电 路31所具备的场效应晶体管。两组开关电路的NFET 62、63的栅极G上连接有来自控制器 50的控制信号CNTL。另外，PFET 72的源极S上连接有从第一开关电路31输出的直流12 伏的电线，PFET 73的源极S上连接有从直流/直流转换器35输出的直流5伏的电源线。 因而，当来自控制器50的控制信号CNTL变为活动(5伏)时，第二开关电路32的两个PFET 72,73都为导通状态，直流12伏和5伏的电压被提供给硬盘单元40。然后接着说明控制器50的动作。图3是例示内置于控制器50的微计算机的处理 的流程图。如图示，第一开关电路31进行动作，将直流12伏的电压提供至直流/直流转换 器35，当从该直流/直流转换器35输出直流5伏的电压时控制器50启动，首先读取USB连 接器18的信号线D+、D-的状态(步骤S100)，判断是否对USB的信号线D+、D_有信号输入 (步骤S110)。如果未对USB的信号线D+、D-输入信号，则判断是否经过了规定时间(步骤 S120)，在经过规定时间之前重复信号线D+、D-的读取和判断。如果在经过规定时间之前对USB的信号线D+、D-输入了信号，则将其读取(步骤 S130)，进行电源控制处理(步骤S140)和硬盘单元40的控制处理(步骤S150)。电源控 制处理(步骤S140)是指如下的处理如果直到经过了规定时间仍没有信号输入到信号线 D+、D-而控制信号CNTL仍为断开状态，则将该控制信号CNTL设为高电平(5伏)，使第二开 关电路32的两个PFET 72,73为导通状态；如果控制信号CNTL已经为接通状态，则保持该 状态。而硬盘单元40的控制处理是指如下的处理识别出输入到USB的信号线D+、D-的信 号用于表示与硬盘单元40之间的数据交换，根据该信号的内容将数据写入硬盘单元40、或 者从硬盘单元40读出数据。另一方面，在直到经过规定时间也没有任何信号输入到信号线D+、D-的情况下 (步骤S100、110、120)，认为当前没有使用作为外部总线的USB，而使控制信号CNTL断开 (步骤S160)。其结果，第二开关电路32的两个PFET 72、73都变为非导通状态，对硬盘单 元40的电力供给被切断。接着，读取USB连接器18的信号线D+、D_的状态(步骤S170)，判断是否对USB的 信号线D+、D-有信号输入(步骤S180)。在向USB的信号线D+、D-有信号输入之前重复信 号线D+、D-的读取(步骤S170)和判断(步骤S180)。在有信号输入到USB的信号线D+、 D-的情况下，执行上述的从信号线D+、D-读取信号(步骤S130)之后的处理。在进行了来自上述信号线D+、D-的信号的读取(步骤S130)、上述电源控制处理(步骤S140)以及硬 盘单元40的控制处理(步骤S150)之后，返回到步骤S100，重复上述处理。采用以上说明的电路结构(图2)和由控制器50进行的上述处理(图3)的结果 是，本实施例的硬盘装置10如下那样进行动作。(1)在通过USB线缆15而连接的计算机PC进行动作、通过电源线VBUS提供电力 的情况下第一开关电路31的PFET 71变为导通状态，直流/直流转换器35进行动作。然 后，如果向USB的信号线D+、D-输入了信号，则硬盘装置10的控制器50使控制信号CNTL 接通，从而使第二开关电路32的两个PFET 72、73都成为导通状态。因而，硬盘单元40进 行动作，硬盘装置10与计算机PC之间交换数据，将必要的数据写入硬盘单元40、或从硬盘 单元40读出必要的数据。该状态在图4中表示为状态AC。在该状态AC下，硬盘装置10从 交流适配器20处得到进行通常的动作所需的电力，并消耗该电力。(2)在通过USB线缆15而连接的计算机PC已停止、但是保持通过电源线VBUS提 供电力的情况下第一开关电路31的PFET 71变为导通状态，直流/直流转换器35进行动作。但是 计算机PC已停止，因此未对USB的信号线D+、D-输入信号，硬盘装置10的控制器50使控 制信号CNTL断开，从而使第二开关电路32的两个PFET 72、73都成为非导通状态。因而， 硬盘单元40停止，硬盘装置10内不再耗电。直流/直流转换器35和控制器50进行动作， 仅仅消耗少量电力。该状态在图4中表示为状态ST1。(3)在通过USB线缆15而连接的计算机PC已停止、通过电源线VBUS提供电力也 停止的情况下第一开关电路31的PFET 71变为非导通状态，直流/直流转换器35的动作也被 停止。其结果，控制器50也被停止，第二开关电路32的两个PFET 72、73都变为非导通状 态。因而，硬盘单元40、直流/直流转换器35、控制器50都被停止，硬盘装置10的耗电变 为零。该状态在图4中表示为状态ST2。(4)在通过USB线缆15而连接的计算机PC变为休眠状态、而继续通过电源线VBUS 提供电力的情况下这种情况与上述的O)为同一状态。该状态在图6中表示为状态ZZ。(5)在通过USB线缆15而连接的计算机PC变为休眠状态、而停止通过电源线VBUS 提供电力的情况下这种情况与上述的(3)为同一状态。图4至图6对上述的状态转变进行了总结。图4是表示计算机PC在上述的(1) 和(2)之间、即状态AC与状态STl之间进行转换的情况下的耗电状态的说明图，图5是表 示计算机PC在上述的⑴和(3)之间、即状态AC与状态ST2之间进行转换的情况下的耗 电状态的说明图。而图6是表示计算机PC在上述的(1)和(3)和(4)之间、即状态AC与 状态ST2与状态TL之间进行转换的情况下的耗电状态的说明图。如图示，在计算机PC停止或休眠的情况下，不论将USB总线的电源线VBUS维持为 怎样的状态，作为外围设备之一的硬盘装置10都不会消耗计算机PC侧的电力。另外，硬盘 装置10侧的耗电也能够为零或抑制到直流/直流转换器35和控制器50的动作电流程度。而且，在计算机PC处于休眠状态并在短时间内恢复动作状态的情况下，控制器50持续对信 号线D+、D-进行监视，因此当计算机PC启动时，能够直接检测到该启动，从而使硬盘单元40 变为动作状态。因而，本实施例的硬盘装置10抑制了不必要的耗电，而且能够实现响应较佳的动 作。另外，电力控制电路的第一、第二开关电路31、32中使用了场效应晶体管，因此能够使 该电路的动作所消耗的USB侧的电力极小(几乎为零)。因此，即使计算机PC进行电池动 作并在休眠状态下也对USB的电源线VBUS提供电力，也不会由于与USB相连接的硬盘装置 10而耗尽计算机PC的电池电力。以上说明了使用硬盘装置10作为外围设备的结构，但是当然也可以采取其它的 存储装置、扫描器、各种媒体播放器、音频源的取入或输出装置等各种结构。另外，不仅能够 应用USB作为外部总线，当然也能够应用于HDML等的总线。在上述实施例中，没有对RAM等半导体存储器进行说明，但是在硬盘装置等进行 非易失性记录的装置中，也可以将暂时存储数据的半导体存储器设置为缓冲器。这种缓冲 器能够进行高速写入，因此能够使用户感觉提高了计算机PC对硬盘装置等的写入速度。在 具备缓冲器的情况下，并非如果无法检测到USB的信号线D+、D-的信号则立刻停止对硬盘 单元40供给电力，而是延迟从缓冲器向硬盘单元40进行写入的写入时间之后再断开控制 信号CNTL，这样也保证了数据的可靠写入，因此有效果。还可以构成为如下的结构计算机 PC在变为休眠或停止状态之前，从计算机PC侧向硬盘装置发送缓存转存、WJ W7巧
等的命令，从而有意地进行将缓冲器所存储的数据写入到硬盘单元40的动作。并且，在上述实施例中构成为，由内置有微计算机的控制器50判断是否对USB的 信号线D+、D-输入了信号，但是也可以由分立型电路进行判断。另外，在上述实施例中，在 保持对电源线VBUS提供电力而计算机PC正在休眠的状态下，设为由控制器50重复执行信 号线D+、D-的读取(步骤S170)和判断(步骤S180)，但是也可以在进行一次判断后使控 制器50在规定期间内为停止状态。这样，能够进一步降低硬盘装置10的耗电。以上对本发明的实施例进行了说明，但是这种实施例并不对本发明造成任何限 定，在不脱离本发明的要旨的范围内，理所当然地能够以各种方式来实施。
权利要求
1.一种外围设备，与外部总线相连接而进行动作，该外部总线具备能够传递信息的信 号线和能够提供电源的电源线，该外围设备具备电源装置，其与上述外部总线的上述电源线的电力相分开地对该外围设备提供动作用 电力；主装置，其接受来自上述电源装置的电力供给而进行动作，对通过上述信号线而交换 的信息进行处理；信号线监视部，其对上述外部总线的上述信号线的状态进行监视，在检测到上述信号 线中信号消失时，停止从上述电源装置对上述主装置提供电力；以及电源控制电路，其按照通过上述外部总线的上述电源线进行的电力的供给/停止，来 接通/断开从上述电源装置对上述信号线监视部的电力供给。
2.根据权利要求1所述的外围设备，其特征在于， 上述外部总线是通用系统总线。
3.根据权利要求1或2所述的外围设备，其特征在于，上述外部总线是在使用线缆与计算机所具备的连接器连接时对与上述计算机之间的 信息进行交换的外部总线。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的外围设备，其特征在于， 上述电源控制电路具备FET，上述FET的漏极-源极插装于从上述电源装置提供电力的电路， 与上述外部总线的上述电源线的电压相对应的接通/断开信号被输入到该FET的栅极。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的外围设备，其特征在于， 上述主装置是非易失地存储信息的存储装置。
6.根据权利要求5所述的外围设备，其特征在于，上述信号线监视部具备管理通过上述外部总线的上述信号线进行的上述信息的交换 的CPU，该CPU检测上述信号线中的信号消失，并且进行与上述存储装置之间传递上述信息 的处理。
7.—种外围设备的动作方法，使通过外部总线与计算机相连接的外围设备进行动作， 由信号线监视部对上述外部总线中的信号线的状态进行监视，在检测到上述信号线中来自上述计算机的信号消失时，停止对接受来自电源装置的电力供给而进行动作的主装置 提供电力，对上述外部总线所具备的电源线进行监视，按照该电源线的电力的供给/停止来接通 /断开从上述电源装置对上述信号线监视部的电力供给，在通过上述外部总线的上述信号线从上述计算机输入信号的情况下，从上述电源装置 对上述主装置提供电力，从而使上述主装置对通过上述信号线输入的信息进行处理。
8.根据权利要求7所述的外围设备的动作方法，其特征在于，即使在上述信号线监视部检测到上述信号线中来自上述计算机的信号消失的情况下， 也继续从上述电源装置对上述主装置提供电力，直到上述主装置完成动作为止。
全文摘要
本发明涉及一种外围设备及其动作方法，目的是使连接于具有电源线的外部总线的外围设备中的耗电减少。该外围设备使信号线监视部进行动作，对外部总线的信号线的状态进行监视，在检测到信号线中信号消失时，停止从电源装置对主装置提供电力，另一方面，按照通过外部总线的电源线进行的电力的供给/停止来接通/断开从电源装置对信号线监视部的电力供给。因而，如果没有通过外部总线交换信号，则停止对主装置提供电力，而且如果停止通过外部总线的电源线提供电力，则对信号线监视部的电力供给也被断开。
文档编号G06F13/38GK102147650SQ201110028029
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月25日 优先权日2010年2月9日
发明者江尻太一 申请人:巴比禄股份有限公司