專利名稱：一種usb集線器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及USB集線器，更具體而言是指可透過多個開關(guān)單元的啟閉，直接 地建立或移除USB設(shè)備與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑的一種USB集線器。
背景技術(shù)：
自從計算機普及化以來，為了滿足使用者各式各樣的需求，計算機外設(shè)設(shè)備的研 發(fā)腳步從未停歇過，而為使該些外圍設(shè)備可以更大眾化地被廣泛使用，需選用何種連接接 口來與計算機相連接，即成為研發(fā)人員最傷腦筋的一大課題。自從英特爾公司(Intel)與微軟公司(Microsoft)致力于推廣使用通用序列總線 (Universal Serial Bus, USB)之后，至今，USB儼然已經(jīng)成為計算機外設(shè)連接接口的主流。USB最大的好處即為可以隨插即用(Plug-and-Play)，換言之，其支持熱拔插功 能，因此，比起傳統(tǒng)的個人計算機接口(Personal Computer Interface，PCI)及工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架 構(gòu)體系(Industry Standard Architecture, ISA)等連接接口，USB接口更容易受到使用者 的愛戴。然而，一旦大部分的計算機外設(shè)設(shè)備都使用USB接口，則計算機本身需提供多少 USB插槽，即成為相當(dāng)困擾硬件設(shè)計師的問題。尤其以輕薄短小為主要訴求的筆記型計算機 而言，為求體積精簡而只提供二、三個USB插槽，絕對不足以應(yīng)付使用者的需求。如上所述，計算機使用者即可使用如圖1中所示為目前常見的USB集線器I(Hub)， 透過計算機2上的單一 USB插槽21來分接至多個USB設(shè)備，例如多個隨身碟30、網(wǎng)絡(luò)攝影 機32及其它使用USB的設(shè)備等。如此一來，即可解決上述USB插槽21不敷使用的缺憾。 但是，這些USB設(shè)備雖然可以隨插即用，但許多USB設(shè)備，例如這些隨身碟30，通常設(shè)計得 很輕薄，以利于使用者攜帶使用。因此，一旦將該些隨身碟30拔除之后，使用者往往不知該 如何收納才不至于弄丟，對部分使用者而言實為困擾。再者，除了上述直接拔除該些隨身碟 30的方法外，亦可透過計算機的操作系統(tǒng)，進(jìn)行安全卸除動作，中斷該些隨身碟30與計算 機的連接。如此一來，即不必將這些隨身碟30從USB集線器上拔除，當(dāng)然，也就不必?zé)涝?如何收納這些隨身碟30。但是，于下次欲使用這些隨身碟30時，仍需先從集線器1上拔除 后，再重新插接至該集線器1上，才能夠與該計算機2重新連接，對于使用者而言，這是非常 多余且無謂的動作。另外，目前市面上常見的USB集線器，大都是將USB集線器所接收的電源輸入平均 分配予各個插槽，即，輸出埠(Port)。例如，若USB集線器所接收的電源為500毫安(mA)， 而該USB集線器共具有四個Port，則平均一個Port可以分得的電流即為125mA。然而，此 種分配并不因該Port上有無連接設(shè)備而有所改變，即使該Port上并未連接設(shè)備，但仍會占 去125mA的電流源。因此，一旦使用USB集線器連接對電源需求較大的設(shè)備，例如連接外接 式硬盤機時，可能會出現(xiàn)電源不足而無法運作的困境。如此一來，需將該外接式硬盤機同時 插接至兩個Port，藉以，令該外接式硬盤機同時接收兩個Port的電源輸入(以上述例子，即 為接收125mA*2 = 250mA)，才足以令該外接式硬盤機正常運作。[0008]綜上所述，市場上應(yīng)該提供一種新穎的USB集線器，不但可提供使用者更多元化 的使用方式，且可在多余的Port不使用時，將電源數(shù)據(jù)分配給其它設(shè)備使用，減少連接的 設(shè)備因電源不足而無法運作的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的在于提供一種USB集線器，其可透過多個開關(guān)單元的啟 閉，直接地建立或移除USB設(shè)備與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑。本實用新型的另一目的，在于提供一種USB集線器，其透過多個開關(guān)單元的啟閉， 阻斷開關(guān)單元關(guān)閉USB輸出端口的電源，藉以最佳化地將電源平均分配至各開關(guān)單元開啟 USB輸出端口所連接的USB設(shè)備。 為達(dá)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種USB集線器，包括USB輸入埠、 微控制器以及多個下游接口端口，其中，該微控制器分別與該USB輸入埠及該多個下游接 口端口電連接，每一個下游接口端口包括開關(guān)單元、USB輸出埠以及發(fā)光二極管，其中，該開 關(guān)單元與該微控制器電連接，該發(fā)光二極管與該開關(guān)單元電連接，該USB輸出埠分別與該 開關(guān)單元以及該發(fā)光二極管電連接。該開關(guān)單元具有第一切換點、第二切換點以及第三切換點，其中，該第一切換點與 該微控制器電連接，該第一切換點可切換連接至該第二切換點或該第三切換點上，該第二 切換點與該USB輸出埠電連接，而該第三切換點接地。進(jìn)一步，該USB集線器更包括USB電源輸入埠，該USB電源輸入埠與該微控制器電 連接，并通過該微控制器與每一個開關(guān)單元電連接。該開關(guān)單元為按鍵開關(guān)、切換開關(guān)或滑 動開關(guān)。本實用新型的有益效果為除了可從計算機操作系統(tǒng)中卸除USB設(shè)備，以及將USB 設(shè)備自USB集線器上直接拔除外，更可透過開關(guān)單元的切換使用，直接地建立或移除USB設(shè) 備與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑，并且，可阻斷開關(guān)單元關(guān)閉USB輸出端口的電源，并將電 源平均分配至開關(guān)單元開啟的USB輸出端口，藉以降低所連接的USB設(shè)備因電源供應(yīng)不足 而無法運作的可能性。

圖1為前常見的USB集線器的示意圖。圖2為本實用新型第一種較佳具體實施例的方框圖。圖3A為按鍵開關(guān)單元示意圖。圖3B為切換開關(guān)單元示意圖。圖3C為滑動開關(guān)單元示意圖。圖4為本實用新型第二種較佳具體實施例的方框圖。圖5為本實用新型第二種較佳具體實施例的示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖4所示為本實用新型的第一種較佳的具體實施例子，如圖2所示，一種 USB集線器40，其用于透過USB的接口端口連接外部計算機5及多個USB設(shè)備6。
4[0023]該USB集線器40包括USB輸入埠41、微控制器42以及多個下游接口端口 46，其 中，該微控制器42分別與該USB輸入埠41及該多個下游接口端口 46電連接，每一個下游 接口端口 46包括開關(guān)單元43、USB輸出埠44以及發(fā)光二極管45，其中，該開關(guān)單元43與 該微控制器42電連接，該發(fā)光二極管45與該開關(guān)單元43電連接，該USB輸出埠44分別與 該開關(guān)單元43以及該發(fā)光二極管45電連接。進(jìn)一步，該開關(guān)單元43具有第一切換點431、第二切換點432以及第三切換點 433，其中，該第一切換點431與該微控制器42電連接，該第一切換點431可切換連接至該 第二切換點432或該第三切換點433上，該第二切換點432與該USB輸出埠44電連接，而 該第三切換點433接地，藉以決定該開關(guān)單元43的開啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。如圖2所示，以第一組該下游接口端口 46為例，當(dāng)該開關(guān)單元43切換使得該第一 切換點431連接至該第三切換點433時，即令該開關(guān)單元43接地，而此時該第一切換點431 與該第二切換點432斷路，視為該開關(guān)單元43關(guān)閉。當(dāng)該開關(guān)單元43切換使得該第一切換點431連接至該第二切換點432時，則令該 開關(guān)單元43導(dǎo)通并連接至該USB輸出埠44及該發(fā)光二極管45，視為該開關(guān)單元43開啟。當(dāng)該開關(guān)單元43開啟時，可將電源提供給該發(fā)光二極管45，使該發(fā)光二極管45得 于該開關(guān)單元43開啟時亮起，提醒使用者該開關(guān)單元43所屬的該下游接口端口 46為開啟 狀態(tài)。且該開關(guān)單元43開啟時透過該USB輸出埠44，提供電源以連接至該USB輸出埠44 上的該USB設(shè)備6，并建立該USB設(shè)備6與該計算機5的數(shù)據(jù)傳輸路徑。而當(dāng)該開關(guān)單元43關(guān)閉時，系阻斷該USB輸出埠44及該發(fā)光二極管45的電源， 并且同時阻斷該USB設(shè)備與該計算機5間的數(shù)據(jù)傳輸路徑。值得一提的是，透過該開關(guān)單元43的第一切換點431在該第二切換點432與第三 切換點433之間的切換，即可更直接且有效地控制該多個USB設(shè)備6與該計算機5的連接。 因此，除了將該多個USB設(shè)備6于該USB集線器40上拔除的方式及透過該計算機5上的操 作系統(tǒng)卸除該多個USB設(shè)備6的方式外，本實用新型可利用開關(guān)單元43為使用者帶來更多 樣化且更直接連接方式。值得注意的是，該開關(guān)單元43、該USB輸出埠44以及該發(fā)光二極管45的數(shù)量并不 加以限制，但該三組件43、44及45的數(shù)量需彼此對應(yīng)。換句話說，是以一個該開關(guān)單元43、 一個該USB輸出埠44及一個該發(fā)光二極管45共同形成一組下游接口端口 46 (Downstream Port)。該USB輸入埠41可視為一上游接口端口(Upstream Port)，即USB插頭(參閱圖 3A中的41)，用以將該USB集線器40連接至該計算機5上。而該計算機5即透過該USB輸 入埠41，提供電源輸入予該USB集線器40，并與該USB集線器40所連接的各該USB設(shè)備6 建立數(shù)據(jù)傳輸路徑。該微控制器42分別與該USB輸入埠41及每一個開關(guān)單元43電連接，透過該USB 輸入埠41接收來自該計算機5所提供的電源輸入，并依該多個開關(guān)單元43的啟閉狀態(tài)平 均分配電源。例如，若該USB集線器40共具有四組該下游界面端口 46，且該四組下游接口 端口 46中的該開關(guān)單元43皆為開啟，即，該四組下游接口端口 46都需使用電源。因此，若 該計算機5輸入的電源為500毫安(mA)，則平均每一組該下游接口端口 46可分得125mA。 而若該四組下游接口端口 46中，有二組的該開關(guān)單元43為開啟，而另二組的該開關(guān)單元43為關(guān)閉，則該微處理器42判斷只有二組該下游接口端口 46需要使用電源。因此，僅將該計 算機5所提供的電源分配給該二組開關(guān)單元43為開啟的下游接口端口 46使用，而各該下 游接口端口 46可分得250mA。藉以，透過該微處理器42的分配，達(dá)到最佳化的電源管理，降 低所連接的該些USB設(shè)備6因電源供應(yīng)不足而無法運作的可能性。請參閱圖3A、圖3B及圖3C，本實用新型的該USB集線器40，主要特征是在于使用 該多個開關(guān)單元43來直接切換該計算機5與該多個USB設(shè)備6的連接與否。而該開關(guān)單 元43可具有多樣性的變化。如圖所示，可為圖3A中的按鍵開關(guān)單元、圖3B中的切換開關(guān) 單元，及圖3C中的滑動開關(guān)單元等，且圖中的該USB輸出埠44，系為簡略說明而以四組為 例，但不應(yīng)以此為限。上述圖3A、圖3B及圖3C中，是以四組該USB輸出埠44為例，雖然本實用新型可透 過開關(guān)的切換，進(jìn)行最佳化的電源管理，但若該四組USB輸出埠44皆被開啟使用，或本實用 新型發(fā)展出具有七組、十三組或其他數(shù)量的該USB輸出埠44時，即使透過最佳化的電源管 理，亦可能無法提供所有連接的USB設(shè)備6足夠的電源。因此，請參閱圖4及圖5，為本實用 新型的第二種較佳具體實施例的方塊圖及示意圖。如圖4所示，除了該USB輸入埠41之外，本實用新型的該USB集線器40更包括USB 電源輸入埠41a，該USB電源輸入埠41a與該微控制器42電連接，并通過該微控制器42與 每一個開關(guān)單元43電連接。該USB輸入埠41與該USB電源輸入埠41a系共同組成該上游輸入端口，即圖5中 Y型的該USB插頭。該USB集線器40透過該上游輸入埠，即可一次連接該外部計算機5上的二個USB 插槽，接收兩倍的電源。如此一來，即可解決該USB集線器40上開啟使用的USB輸出埠44 過多，造成電源供應(yīng)不足的困境。而該USB電源輸入埠41a僅用來接收該外部計算機5所 提供的電源，并不負(fù)責(zé)該多個USB設(shè)備6與該外部計算機5之間的數(shù)據(jù)傳輸，因此，該多個 USB設(shè)備6與該外部計算機5之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑，仍然建立于該USB輸入埠41之上。若 于數(shù)據(jù)傳輸過程中將該USB電源輸入埠41a于該外部計算機5上拔除，只要該USB輸入埠 41所接收的電源足夠，則數(shù)據(jù)的傳輸不會受到任何影響，數(shù)據(jù)傳輸路徑亦不會因而被阻斷。通過上述實施例，本實用新型的目的已經(jīng)被完全有效的達(dá)到了。熟悉該項技術(shù)的 人士應(yīng)該明白本實用新型包括但不限于附圖和上面具體實施例中描述的內(nèi)容。任何不偏離 本實用新型的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書的范圍中(亦即包含4Port或 其他數(shù)量接口在內(nèi)的應(yīng)用都應(yīng)屬本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi))。
權(quán)利要求一種USB集線器，其特征在于包括USB輸入埠、微控制器以及多個下游接口端口，其中，該微控制器分別與該USB輸入埠及該多個下游接口端口電連接，每一個下游接口端口包括開關(guān)單元、USB輸出埠以及發(fā)光二極管，其中，該開關(guān)單元與該微控制器電連接，該發(fā)光二極管與該開關(guān)單元電連接，該USB輸出埠分別與該開關(guān)單元以及該發(fā)光二極管電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種USB集線器，其特征在于，該開關(guān)單元具有第一切換點、第 二切換點以及第三切換點，其中，該第一切換點與該微控制器電連接，該第一切換點可切換 連接至該第二切換點或該第三切換點上，該第二切換點與該USB輸出埠電連接，而該第三 切換點接地。
3.如權(quán)利要求1所述的一種USB集線器，其特征在于，該USB集線器更包括USB電源輸 入埠，該USB電源輸入埠與該微控制器電連接，并通過該微控制器與每一個開關(guān)單元電連接。
4.如權(quán)利要求1或3所述的一種USB集線器，其特征在于，該開關(guān)單元為按鍵開關(guān)、切 換開關(guān)或滑動開關(guān)。
專利摘要本實用新型提供一種USB集線器，其包括USB輸入埠、微控制器以及多個下游接口端口，其中，該微控制器分別與該USB輸入埠及該多個下游接口端口電連接，每一個下游接口端口包括開關(guān)單元、USB輸出埠以及發(fā)光二極管，其中，該開關(guān)單元與該微控制器電連接，該發(fā)光二極管與該開關(guān)單元電連接，該USB輸出埠分別與該開關(guān)單元以及該發(fā)光二極管電連接，借助其獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其可透過多個開關(guān)單元的啟閉，直接地建立或移除USB設(shè)備與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑，還可透過多個開關(guān)單元的啟閉，阻斷開關(guān)單元關(guān)閉USB輸出端口的電源，藉以最佳化地將電源平均分配至各開關(guān)單元開啟USB輸出端口所連接的USB設(shè)備。
文檔編號H01R25/00GK201639115SQ200920260028
公開日2010年11月17日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者郭中鼎 申請人:郭中鼎