Usb接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子和通信設(shè)備技術(shù)，特別涉及支持USB通信接口的電子和通信設(shè)備 的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前USB通信技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在眾多電子及通信設(shè)備上得到了大規(guī)模普及應(yīng) 用，幾乎所有家用電器和專業(yè)通信設(shè)備上均設(shè)計(jì)有USB接口，用于文件傳送或現(xiàn)場設(shè)備管 理，或設(shè)備運(yùn)行程序升級等操作。不過，一個(gè)小小的不足是USB接口標(biāo)準(zhǔn)中，僅定義了 2個(gè) 數(shù)據(jù)信號（D+和D-)和2個(gè)電源信號（Vbus和GND)，沒有定義接口上是否存在外接設(shè)備 (如：USB閃存盤及USB被充電設(shè)備等）的信號，這樣給USB-HOST實(shí)時(shí)檢測是否有外部設(shè)備 插入或拔出USB接口帶來一定困難，目前設(shè)備上較為普遍的設(shè)計(jì)方法是始終保持USB接口 上的電源供電Vbus接通，通過檢測USB-MAC/PHY模塊上的D+和D-信號是否有活動，以確 認(rèn)USB接口上是否插入了外部設(shè)備，其系統(tǒng)框圖如圖1所示，包括處理器控制單元、Vbus控 制器、+5V電源輸入端、濾波保護(hù)模塊一、濾波保護(hù)模塊二、USB-MAC/PHY模塊、USB接口及濾 波儲能電容一 C1，其中，處理器控制單元通過其自身的Enable端口與Vbus控制器連接，+5V 電源輸入端與Vbus控制器連接，Vbus控制器的輸出端通過濾波保護(hù)模塊一與USB接口的 Vbus端口連接，Vbus控制器的輸出端通過濾波儲能電容C與地線連接，地線通過濾波保護(hù) 模塊一與USB接口的GND端口連接，USB接口的D+端口與D-端口分別通過濾波保護(hù)模塊 二與USB-MAC/PHY模塊連接，USB-MAC/PHY模塊與處理器控制單元連接通訊。還有的方法 是在USB接口的GND信號上串連一個(gè)小電流檢測電阻，用于確認(rèn)USB接口上是否插入了外 部設(shè)備，所有這些方法均需要Vbus -直保持導(dǎo)通，外部USB設(shè)備的熱插拔會造成內(nèi)部Vbus 控制器件的損壞，使得USB接口不可用。由此可見，USB接口應(yīng)用非常光放，但由于其接口 標(biāo)準(zhǔn)中沒有定義外部設(shè)備是否存在的專用在位信號，給USB-HOST管理USB接口上連接的外 部設(shè)備帶來不便。盡管有很多設(shè)備廠商提出了針對USB接口上檢測外部設(shè)備插入或拔出的 專利技術(shù)，但其仍然存在實(shí)施較復(fù)雜，成本偏高的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是克服目前針對USB接口上檢測外部設(shè)備插入或拔出的技術(shù)實(shí) 施較復(fù)雜，成本偏高的缺點(diǎn)，提供一種USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系 統(tǒng)，包括處理器控制單元、Vbus控制器、+5V電源輸入端、濾波保護(hù)模塊一、USB接口、濾波儲 能電容一及地線，其特征在于，還包括分別與+5V電源輸入端、Vbus控制器、濾波保護(hù)模塊 一和旁路輔助電源及判斷模塊，
[0005] 所述處理器控制單元根據(jù)旁路輔助電源及判斷模塊的輸出控制Vbus控制器是否 打開；
[0006] 所述旁路輔助電源及判斷模塊能夠直接通過濾波保護(hù)模塊一為USB接口供電，且 該供電的電流低于USB接口的標(biāo)準(zhǔn)電流，旁路輔助電源及判斷模塊根據(jù)濾波儲能電容一上 的電壓值判斷是否有外部設(shè)備接入，并告知處理器控制單元。
[0007] 具體的，所述旁路輔助電源及判斷模塊能夠直接通過濾波保護(hù)模塊一為USB接口 供電的供電電流值不大于USB接口的標(biāo)準(zhǔn)電流值的十分之一。
[0008] 具體的，所述旁路輔助電源及判斷模塊包括濾波儲能電容二、分壓電阻一、分壓電 阻二、分壓電阻三、分壓電阻四、分壓電阻五及電壓比較器，分壓電阻一的一端與+5V電源 輸入端連接，另一端與Vbus控制器的輸出端連接，且與分壓電阻二的一端連接，分壓電阻 二的另一端與分壓電阻三的一端連接，并與電壓比較器的輸入端一連接，分壓電阻三的另 一端與地線連接，分壓電阻四的一端與+5V電源輸入端連接，另一端與分壓電阻五的一端 連接，并與電壓比較器的輸入端二連接，分壓電阻五的另一端與地線連接，電壓比較器的輸 出端與處理器控制單元連接。
[0009] 進(jìn)一步的，所述電壓比較器的輸入端一為正相輸入端，輸入端二為負(fù)相輸入端；或 者所述電壓比較器的輸入端一為負(fù)相輸入端，輸入端二為正相輸入端。
[0010] 再進(jìn)一步的，所述分壓電阻一的阻值的取值能夠使旁路輔助電源及判斷模塊供電 的電流低于USB接口的標(biāo)準(zhǔn)電流。
[0011] 具體的，所述分壓電阻二與分壓電阻三的阻值總和至少大于分壓電阻一的阻值的 10倍。
[0012] 再進(jìn)一步的，所述分壓電阻三的阻值小于等于分壓電阻一與分壓電阻二的阻值之 和。
[0013] 具體的，所述分壓電阻四的阻值大于分壓電阻五的阻值，且滿足以下公式：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，包括處理器控制單元、Vbus控制器、+5V電 源輸入端、濾波保護(hù)模塊一、USB接口及濾波儲能電容一，其特征在于，還包括分別與+5V電 源輸入端、Vbus控制器、濾波保護(hù)模塊一相連接的旁路輔助電源及判斷模塊， 所述處理器控制單元根據(jù)旁路輔助電源及判斷模塊的輸出控制Vbus控制器是否打 開； 所述旁路輔助電源及判斷模塊能夠直接通過濾波保護(hù)模塊一為USB接口供電，且該供 電的電流低于USB接口的標(biāo)準(zhǔn)電流，旁路輔助電源及判斷模塊根據(jù)濾波儲能電容一上的電 壓值判斷是否有外部設(shè)備接入，并告知處理器控制單元。
2. 如權(quán)利要求1或2所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述 旁路輔助電源及判斷模塊能夠直接通過濾波保護(hù)模塊一為USB接口供電的供電電流值不 大于USB接口的標(biāo)準(zhǔn)電流值的十分之一。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述旁路輔助電源及判斷模塊包括濾波儲能電容二、分壓電阻一、分壓電阻二、分壓電阻三、 分壓電阻四、分壓電阻五及電壓比較器，分壓電阻一的一端與+5V電源輸入端連接，另一端 與Vbus控制器的輸出端連接，且與分壓電阻二的一端連接，分壓電阻二的另一端與分壓電 阻三的一端連接，并與電壓比較器的輸入端一連接，分壓電阻三的另一端與地線連接，分壓 電阻四的一端與+5V電源輸入端連接，另一端與分壓電阻五的一端連接，并與電壓比較器 的輸入端二連接，分壓電阻五的另一端與地線連接，電壓比較器的輸出端與處理器控制單 元連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓 比較器的輸入端一為正相輸入端，輸入端二為負(fù)相輸入端；或者所述電壓比較器的輸入端 一為負(fù)相輸入端，輸入端二為正相輸入端。
5. 如權(quán)利要求3所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述分壓 電阻一的阻值的取值能夠使旁路輔助電源及判斷模塊供電的電流低于USB接口的標(biāo)準(zhǔn)電 流。
6. 如權(quán)利要求3所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述分壓 電阻二與分壓電阻三的阻值總和至少大于分壓電阻一的阻值的10倍。
7. 如權(quán)利要求6所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述分壓 電阻三的阻值小于等于分壓電阻一與分壓電阻二的阻值之和。
8. 如權(quán)利要求3所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述分壓 電阻四的阻值大于分壓電阻五的阻值，且滿足以下公式：
其中，R4為分壓電阻四的阻值，R5為分壓電阻五的阻值，Rl為分壓電阻一的阻值，R2 為分壓電阻二的阻值，R3為分壓電阻三的阻值。
9. 如權(quán)利要求3-7任一項(xiàng)所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述旁路輔助電源及判斷模塊還包括濾波儲能電容二，所述+5V電源輸入端通過濾波儲能 電容二與地線連接。
10. 如權(quán)利要求9所述的USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其特征在于，濾波儲 能電容一的電容值不大于IOyF。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子和通信設(shè)備技術(shù)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有針對USB接口上檢測外部設(shè)備插入或拔出的技術(shù)實(shí)施較復(fù)雜，成本偏高的問題，提供了一種USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，其技術(shù)方案可概括為：USB接口外部設(shè)備插入/撥出檢測系統(tǒng)，包括處理器控制單元、Vbus控制器、+5V電源輸入端、濾波保護(hù)模塊一、USB接口、濾波儲能電容一及地線，還包括分別與+5V電源輸入端、Vbus控制器、濾波保護(hù)模塊一和旁路輔助電源及判斷模塊。本發(fā)明的有益效果是：對Vbus控制器保護(hù)，且整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適用于支持USB通信接口的電子和通信設(shè)備。
【IPC分類】G06F13-40
【公開號】CN104714916
【申請?zhí)枴緾N201510144115
【發(fā)明人】程鴻博
【申請人】邁普通信技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月30日