專利名稱：筆記本電腦usb3.0接口裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于USB3.0應用和筆記本電腦技術領域，更明確地說涉及筆記本電腦USB3.0接口裝置。
背景技術：
USB 3. 0采用的雙總線結構，接口是一種串行總線系統(tǒng)，帶有5V電壓，支持即插即用功能，支持熱插拔功能，是個標準接口，可雙向傳輸數字信息在速率上已經達到4. SGbps,所以稱為Super speed，由于接口變化太大，再加上把USB 3. 0協(xié)議集成到相關芯片組也需要時間，所以USB 3.0的普及應該至少再需三年以上。而多媒體信息要求大量信息傳輸，USB2.0已經不能滿足要求，但目前的筆記本電腦卻沒有USB 3.0數字信號互相通信的接口。這就大大限制了筆記本電腦的功能的擴展。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種筆記本電腦USB3.0接口裝置，有效的擴展筆記本電腦的使用功能。本發(fā)明提供的筆記本電腦USB3. 0接口裝置，該裝置包括USB3. 0接口電路、單片機控制電路的USB 3.0微處理器控制芯片、E-SATA接口電路，USB 3. 0微處理器控制芯片通過數據總線、地址總線和控制總線與E-SATA接口電路相連。所述USB3. 0接口電路包括主接口連接電路，位于筆記本電腦內部電路的主線路板上，是包含USB3.0信號連接功能的電路；USB3.0接口板，位于筆記本電腦殼的內部上，標準的USB3.0端子，用于和外部數字設備的連接；USB3.0工作所需要的供電電壓電路和信號保護電路，集成在USB3. 0接口板上。在驅動模式下，能夠檢測外部設備的接入并進行數據傳輸。所述USB 3. 0微處理器控制芯片為AU9254，E-SATA接口電路為AM85C30。所述的USB 3. 0微處理器控制芯片直接與計算機的USB 3.0接口相連，將以串行總線方式傳送的計算機USB 3. 0數據流轉換為8位并行數據，單片機控制電路讀取此并行數據，并由單片機控制電路內的USB 3.0協(xié)議分析軟件解析此數據流，獲取USB 3.0接口的發(fā)送和接收指令，再由單片機控制電路控制串行發(fā)送和串行接收，需發(fā)送的數據由單片機送到E-SATA接口芯片電路轉變?yōu)榇袛祿Ｋ龅腢SB3. 0接口為標準USB3. 0接口。便于與其它外部數字設備的連接和互換。所述USB3. 0接口電路制作在主電路板上，使其成為一體式結構。供電電壓電路和信號保護電路制作在主電路板上，USB3. 0端子固定在計算機外殼上。本發(fā)明提供的筆記本電腦USB3.0接口裝置所產生的顯著有益效果如下 筆記本電腦增加了標準USB3. 0接口，完成了筆記本電腦和大部分數字設備之間的多媒體交流。從而大大擴充了筆記本電腦的數字功能，使其能夠顯示和播放其它設備上的多媒體，并能將多媒體存儲到其它設備上。并實現了即插即用和熱插拔，十分方便。而且能夠通過USB3. O接口完成系統(tǒng)軟件升級，便于產品的維護。它可廣泛應用于家庭、辦公室等場所中。


圖I是筆記本電腦USB3. 0接口裝置的電路框圖；圖2是筆記本電腦USB3.0接口裝置電路原理圖。
具體實施例方式參見圖I、圖2，筆記本電腦USB3.0接口裝置包括USB 3.0微處理器控制芯片AU9254、接口電路、單片機控制電路和E-SATA接口芯片AM85C30，USB 3. 0微處理器控制芯 片通過數據總線、地址總線和控制總線與E-SATA接口芯片相連。USB 3.0微處理器控制芯片通過USB 3. 0總線與外部計算機相連，E-SATA接口芯片串行接收數據和串行發(fā)送數據。采用的AU9254芯片內集成有MCU和接口電路，由計算機的總線口送入的E-SATA接口，Data+和Data-信號線經24歐姆的電阻與AU9254的Data+和Data-相連，由計算機的上拉電阻15K歐姆的差位電壓判斷是否有接口裝置接入。核心芯片AU9254有30個引腳，30PQFP20mm*14mm封裝，采用12M晶振。USB 3. 0硬件規(guī)范采用RS-232串行傳輸的方式，連線僅有4根，纜線的信號和顏色分別是紅一 (VCC)、白一(Data-)、綠一(Data+)、黑一(Ground)。一對電纜線采用20-28AWG的導線。圖2中，電阻(R100)和電容(C60，C13)以及三極管Ql組成穩(wěn)壓電路，以保證在外部電源有波動時供給芯片U24的電壓的穩(wěn)定。R104、C109、C103、C104晶振組成振蕩電路，提供芯片U24的時鐘信號。USB 3. 0接口插座3通過限流電阻R107、R108與芯片U24的USBDM和USBDP這兩個管腳相連，用于與計算機的USB 3. 0接口進行物理連接。本發(fā)明的工作過程為USB 3.0接口芯片由接口 DM與DP的差動電壓完成檢測。USB 3. 0協(xié)議規(guī)定VD+-VD- > 200mV為信號狀態(tài)I ;VD—VD+ < 200mV為信號狀態(tài)O。由本發(fā)明接口端的提升電阻I. 5X(1+5% )kQ的電壓決定是采用全速還是低速傳輸。本發(fā)明的接口電路一旦連接，DM或DP其中一條信號線一定趨于Ncc,另一條則接地。此時本發(fā)明稱處于J狀態(tài)；激活信號進來則為K狀態(tài)。接收計算機傳送來的USB 3.0數據流，并將其轉換為8位并行數據，USB 3.0微處理器控制芯片U24的單片機控制電路讀取此并行數據，并由其內的USB 3.0協(xié)議分析軟件解析此數據流，首先，單片機初始化內部的狀態(tài)變量，然后，調用用戶初始化函數TD-Init()。從該函數返回后，框架初始化USB 3.0接口到未配置狀態(tài)并使能核心芯片AU9254的中斷。然后每隔Is進行一次本發(fā)明重枚舉直到端點0接受到一個SETUP包。一旦檢測到SETUP包，固件框架將開始交互的任務調度，任務調度的步驟如下I.調用用戶函數TD-Poll ;2.判斷是否有標準設備請求等待處理。如果有，則分析該請求并響應之；3.判斷USB 3.0內核是否接收到USB 3. 0掛起信號。如果接收到，則調用用戶函數TD-Sus-pend()0從該函數成功返回后(返回值為TRUE)，再檢測是否發(fā)生USB 3. 0喚醒事件。如果未檢測到，則處理器進入掛起方式。如果檢測到，則調用用戶函數TD-ResumeO，程序繼續(xù)運行。如從函數TD-suspend()返回為FALSE,則程序繼續(xù)運行。標準請求和vendor專用請求由框架分析和執(zhí)行。默認情況下，對標準請求執(zhí)行USB 3. O規(guī)定的響應。在等時中斷中單片機控制電路控制串行發(fā)送和串行接收。首先，單片機控制電路發(fā)出控制信號，通知AM85C30要發(fā)送數據，AM85C30做好準備后(把上一次的數據完畢并發(fā)送后)做出應答包INTACK。這時AU9254發(fā)出指令，把這一次傳輸的8位數據通過數據線轉交給AM85C30，AM85C30在內部進行并串轉換后發(fā)出串行數據。同時AM85C30的信號線變化，表明緩沖區(qū)已滿，AU9254不能再向AM85C30發(fā)送數據了。其逆過程是這樣的AM85C30收到8位串行數據后，若AU9254的緩沖區(qū)已滿，則不會向AU9254發(fā)送數據；否則，向AU9254申請中斷，AU9254收到中斷請求之后，暫停主程序的執(zhí)行，轉而執(zhí) 行中斷服務程序，再中斷服務程序中發(fā)出指令把AM85C30中的數據通過8位數據線一次取回，并告知AM85C30數據緩沖區(qū)已空，可以進行下一次的數據傳輸。這樣就完成了一次接收數據的串并轉換過程。
權利要求
1.筆記本電腦USB3.O接口裝置，其特征在于該裝置包括USB3. O接口電路、單片機控制電路的USB 3. O微處理器控制芯片、E-SATA接口電路，USB 3. O微處理器控制芯片通過數據總線、地址總線和控制總線與E-SATA接口電路相連。
2.根據權利要求I所述的筆記本電腦USB3.O接口裝置，其特征在于其中的USB3. O接口電路包括主接口連接電路，位于筆記本電腦內部電路的主線路板上；USB3. O接口板，位于筆記本電腦殼的內部；標準的USB3. O端子，固定在計算機外殼上；USB3. O工作所需要的供電電壓電路和信號保護電路，集成在USB3. O接口板上。
3.根據權利要求I所述的筆記本電腦USB3.O接口裝置，其特征在于其中的USB 3. O微處理器控制芯片為AU9254，E-SATA接口電路為AM85C30。
4.根據權利要求I所述的筆記本電腦USB3.O接口裝置，其特征在于其中的USB 3. O微處理器控制芯片直接與計算機的USB 3. O接口相連，將以串行總線方式傳送的計算機USB3. O數據流轉換為8位并行數據，單片機控制電路讀取此并行數據，并由單片機控制電路內的USB 3. O協(xié)議分析軟件解析此數據流，獲取USB 3. O接口的發(fā)送和接收指令，再由單片機控制電路控制串行發(fā)送和串行接收，需發(fā)送的數據由單片機送到E-SATA接口芯片電路轉變?yōu)榇袛祿?br> 5.根據權利要求I所述的筆記本電腦USB3.O接口裝置，其特征在于其中的USB3. O接口為標準USB3. O接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種筆記本電腦USB3.0接口裝置，該裝置包括接口電路、單片機控制電路的USB3.0微處理器控制芯片和E-SATA接口電路，USB3.0微處理器控制芯片通過數據總線、地址總線和控制總線與E-SATA接口電路相連。通過完成筆記本電腦和大部分數字多媒體設備之間的信息交流，補充筆記本電腦的高速數字功能，使其能夠顯示和播放其它設備上的多媒體信息，并能將多媒體存儲到其它設備上。即插即用，十分方便。還可通過USB3.0接口完成系統(tǒng)軟件的升級，可廣泛應用于家庭、辦公室等場所中。
文檔編號G06F13/40GK102681966SQ20121013573
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權日2012年5月3日
發(fā)明者宋廣強, 徐忠良, 武傳勝, 高升 申請人:遼寧科技大學