通过usb使用多个信号交换的装置充电的制作方法

通过usb使用多个信号交换的装置充电的制作方法
【专利摘要】使用多个信号交换对装置充电。第一装置可以将第一信号交换提供给第二装置。第一装置类型的装置可以经配置以在无进一步通信的情况下基于所述第一信号交换而给其电池充电。所述第一装置可以监测所述第二装置的连接以寻找与第二装置类型的装置对应的第二信号交换。响应于检测所述第二信号交换，所述第一装置可以将响应提供到所述第二装置。因此，所述第二装置类型的所述第二装置可以经配置以基于所述第二信号交换而给其电池充电。
【专利说明】通过USB使用多个信号交换的装置充电

【技术领域】
[0001] 本发明涉及通用串行总线（USB)的领域，并且更确切地说，涉及通过USB使用多个 信号交换给装置充电的系统及方法。

【背景技术】
[0002] 近年来，已经出现大量利用电池供电的便携式USB装置。例如，许多人拥有或购买 各种便携式装置，例如手机、音乐播放器、视频播放器及膝上型计算机及其它装置。
[0003] 在使用此类便携式装置时，用户通常要求它们易于再充电，例如使用（例如）住房 或汽车内的各种电插座。拥有或购买这些装置的大多数用户还拥有支持USB通信/装置的 (若干）主机装置，例如计算机。在此类情况中，通常便于使用由主机装置供应的电力（例 如使用USB连接）来给便携式装置充电。替代地，用户可以具有经配置以插入到电插座中 并且给装置充电的充电器。为减少装置上的端口，这些充电器通常经配置以通过USB而非 透过专用充电电缆来提供电力。此外，一些USB主机经配置以提供比支持装置的枚举电力 电平更高的电力。
[0004] 因为这些可能性，所以各种装置制造者已经开发了用于给其装置充电的不同方 法。因此，主机（或中间装置）通常难以确定并且支持市场上可用的多个不同充电方法。类 似情形适用于其它通信协议及充电系统。因此，期望执行电池充电方面的改善。


【发明内容】

[0005] 本文中呈现使用多个信号交换来给装置充电的系统及方法的各种实施例。
[0006] 第一装置与第二装置可以耦合或连接在一起。所述第二装置为期望被充电的装 置，并且所述第一装置为提供电力以给所述第二装置充电的装置。例如，所述第一及第二装 置可以为通用串行总线（USB)装置。在一个实施例中，所述第一装置可为USB集线器（例 如，其可以连接到外部电源（例如电插座）上）和/或USB主机（例如计算机系统）。在一 些实施例中，所述第一装置可集成到USB主机（例如计算机系统）中。
[0007] 最初，第一装置可以将第一信号交换提供给第二装置。在一个实施例中，第一装置 可以在至少第一状态及第二状态中操作。在所述第一状态中，所述第一装置可以经配置以 连续提供所述第一信号交换。在一些实施例中，所述第一信号交换可以指示第二装置可获 取的最大电流或电力电平。例如，一些装置（例如第一类型的）可以经配置以获取不同的 电力或电流电平，并且所述第一信号交换可以指示可以从第一装置获取或应从第一装置获 取的最高电平。应注意，第一装置（或不同的第一装置）可以经配置以（例如）视情况提 供所述第一信号交换中的不同电平。例如，所述第一信号交换可以指示1A、1. 5A、2A等作为 最大电平。
[0008] 第一装置类型的第二装置可以经配置以在与第一装置无进一步通信的情况下基 于第一信号交换而使用由第一装置提供的电力来给其电池充电。例如，在一个实施例中，第 一信号交换可以为被动的，其中第一装置类型的第二装置在无需执行与第一装置的任何通 信的情况下仅响应于第一信号交换而开始充电。因此，如果所述第二装置为第一装置类型， 那么其可以经配置以在向和/或来自第一装置的通信不存在的情况下给其电池充电。应注 意，此被动实施例仅为示例性的，并且设想了其它更多主动实施例。然而，如果所述第二装 置不是第一装置类型，那么所述第二装置可能不能开始给其电池充电。
[0009] 因此，第一装置可以监测第二装置的连接以寻找与不同于第一装置类型的装置类 型（例如，第二装置类型）的装置对应的第二信号交换。所述第二信号交换可以用于给第 二装置给其电池充电。在一些实施例中，所述第二信号交换可以包含第一装置与第二装置 之间的连接的线路状态变化。
[0010] 响应于检测第二信号交换，第一装置可以将响应提供给第二装置。基于此响应，第 二装置可以经配置以基于第二信号交换而使用由第一装置提供的电力来给其电池充电。所 述响应可以适合于多种不同装置类型。例如，第一装置类型可以预期第一信号交换（例如， 不同于以上所论述的第一信号交换），并且第二装置类型可以预期第二信号交换。因此，所 述第二信号交换可以同时满足两个信号交换的要求（或至少接收装置可以对其做出响应， 无论其为第一还是第二类型）。替代地，可以响应于接收所述第二信号交换而（例如）以循 序方式使用多个不同信号交换。
[0011] 在一些实施例中，响应可以包含响应于第二信号交换而使第二装置电力循环。替 代地或另外，除所述响应之外可以执行所述电力循环。在电力循环之后，第一装置可以等待 第一时间段（例如）以使第二装置启动或做出响应。在一些实施例中，可以使用例如上述 状态的状态来实施此过程。例如，提供第一信号交换可以发生在第一装置的第一状态中，并 且可以响应于检测第二信号交换而进入第二状态。因此，在进入第二状态之后，可以提供所 述响应、可以使第二装置电力循、，并且可以使第二状态维持一段时间。
[0012] 随后，可以（例如）在处于第二状态时检测第二装置的断开。在检测所述断开之 后，第一装置可重新进入第一状态。在第一状态中，如果连接第一装置类型的装置，那么可 以连续提供第一信号交换。因此，可以对新装置再次执行所述方法。
[0013] 如上文所提到，第一装置可以耦合到或包含于主机装置内。因此，第一装置还可以 经配置以用所述主机装置执行第二装置的枚举。第一装置还可以经配置以提供第三信号交 换例如，以在被枚举时执行高电力充电。替代地，第一装置及第二装置可在无需高电力充电 (即，高于典型枚举电力，例如500mA)的情况下根据典型USB会话而操作。
[0014] 虽然已关于USB而描述上文，但可以设想其它协议及装置类型。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 当结合以下图式考虑优选实施例的以下详细描述时，可以获得对本发明的更好的 理解，在所述图式中：
[0016] 图1到3说明适合于实施本发明的各种实施例的示例性系统；
[0017] 图4为根据一个实施例的示例性系统的框图；以及
[0018] 图5到7为说明使用多个信号交换来给装置充电的方法的实施例的流程图。
[0019] 虽然本发明容易具有各种修改及替代形式，但其特定实施例在图式中以举例方式 被示出并且在本文中被详细描述。然而，应了解，本发明的图式及详细描述并不意图使本发 明受限于所揭示的特定形式，相反，本发明将涵盖落在如由所附权利要求书所界定的本发 明的精神及范围内的全部修改、等效物及替代例。

【具体实施方式】
[0020] 术语
[0021] 以下为本申请案中所使用的术语汇编。
[0022] 存储媒体-各种类型的存储器装置或存储装置中的任一者。术语"存储媒体"意 图包含：安装媒体，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器， 例如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM、Rambus RAM等；或非易失性存储器，例如磁性媒体，例 如硬盘驱动器或光学存储器。存储媒体还可以包括其它类型的存储器或其组合。另外，存 储媒体可以位于其中执行程序的第一计算机中，或可以位于通过网络（例如因特网）连接 到所述第一计算机的第二不同计算机中。在后一实例中，所述第二计算机可以将程序指令 提供给所述第一计算机以供执行。术语"存储媒体"可以包含可以驻留于不同位置中（例 如，通过网络连接的不同计算机中）的两个或两个以上存储媒体。
[0023] 载体媒体-如上文所述的存储媒体，以及传送信号（例如电信号、电磁信号或数字 信号）的物理传输媒体，例如总线、网络和/或其它物理传输媒体。
[0024] 计算机系统-各种类型的计算或处理系统中的任一者，包含个人计算机系统 (PC)、大型计算机系统、工作站、网络设备、因特网设备、个人数字助理（PDA)、电视系统、网 格计算系统或其它装置或装置的组合。一般来说，术语"计算机系统"可以被广义地界定为 涵盖具有至少一个处理器（其执行来自存储媒体的指令）的任何装置（或装置组合）。
[0025] 自动地-指在用户输入不直接指定或执行动作或操作的情况下由计算机系统（例 如由所述计算机系统执行的软件）或装置（例如电路、可编程硬件元件、ASIC等）执行的 动作或操作。因此，术语"自动地"与由用户手动执行或指定的操作（其中用户提供输入以 直接执行所述操作）形成对比。由用户提供的输入可以启动自动程序，但用户不指定，即， 不"手动"执行"自动"被执行的后续动作（其中用户指定待执行的每一动作）。例如，即使 所述计算机系统必须响应于用户动作而更新电子表格，通过选择每一个字段并且提供指定 信息的输入（例如通过键入信息、选择复选框、单选等）来填写电子表格的用户也要手动填 写所述表格。可以由所述计算机系统自动填写所述表格，其中所述计算机系统（例如在所 述计算机系统上执行的软件）分析所述表格的字段且在无任何指定字段的答案的用户输 入的情况下填写所述表格。如上文所指示，用户可以调用所述表格的自动填写，但不涉及所 述表格的实际填写（例如，用户未手动指定字段的答案，相反，所述答案被自动完成）。本说 明书提供响应于用户已采用的动作而自动执行的操作的各种实例。
[0026] 图1到3-示例件系统
[0027] 图1说明可操作以枚举USB装置100和/或给USB装置100的电池充电的示例性 系统的一个实施例。如图所示，USB装置100可以（例如）经由USB集线器120耦合到主 机装置140上。应注意，在一些实施例中，可以省略图1到3中所示元件中的一者或多者， 例如主机装置140和/或USB集线器120等。例如，USB装置100可以（例如）在无需USB 集线器120的情况下直接耦合到主机装置140上。替代地，USB装置100可以仅耦合到USB 集线器120上；此类实施例可以允许经由USB集线器120给USB装置100充电。
[0028] 应注意，上述连接/配置仅为示例性的并且可以设想其它配置。更具体来说，使用 多个信号交换的充电实施例不受限于上述示例性配置。例如，主机装置140和/或USB集 线器120可以按需要省略或包含于主机装置140中。另外，USB集线器120可以与不同类 型的装置交换，例如经配置以执行本文中所描述实施例的膝上型计算机托架，但即使在此 情况中，所述膝上型计算机托架也将有可能包含USB集线器。换句话说，可以设想除USB集 线器120以外的其它中间装置用于执行本文中所描述的实施例。
[0029] USB装置100可以为许多装置中的任一者。例如，USB装置100可以为手机（例如 图2中所说明的手机200)、个人音乐播放器（例如图3中所说明的播放器300,（例如mp3 播放器和/或IP0D?及其它播放器）、CD播放器等）、个人视频播放器（例如图3中所说明 的播放器300,例如数字视频播放器、DVD播放器等）、外围装置（例如打印机）、输入装置 (例如游戏控制器、触控垫、鼠标和/或键盘等），或需要电池充电或获取高于典型电平（例 如500mA的枚举电平）的电力或电流的任何其它装置。因此，USB装置100可以为各种适 当装置中的任一者。
[0030] 另外，主机装置140可以为各种主机装置中的任一者；更具体来说，主机装置140 可以为计算机系统，例如图2及3中所说明的计算机系统240等；USB集线器，例如外部USB 集线器或包含于电子系统（例如计算机系统240或显示装置220等）中的USB集线器；和 /或其它类型的主机装置，例如提供用于给USB装置100充电的电力的主机装置。替代地或 另外，主机装置140可以为第二USB装置，例如类似于USB装置100等。例如，在一个实施 例中，所述第二USB装置可以为USB随身（0TG)装置，其可以为可操作的以（例如）视情况 充当主机及装置。因此，根据各种实施例，主机装置140可以为各种适当装置中的任一者。
[0031] 在一些实施例中，USB集线器120可以为无源供电装置，例如，其中USB集线器120 接收由主机装置140 (例如计算机系统240的主机板）提供的电力；和/或有源供电装置， 例如，其中USB集线器120从电源接收电力，所述电源例如壁式插座、电池（例如汽车的等， 例如来自所述汽车的点火器）；和/或其它电源供应器（例如，（例如）计算机系统240的 主机装置140的电源供应器）。更具体来说，在一个实施例中，有源供电可以意指：由电源 给USB集线器120供电，其将不限制USB装置的电力消耗，例如不会根据标准（例如USB规 格等）限制消耗。在一些实施例中，USB集线器120可以包含用于耦合到各种装置（例如 USB装置100和/或主机装置140)的一个或多个端口。因此，USB集线器120可以被有源 和/或无源供电并且提供主机装置与一个装置之间的通信及其它能力。
[0032] 如图2及3所示，计算机系统240可以包含显示装置220/耦合到其上，所述显示 装置220可操作以显示从计算机系统240接收的视频信号和/或充当USB集线器。换句话 说，显示装置220可以充当USB集线器120,以及显示来自主机装置140 (例如计算机系统 240)的视频信号。另外，计算机系统240可以包含可以为USB装置的键盘230及鼠标225。 键盘230及鼠标225可以各种方式耦合到计算机系统240上，例如，直接耦合到计算机系统 240上或经由显示装置220中所包含的USB集线器，以及其它方法。因此，图2及3中示出 键盘230及鼠标225耦合到可以充当USB集线器的显示器220上。替代地，键盘220及鼠 标225可以耦合到计算机系统240上，例如计算机系统240中的集线器。
[0033] 另外，计算机系统220可以包含其上可存储一个或多个计算机程序或软件组件的 至少一个存储媒体。例如，所述存储媒体可以存储操作系统软件以及用于计算机系统240 的操作的其它软件。各种实施例进一步包含接收或存储根据对载体媒体的前述描述而实施 的指令和/或数据。应注意，主机装置140、USB装置100、计算机系统240 (及其中的组件， 例如输入装置）以及显示装置220的以上描述仅为示例性的并且可以设想其它组件及系 统。
[0034] 如图2中所展示，手机200 (例如USB装置100)可以耦合到计算机系统240 (例如 主机装置140)上。更具体来说，在一些实施例中，USB装置100 (例如手机200)可以耦合 到计算机系统240中所包含的集线器上。因此，在一些实施例中，USB装置100可以直接耦 合到计算机系统240中所包含的USB端口上。然而，如上文所指出（并且如图3中所示）， USB装置100可以（例如）通过USB集线器120或其它装置而间接耦合。
[0035] 在图3所示的实例中，播放器300可以耦合到USB集线器120上，所述USB集线器 120可以转而耦合到计算机系统240上。替代地，在一些实施例中，配置可以为不同的；例 如，如上文所指示，显示装置220和/或计算机系统240可以包含USB集线器（例如无源或 有源供电）。对应地，在一个实施例中，USB装置100可以耦合到显示装置220上，所述显示 装置220可以转而将电力提供给USB装置100。显示装置200还可以提供USB装置100与 计算机系统240 (例如主机装置140)之间的USB通信。因此，图1到3说明用于USB装置 的列举和/或充电的示例性系统。
[0036] 图4-示例件框图
[0037] 图4为可以与USB集线器120及其它类似类型的装置一起实施的示例性系统的框 图。更具体来说，USB集线器120可以包含用于提供USB集线器120的功能性的内部逻辑， 例如内部集线器410。另外，USB集线器120可以包含用于耦合到其它USB装置的USB连接 器430。如图所示，内部集线器410的D+/D-线可直接连接到USB连接器430。然而，电力 控制器420可以实施于内部集线器410与USB连接器430之间。电力控制器420可以用于 控制电力电平和/或本文中所描述的信号交换的各部分。例如，内部集线器410可以将电 力控制信号提供给电力控制器420以控制经由Vbus线提供给USB连接器430 (以及因此任 何连接的装置）的电力或电流量。可以为USB集线器120的其它USB连接器430提供类似 的电力控制器420。
[0038] 图5- #用多个信号夺换来给裝置充电
[0039] 图5说明使用多个信号交换来给装置充电方法。可结合上图中所示的系统或装置 中的任一者以及其它装置来使用图5中所示的方法。在各种实施例中，所示方法元素中的 一些可以以与所示顺序不同的顺序同时执行，或可以被省略。还可以根据需要执行另外的 方法元素。如图所示，此方法可以如下操作。
[0040] 在502中，可以将第一装置与第二装置耦合或连接在一起。例如，所述第一及第二 装置可以为通用串行总线（USB)装置。在一个实施例中，所述第一装置可以为USB集线器， 例如，其可以连接到外部电源（例如电插座）和/或USB主机（例如计算机系统）上。在 一些实施例中，所述第一装置可以集成到USB主机（例如计算机系统）中。因此，所述第一 装置可以对应于USB主机装置140和/或USB集线器120,但也可以设想出其它变体。类似 地，所述第二装置可以对应于期望如上文所描述被充电的USB装置100。因此，在一个实施 例中，用户可将USB装置100物理地附接到USB主机装置140上。
[0041] 在一个实施例中，可以检测第一装置与第二装置的耦合。可以经由许多适当方法 中的任一者执行耦合的检测。例如，在一个实施例中，当USB装置被耦合时，可以由两个系 统中的一者或两者检测连接所述两个系统的导线的电特征变化。在一个实施例中，第二装 置可以通过检测第一装置的电力提供（例如经由USB连接中的VBUS线）来检测到第一装 置上的耦合。另外，第一装置可以通过检测由第二装置传输到第一装置的信号来检测第二 装置的耦合。然而，应注意，第一装置可能不能检测耦合后的第二装置，例如，当第二装置以 无源方式操作时（例如，其中第二装置在连接之后不将信号提供给第一装置）。
[0042] 最初，在504中，第一装置可以将第一信号交换提供给第二装置。在一些实施例 中，所述第一信号交换可以指示第二装置可以获取的最大电流或电力电平。例如，一些装置 (例如第一类型的）可以经配置以获取不同的电力或电流电平，并且所述第一信号交换可 以指示可以从第一装置获取或应从第一装置获取的最高电平。应注意，第一装置（或不同 第一装置）可以经配置以（例如）视情况提供所述第一信号交换的不同电平。例如，所述 第一信号交换可以指示1A、1. 5A、2A等作为最大电平。
[0043] 在一个实施例中，第一装置可以在至少第一状态及第二状态中操作。在所述第一 状态中，第一装置可以经配置以连续提供第一信号交换。例如，可以连续提供第一信号交 换，不论装置（例如第二装置）是否耦合到第一装置上。在无需执行进一步通信的情况下， 此连续提供可以为对给其电池无源充电装置来说尤其有用的。换句话说，第一装置类型的 装置可以经配置以在无需进一步通信的情况下基于第一信号交换而给其电池充电。例如， 在一个实施例中，第一信号交换可以为被动的，其中所述第一装置类型的装置在无需执行 与第一装置的任何通信的情况下仅响应于第一信号交换而开始充电。在一个实施例中，可 以基于第一与第二装置之间的连接线（例如Vbus、D+和/或D-)的电压电平来指示此被动 信号交换。因此，如果第二装置为第一装置类型，那么其可以经配置以在无需到/或来自第 一装置的通信的情况下给其电池充电。应注意，此被动实施例仅为示例性的，并且可以设想 其它更多主动实施例。然而，如果第二装置不是第一装置类型，那么与第一装置类型的装置 不同，第二装置可能不能开始给其电池充电。
[0044] 因此，在506中，第一装置可以监测到第二装置的连接以寻找与不同于第一装置 类型的装置类型（例如为第二装置类型）的装置对应的第二信号交换。所述第二信号交换 可以用于给第二装置给其电池充电。在一些实施例中，所述第二信号交换可以包含第一装 置与第二装置之间的连接的线路状态变化。
[0045] 在508中，响应于检测第二信号交换，第一装置可以将响应提供给第二装置。基于 此响应，第二装置可以经配置以基于第二信号交换而给其电池充电。所述响应可以适合于 多种不同装置类型。例如，第一装置类型可以预期第一信号交换（例如，不同于以上所论述 的第一信号交换），并且第二装置类型可以预期第二信号交换。因此，所述第二信号交换可 以同时满足两个信号交换的要求（或至少接收装置可以对第二信号交换做出响应，不论其 为第一还是第二类型）。替代地，可以响应于接收第二信号交换而（例如）以循序方式使用 多个不同信号交换。
[0046] 在一些实施中，响应可以包含响应于第二信号交换而使第二装置电力循环。替代 地或另外，除所述响应之外，可执行所述电力循环。在电力循环之后，第一装置可以等待第 一时间段，（例如）以允许第二装置启动或做出响应。在一些实施例中，可以使用例如上述 状态的状态来实施此过程。例如，提供第一信号交换可以发生在第一装置的第一状态中，并 且可以响应于检测第二信号交换而进入第二状态。因此，在进入第二状态之后，可以提供响 应、可以使第二装置电力循环、并且可以使第二状态维持一段时间。
[0047] 随后，在510中，可以（例如）在处于第二状态时检测第二装置的断开。在检测所 述断接之后，第一装置可以重新进入第一状态。在第一状态中，如果连接第一装置类型的装 置，那么可以连续提供第一信号交换。因此，可对新装置再次执行所述方法。
[0048] 如上文所提出，第一装置可以耦合到主机装置上或包含于其内。因此，第一装置还 可以经配置以用所述主机装置执行第二装置的枚举。第一装置还可以经配置以提供第三信 号交换（例如）以在被枚举时执行高电力充电。替代地，第一装置及第二装置可以根据典 型USB会话而操作，而无需高电力充电（即，高于典型枚举电力，例如500mA)。
[0049] 虽然已关于USB装置描述本文中所论述的系统及方法，但可以设想其它协议及装 置类型。
[0050] 与图5的方法相关的另外示例件细节
[0051] 以下提供上述实施例的另外示例性细节。这些部分仅提供以提供上述方法的实例 且非并不意图限制本文中描述的范围。因此，虽然已提供特定协议、信号交换及数值，但这 些仅为示例性的并且可以设想其它特定细节。
[0052] 本文中所述的实施例可以将机制提供给与最广可能范围的USB电池充电装置兼 容的USB2. 0下行端口，例如无需使用电流感测端口电力控制器。在一些实施例中，当下行 端口不需要充当标准USB2. 0下行端口时，例如当下行端口的父集线器（或其它类型的装 置）未附接到主机上时，所述方法的部分可能仅为可操作的。
[0053] 在此类情形中，充电端口可以最初呈现被动信号交换，例如由苹果（Apple)提供 的装置所使用的信号交换等。可以首先呈现所述被动信号交换，这是因为这些装置可以被 动地检测充电端口。因此，算法将无法检测无源装置并且在首先呈现另一信号交换的条件 下切换到适当信号交换。因此，在此实例之后，如果无源装置被插入到充电端口，那么其将 检测无源充电信号交换并且开始充电。
[0054] 如果连接兼容通用充电装置，那么充电端口可以检测装置并且将被动信号交换改 为所呈现信号交换。因此，所述兼容充电装置可以开始充电。应注意，此解决方案可以支持 充电装置移除检测，使得充电装置可以以任何顺序被插入。
[0055] 更详细来说，图6提供与被动信号交换的呈现对应的流程图。更具体来说，在在 602中进入无源充电模式之后（例如以上所论述的第一状态），充电端口可以在604中呈现 被动信号交换（或"苹果"信号交换）。
[0056] 如果附接无源装置，那么可以无源地检测信号交换并且开始充电。因此，充电端口 可以保持处于无源充电模式并且无需采取进一步动作。
[0057] 然而，如果附接装置不是无源的（例如，如果附接BC1. 2装置），那么其IDMSINK可 以为足够强以将D-线拉到低态。同样地，已观察到在附接或连接之后通用充电装置将D-线 拉到低态。为了顺应此，如果经典D-线路状态在606中被检测为低态（但还可以设想其它 条件），那么下行端口在608中过渡到通用充电端口模式。在一个实施例中，D+和/或D-线 路状态可以经解弹跳（debounce)以避免来自装置插件的错误检测。
[0058] 现在转到图7,在在702中进入通用充电端口模式之后，在704中下行端口可以通 过200 Ω连接D+及D-并且将弱的125k Ω上拉施加到D+上，并且在706中使端口电力循环 超过 TVBUS_KEAPP= 100ms(如《电池充电说明书，版本 1.2(Battery Charging Specification, Revisionl. 2)》）的4. 1. 3章节中所描述，所述案的全文以引用方式并入本文中），但可以设 想其它响应。
[0059] 此时，在708处，通用充电端口可以等待充电装置25秒以检测通用充电端口。由于 下行端口需要在移除装置的条件下返回到无源充电状态，所以在25秒之后通用充电端口 在710中连续监测D+线路状态。更具体来说，如果移除充电装置，那么D+上的弱的125k Ω 上拉可以将D+拉到高态。
[0060] 一些充电装置在进行充电端口检测时使其D+/D-输出呈三态或将D+拉到高态。使 用这些装置，下行端口可以将D+视为高态，即使装置尚未被移除。一般来说，使仍被插入的 这些装置进入无源充电模式是不成问题的，因为装置在此时已完成其信号交换。然而，由于 此装置也可将D-拉到低态，所以下行端口不会在检测到D+变为高态之后立刻进入无源充 电模式；否则，下行端口会在处于无源充电模式时错误地检测新充电装置（并且因此使端 口电力循环）。因此，在返回到无源充电状态之前，下行端口可以首先在712中中断D+与 D-之间的连接、实现D+与D-两者上的弱上拉、在714中等待100ms，并且在716中检查D+ 与D-两者为高态。如果D+与D-两者为高态，那么在718中安全返回到无源充电模式。
[0061] 以下概述集线器或其它装置的各种可能性：
[0062] 如果无法实现主机的电池充电，那么充电端口可以充当常规USB端口。例如，电源 可以在主机存在的条件下导通，并且可以在USB主机不存在的条件下切断。类似地，可以执 行典型枚举。可以不涉及特定电池充电。
[0063] 如果实现电池充电并且不存在USB主机，那么充电端口可以充当具有适当信号交 换的专用充电器。
[0064] 如果实现电池充电并且存在USB主机，那么充电端口可以提供使用专用USB电池 充电信号交换的信号交换。
[0065] 所沭实施例的优点
[0066] 本文中所述的实施例可以允许USB2. 0或USB3. 0集线器在无需具有电流感测的昂 贵电池充电启用端口电力控制器的情况下基于任何数目的下行USB端口而执行电池充电。 此类BC控制器在其通过多个信号交换而循环时使用监测端口的电流获取的技术。
[0067] 通常，BC控制器假定：获取大多数电流的信号交换为正确信号交换。这需要感测 电流的专用昂贵端口电力控制器。然而，使用上述实施例（其可能依赖信号交换协议）允 许端口在无需外部电流感测电池充电控制器的情况下支持大量装置的电池充电。
[0068] 此外，使用电流获取作为识别方法遇到以下问题：电流获取基于电池的充电状态 而变动以导致附接装置的错误识别。这通常导致无限期循环。例如，黑莓（Blackberry) 电话可在被充满电的条件下不获取电流，接着，在电力下降到仅95%时获取800mA。作为 另一实例，许多充电装置可以用电力耗尽或电力几乎耗尽的电池来"涓流充电（trickle charge) "。接着，当充电装置准备获取更多电流时，基于电流感测的充电方案可能处于不当 状态。
[0069] 由于这些控制器位于集线器的外部，所以其无法获知系统状态。因此，无法基于系 统状态而修改电流获取。
[0070] 另外，除成本以外，此类BC控制器具有使USB信号质量降级的另外缺点，因为其在 数据路径中添加若干欧姆的负载，这减小USB眼图中的开口。
[0071] 因此，上述实施例可以不具有超过无电池充电端口的额外成本，同时支持除经 由BC控制器而提供的充电装置以外的更多充电装置。此外，这些实施例决不会影响标准 USB2. 0的信号发送/操作。另外，由于各种实施例不依赖识别许多不同特定信号交换/电 流分布，所以其提供与新的/未知装置的更大兼容性。最后，由于不取决于充电装置电池的 状态，所以可以实现更一致行为。
[0072] 虽然已非常详细地描述以上实施例，但所属领域的技术人员将在完全了解以上揭 示内容之后明白许多变动及修改。意图将所附权利要求书解释为包含全部此类变动及修 改。
【权利要求】
1. 一种USB装置，其包括： 电力端口，其用于从电源接收电力； 一个或多个装置端口，其用于耦合到装置，其中所述一个或一个以上装置端口耦合到 所述电力端口，其中所述一个或多个装置端口经配置以将来自所述电源的所述电力的至少 一个部分提供到耦合到所述一个或多个装置端口的装置，其中耦合到所述一个或多个装置 端口上的所述装置可使用所述电力的所述至少一个部分来给所述装置的电池充电； 装置逻辑，其耦合到所述电力端口及所述一个或多个装置端口，其中所述装置逻辑经 配置以： 将第一信号交换提供给所述一个或多个装置端口的第一装置端口，其中耦合到所述第 一装置端口的第一装置类型的装置经配置以在无需与所述USB装置的进一步通信的情况 下基于所述第一信号交换而给其电池充电； 监测所述第一装置端口以寻找来自耦合所述第一装置端口的第二装置类型的装置的 第二信号交换；以及 响应于检测到所述第二信号交换，将响应提供给所述第二装置类型的所述装置，其中 所述第二装置类型的所述装置经配置以基于所述第二信号交换的所述响应而给其电池充 电。
2. 根据权利要求1所述的USB装置，其中所述第一信号交换指示耦合到所述第一装置 端口的所述第一装置类型的所述第二装置的最大电流电平。
3. 根据权利要求1所述的USB装置，其中所述响应适合于多个不同装置类型。
4. 根据权利要求1所述的USB装置，其中所述装置逻辑经进一步配置以： 响应于检测到所述第二信号交换，使所述第二装置类型的所述装置电力循环。
5. 根据权利要求4所述的USB装置，其中所述装置逻辑在至少第一状态及第二状态中 操作，其中在所述第一状态中执行所述第一信号交换的所述提供，其中所述装置逻辑经进 一步配置以： 响应于检测到所述第二信号交换，进入所述第二状态；以及 在所述第二装置的所述电力循环之后保持处于所述第二状态达第一时间段。
6. 根据权利要求1所述的USB装置，其中所述装置逻辑在至少第一状态及第二状态中 操作，其中在所述第一状态中执行所述第一信号交换的所述提供，其中所述装置逻辑经进 一步配置以： 响应于检测到所述第二信号交换，进入所述第二状态； 检测所述第二装置类型的所述第二装置的断开；以及 响应于检测到所述断开而进入所述第一状态。
7. 根据权利要求1所述的USB装置，其中所述装置逻辑在至少第一状态及第二状态中 操作，其中在所述第一状态中连续执行所述第一信号交换的所述提供。
8. 根据权利要求1所述的USB装置，其中所述第二信号交换的所述检测包括检测所述 第一装置端口与所述第二装置之间的连接的线路状态变化。
9. 根据权利要求1所述的USB装置，其中所述USB装置包括USB集线器，其中所述USB 装置包括用于耦合到USB主机的上游端口。
10. 根据权利要求9所述的USB装置，其中所述装置逻辑经进一步配置以： 用所述USB主机执行所述第二装置类型的所述第二装置的枚举；以及 将第三信号交换提供给所述第二装置类型的所述第二装置，其中所述第二装置类型的 所述第二装置经配置以在高于枚举电力电平时基于所述第三信号交换而给其电池充电。
11. 一种用于给装置充电的方法，其包括： 通过第一装置将第一信号交换提供给第二装置，其中第一装置类型的第二装置经配置 以在无需进一步通信的情况下基于所述第一信号交换而给其电池充电； 通过所述第一装置监测所述第二装置的连接以寻找与第二装置类型的第二装置对应 的第二信号交换；以及 响应于检测到所述第二信号交换，通过所述第一装置将响应提供给所述第二装置类型 的所述第二装置，其中所述第二装置类型的所述第二装置经配置以基于对所述第二信号交 换的所述响应而给其电池充电。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述第一信号交换指示所述第二装置的最大电 流电平。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述响应适合于多个不同装置类型。
14. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括： 响应于检测到所述第二信号交换，使所述第二装置电力循环。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述第一装置在至少第一状态及第二状态中 操作，其中在所述第一状态中执行所述第一信号交换的所述提供，其中所述方法进一步包 括： 响应于检测到所述第二信号交换，通过所述第一装置进入所述第二状态；以及 在所述第二装置类型的所述第二装置的所述电力循环之后通过所述第一装置保持处 于所述第二状态达第一时间段。
16. 根据权利要求11所述的方法，其中所述第一装置在至少第一状态及第二状态中 操作，其中在所述第一状态中执行所述第一信号交换的所述提供，其中所述方法进一步包 括： 响应于检测到所述第二信号交换，通过所述第一装置进入所述第二状态； 通过所述第一装置检测所述第二装置类型的所述第二装置的断开；以及 响应于检测到所述断接，通过所述第一装置进入所述第一状态。
17. 根据权利要求11所述的方法，其中所述第一装置在至少第一状态及第二状态中操 作，其中在所述第一状态中连续执行所述第一信号交换的所述提供。
18. 根据权利要求11所述的方法，其中所述第二信号交换的所述检测包括检测所述第 一装置与所述第二装置类型的所述第二装置之间的连接的线路状态变化。
19. 根据权利要求11所述的方法，其中所述第一装置包括USB集线器，其中所述第二装 置包括USB装置，其中所述方法进一步包括： 通过所述USB集线器连接到USB主机； 通过所述USB集线器用所述USB主机执行所述USB装置的枚举；以及 通过所述USB集线器将第三信号交换提供给所述USB装置，其中所述USB装置经配置 以在高于枚举电力电平时基于所述第三信号交换而给其电池充电。
20. -种存储用于通过第一装置给第二装置充电的程序指令的非暂时性计算机可存取 存储媒体，其中所述程序指令可由处理器执行以： 将第一信号交换提供给所述第二装置，其中第一装置类型的第二装置经配置以在无需 进一步通信的情况下基于所述第一信号交换而给其电池充电； 监测所述第二装置的连接以寻找与第二装置类型的第二装置对应的第二信号交换；以 及 响应于检测到所述第二信号交换，将响应提供给所述第二装置类型的所述第二装置， 其中所述第二装置类型的所述第二装置经配置以基于对所述第二信号交换的所述响应而 给其电池充电。
【文档编号】G06F1/26GK104220957SQ201280053887
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年9月19日 优先权日:2011年10月31日
【发明者】阿蒂诗·高希, 马修·卡利巴特 申请人:Smsc控股有限责任公司