專利名稱：一種通用串行總線設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種USB(Universal Serial Bus，通用串行 總線)設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置。
背景技術(shù)：
由于USB接口具有速度快、可即插即用等特點(diǎn)，采用USB接口與主機(jī)(USB主設(shè)備) 相連的設(shè)備(USB從設(shè)備，以下簡稱USB設(shè)備)在市場上迅速普及；同時(shí)，市場上還存在著 大量不具備USB接口能力的主機(jī)，這類主機(jī)通常只提供串口、并口等接口，如果希望將USB 設(shè)備連接到這類主機(jī)，需要使用USB設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置。上述轉(zhuǎn)接裝置提供一個(gè)USB插槽，供 USB設(shè)備連接，并具有串口或并口接頭，以便與主機(jī)連接。通過上述轉(zhuǎn)接裝置，USB設(shè)備可以 連接到不提供USB接口的主機(jī)上，并且USB設(shè)備自身也無法識(shí)別出主機(jī)不是通過USB接口 與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。目前，還存在一種在硬件上具有對多種連接方式進(jìn)行識(shí)別和自適應(yīng)能力的USB設(shè) 備，這種USB設(shè)備具有以下特點(diǎn)1)具有標(biāo)準(zhǔn)的USB機(jī)械接口形狀和引腳，可以與主機(jī)端的USB接口相連；2)對USB接口 D+和D-引腳具有USB標(biāo)準(zhǔn)和非USB標(biāo)準(zhǔn)兩類使用方式；USB標(biāo)準(zhǔn) 使用方式符合USB協(xié)議的電氣和協(xié)議規(guī)范，非USB標(biāo)準(zhǔn)使用方式不符合USB協(xié)議的電氣和 協(xié)議規(guī)范；3)設(shè)備在硬件層面可以識(shí)別出對D+和D-引腳不同的使用方式。申請?zhí)枮?010101^982. X，名稱為“USB Key裝置及其利用USB接口實(shí)現(xiàn)智能卡通 信的方法”的中國專利申請記載了一種具有對多種連接方式進(jìn)行識(shí)別和自適應(yīng)能力的USB 設(shè)備。該專利所記載的USB裝置通過D+或D-引腳上的電平來識(shí)別其連接的是USB主設(shè)備 (標(biāo)準(zhǔn)使用方式)或者是USB讀卡器(非標(biāo)準(zhǔn)使用方式)。圖1為上述專利申請中記載的USB Key的電路原理圖。圖1所示的USBKey中， USB接口的D+和D-引腳分別與USB接口電路的D+和D-引腳相連，并且USB接口的D+和 D-引腳還分別與I/O接口電路的雙向接口和輸入接口相連；接口處理單元在USB Key上電 時(shí)判斷雙向接口的電平(即判斷D+引腳的電平)，如果為低電平，則打開USB接口電路，使 安全芯片通過USB接口與USB主設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；如果為高電平，則關(guān)閉USB接口電路， 使安全芯片通過I/O接口電路與外接設(shè)備，如ICantegrate Circuit，集成電路)卡讀卡器 進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。圖1所示的USB Key中，當(dāng)使用I/O接口電路與外接設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，與I/O 接口電路的雙向接口相連的D+引腳與IC卡標(biāo)準(zhǔn)中的I/O引腳作用相同，與I/O接口電路 的輸入接口相連的D-引腳與IC卡標(biāo)準(zhǔn)中的RST引腳(用于發(fā)送復(fù)位信號(hào))作用相同；外 接設(shè)備(如IC卡讀卡器)只需進(jìn)行簡單地改造即可將該USB Key當(dāng)作一個(gè)IC卡來使用。由于圖1所示的USB Key的安全芯片可識(shí)別出是否正在通過USB接口與外接設(shè)備 進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，安全芯片可以據(jù)此實(shí)施不同的安全策略。例如，當(dāng)USB Key通過USB接口與外接設(shè)備(通常為比較容易被病毒或木馬侵入的個(gè)人計(jì)算機(jī))進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，將其作為 不可信任的外接設(shè)備，實(shí)施嚴(yán)格的安全策略，僅啟動(dòng)對安全性要求較低的應(yīng)用；當(dāng)USB Key 通過I/O接口電路與外接設(shè)備(例如，IC卡讀卡器，銀行柜員機(jī)等)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，將其 作為可信任的外接設(shè)備，實(shí)施寬松的安全策略，可以啟動(dòng)對安全性要求較高的應(yīng)用。圖1所示的USB Key是目前被廣泛應(yīng)用于電子支付等領(lǐng)域，用于進(jìn)行電子簽名制 作、電子簽名認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、解密的安全工具，通常被稱為電子密碼鑰匙或電子簽名工具。 隨著功能的不斷擴(kuò)展，除了與傳統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)相連外，USB Key也需要與銀行提供的各種 交易終端(例如，銀行柜員機(jī))等外接設(shè)備相連。由于目前大多數(shù)銀行柜員機(jī)都不提供USB 接口，但大部分都提供串口，因此USB Key需要通過USB設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置才能與其相連。如果采用現(xiàn)有的USB設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置與銀行柜員機(jī)相連，圖1所示的USB Key會(huì) 通過USB接口電路與銀行柜員機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，安全芯片將實(shí)施嚴(yán)格的安全策略，啟動(dòng)對 安全性要求較低的應(yīng)用。但是，通常認(rèn)為銀行柜員機(jī)自身的可靠性和安全性非常高，圖1所 示的USB Key應(yīng)當(dāng)通過I/O接口電路與銀行柜員機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以便實(shí)施寬松的安全策 略，啟動(dòng)對安全性要求較高的應(yīng)用。顯然，現(xiàn)有技術(shù)中的串口轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)接裝置無法滿足上述 要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以將圖1所示 的USB裝置連接到主機(jī)的串口，并使用USB接口的D+或D-引腳傳輸I/O信號(hào)的USB設(shè)備
轉(zhuǎn)接裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種通用串行總線設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置，包含用于連接 到主機(jī)的串口接口，和用于連接USB設(shè)備的USB接口 ；該裝置還包含控制模塊；其中所述控制模塊與所述串口接口的T)(D引腳和RXD引腳相連，并與所述USB接口的 第一引腳相連，用于通過所述T)(D引腳接收串口信號(hào)，對所述串口信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電 平轉(zhuǎn)換得到的需要發(fā)送至USB設(shè)備的I/O信號(hào)通過所述第一引腳輸出；所述控制模塊還用于通過所述第一引腳接收I/O信號(hào)，對需要發(fā)送至主機(jī)的I/O 信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電平轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)通過所述RXD引腳輸出；所述控制模塊還通過連接檢測信號(hào)線與所述USB接口相連，用于在通過所述連接 檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，向所述第一引腳輸出高電平；其中，所述第一引腳為所述USB接口的D+引腳和D-引腳中的一個(gè)。此外，所述控制模塊還與所述USB接口的第二引腳相連，用于通過所述第二引腳 輸出復(fù)位信號(hào)；其中，所述第二引腳為所述USB接口的D+引腳和D-引腳中除所述第一引腳以外 的另一個(gè)。 此外，所述裝置還包含電源模塊，所述電源模塊與所述USB接口的VBUS弓丨腳通過 電源輸出線相連，用于通過所述VBUS引腳輸出電源。此外，所述控制模塊還與所述電源模塊相連，用于向所述電源模塊發(fā)送打開電源 信號(hào)以接通所述電源輸出線，或發(fā)送關(guān)閉電源信號(hào)以斷開所述電源輸出線；所述控制模塊在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，向所述電源模塊發(fā)送所述打開電源信號(hào)；所述控制模塊在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備 拔出時(shí)，向所述電源模塊發(fā)送所述關(guān)閉電源信號(hào)。此外，所述控制模塊包含電平轉(zhuǎn)換單元，連接檢測單元和主控單元；所述控制模塊中的所述電平轉(zhuǎn)換單元與所述T)(D引腳和RXD引腳相連，并與所述 主控單元相連；所述主控單元與所述電平轉(zhuǎn)換單元和所述第一引腳相連；所述電平轉(zhuǎn)換單元用于通過所述T)(D引腳接收所述串口信號(hào)，進(jìn)行所述電平轉(zhuǎn) 換，將電平轉(zhuǎn)換得到的所述I/O信號(hào)輸出至所述主控單元；所述主控單元用于在接收到所 述電平轉(zhuǎn)換單元輸出的I/O信號(hào)后，將所述需要發(fā)送至USB設(shè)備的I/O信號(hào)通過所述第一 引腳輸出；所述主控單元還用于通過所述第一引腳接收I/O信號(hào)，將所述需要發(fā)送至主機(jī)的 I/O信號(hào)發(fā)送至所述電平轉(zhuǎn)換單元，所述電平轉(zhuǎn)換單元還用于對所述主控單元輸出的I/O 信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電平轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)通過所述RXD引腳輸出；所述控制模塊中的連接檢測單元通過連接檢測信號(hào)線與所述USB接口相連，并與 所述主控單元相連，用于在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，向所述主 控單元發(fā)送設(shè)備插入信號(hào)；所述主控單元還用于在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插 入信號(hào)時(shí)，向所述第一引腳輸出高電平。此外，所述主控單元還與所述USB接口的第二引腳相連，用于通過所述第二引腳 輸出復(fù)位信號(hào)；其中，所述第二引腳為所述USB接口的D+引腳和D-引腳中除所述第一引腳以外 的另一個(gè)。 此外，所述裝置還包含電源模塊，所述電源模塊與所述USB接口的VBUS弓丨腳通過 電源輸出線相連，用于通過所述VBUS引腳輸出電源；所述主控單元還與所述電源模塊相連，用于向所述電源模塊發(fā)送打開電源信號(hào)以 接通所述電源輸出線，或發(fā)送關(guān)閉電源信號(hào)以斷開所述電源輸出線；所述主控單元在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插入信號(hào)時(shí)，向所述電源模 塊發(fā)送所述打開電源信號(hào)；所述主控單元在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備拔出信號(hào) 時(shí)，向所述電源模塊發(fā)送所述關(guān)閉電源信號(hào)。此外，所述控制模塊通過所述T)(D引腳接收到所述串口信號(hào)后，對接收到的信號(hào) 進(jìn)行解析，如果是包含串口初始化命令的信號(hào)，則通過所述RXD引腳發(fā)送包含串口初始化 應(yīng)答的串口信號(hào)，以完成串口初始化。此外，所述控制模塊在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，通過 所述RXD引腳發(fā)送用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已插入的串口信號(hào)；在通過所述連接檢測信號(hào)線檢 測到有USB設(shè)備拔出時(shí)，通過所述RXD引腳發(fā)送用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已拔出的串口信號(hào)。此外，所述連接檢測單元還用于在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備拔 出時(shí)，向所述主控單元發(fā)送設(shè)備拔出信號(hào)；所述主控單元還用于在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插入信號(hào)時(shí)，向電平 轉(zhuǎn)換單元輸出用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已插入的I/O信號(hào)，在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的 設(shè)備拔出信號(hào)時(shí)，向電平轉(zhuǎn)換單元輸出用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已拔出的I/O信號(hào)。綜上所述，本發(fā)明的USB設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置可以將圖1所示的USB裝置連接到主機(jī)的串口，并且采用與USB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不同的方式使用USB接口的D+和D-引腳，一方面使圖1所 示的USB裝置可以采用多種引腳使用方式與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，進(jìn)而根據(jù)引腳使用方式的 不同實(shí)施不同的安全策略，啟動(dòng)不同的應(yīng)用；另一方面也無需在USB轉(zhuǎn)接裝置中實(shí)現(xiàn)USB主 控制器的功能，降低了 USB轉(zhuǎn)接裝置的成本。


圖1為申請?zhí)枮?01010142982. X的專利申請中記載的USB Key的電路原理圖；圖2是本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是，在USB設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置中設(shè)置串口接口、控制模塊和USB接口， 該控制模塊與串口接口的T)(D、RXD引腳相連，并與USB接口的D+ (或D-)引腳相連，控制模 塊對通過T)(D引腳接收到的串口信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到1/0(輸入輸出)信號(hào)輸出 至D+(或D-)引腳；控制模塊對通過D+(或D-)引腳接收到的I/O信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，將 轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)輸出至RXD引腳。下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。第一實(shí)施例圖2是本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所 示，該裝置包含串口接口、USB接口、控制模塊及電源模塊；其中串口接口，用于與主機(jī)(例如，銀行柜員機(jī))中的串口插槽相連，包含T)(D引腳和 RXD引腳。此外，串口接口中還可以包含DTR、RTX等引腳。USB接口，用于與USB設(shè)備相連，包含D+引腳和D-引腳。此外，USB接口中還可以包含VBUS等引腳?？刂颇K，與串口接口的T)(D引腳和RXD引腳、USB接口的D+引腳相連，用于通過 TXD引腳接收串口信號(hào)，對接收到的串口信號(hào)進(jìn)行解析，如果接收到的是包含串口初始化命 令的串口信號(hào)(即無需發(fā)送至USB設(shè)備的串口信號(hào))，則通過R)(D引腳向主機(jī)發(fā)送包含串口 初始化應(yīng)答的串口信號(hào)，完成串口初始化；如果接收到的是包含設(shè)備控制及讀寫命令的串 口信號(hào)(即需要發(fā)送至USB設(shè)備的串口信號(hào))，則對其進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的符合IC 卡規(guī)范規(guī)定的I/O引腳信號(hào)(簡稱I/O信號(hào))通過D+引腳輸出至USB設(shè)備。此外，控制模塊也可以在接收到串口信號(hào)，并對其進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后進(jìn)行解析，如果 是包含串口初始化命令的信號(hào)，則通過RXD引腳向主機(jī)發(fā)送包含串口初始化應(yīng)答的串口信 號(hào)，完成串口初始化；如果接收到的是包含設(shè)備控制及讀寫命令的信號(hào)，通過D+引腳輸出 至USB設(shè)備。上述串口初始化命令包括用于設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等串口通訊參 數(shù)的命令；如果主機(jī)與本發(fā)明的USB設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置之間使用預(yù)先設(shè)置的缺省串口通訊參數(shù)，則可以省略控制模塊的串口初始化功能。如果需要嚴(yán)格地將如圖1所示的USB設(shè)備作為IC卡使用，控制模塊還需要完成IC 卡的接口設(shè)備(IFD)功能，包括電路激活、PPS(Protocol and Parameter Election，協(xié) 議和參數(shù)選擇)交換、復(fù)位等功能，因此控制模塊還與USB接口的D-引腳相連，根據(jù)IC卡 規(guī)范所規(guī)定的對RST引腳的操作要求，通過D-引腳向USB設(shè)備輸出信號(hào)(即將USB接口的 D-引腳當(dāng)作IC卡規(guī)范中的RST引腳來使用)，例如通過D-引腳輸出IC卡規(guī)范所規(guī)定的 復(fù)位信號(hào)，包括冷復(fù)位信號(hào)和熱復(fù)位信號(hào)?？刂颇K還用于通過D+引腳接收I/O信號(hào)，并對其進(jìn)行解析，如果該I/O信號(hào)無 需發(fā)送至主機(jī)(例如，復(fù)位應(yīng)答，PPS應(yīng)答等)，則進(jìn)行相應(yīng)處理；如果需要發(fā)送至主機(jī)，則對 其進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換成串口電平，例如RS232電平)后，將轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)通過RXD 引腳輸出至主機(jī)?？刂颇K還通過連接檢測信號(hào)線與USB接口相連，用于檢測USB接口是否有設(shè)備 插入或拔出；當(dāng)檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)(即USB設(shè)備上電時(shí))，向D+引腳輸出高電平(高 于標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備上電時(shí)其D+引腳上的電平，例如，IC卡規(guī)范規(guī)定的I/O引腳所對應(yīng)的高電 平)，以便使USB設(shè)備獲知當(dāng)前并未采用標(biāo)準(zhǔn)的方式使用D+引腳，并通過R)(D引腳發(fā)送用于 向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已插入的串口信號(hào)；當(dāng)檢測到有USB設(shè)備拔出時(shí)，通過R)(D引腳發(fā)送用于向 主機(jī)報(bào)告設(shè)備已拔出的串口信號(hào)。電源模塊，通過第一電源輸出線與控制模塊相連，用于為控制模塊提供電源。電源模塊可以由電池及相應(yīng)的電路組成，通過電池提供電源；電源模塊也可以由 串口取電電路組成，與串口接口的DTR引腳、RTX引腳、T)(D弓丨腳中的一個(gè)或多個(gè)相連，并獲 取電源。此外，電源模塊還可以通過第二電源輸出線與USB接口的VBUS引腳相連，用于通 過VBUS引腳向USB設(shè)備輸出電源(即將USB接口的VBUS引腳當(dāng)作IC卡規(guī)范中的VCC引 腳來使用)。此外，控制模塊還可以通過開關(guān)信號(hào)線與電源模塊相連，通過開關(guān)信號(hào)線向電源 模塊發(fā)送電源開關(guān)信號(hào)(包括打開電源信號(hào)，關(guān)閉電源信號(hào))，以接通或斷開電源模塊與 USB接口的VBUS引腳之間的連接(第二電源輸出線)，進(jìn)而使電源模塊通過VBUS引腳輸出 電源，或停止通過VBUS引腳輸出電源?？刂颇K可以在檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，通過開關(guān)信號(hào)線向電源模塊發(fā)送打開 電源信號(hào)，以指示電源模塊接通與VBUS引腳之間的連接，通過VBUS引腳輸出電源；控制模 塊在檢測到USB設(shè)備拔出時(shí)，通過開關(guān)信號(hào)線向電源模塊發(fā)送關(guān)閉電源信號(hào)，以指示電源 模塊斷開與VBUS引腳之間的連接，停止通過VBUS引腳輸出電源。本發(fā)明的第一實(shí)施例中，控制模塊可以由單一芯片組成，主要完成以下功能串口 初始化功能，電平轉(zhuǎn)換功能(在串口電平與IC卡電平之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換)、連接檢測功能，IC卡 接口設(shè)備功能(例如，電路激活、PPS交換、復(fù)位等)。第二實(shí)施例本發(fā)明第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，將第一實(shí)施例的控制模塊進(jìn)一 步細(xì)分為三個(gè)功能單元電平轉(zhuǎn)換單元，連接檢測單元，主控單元，以下將結(jié)合附圖詳細(xì)描 述。
圖3為本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所 示，控制模塊包含電平轉(zhuǎn)換單元，連接檢測單元，主控單元；其中電平轉(zhuǎn)換單元，與串口接口的T)(D引腳和RXD引腳相連，并與主控單元相連，用于 通過T)(D引腳接收串口信號(hào)，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的I/O信號(hào)輸出至主控單元；電 平轉(zhuǎn)換單元還用于接收主控單元輸出的I/O信號(hào)，對其進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換成串口電平，例 如RS232電平)，將轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)通過RXD引腳輸出至主機(jī)。連接檢測單元，通過連接檢測信號(hào)線與USB接口相連，并與主控單元相連，用于通 過連接檢測信號(hào)線檢測USB接口是否有設(shè)備插入或拔出，并向主控單元輸出連接狀態(tài)信號(hào) (包括設(shè)備插入信號(hào)和設(shè)備拔出信號(hào))。主控單元，與電平轉(zhuǎn)換單元、以及USB接口的D+引腳相連，用于接收電平轉(zhuǎn)換單元 輸出的I/O信號(hào)，并對接收到的I/O信號(hào)進(jìn)行解析，如果是包含串口初始化命令的I/O信 號(hào)，則向電平轉(zhuǎn)換單元輸出包含串口初始化應(yīng)答的I/O信號(hào)，完成串口初始化；如果接收到 的是包含設(shè)備控制及讀寫命令的I/O信號(hào)，則通過D+引腳輸出至USB設(shè)備。如果需要嚴(yán)格地將如圖1所示的USB設(shè)備作為IC卡使用，主控單元還需要完成IC 卡的接口設(shè)備(IFD)功能，包括電路激活、PPS(Protocol and Parameter Election，協(xié)議 和參數(shù)選擇)交換、復(fù)位等功能，因此，主控單元還與USB接口的D-引腳相連，根據(jù)IC卡規(guī) 范所規(guī)定的對RST引腳的操作要求，通過D-引腳向USB設(shè)備輸出信號(hào)，例如通過D-引腳 輸出IC卡規(guī)范所規(guī)定的復(fù)位信號(hào)，包括冷復(fù)位信號(hào)和熱復(fù)位信號(hào)。 主控單元還用于通過D+引腳接收I/O信號(hào)，并對其進(jìn)行解析，如果該I/O信號(hào)無 需發(fā)送至主機(jī)(例如，復(fù)位應(yīng)答信號(hào)，PPS應(yīng)答信號(hào)等)，則進(jìn)行相應(yīng)處理；如果需要發(fā)送至 主機(jī)，則將其輸出至電平轉(zhuǎn)換單元。主控單元還用于在接收到連接檢測單元發(fā)送的連接狀態(tài)信號(hào)后，向電平轉(zhuǎn)換單元 輸出用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已插入或已拔出的I/O信號(hào)。此外，主控單元還用于在接收到連 接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插入信號(hào)時(shí)，向D+引腳輸出高電平(高于標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備上電時(shí)其D+ 引腳上的電平，例如，IC卡規(guī)范規(guī)定的I/O引腳所對應(yīng)的高電平)，以便使USB設(shè)備獲知當(dāng) 前并未采用標(biāo)準(zhǔn)的方式使用D+引腳。此外，主控單元還可以通過開關(guān)信號(hào)線與電源模塊相連，通過開關(guān)信號(hào)線向電源 模塊發(fā)送電源開關(guān)信號(hào)(包括打開電源信號(hào)，關(guān)閉電源信號(hào))，以接通或斷開電源模塊與 USB接口的VBUS引腳之間的連接(第二電源輸出線)，進(jìn)而使電源模塊通過VBUS引腳輸出 電源，或停止通過VBUS引腳輸出電源。主控單元可以在接收到連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插入信號(hào)時(shí)，通過開關(guān)信號(hào)線向 電源模塊發(fā)送打開電源信號(hào)，以指示電源模塊接通與VBUS引腳之間的連接，通過VBUS引 腳輸出電源；主控單元可以在接收到連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備拔出信號(hào)時(shí)，通過開關(guān)信號(hào) 線向電源模塊發(fā)送關(guān)閉電源信號(hào)，以指示電源模塊斷開與VBUS引腳之間的連接，停止通過 VBUS引腳輸出電源。本實(shí)施例中其它模塊的功能與第一實(shí)施例相同，不再贅述。第三實(shí)施例圖4為本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；第三實(shí)施 例與第一實(shí)施例的唯一區(qū)別是控制模塊通過USB接口的D+引腳輸出復(fù)位信號(hào)(即將USB接口的D+引腳當(dāng)作IC卡規(guī)范中的RST引腳來使用)，并通過USB接口的D-引腳傳輸I/O 信號(hào)(即將USB接口的D-引腳當(dāng)作IC卡規(guī)范中的I/O引腳來使用)。除此之外，第三實(shí)施 例中各功能模塊及連接關(guān)系與第一實(shí)施例相同，不再贅述。第四實(shí)施例圖5為本發(fā)明通用串行總線設(shè)備的轉(zhuǎn)接裝置第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；第四實(shí)施 例與第二實(shí)施例的唯一區(qū)別是主控單元通過USB接口的D+引腳輸出復(fù)位信號(hào)，并通過 USB接口的D-引腳傳輸I/O信號(hào)。除此之外，第四實(shí)施例中各功能模塊/單元及連接關(guān)系 與第二實(shí)施例相同，不再贅述。綜上所述，本發(fā)明的USB設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置可以將圖1所示的USB裝置連接到主機(jī)的 串口，并且采用與USB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不同的方式使用USB接口的D+和D-引腳，一方面使圖1所 示的USB裝置可以采用多種引腳使用方式與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，進(jìn)而根據(jù)引腳使用方式的 不同實(shí)施不同的安全策略，啟動(dòng)不同的應(yīng)用；另一方面也無需在USB轉(zhuǎn)接裝置中實(shí)現(xiàn)USB主 控制器的功能，降低了 USB轉(zhuǎn)接裝置的成本。
權(quán)利要求
1.一種通用串行總線設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置，包含用于連接到主機(jī)的串口接口，和用于連接 USB設(shè)備的USB接口 ；其特征在于，該裝置還包含控制模塊；其中所述控制模塊與所述串口接口的T)(D引腳和RXD引腳相連，并與所述USB接口的第一 引腳相連，用于通過所述T)(D引腳接收串口信號(hào)，對所述串口信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電平轉(zhuǎn) 換得到的需要發(fā)送至USB設(shè)備的I/O信號(hào)通過所述第一引腳輸出；所述控制模塊還用于通過所述第一引腳接收I/O信號(hào)，對需要發(fā)送至主機(jī)的I/O信號(hào) 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電平轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)通過所述RXD引腳輸出；所述控制模塊還通過連接檢測信號(hào)線與所述USB接口相連，用于在通過所述連接檢測 信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，向所述第一引腳輸出高電平；其中，所述第一引腳為所述USB接口的D+引腳和D —引腳中的一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊還與所述USB接口的第二引腳相連，用于通過所述第二引腳輸出復(fù)位信號(hào)；其中，所述第二引腳為所述USB接口的D+引腳和D—引腳中除所述第一引腳以外的另一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包含電源模塊，所述電源模塊與所述USB接口的VBUS引腳通過電源輸出線 相連，用于通過所述VBUS引腳輸出電源。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊還與所述電源模塊相連，用于向所述電源模塊發(fā)送打開電源信號(hào)以接通 所述電源輸出線，或發(fā)送關(guān)閉電源信號(hào)以斷開所述電源輸出線；所述控制模塊在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，向所述電源模塊 發(fā)送所述打開電源信號(hào)；所述控制模塊在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備拔出 時(shí)，向所述電源模塊發(fā)送所述關(guān)閉電源信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊包含電平轉(zhuǎn)換單元，連接檢測單元和主控單元； 所述控制模塊中的所述電平轉(zhuǎn)換單元與所述T)(D引腳和RXD引腳相連，并與所述主控 單元相連；所述主控單元與所述電平轉(zhuǎn)換單元和所述第一引腳相連；所述電平轉(zhuǎn)換單元用于通過所述T)(D引腳接收所述串口信號(hào)，進(jìn)行所述電平轉(zhuǎn)換，將 電平轉(zhuǎn)換得到的所述I/O信號(hào)輸出至所述主控單元；所述主控單元用于在接收到所述電平 轉(zhuǎn)換單元輸出的I/O信號(hào)后，將所述需要發(fā)送至USB設(shè)備的I/O信號(hào)通過所述第一引腳輸 出；所述主控單元還用于通過所述第一引腳接收I/O信號(hào)，將所述需要發(fā)送至主機(jī)的I/O 信號(hào)發(fā)送至所述電平轉(zhuǎn)換單元，所述電平轉(zhuǎn)換單元還用于對所述主控單元輸出的I/O信號(hào) 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電平轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)通過所述RXD引腳輸出；所述控制模塊中的連接檢測單元通過連接檢測信號(hào)線與所述USB接口相連，并與所述 主控單元相連，用于在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，向所述主控單 元發(fā)送設(shè)備插入信號(hào)；所述主控單元還用于在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插入信 號(hào)時(shí)，向所述第一引腳輸出高電平。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述主控單元還與所述USB接口的第二引腳相連，用于通過所述第二引腳輸出復(fù)位信號(hào)；其中，所述第二引腳為所述USB接口的D+引腳和D-引腳中除所述第一引腳以外的另一個(gè)。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包含電源模塊，所述電源模塊與所述USB接口的VBUS引腳通過電源輸出線 相連，用于通過所述VBUS引腳輸出電源；所述主控單元還與所述電源模塊相連，用于向所述電源模塊發(fā)送打開電源信號(hào)以接通 所述電源輸出線，或發(fā)送關(guān)閉電源信號(hào)以斷開所述電源輸出線；所述主控單元在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插入信號(hào)時(shí)，向所述電源模塊發(fā) 送所述打開電源信號(hào)；所述主控單元在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備拔出信號(hào)時(shí)， 向所述電源模塊發(fā)送所述關(guān)閉電源信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊通過所述T)(D引腳接收到所述串口信號(hào)后，對接收到的信號(hào)進(jìn)行解析， 如果是包含串口初始化命令的信號(hào)，則通過所述RXD引腳發(fā)送包含串口初始化應(yīng)答的串口 信號(hào)，以完成串口初始化。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，通過所述RXD引 腳發(fā)送用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已插入的串口信號(hào)；在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB 設(shè)備拔出時(shí)，通過所述R )引腳發(fā)送用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已拔出的串口信號(hào)。
10.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述連接檢測單元還用于在通過所述連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備拔出時(shí)，向所 述主控單元發(fā)送設(shè)備拔出信號(hào)；所述主控單元還用于在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備插入信號(hào)時(shí)，向電平轉(zhuǎn)換 單元輸出用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已插入的I/O信號(hào)，在接收到所述連接檢測單元發(fā)送的設(shè)備 拔出信號(hào)時(shí)，向電平轉(zhuǎn)換單元輸出用于向主機(jī)報(bào)告設(shè)備已拔出的I/O信號(hào)。
全文摘要
一種通用串行總線設(shè)備轉(zhuǎn)接裝置，包含用于連接到主機(jī)的串口接口，和用于連接USB設(shè)備的USB接口；該裝置還包含控制模塊；控制模塊與串口接口的TXD引腳和RXD引腳相連，并與USB接口的第一引腳相連，用于通過TXD引腳接收串口信號(hào)，對串口信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電平轉(zhuǎn)換得到的需要發(fā)送至USB設(shè)備的I/O信號(hào)通過USB接口的D+或D-引腳輸出；控制模塊還用于通過第一引腳接收I/O信號(hào)，對需要發(fā)送至主機(jī)的I/O信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電平轉(zhuǎn)換得到的串口信號(hào)通過RXD引腳輸出；控制模塊還通過連接檢測信號(hào)線與USB接口相連，用于在通過連接檢測信號(hào)線檢測到有USB設(shè)備插入時(shí)，向第一引腳輸出高電平。
文檔編號(hào)G06F13/40GK102063400SQ20111000218
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者李東聲 申請人:北京天地融科技有限公司