通用串行總線擴充座及其對便攜式裝置進行充電的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于便攜式裝置的擴充座(dock)，特別涉及可依據(jù)所檢測到的便攜式裝置的運作狀態(tài)而對該便攜式裝置進行充電的一種通用串行總線(USB)擴充座。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，對于計算機系統(tǒng)的新功能的需求以及能簡單地連接外圍裝置至計算機系統(tǒng)已有數(shù)個新發(fā)展。其中一種發(fā)展為通用串行總線USB (Universal Serial Bus)。USB規(guī)格的發(fā)展是為了提供外接擴充，可讓增加外圍裝置就如同將電話機掛上聽筒一樣簡單。從USB規(guī)格發(fā)明后，就廣為市場所接受。
[0003]USB On-the-Go (OTG)規(guī)格定義了裝置的兩種角色，例如是OTG A裝置以及OTG B裝置。此術(shù)語定義了哪一邊提供了電源至該連結(jié)，且何者初始為主控端(host)。OTG A裝置為一電源提供者，且OTG B裝置為電源使用者。預(yù)設(shè)的連結(jié)配置為OTG A裝置扮演USB主控端，且OTG B裝置為一 USB外圍裝置。USB OTG規(guī)格開啟了一個裝置可扮演主端(master)及從屬端(slave)的角色，故巧妙地改變了上述術(shù)語。具有OTG后，當扮演連接的主端時，一 USB裝置可為一主控端，或當扮演連接的從屬端時，可為一外圍裝置。選擇是否為主控端或外圍裝置是完全由該USB裝置插入纜線的那一端所決定。當USB裝置連接至纜線的A端時，該USB裝置即為A裝置，扮演預(yù)設(shè)的主控端。當USB裝置連接至纜線的B端時，該USB裝置即為B裝置，扮演預(yù)設(shè)的外圍裝置。
[0004]在USB電池充電規(guī)格中，USB裝置總是由USB主控端抽取(draw)電源。若使用者想要使用其便攜式裝置為一USB主控端，需要使用具有一 ID引腳的特別類型的纜線。因此，常使用具有OTG ID引腳的USB micro A/B纜線。當一 USB裝置利用USB micro A/B纜線連接至一便攜式裝置時，該便攜式裝置會由USB裝置模式切換至USB OTG主控模式，且該便攜式裝置會提供電源至所連接的USB裝置。
[0005]在一利用擴充座的情境中，使用者可能靜止很長一段時間，且需要使用大型及傳統(tǒng)的輸入裝置，例如是鍵盤及鼠標。當便攜式裝置處于USB OTG主控模式時，USB擴充座可提供所需的視頻及USB輸入/存儲功能。然而，當便攜式裝置處于USB OTG主控模式時，便攜式裝置會使用本身的電源。盡管USB擴充座具有自己的電源來源，USB擴充座的電源也無法分享給便攜式裝置，因為該功能并未定義于USB電池充電規(guī)格中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種通用串行總線(USB)擴充座，包括:多個下行端口 ；一上行端口，用以將該USB擴充座連接至一便攜式裝置，其中該上行端口包括一 OTG ID引腳以及一差動對；以及一微控制器，用以檢測該便攜式裝置的多個操作狀態(tài)。當該微控制器檢測到該便攜式裝置處于一 USB OTG主控模式并已進入一暫停(suspend)狀態(tài)，該微控制器藉由切換該OTG ID引腳的狀態(tài)以控制該便攜式裝置由該USB OTG主控模式切換至一 USB裝置模式，藉以由該上行端口對該便攜式裝置進行充電。
[0007]本發(fā)明還提供一種利用一通用串行總線(USB)擴充座對一便攜式裝置進行充電的方法，其中該USB擴充座包括多個下行端口、以及一上行端口，該方法包括:通過該上行端口將該USB擴充座連接至該便攜式裝置，其中該上行端口包括一 OTG ID引腳以及一差動對；檢測該便攜式裝置的多個操作狀態(tài)；以及當檢測到該便攜式裝置處于一 USB OTG主控模式并已進入一暫停(suspend)狀態(tài)，藉由切換該OTG ID引腳的狀態(tài)以控制該便攜式裝置由該USBOTG主控模式切換至一 USB裝置模式，藉以由該上行端口對該便攜式裝置進行充電。
【附圖說明】
[0008]圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中之一 USB擴充座的方塊圖。
[0009]【符號說明】
[0010]100 ?USB 擴充座；
[0011]110?微控制器；
[0012]120?下行端口；
[0013]130?上行端口；
[0014]140 ?按鈕；
[0015]150?便攜式裝置；
[0016]D+、D-、VBUS、OTG ID、GND ?引腳。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0018]圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中的一 USB擴充座的方塊圖。在一實施例中，USB擴充座100包括一微控制器110、多個下行端口(downstream port) 120、以及一上行端口(upstream port) 130。上行端口 130可將USB擴充座100耦接至一便攜式裝置150，例如是一移動電話或一平板計算機。下行端口 120可將USB擴充座100耦接至其他USB裝置，例如是一屏幕、鍵盤、或鼠標，其可協(xié)助輸入或輸出信息至已連接至USB擴充座100的便攜式裝置。在一實施例中，上行端口 130為一 USB micro A/B連接器，其包括了一差動對(D+及D-引腳)、一 VBUS電源引腳、一接地(GND)引腳、以及一 OTG ID引腳。微控制器110可依據(jù)OTG ID引腳的狀態(tài)以檢測便攜式裝置150的操作狀態(tài)。舉例來說，當OTG ID引腳在一第一狀態(tài)(例如:接地)時，微控制器110可得知便攜式裝置150處于一工作狀態(tài)(workingstate)。在另一實施例中，上行端口 130與USB micro A/B接口相容，其包括一差動對(D+及D-引腳)、一 VBUS電源引腳、一接地(GND)引腳、以及一 OTG ID引腳。更進一步而言，在市面上有許多類型的USB連接器，但是它們均配備有上述的主要USB引腳。
[0019]在當一使用者將便攜式裝置150接上至USB擴充座100的情境中，USB擴充座100可致能(enable)便攜式裝置150的USB OTG主控(host)模式，藉以致能連接至USB擴充座100的下行端口 120的USB外圍的使用，并進行在便攜式裝置150及USB外圍之間的正常數(shù)據(jù)傳輸。需注意的是便攜式裝置150在USB OTG主控模式下并無法利用上行端口 130進行充電，因為便攜式裝置150在USB OTG主控模式下扮演一 “主控端”。
[0020]當便攜式裝置150利用該差動對以發(fā)送一暫停(suspend)指令至USB擴充座100，USB擴充座100的微控制器110可將OTG ID引腳的狀態(tài)設(shè)定為一第二狀態(tài)(例如:浮接(floating))，使得便攜式裝置150由USB OTG主控模式進入一 USB (device)裝置模式，也使得USB擴充座100可利用上行端口 130對便攜式裝置150進行充電。需注意的是，當便攜式裝置150已經(jīng)閑置一預(yù)定時間時，便攜式裝置150會自動進入一暫停(suspend)狀態(tài)。選擇性地，當使用者手動地關(guān)閉便攜式裝置150的屏幕的電源時，便攜式裝置150也可進入暫停狀態(tài)，但本發(fā)明并不限于此。當進入暫停狀態(tài)，便攜式裝置150可發(fā)送一暫停指令至USB擴充座100。
[0021]更進一步而言，當USB擴充座接收來自便攜式裝置150的暫停指令，USB擴充座100斷開(disconnect)該差動對，并接著短路(short)該差動對，使得便攜式裝置150如同檢測到上行端口 130已被物理性地斷開并重新插入至便攜式裝置150。接著，USB擴充座100可將OTG ID引腳的狀態(tài)設(shè)定為一第二狀態(tài)，以強制便攜式裝置150由USB OTG主控模式進入USB裝置(device)模式。需注意的是，USB擴充座100可在當便攜式裝置150處于USB裝置模式時，設(shè)定差動對的電壓，藉以提供多種快速充電模式對便攜式裝置150進行充電。舉例來說，快速充電模式可為USB電池充電標準vl.2版中所定義的一電源傳遞模式(power delivery mode)、一 Apple模式、或是另一1決速充電模式，但本發(fā)明并不限于此。
[0022]在一實施例中，USB擴充座100還包括一按鈕140，其為一實體按鈕，用以利用GP1接口以切換便攜式裝置150的USB操作模式。舉例來說，當使用者需要將便攜式裝置100由USB裝置模式切換回USB OTG主控模式時，使用者可按下按鈕140。接著，微控制器110檢