專利名稱：主機(jī)裝置、通用串行總線的接口模塊與其電源管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源管理的技術(shù)，特別是涉及一種在通用串行總線上 的電源管理的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在以前，計(jì)算機(jī)必須通過各式各樣的連^妄接口耦接不同的周邊設(shè)備。 例如，通過串行端口連接調(diào)制解調(diào)器與鼠標(biāo)、通過平行接口連接打印等等， 因多種規(guī)格的輸入輸出接口造成管理不易。再者，早先必須先關(guān)閉計(jì)算機(jī) 主機(jī)才能進(jìn)行周邊設(shè)備的連接或卸除工作，亦造成使用上的不便。
因此，產(chǎn)業(yè)界制定了通用串行總線(Universal Serial Bus,以下可以簡稱 USB)標(biāo)準(zhǔn)，可支持隨插即用(plug and play， PNP)的安裝功能。由于USB具 有熱插拔的i殳計(jì)，因此不必關(guān)機(jī)或是重新啟動，計(jì)算機(jī)主機(jī)即可經(jīng)由USB 而使用周邊設(shè)備。目前已有許多電子裝置皆具有USB接口，例如鍵盤、掃-描儀、隨身盤以及數(shù)字相機(jī)等。
隨著技術(shù)的精進(jìn)以及使用需求的改變，早先所制定的USB標(biāo)準(zhǔn)(例如 USB l.O版與USB 1.1版)已無法滿足需求，因此制定了 USB2.0標(biāo)準(zhǔn)。而關(guān) 于USB 2.0主控制器(host controller)標(biāo)準(zhǔn)可參照Intel公司于2002年3月12 日公布"通用串行總線的加強(qiáng)型主控制器接口規(guī)范，，(Enhanced Host
節(jié)不在此贅述。
眾所皆知，在一標(biāo)準(zhǔn)的USB連接器中，具有4個(gè)腳位，其分別是電源 腳位、接地腳位、以及一對數(shù)據(jù)傳輸腳位。其中，數(shù)據(jù)在USB上是通過雙 絞線來傳輸，并且使用半雙工的差動信號并協(xié)同工作，以抵消長導(dǎo)線的電 磁干擾。
另外，由于在USB還可以傳送電源，因此一些簡單的電子裝置在通過 USB連接至一主機(jī)裝置時(shí)，可以不需另外連接電源，而直接通過USB中所
4傳送的電源即可運(yùn)作。然而，在已知的USB模塊，無論是否有電子裝置進(jìn) 行連接，都是一直在接收一工作電源。然而，若是沒有電子裝置連接至USB 模塊，而還是一直供電給USB模塊，這就造成無謂的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種通用串行總線的接口模塊，其具有一省電的工 作模式，可以節(jié)省電源的浪費(fèi)。
本發(fā)明還提供一種利用上述接口模塊的主機(jī)裝置，可以在沒有外部電 子裝置連接至接口模塊的狀態(tài)下，可以節(jié)省電源消耗。
此外，本發(fā)明還提供一種電源管理方法，可以管理通用串行總線在不 同狀態(tài)下的耗電情形，以節(jié)省電源的消耗。
本發(fā)明提供一種通用串行總線的接口模塊，可以連接具有通用串行總 線的電子裝置。本發(fā)明的接口模塊包括USB控制器和檢測電路。USB控制 器可以耦接USB，而檢測電路則可以耦接USB中的一第一數(shù)據(jù)線和一第二 數(shù)據(jù)線二者至少其中之一，并且輸出其上的電壓。當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)線和第二數(shù) 據(jù)線二者的電壓為低電位時(shí)，則USB控制器可以被禁能。相對地，當(dāng)?shù)谝?數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓為高電位時(shí)，則USB控制器 可以被致能。
從另一觀點(diǎn)來看，本發(fā)明又提供一種主機(jī)裝置，包括微處理單元、USB、 USB控制器和檢測電路。USB耦接至USB控制器，并且具有一第一數(shù)據(jù)線 和一第二數(shù)據(jù)線。另外，檢測電路可以耦接微處理單元、第一數(shù)據(jù)線和第
二數(shù)據(jù)線，并且可以將第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓 送至微處理單元。當(dāng)微處理單元判斷第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線為低電位時(shí)， 則禁能USB控制器。反之，當(dāng)微處理單元判斷第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二 者至少其中之一的電壓為高電位時(shí)，則致能USB控制器。
另外，微處理單元還在第 一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線上的電壓為高電位時(shí)， 判斷在第 一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線上是否正在傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)?一數(shù)據(jù)線和第 二數(shù)據(jù)線上正在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，則微處理單元禁能檢測電路；而當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù) 線和第二數(shù)據(jù)線上并未傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，則微處理單元致能檢測電路。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，檢測電路包括一第 一開關(guān)晶體管和一第二開 關(guān)晶體管。第一開關(guān)晶體管和第二開關(guān)晶體管的柵極端都接收一開關(guān)訊號，而漏極端也都共同耦接至微處理單元。此外，第一開關(guān)晶體管和第二開關(guān) 晶體管的源極端，則分別對應(yīng)耦接至第 一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線。
從另一觀點(diǎn)來看，本發(fā)明還提供一種通用串行總線的電源管理方法，
包括提供一檢測模塊，來檢測USB中的一第一數(shù)據(jù)線和一第二數(shù)據(jù)線上的
電壓。當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓為高電位時(shí)，
則提供工作電源給USB。相對地，若是第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少 其中之一的電壓為低電位時(shí)，則停止提供工作電源給USB,以節(jié)省電源。
由于本發(fā)明可以在第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓 為低電位時(shí)停止供應(yīng)工作電源，因此本發(fā)明可以避免電源無謂的浪費(fèi)。
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 較佳實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。


圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例的接口模塊的系統(tǒng)方塊圖。 圖2所示為本發(fā)明 一 實(shí)施例的檢測電路的電路方塊圖。 圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例的USB的接口模塊的訊號時(shí)序圖。 圖4所示為本發(fā)明一實(shí)施例的通用串行總線的電源管理方法的步驟流 程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例的USB接口模塊的系統(tǒng)方塊圖。請參照圖 1，本實(shí)施例所提供的USB接口4莫塊100可以適用于一主機(jī)裝置，例如個(gè)人 計(jì)算機(jī)或是便攜式計(jì)算機(jī)。接口模塊100至少包括微處理單元102、 USB 104、 USB控制器106和檢測電路108。微處理單元102分別耦接USB控制 器106和檢測電路108,而USB控制器106和檢測電路108又分別耦接USB 104。
USB 104可以連接具有USB"t妄口的外部電子裝置130,并且至少具有 一第一數(shù)據(jù)線D+和一第二數(shù)據(jù)線D-。在本實(shí)施例中，第一數(shù)據(jù)線D+和第 二數(shù)據(jù)線D-可以分別通過節(jié)點(diǎn)A和B耦接至檢測電路108。藉此，檢測電 路108就可以檢測第 一數(shù)據(jù)線D+和第二數(shù)據(jù)線D-二者至少其中之一的電壓 值(節(jié)點(diǎn)A和B上的電壓值)。 一般而言，在數(shù)據(jù)線D+和D-上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，則可以互為差動訊號。另外，數(shù)據(jù)線D+和D-都可以分別通過電阻112和 114接地。因此，當(dāng)電子裝置130還未連接至USB 104時(shí)，節(jié)點(diǎn)A和B的 電壓可以是低電位。
圖2所示為依照本發(fā)明的 一較佳實(shí)施例的 一種檢測電路的電路方塊圖。 請參照圖2，；險(xiǎn)測電路108包括第一開關(guān)202和第二開關(guān)204。在本實(shí)施例 中，第一開關(guān)202和第二開關(guān)204可以分別利用P型金屬氧化物半導(dǎo)體 (PMOS)晶體管來實(shí)現(xiàn)。其中，開關(guān)晶體管202的柵極端可以耦接微處理單 元102,并且通過電阻206耦接至^:據(jù)線D+和開關(guān)晶體管202的源4l端。 另外，開關(guān)晶體管202的漏極端也可以耦接處理單元102。
類似地，開關(guān)晶體管204的柵極端也可以通過電阻208耦接至數(shù)據(jù)線 D-和開關(guān)晶體管204的源極端，并且開關(guān)晶體管204的柵極端可以耦接至 開關(guān)晶體管202的柵極端。此外，開關(guān)晶體管204的漏極端同樣也可以耦 接樣么處理單元102。在本實(shí)施例中，開關(guān)晶體管202和204的漏極端還可以 通過電阻21(M妾地。
圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例的USB的接口模塊的訊號時(shí)序圖。請同時(shí) 參照圖1、圖2和圖3,起初，在電子裝置130還未連接至接口模塊100時(shí)， 節(jié)點(diǎn)A和B的電壓會由于拉低電阻112和114接地的緣故，而維持在低電 位。因此，開關(guān)晶體管202和204都會導(dǎo)通，使得節(jié)點(diǎn)E的電壓也會維持 在低電位。當(dāng)微處理單元102判斷節(jié)點(diǎn)E的電壓為低電位時(shí)，可以送出控 制訊號Cl給USB控制器106,使得USB控制器106進(jìn)入省電模式，并且 停止供應(yīng)工作電源PW給USB控制器106。
假設(shè)在tl時(shí)，電子裝置130連接至接口模塊100。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)A和B 的電壓會因?yàn)殡娮友b置130中的拉升電阻132和134連接至電壓源VI的緣 故，而同樣被提升至VI的高電位。同樣地，節(jié)點(diǎn)E的電壓也會被拉升至高 電位。當(dāng)微處理單元102判斷節(jié)點(diǎn)E的電壓被4i升至高電位時(shí)，就可以送 出控制訊號Cl來喚醒USB控制器106,并且開始供應(yīng)工作電源PW給USB 控制器106。
另外，假設(shè)在P1的期間，在數(shù)據(jù)線D+和D-上開始傳送數(shù)據(jù)。此時(shí)， USB控制器106可以送出訊號C2來通知^f敬處理單元102。由于在數(shù)據(jù)線 D+和D-上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)訊號的電壓，會在高電位和低電位之間不斷的切換， 以表示"r或"o"的數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)線D+和D-上傳輸時(shí)，可能會導(dǎo)致開關(guān)202和204發(fā)生誤動作，而降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠焚|(zhì)。這樣的影響，也 可以被稱做負(fù)載效應(yīng)。因此，為了避免負(fù)載效應(yīng)所帶來的影響，當(dāng)微處理單元102判斷有數(shù) 據(jù)在數(shù)據(jù)線D+和D-上傳輸時(shí)，則可以在t2時(shí)，將開關(guān)訊號SW拉升至高 電位。此時(shí)，開關(guān)晶體管202和204都會^皮禁能。換句話說，就是^r測電 路108被禁能。直到數(shù)據(jù)線D+和D-上的數(shù)據(jù)傳送完畢后，微處理單元102 才在t3時(shí)重新將開關(guān)訊號SW切換回低電位，而重新致能開關(guān)晶體管202 和204。假設(shè)在t4時(shí)，電子裝置130與接口模塊IOO分開。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)A和B 的電壓又重新回到低電位，并且使節(jié)點(diǎn)E的電壓也重新回到低電位。當(dāng)微 處理單元102判斷節(jié)點(diǎn)E的電壓為低電位時(shí)，就可以使得USB控制器106 重新回到省電模式，并且停止供應(yīng)工作電源PW給USB控制器106。藉由 上述的步驟，本實(shí)施例所提供的USB的接口模塊100,就可以避免在閑置 時(shí)消耗不必要的電源。將以上的敘述作一整理，本發(fā)明還提供一種USB的電源管理方法，如 圖4所示。請參照圖4，本實(shí)施例所提供的電源管理方法，先如步驟S402 所述，提供一檢測模塊，以如步驟S404所述，沖企測USB中的第一數(shù)據(jù)線 和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓是否為高電位。若是檢測模塊檢測 到第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線都在低電位(也就是步驟S404所標(biāo)示的"否")， 則本實(shí)施例就可以進(jìn)行步驟S406,就是停止供應(yīng)工作電源給USB。反之，若是檢測模塊檢測到第 一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之 一的電壓為高電位(也就是步驟S404所標(biāo)示的"是")，則可以如步驟S408所 述，提供工作電源給USB,以使其能正常運(yùn)作。當(dāng)工作電源提供至USB之 后，本實(shí)施例還可以如步驟S410所述，判斷在USB上是否有數(shù)據(jù)正在傳 輸。若是在步驟S410中，發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)正在USB上傳輸時(shí)(也就是步驟S410 所標(biāo)示的"是")，則可以進(jìn)行步驟S412,就是禁能檢測模塊，并且重復(fù)步驟 S410,以判斷USB上的數(shù)據(jù)是否傳輸完畢。若是USB上的數(shù)據(jù)都已經(jīng)被傳輸完畢，或是在前一次進(jìn)行步驟S410 時(shí)，發(fā)現(xiàn)USB上并沒有數(shù)據(jù)在傳輸(也就是步驟S410所標(biāo)示的"否")，則可 以如步驟S414,重新或持續(xù)致能檢測模塊，并且重復(fù)S404等步驟。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本 來源的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可作若干的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍本申請的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種通用串行總線的接口模塊，適于連接具有上述通用串行總線的電子裝置，其特征是，而上述接口模塊包括通用串行總線控制器，耦接上述通用串行總線；以及檢測電路，耦接上述通用串行總線中的第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一，并輸出上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓，其中當(dāng)上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓為低電位時(shí)，則上述通用串行總線控制器被禁能，當(dāng)上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓為高電位時(shí)，則上述通用串行總線控制器被致能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口模塊，其特征是，其中上述檢測電路包括 第一開關(guān)晶體管，其柵極端接收開關(guān)訊號，其源極端耦接至上述第一數(shù)據(jù)線，并從其漏極端輸出上述第一數(shù)據(jù)線上的電壓值；以及第二開關(guān)晶體管，其柵極端接收上述開關(guān)訊號，其源極端耦接至上述 第二數(shù)據(jù)線，并從其漏極端輸出上述第二數(shù)據(jù)線上的電壓值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口模塊，其特征是，其中上述第一開關(guān)晶體 管和上述第二開關(guān)晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
4. 一種主機(jī)裝置，其特征是，上述主機(jī)裝置包括 微處理單元；通用串行總線，具有第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線；通用串行總線控制器，耦接上述通用串行總線和上述微處理單元；以及檢測電路，耦接上述微處理單元、上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線， 并將上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓送至上述 微處理單元，其中當(dāng)上述微處理單元判斷上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至 少其中之一的電壓為低電位時(shí)，則禁能上述通用串行總線控制器，而當(dāng)上述微處理單元判斷上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至少 其中之一的電壓為高電位時(shí)，則致能上述通用串行總線控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主機(jī)裝置，其特征是，其中上述微處理單元還在上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線上的電壓為高電位時(shí)，判斷在上述第 一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線上是否正在傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線上正在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，則上述微處 理單元禁能上述檢測電路，而當(dāng)上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線上并未傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，則上述微 處理單元致能上述檢測電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主機(jī)裝置，其特征是，其中上述檢測電路包括 第一開關(guān)晶體管，其柵極端接收開關(guān)訊號，其源極端耦接至上述第一數(shù)據(jù)線，其漏極端耦接至上述微處理單元；以及第二開關(guān)晶體管，其柵極端接收上述開關(guān)訊號，其源極端耦接至上述第二數(shù)據(jù)線，其漏極端耦接至上述;f鼓處理單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的主機(jī)裝置，其特征是，其中上述第一開關(guān)晶體 管和上述第二開關(guān)晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
8. —種通用串行總線的電源管理方法，其特征是，上述電源管理方法包 括下列步驟提供檢測模塊，來檢測上述通用串行總線中的第一數(shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù) 線上的電壓；當(dāng)上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓為高電 位時(shí)，則提供工作電源給上述通用串行總線；以及當(dāng)上述第一數(shù)據(jù)線和上述第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓為低電 位時(shí)，則停止提供上述工作電源給上述通用串行總線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源管理方法，其特征是，上述電源管理方法 還包括下列步驟當(dāng)上述工作電源被提供到上述通用串行總線時(shí)，則判斷上述通用串行 總線是否正在傳送數(shù)據(jù)；以及當(dāng)上述通用串行總線正在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，則禁能上述檢測模塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源管理方法，其特征是，其中當(dāng)上述通用 串行總線傳輸數(shù)據(jù)完畢后，則重新致能上述檢測模塊。
全文摘要
一種主機(jī)裝置、通用串行總線的接口模塊與其電源管理方法。本發(fā)明的接口模塊包括USB控制器和檢測電路。USB控制器可以耦接USB，而檢測電路則可以耦接USB中的一第一數(shù)據(jù)線和一第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一，并且輸出其上的電壓。當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線為低電位時(shí)，則USB控制器可以被禁能。相對地，當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)線和第二數(shù)據(jù)線二者至少其中之一的電壓為高電位時(shí)，則USB控制器可以被致能。本發(fā)明還提出一種通用串行總線的電源管理方法及一種包括接口模塊與通用串行總線的主機(jī)裝置。
文檔編號G06F1/32GK101650592SQ200810147060
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者李泳德 申請人:華碩電腦股份有限公司