通用串行总线装置的检测系统及其方法.pdf

本发明提供一种通用串行总线装置的检测系统及其方法，通过USB控制器控制切换模块以判断USB接口的准位，以检测所述通用串行总线装置是否连接主机装置，以节省主机装置过度耗电。

权利要求书
1.  一种通用串行总线装置的检测系统，用以检测所述通用串行总线装置是否连接一主机装置，其特征在于，所述检测系统包括： 
一电源单元，用以输出一第一电源信号以及一第二电源信号；
一USB接口，耦接所述电源单元，具有一电源脚位以及多个数据脚位，所述USB接口用以选择性接收所述第一电源信号以及所述第二电源信号；
一切换模块，耦接所述电源单元以及所述USB接口，用以切换所述电源单元，使所述第一电源信号以及所述第二电源信号两者输出至所述电源脚位，或是使所述第一电源信号以及所述第二电源信号中任一者输出至所述电源脚位；以及 
一USB控制器，耦接所述电源单元、所述USB接口以及所述切换模块，用以控制所述切换模块切换所述电源单元，并且所述USB控制器判断所述电源脚位的一第一准位是否小于一第一预定准位，当所述第一准位小于所述第一预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置。

2.  根据权利要求1所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，所述切换模块包括一第一切换器以及一第二切换器；
所述USB控制器使所述第一切换器处于使能状态，以通过所述第一切换器控制所述电源单元输出所述第一电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，并且所述USB控制器使所述第二切换器处于断开状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元停止输出一第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位；以及
所述USB控制器使所述第二切换器处于使能状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元输出所述第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，以使所述主机装置驱动所述通用串行总线装置。

3.  根据权利要求2所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，进一步包括一电阻单元，耦接至所述第一切换器与所述电源脚位之间，用以调整所述通用串行总线装置通过所述电源脚位接收所述第一电源信号的电流量。

4.  根据权利要求1所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，当所述第一准位等于所述第一预定准位时，所述USB控制器进一步判断所述多个数据脚位的一第二准位是否不等于一第二预定准位，当所述第二准位不等于所述第二预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置。

5.  根据权利要求1所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，所述第一电源信号的电流小于所述第二电源信号的电流。

6.  根据权利要求1所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，所述第一电源信号的所述第一准位等于或是不等于所述第二电源信号的准位。

7.  一种通用串行总线装置的检测系统，用以检测所述通用串行总线装置是否连接一主机装置，其特征在于，所述检测系统包括： 
一电源单元，用以输出一电源信号；
一USB接口，耦接所述电源单元，具有一电源脚位、多个数据脚位以及一接地脚位，所述USB接口用以接收所述电源信号；
一比较单元，耦接至所述USB接口，用以比较所述接地脚位的准位与一参考信号的准位是否相等；
一切换模块，耦接所述USB接口以及所述比较单元，用以切换所述USB接口与所述比较单元，使所述接地脚位电性连接所述比较单元，或是使所述接地脚位以及所述比较单元接收一接地信号，其中所述接地信号的准位不同于所述参考信号的准位；以及
一USB控制器，耦接所述切换模块，用以控制所述切换模块切换所述USB接口与所述比较单元，并且当所述通用串行总线装置电性连接所述USB接口时，所述通用串行总线装置在所述USB接口的所述接地脚位产生所述接地信号，使所述比较单元输出一高准位状态，当所述通用串行总线装置未电性连接所述USB接口时，所述通用串行总线装置在所述USB接口的所述接地脚位不产生所述接地信号，使所述比较单元输出一低准位状态。

8.  根据权利要求7所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，所述比较单元包括：
一第一输入端，耦接所述接地脚位以及所述切换模块，用以接收所述接地信号； 
一参考端，用以产生所述参考信号；
一第二输入端，选择性耦接所述参考端以及所述切换模块，用以接收所述参考信号；以及
一输出端，当所述通用串行总线装置电性连接所述USB接口时，用以输出所述高准位状态，当所述通用串行总线装置未电性连接所述USB接口时，用以输出所述低准位状态。

9.  根据权利要求8所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，所述切换模块包括：
一共享端，耦接所述第一输入端以及所述接地脚位，用以接收所述接地信号； 
一第一切换端，耦接所述比较单元的所述第二输入端，用以接收所述参考信号；以及 
一第二切换端，耦接至所述USB接口的外壳上。

10.  根据权利要求7所述的通用串行总线装置的检测系统，其特征在于，进一步包括一电阻单元，耦接至所述切换模块与所述比较单元，用以调整所述通用串行总线装置通过所述接地脚位接收所述参考信号的电流量。

11.  一种通用串行总线装置的检测方法，适用于一检测系统，用以检测所述通用串行总线装置是否连接一主机装置，其特征在于，所述检测系统包括一电源单元、一USB接口、一USB控制器以及一切换模块，其中所述USB接口包括一电源脚位以及多个数据脚位，所述切换模块包括一第一切换器以及一第二切换器，所述检测方法包括下列步骤： 
(a) 所述USB控制器使所述第一切换器处于使能状态，以通过所述第一切换器控制所述电源单元输出一第一电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，并且所述USB控制器使所述第二切换器处于断开状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元停止输出一第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位；
(b) 所述USB控制器判断所述电源脚位的一第一准位是否小于一第一预定准位，当所述第一准位小于所述第一预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置并且执行步骤(c)；以及
(c) 所述USB控制器使所述第二切换器处于使能状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元输出所述第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，以使所述主机装置驱动所述通用串行总线装置。

12.  根据权利要求11所述的通用串行总线装置的检测方法，其特征在于，当所述第一准位等于所述第一预定准位时，进一步包括步骤(b1)：所述USB控制器判断所述多个数据脚位的一第二准位是否不等于一第二预定准位，当所述第二准位不等于所述第二预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置并且执行步骤(c)。

13.  根据权利要求11所述的通用串行总线装置的检测方法，其特征在于，所述第一电源信号的电流小于所述第二电源信号的电流。

14.  根据权利要求11所述的通用串行总线装置的检测方法，其特征在于，所述第一电源信号的所述第一准位等于或是不等于所述第二电源信号的准位。

15.  根据权利要求11所述的通用串行总线装置的检测方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述USB控制器使所述第一切换器处于使能状态或是断开状态之一。

说明书通用串行总线装置的检测系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种检测系统及其方法，特别涉及一种通用串行总线装置的检测系统及其方法有关，用以检测通用串行总线装置是否连接一主机装置。
背景技术
随着信息技术的快速发展，电子产品的应用日益普及，例如笔记型计算机、手机、平板电脑等手持式电子装置处处可见。由于这些电子装置的特点是可随身携带、随时随地使用，并且为了使各种电子装置之间可以互相联机以进行较大量的数据传输，故一电子装置通常是以通用串行总线(Universal Serial Bus, 简称USB)连接线插接于主机装置(host device)，所述主机装置利用USB连接线提供电源给所述电子装置，并且使所述电子装置与所述主机装置之间通过USB传输协议彼此传送数据。然而在现有技术中，当所述电子装置以一连接器连接至所述主机装置时，所述主机装置以连接器的一接脚来检测所述电子装置是否已经插入所述主机装置的USB连接端口，但此种接脚并非是一标准组件，以致于所述电子装置与所述主机装置使用上的不方便。而且，当以USB延长线插入所述主机装置时，所述主机装置会误判所述延长线为一具有USB接口的电子装置插入所述主机装置，造成所述主机装置的错误动作而将电源提供给所述电子装置，因而使主机装置更加耗电。有鉴于此，目前仍需要发展一种新式的检测系统及其方法，以改善上述问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种通用串行总线装置的检测系统及其检测方法，通过USB控制器控制切换模块以判断USB接口的准位，以检测所述通用串行总线装置是否连接主机装置，以节省主机装置过度耗电，而且即使以延长线插接所述主机装置，本发明的检测方法可正确地检测并未有通用串行总线装置连接所述主机装置。
为达成上述目的，本发明的第一优选实施例提供一种通用串行总线装置的检测系统，所述检测系统用以检测所述通用串行总线装置是否连接一主机装置，所述检测系统包括：一电源单元，用以输出一第一电源信号以及一第二电源信号；一USB接口，耦接所述电源单元，具有一电源脚位以及多个数据脚位，所述USB接口用以选择性接收所述第一电源信号以及所述第二电源信号；一切换模块，耦接所述电源单元以及所述USB接口，用以切换所述电源单元，使所述第一电源信号以及所述第二电源信号两者输出至所述电源脚位，或是使所述第一电源信号以及所述第二电源信号中任一者输出至所述电源脚位；以及一USB控制器，耦接所述电源单元、所述USB接口以及所述切换模块，用以控制所述切换模块切换所述电源单元，并且USB控制器判断所述电源脚位的一第一准位是否小于一第一预定准位，当所述第一准位小于所述第一预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置。
所述切换模块包括一第一切换器以及一第二切换器；所述USB控制器使所述第一切换器处于使能状态，以通过所述第一切换器控制所述电源单元输出所述第一电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，并且所述USB控制器使所述第二切换器处于断开状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元停止输出一第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位；以及，所述USB控制器使所述第二切换器处于使能状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元输出所述第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，以使所述主机装置驱动所述通用串行总线装置。
在一实施例中，当所述第一准位等于所述第一预定准位时，所述USB控制器进一步判断所述多个数据脚位的一第二准位是否不等于一第二预定准位，当所述第二准位不等于所述第二预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置。
本发明的第二优选实施例提供一种通用串行总线装置的检测系统，所述检测系统用以检测所述通用串行总线装置是否连接一主机装置，所述检测系统包括：一电源单元，用以输出一电源信号；一USB接口，耦接所述电源单元，具有一电源脚位、多个数据脚位以及一接地脚位，所述USB接口用以接收所述电源信号；一比较单元，耦接所述USB接口，用以比较所述接地脚位的准位与一参考信号的准位是否相等；一切换模块，耦接所述USB接口以及所述比较单元，用以切换所述USB接口与所述比较单元，使所述接地脚位电性连接所述比较单元，或是使所述接地脚位以及所述比较单元接收一接地信号，其中所述接地信号的准位不同于所述参考信号的准位；以及一USB控制器，耦接所述切换模块，用以控制所述切换模块切换所述USB接口与所述比较单元，并且当所述通用串行总线装置电性连接所述USB接口时，所述通用串行总线装置在所述USB接口的所述接地脚位产生所述接地信号，使所述比较单元输出一高准位状态，当所述通用串行总线装置未电性连接所述USB接口时，所述通用串行总线装置在所述USB接口的所述接地脚位不产生所述接地信号，使所述比较单元输出一低准位状态。
本发明的第三优选实施例提供一种通用串行总线装置的检测方法，适用于一检测系统，用以检测所述通用串行总线装置是否连接一主机装置，所述检测系统包括一电源单元、一USB接口、一USB控制器以及一切换模块，其中所述USB接口包括一电源脚位以及多个数据脚位，所述切换模块包括一第一切换器以及一第二切换器，所述检测方法包括下列步骤：(a) 所述USB控制器使所述第一切换器处于使能状态，以通过所述第一切换器控制所述电源单元输出一第一电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，并且所述USB控制器使所述第二切换器处于断开状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元停止输出一第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位；(b) 所述USB控制器判断所述电源脚位的一第一准位是否小于一第一预定准位，当所述第一准位小于所述第一预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置并且执行步骤(c)；以及(c) 所述USB控制器使所述第二切换器处于使能状态，以通过所述第二切换器控制所述电源单元输出所述第二电源信号至所述USB接口的所述电源脚位，以使所述主机装置驱动所述通用串行总线装置。
在一实施例中，当所述第一准位等于所述预定准位时，进一步包括步骤(b1)：所述USB控制器判断所述多个数据脚位的一第二准位是否不等于一第二预定准位，当所述第二准位不等于所述第二预定准位时，所述通用串行总线装置电性连接所述主机装置并且执行步骤(c)。
附图说明
图1，本发明第一实施例中通用串行总线装置的检测系统的结构示意图；
图2，采用图1中所述检测系统的检测方法的流程图；
图3，本发明第二实施例中通用串行总线装置的检测系统的结构示意图。
【符号说明】
100  通用串行总线装置                    102、302  检测系统
104  电源单元                                    106  USB接口
107  比较单元                                    107a  第一输入端
107b  第二输入端                              107c  参考端
107d  输出端                                      108  切换模块
108a  第一切换器                              108b  第二切换器
110  USB控制器                                112  电阻单元
114a  电源脚位                                  114b  数据脚位
114c  接地脚位                                  116a  共享端
116b  第一切换端                              116c  第二切换端
PS1  第一电源信号                             PS2  第二电源信号
SG  接地信号                                      SR  参考信号。
具体实施方式
本发明的优选实施例是通过附图与下面的说明来进行详细描述，在不同的图式中，相同的组件符号代表相同或相似的组件。
参考图1，本发明第一实施例中通用串行总线装置100的检测系统102的结构示意图。所述检测系统102用以检测所述通用串行总线装置100是否连接一主机装置(图中未示出)，所述检测系统102包括电源单元104、USB接口106、切换模块108、USB控制器110以及电阻单元112。
在图1中，电源单元104用以输出第一电源信号PS1以及第二电源信号PS2，所述电源单元104可以是主机装置的电源供应系统。在一实施例中，所述第一电源信号PS1的电流小于所述第二电源信号PS2的电流，所述第一电源信号PS1可以是待命(standby)电源，所述第二电源信号PS2可以是供应通用串行总线装置100的电源电力。所述第一电源信号PS1的第一准位可以等于或是不等于所述第二电源信号PS2的准位，例如所述第一电源信号PS1的第一准位以及所述第二电源信号PS2的准位皆为5伏特(V)，但是不限于此，如两者皆为3V，或是一准位为5V，另一准位为3V。
如图1所示，USB接口106通过切换模块108耦接所述电源单元104，所述USB接口106具有一电源脚位114a、多个数据脚位114b以及接地脚位114c，在一实施例中，电源脚位114a可以是USB总线定义的VBUS脚位，所述多个数据脚位114b可以是D+与D-脚位。所述USB接口106用以选择性接收所述第一电源信号PS1以及所述第二电源信号PS2。也即，所述检测系统102利用所述切换模块108切换所述电源单元104，使所述USB接口106用以选择性接收所述第一电源信号PS1以及所述第二电源信号PS2两者，或是所述第一电源信号PS1以及所述第二电源信号PS2中任一者。
在图1中，切换模块108耦接所述电源单元104以及所述USB接口106，用以切换所述电源单元104，使所述第一电源信号PS1以及所述第二电源信号PS2两者输出至所述电源脚位114a，或是使所述第一电源信号PS1以及所述第二电源信号PS2中任一者输出至所述电源脚位114a。
具体来说，所述切换模块108包括第一切换器108a以及第二切换器108b。所述USB控制器110使所述第一切换器108a处于使能状态，以通过所述第一切换器108a控制所述电源单元104输出所述第一电源信号PS1至所述USB接口106的电源脚位114a，并且所述USB控制器110使所述第二切换器108b处于断开状态，以通过所述第二切换器108b控制所述电源单元104停止输出第二电源信号PS2至所述USB接口106的电源脚位114a。所述USB控制器110使所述第二切换器108b处于使能状态，以通过所述第二切换器108b控制所述电源单元104输出所述第二电源信号PS2至所述USB接口106的电源脚位114a，以使所述主机装置驱动所述通用串行总线装置100。
在图1中，USB控制器110耦接所述电源单元104、所述USB接口106以及所述切换模块108，所述USB控制器110用以控制所述切换模块108切换所述电源单元104，并且USB控制器110判断所述电源脚位114a的第一准位是否小于第一预定准位，当所述第一准位小于所述第一预定准位时，所述通用串行总线装置100电性连接所述主机装置。举例来说，当所述通用串行总线装置100电性连接所述主机装置时，若是所述通用串行总线装置100本身未具有电力，所述通用串行总线装置100的电源脚位114a将会通过USB接口106的电源脚位114a汲取电源单元104提供的电源(即第二电源信号PS2)。
在图1中，当所述第一准位等于所述预定准位时，所述USB控制器110判断所述多个数据脚位114b的第二准位是否不等于第二预定准位，当所述第二准位不等于所述第二预定准位时，所述通用串行总线装置100电性连接所述主机装置。举例来说，当所述通用串行总线装置100电性连接所述主机装置时，若是所述通用串行总线装置100本身具有电力，所述USB控制器110判断所述多个数据脚位114b的第二准位是否有变动(相较于所述通用串行总线装置100未电性连接所述主机装置之前的第二预定准位)，若是第二准位有变动，即表示所述通用串行总线装置100电性连接所述主机装置。
在一优选实施例中，所述电阻单元112耦接在所述第一切换器108a与所述电源脚位114a之间，用以调整所述通用串行总线装置100通过所述电源脚位114a接收所述第一电源信号PS1的电流量。
参考图1以及图2，其中，图2是采用图1中所述检测系统102的检测方法的流程图。所述检测方法适用于检测系统102，用以检测所述通用串行总线装置100是否连接主机装置，所述检测系统102包括电源单元104、USB接口106、切换模块108、USB控制器110以及电阻单元112。其中所述USB接口106包括电源脚位114a以及多个数据脚位114b，所述切换模块108包括第一切换器108a以及第二切换器108b。
所述检测方法包括下列步骤：在步骤S200中，所述USB控制器110使所述第一切换器108a处于使能状态，以通过所述第一切换器108a控制所述电源单元104输出第一电源信号PS1至所述USB接口106的电源脚位114a，并且所述USB控制器110使所述第二切换器108b处于断开状态，以通过所述第二切换器108b控制所述电源单元104停止输出第二电源信号PS2至所述USB接口106的电源脚位114a。
在一实施例中，所述第一电源信号PS1的电流小于所述第二电源信号PS2的电流，所述第一电源信号PS1可以是待命(standby)电源，所述第二电源信号PS2可以是供应通用串行总线装置100的电源电力。所述第一电源信号PS1的第一准位可以等于或是不等于所述第二电源信号PS2的准位，例如所述第一电源信号PS1的第一准位以及所述第二电源信号PS2的准位皆为5伏特(V)，但是不限于此。
在步骤S202中，所述USB控制器110判断所述电源脚位114a的第一准位是否小于第一预定准位；当所述第一准位小于所述第一预定准位时，所述通用串行总线装置100电性连接所述主机装置并且执行步骤S206；若否，则执行步骤S204。
在步骤S204中，所述USB控制器110判断所述多个数据脚位114b的第二准位是否不等于第二预定准位，当所述第二准位不等于所述第二预定准位时，所述通用串行总线装置100电性连接所述主机装置并且执行步骤S206，当所述第二准位等于所述第二预定准位，返回步骤S200。
在步骤S206中，所述USB控制器110使所述第二切换器108b处于使能状态，以通过所述第二切换器108b控制所述电源单元104输出所述第二电源信号PS2至所述USB接口106的电源脚位114a，以使所述主机装置驱动所述通用串行总线装置100。在一实施例中，当所述第二切换器108b处于使能状态时，所述USB控制器110使所述第一切换器108a处于使能状态或是断开状态之一。
根据上述，本发明所述的通用串行总线装置的检测系统及其检测方法，通过USB控制器控制切换模块以判断USB接口的电源接脚和/或数据脚位的准位，以检测所述通用串行总线装置是否连接主机装置，以节省主机装置过度耗电，而且即使以延长线插接所述主机装置，本发明的检测系统也可正确地检测出并未有通用串行总线装置连接所述主机装置。
参考图3，本发明第二实施例中通用串行总线装置的检测系统302的结构示意图。所述检测系统302用以检测所述通用串行总线装置100是否连接主机装置，所述检测系统302包括电源单元104、USB接口106、比较单元107、切换模块108、USB控制器110以及电阻单元112。在图3中，电源单元104用以输出一电源信号至所述USB接口106。USB接口106耦接所述电源单元104，所述USB接口106具有电源脚位114a、多个数据脚位114b以及接地脚位114c，所述USB接口106用以接收所述电源信号。
如图3所示，比较单元107耦接所述USB接口106以及所述切换模块108，用以比较所述接地脚位114c的准位与一参考信号SR的准位是否相等。切换模块108耦接所述比较单元107以及所述USB接口106，所述切换模块108用以切换所述USB接口106与所述比较单元107，使所述接地脚位114c电性连接所述比较单元107，或是使所述接地脚位114c以及所述比较单元107接收一接地信号SG，其中所述接地信号SG的准位不同于所述参考信号SR的准位。
在图3中，USB控制器110耦接所述切换模块108，用以控制所述切换模块108切换所述USB接口106与所述比较单元107，并且当所述通用串行总线装置100电性连接所述USB接口106时，所述通用串行总线装置100在所述USB接口106的接地脚位114c产生所述接地信号SG，使所述比较单元107输出一高准位状态；当所述通用串行总线装置100未电性连接所述USB接口106时，所述通用串行总线装置100在所述USB接口106的接地脚位114c不产生所述接地信号SG，使所述比较单元107输出低准位状态。应注意的是通用串行总线装置100产生所述接地信号SG的接地脚位114c具有较低的阻抗值(low impedance)。
如图3所示，所述比较单元107包括第一输入端107a、第二输入端107b、参考端107c以及输出端107d。第一输入端107a耦接所述接地脚位114c以及所述切换模块108，用以接收所述接地信号SG。第二输入端107b选择性耦接所述参考端107c以及所述切换模块108，用以接收所述参考信号SR，当所述切换模块108切换到与所述第一输入端107a以及所述接地脚位114c相连时，第二输入端107b选择性耦接至所述第一输入端107a。参考端107c用以产生所述参考信号SR。当所述通用串行总线装置100电性连接所述USB接口106时，输出端107d用以输出所述高准位状态，当所述通用串行总线装置100未电性连接所述USB接口106时，输出端107d用以输出所述低准位状态。
如图3所示，切换模块108包括共享端116a、第一切换端116b以及第二切换端116c。共享端116a耦接所述第一输入端107a以及所述接地脚位114c，用以接收来自所述通用串行总线装置100的接地信号SG。第一切换端116b耦接所述比较单元107的第二输入端107b，用以接收所述参考信号SR。第二切换端116c耦接至所述USB接口106的外壳上。
在一优选实施例中，电阻单元112耦接所述切换模块108与所述比较单元107，用以调整所述通用串行总线装置100通过所述接地脚位114c接收所述参考信号SR的电流量。在一实施例中，电阻单元112可整合至所述比较单元107中，如图3所示。
根据上述，本发明所述的通用串行总线装置的检测系统及其检测方法，通过USB控制器控制切换模块以判断USB接口的接地脚位的准位，以检测所述通用串行总线装置是否电性连接主机装置，以节省主机装置过度耗电，而且即使以延长线插接所述主机装置，本发明的检测方法也可正确地检测出并未有通用串行总线装置电性连接所述主机装置。
以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。