專利名稱：配置充電端口的方法與控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于配置充電端口的方法與控制器，特別是關(guān)于可依各界面端口上連接裝置的充電需求動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)多個(gè)充電端口的方法與控制器。
背景技術(shù)：
電子系統(tǒng)，像是電腦系統(tǒng)，會(huì)設(shè)置界面端口以連接(耦接)各種外接的裝置。例如說(shuō)，電腦系統(tǒng)可設(shè)置多個(gè)符合通用串行總線(USB, Universal Serial Bus)規(guī)格的界面端口，以和各種外接的裝置交換數(shù)據(jù)信號(hào)。在界面端口規(guī)格中，電子系統(tǒng)與外接的裝置不僅可經(jīng)由界面端口交換數(shù)據(jù)，裝置還能經(jīng)由界面端口汲取電力。例如說(shuō)，各外接的裝置可以是由電池供電的裝置；當(dāng)裝置連接于界面端口后，便可由界面端口汲取電力以為其電池充電。像是在通用串行總線規(guī)格下， 便制定有電池充電規(guī)格(battery charging specification)。因?yàn)槌潆姇r(shí)需要充足的電流，故能為裝置提供足夠電流(大于一預(yù)設(shè)電流值)的界面端口即為充電端口(charging port)ο不過(guò)，在電子系統(tǒng)的多個(gè)界面端口中，由于電子系統(tǒng)能供應(yīng)給所有界面端口的總電力是有限的，并非每一個(gè)界面端口都能成為充電端口。在一種充電端口配置中，電子系統(tǒng)的多個(gè)界面端口中只有固定的一(或多個(gè))界面端口能作為充電端口，其它的界面端口無(wú)法作為充電端口。使用者必須將需要充電的裝置連接(attach)至該固定的界面端口才能為裝置充電；若連接至其他界面端口，就無(wú)法正常為裝置充電。因此，此種配置欠缺實(shí)用上的彈性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種更具彈性的充電端口配置，以依據(jù)各界面端口連接裝置的充電需求動(dòng)態(tài)配置充電端口。本發(fā)明提供一種配置充電端口的方法，包括記錄一最大允許值與一已允許值，并為各界面端口分別記錄一對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位。當(dāng)一裝置連接于一界面端口時(shí)，比較該最大允許值與已允許值，以決定該界面端口是否可被允許為充電端口。若最大允許值大于已允許值， 便可將該界面端口對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位設(shè)定為一第一內(nèi)容(如邏輯I)，以允許該界面端口為充電端口。而已允許值也對(duì)應(yīng)地被修改，例如將已允許值遞增I以代表又有一界面端口被允許為充電端口。反之，若最大允許值等于已允許值，則使該界面端口對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位為一第二內(nèi)容 (如邏輯O)，不允許該界面端口為充電端口。當(dāng)有裝置由某一界面端口移除而不再連接于該界面端口，可檢查該界面端口對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位是否為該第一內(nèi)容；若是，則對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位可被重新設(shè)定為第二內(nèi)容，并復(fù)原已允許值，例如說(shuō)將已允許值遞減1，以代表有一界面端口不再為充電端口。本發(fā)明又提供一種控制器，控制多個(gè)界面端口，其設(shè)有一第一寄存器、一第二寄存器、一狀態(tài)寄存器與一仲裁模塊。第一寄存器暫存一最大允許值，第二寄存器暫存一已允許值；狀態(tài)寄存器為各界面端口分別記錄一狀態(tài)位。當(dāng)一裝置連接于某一界面端口時(shí)，仲裁模塊比較最大允許值與已允許值，以決定該界面端口是否可被允許為一充電端口。若最大允許值大于已允許值，仲裁模塊將該界面端口對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位設(shè)定為第一內(nèi)容，以允許該界面端口為充電端口 ；仲裁模塊亦對(duì)應(yīng)改變已允許值。反之，仲裁模塊則使該界面端口對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位為第二內(nèi)容，不允許該界面端口為充電端口。當(dāng)有裝置由某一界面端口移除而不再連接時(shí)，仲裁模塊檢查該界面端口對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位是否為第一內(nèi)容；若是，仲裁模塊會(huì)將該界面端口對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位設(shè)為第二內(nèi)容，并復(fù)原已允許值。本發(fā)明可動(dòng)態(tài)、彈性地配置充電端口，只要電子系統(tǒng)的供電情形許可(即最大允許值MCP大于已允許值A(chǔ)CP)，任何界面端口都能作為充電端口以為連接的裝置提供充電的功能。本發(fā)明控制器可以是符合通用串行總線(USB)規(guī)格的集線器控制器(hub controller)或主控制器(host controller),以在通用串行總線規(guī)格的電池充電規(guī)格 (battery charging specification)下將本發(fā)明充電端口配置技術(shù)應(yīng)用于各種具有通用串行總線規(guī)格界面端口的電子系統(tǒng)，例如集線器、主機(jī)板及/或電腦系統(tǒng)。為讓本發(fā)明之上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖I所示為一已知控制器實(shí)現(xiàn)一充電端口配置的情形。圖2所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制器實(shí)現(xiàn)充電端口配置的示意圖。圖3與圖4所示為圖2控制器的運(yùn)作流程。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖1，其所示為于一已知控制器10中進(jìn)行充電端口配置的示意圖?？刂破?10控制N個(gè)界面端口 Pa (I)至Pa (N)，并設(shè)有一狀態(tài)寄存器12。對(duì)應(yīng)于N個(gè)界面端口 Pa (I) 至Pa (N)，狀態(tài)寄存器12中有N個(gè)位Ra (I)至Ra (N)作為狀態(tài)位。第η個(gè)位Ra (η)對(duì)應(yīng)第 η個(gè)界面端口 Pa (η)，其內(nèi)容用以指示界面端口 Pa (η)是否可作為充電端口。各界面端口 Pa⑴至Pa (N)的電路架構(gòu)相同，以第η個(gè)界面端口 Pa (η)為例來(lái)說(shuō)明界面端口 Pa (η)可供一裝置(未繪出)連接，設(shè)有一物理層模塊PHYa (η)以實(shí)現(xiàn)物理層功能，例如說(shuō)是偵測(cè)是否有裝置連接，在裝置連接時(shí)傳輸電力至裝置，并進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射及 /或接收，以和連接的裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。另外，界面端口 Pa(n)中亦設(shè)有一與門14，耦接于狀態(tài)寄存器12與物理層模塊PHYa (η)。當(dāng)裝置連接于界面端口 Pa (η)時(shí)，若裝置有充電需求，物理層模塊PHYa (η)就會(huì)發(fā)出要求Qa (η);與門14會(huì)將要求Qa (η)和位Ra (η)作與運(yùn)算以形成響應(yīng)Aa (η)。響應(yīng)Aa (η)用以通知物理層模塊PHYa (η)是否可將界面端口 Pa (η) 提供為一充電端口。在控制器10中，各位Ra(I)至Ra (N)的內(nèi)容是固定的例如說(shuō)，圖I的例子中只有位Ra (N)為邏輯1，其他各位Ra(I)至Ra (N-I)均為邏輯O。因此，只有界面端口 Pa (N)可作為充電端口 ；在其他界面端口 Pa (η)中(η不等于N)，由于位Ra (η)為邏輯0，故響應(yīng)Aa (η)恒為否定，使界面端口 Pa(n)不被允許為充電端口。也就是說(shuō)，當(dāng)使用者要為裝置充電時(shí)， 必須要將裝置連接至界面端口 Pa(N);若連接至其他界面端口，則無(wú)法充電。請(qǐng)參考圖2，其所示為在本發(fā)明一實(shí)施例的控制器20中進(jìn)行充電端口配置的示意圖?？刂破?0控制N個(gè)界面端口 P(I)至P (N)，并設(shè)有兩個(gè)寄存器24、26、一狀態(tài)寄存器22 與一仲裁模塊28。寄存器24記錄一最大允許值MCP (其可為一預(yù)設(shè)的定值)，寄存器26則暫存一已允許值A(chǔ)CP。狀態(tài)寄存器22中有N個(gè)位R(I)至R(N)作為狀態(tài)位，分別對(duì)應(yīng)于N 個(gè)界面端口 P(I)至P(N)。第η個(gè)位R(n)對(duì)應(yīng)第η個(gè)界面端口 P (η)，其內(nèi)容用以指示界面端口 P (η)是否可作為充電端口。各界面端口 P(I)至P(N)可以是符合通用串行總線規(guī)格的界面端口，以第η個(gè)界面端口 Ρ(η)為例來(lái)說(shuō)明界面端口 Ρ(η)可供一裝置(未繪出)連接，設(shè)有一物理層模塊 PHY(η)以實(shí)現(xiàn)物理層功能，例如說(shuō)偵測(cè)是否有裝置連接，在裝置連接時(shí)傳輸電力至裝置，并進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射及/或接收，以和連接的裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)裝置連接于界面端口 P (η) 時(shí)，若裝置有充電需求，物理層模塊PHY(η)就會(huì)發(fā)出要求Q(n)，并接收對(duì)應(yīng)的響應(yīng)Α(η)。 響應(yīng)Α(η)用以通知物理層模塊PHY (η)是否可將界面端口 Ρ(η)提供為一充電端口。在圖 2實(shí)施例中，界面端口 Ρ(η)耦接寄存器22，以位R(n)的內(nèi)容作為響應(yīng)A(n)。仲裁模塊28耦接各物理層模塊PHY⑴至PHY (N)，接收要求Q (I)至Q (N)。仲裁模塊28亦耦接寄存器24、26與狀態(tài)寄存器22。仲裁模塊28可由寄存器24讀取最大允許值MCP，可讀取并改變寄存器26中暫存的已允許值A(chǔ)CP，并可分別讀取與改變狀態(tài)寄存器22 中的各位R(I)至R (N)。最大允許值MCP代表N個(gè)界面端口中總共有幾個(gè)界面端口可作為充電端口，其值可依據(jù)控制器20可用的總電流與實(shí)現(xiàn)單一充電端口所需提供的額定充電電流兩項(xiàng)因素來(lái)決定。已允許值A(chǔ)CP則代表N個(gè)界面端口中已經(jīng)有幾個(gè)界面端口為充電端 □。仲裁模塊28為控制器20實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的充電端口配置。當(dāng)一裝置連接于任一界面端口 P(n)時(shí)(η可以等于I至N)，若裝置有充電需求，物理層模塊PHY (η)便會(huì)發(fā)出要求Q(n)。 仲裁模塊28依據(jù)裝置的充電需求比較最大允許值MCP與已允許值A(chǔ)CP，以決定界面端口 P (η)是否可被允許為一充電端口。若最大允許值MCP大于已允許值A(chǔ)CP，代表控制器20還有剩余提供充電端口。因此，仲裁模塊28便可將界面端口 P (η)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位R (η)設(shè)定為邏輯1，以允許界面端口 P (η)成為充電端口。仲裁模塊28亦會(huì)對(duì)應(yīng)改變已允許值A(chǔ)CP，例如說(shuō)是將已允許值A(chǔ)CP遞增1，代表已允許為充電端口的界面端口個(gè)數(shù)增加了一個(gè)。當(dāng)物理層模塊PHY (η)由響應(yīng)A (η)中獲得允許，便可通知連接的裝置，使連接的裝置可由界面端口 P (η)汲取足以充電的電力(電流)。相對(duì)地，當(dāng)物理層模塊PHY(η)依據(jù)裝置的充電需求而提出要求Q(n)時(shí)，若最大允許值MCP等于已允許值A(chǔ)CP，代表控制器20已經(jīng)無(wú)法提供更多的充電端口。因此，仲裁模塊 28會(huì)將位R (η)維持于邏輯0，不允許界面端口 P (η)成為充電端口。物理層模塊PHY (η)由響應(yīng)A (η)中未獲得允許，便會(huì)通知連接的裝置不得汲取過(guò)大的電流。由上述描述可知，本發(fā)明可動(dòng)態(tài)地配置充電端口 ；只要情形許可(MCP > ACP)，各個(gè)界面端口 Ρ(η)都能成為充電端口。不論使用者將待充電的裝置連接至任何一個(gè)界面端口，都能順利地進(jìn)行充電。當(dāng)有任一界面端口 Ρ(η) (η可以等于I到N)連接的裝置移除而不再連接于界面端口 P (η)時(shí)，物理層模塊PHY (η)會(huì)通知仲裁模塊28，仲裁模塊28可檢查界面端口 P (η)對(duì)應(yīng)的位R(η)是否為邏輯I。若是，代表界面端口 P (η)先前作為充電端口 ；因此，仲裁模塊28 可將已允許值A(chǔ)CP復(fù)原至先前的值，例如說(shuō)將已允許值A(chǔ)CP遞減I，代表已有一個(gè)充電端口的配額被釋放。并且，仲裁模塊28也會(huì)將界面端口 P (η)對(duì)應(yīng)的位R(n)重新設(shè)定為邏輯O。延續(xù)圖2的實(shí)施例，請(qǐng)參考圖3與圖4 ;圖3與圖4所示為控制器20依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例而進(jìn)行充電端口配置的流程100與200。流程100的主要步驟有步驟102 :—裝置連接至任一界面端口 P(n)并提出充電需求。步驟104 :比較最大允許值MCP與已允許值A(chǔ)CP，若最大允許值大于已允許值 ACP (或是(MCP-ACP) > O)，進(jìn)行步驟106，反之則進(jìn)行步驟108。步驟106 :將界面端口 P (η)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位R (η)設(shè)定為邏輯I以允許其成為充電端口，并將已允許值A(chǔ)CP遞增I。步驟108 :維持狀態(tài)位R(n)為邏輯0，不允許P (η)成為充電端口。流程200的主要步驟則有步驟202 :有裝置由某一界面端口 P (η)移除。步驟204 :檢查界面端口 Ρ(η)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位R(n)是否為邏輯I ;若是，進(jìn)行步驟 206 ;反之則進(jìn)行步驟208。步驟206 :將狀態(tài)位R(η)重新設(shè)定為邏輯0，并將已允許值A(chǔ)CP遞減I以復(fù)原至先前的已允許值。步驟208 :維持狀態(tài)位R(η)為邏輯O。在圖2至圖4的實(shí)施例中，是依據(jù)寄存器24與26中的最大可允許值MCP與已允許值A(chǔ)CP來(lái)判斷是否還有其他的界面端口可作為充電端口。等效地，也可在寄存器24與 26中分別記錄最大可允許值MCP與一可允許余額值以控制充電端口配置，可允許余額值即等于(MCP-ACP)。當(dāng)可允許余額值大于O時(shí)，可將有充電需求的界面端口配置為充電端口， 并將可允許余額值遞減I。當(dāng)有一充電端口不再連接裝置時(shí)，就可將可允許余額值遞增I。 再者，最大可允許值MCP也可以是最大可允許的總電流(或總電力、總功率),已允許值A(chǔ)CP 則是已允許為充電端口的各界面端口所需的總電流(或總電力、總功率)。在此種實(shí)施例中，在步驟106中更新已允許值A(chǔ)CP時(shí)，可使ACP = ACP+CPI (n)，CPI (η)代表第η個(gè)界面端口所需的電流(或電力、功率)；對(duì)應(yīng)地，當(dāng)在步驟206中復(fù)原已允許值A(chǔ)CP時(shí)，可使ACP = ACP-CPI(η)。總體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可動(dòng)態(tài)、彈性地配置充電端口，只要電子系統(tǒng)的供電情形許可 (即最大允許值MCP大于已允許值A(chǔ)CP)，任何界面端口都能作為充電端口以為連接的裝置提供充電的功能。本發(fā)明控制器可以是符合通用串行總線(USB)規(guī)格的集線器控制器 (hub controller)或主控制器(host controller),以在通用串行總線規(guī)格的電池充電規(guī)格(battery charging specification)下將本發(fā)明充電端口配置技術(shù)應(yīng)用于各種具有通用串行總線規(guī)格界面端口的電子系統(tǒng)，例如集線器、主機(jī)板及/或電腦系統(tǒng)。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種配置充電端口的方法，其特征是，包含記錄最大允許值；記錄已允許值；以及當(dāng)裝置連接于界面端口時(shí)，比較上述最大允許值與上述已允許值，以決定上述界面端口允許作為充電端口使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，還包含若上述最大允許值大于上述已允許值，允許上述界面端口作為上述充電端口使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，還包含若上述最大允許值等于上述已允許值，不允許上述界面端口作為上述充電端口使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，還包含記錄上述界面端口的狀態(tài)位；當(dāng)上述狀態(tài)位為第一內(nèi)容時(shí)，上述界面端口允許作為上述充電端口使用，當(dāng)上述狀態(tài)位為第二內(nèi)容時(shí)，上述界面端口不允許作為充電端口使用；以及在允許上述界面端口作為充電端口使用時(shí)，將上述狀態(tài)位設(shè)定為上述第一內(nèi)容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，還包含當(dāng)上述裝置不再連接于上述界面端口，檢查上述狀態(tài)位是否為上述第一內(nèi)容；若是，則將上述狀態(tài)位設(shè)定為上述第二內(nèi)容。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，還包含當(dāng)上述界面端口允許作為充電端口使用時(shí)，改變上述已允許值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，還包含當(dāng)上述裝置不再連接于上述界面端口，檢查上述狀態(tài)位是否為上述第一內(nèi)容；若是，則復(fù)原上述已允許值。
8.—種控制器，控制界面端口，其特征是，包含第一寄存器，暫存最大允許值；第二寄存器，暫存已允許值；仲裁模塊；當(dāng)裝置連接于上述界面端口時(shí)，上述仲裁模塊比較上述最大允許值與上述已允許值，以決定上述界面端口允許作為充電端口使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器，其特征是，其中，若上述最大允許值大于上述已允許值，上述仲裁模塊允許上述界面端口作為上述充電端口使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器，其特征是，其中，若上述最大允許值等于上述已允許值，上述仲裁模塊不允許上述界面端口作為上述充電端口使用。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器，其特征是，還包含狀態(tài)寄存器，記錄狀態(tài)位；其中，若上述仲裁模塊根據(jù)比較上述最大允許值與上述已允許值將上述狀態(tài)位設(shè)定為第一內(nèi)容，則上述界面端口允許作為上述充電端口使用，且若上述仲裁模塊根據(jù)比較上述最大允許值與上述已允許值將上述狀態(tài)位設(shè)定為第二內(nèi)容，則上述界面端口不允許作為上述充電端口使用。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其特征是，其中，當(dāng)上述裝置移除連接于上述界面端口，上述仲裁模塊檢查上述狀態(tài)位是為上述第一內(nèi)容，則上述仲裁模塊將上述狀態(tài)位設(shè)定為上述第二內(nèi)容。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其特征是，其中，當(dāng)上述仲裁模塊允許上述界面端口作為上述充電端口使用時(shí)，上述仲裁模塊改變上述已允許值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制器，其特征是，其中，當(dāng)上述裝置移除連接于上述界面端口，上述仲裁模塊檢查上述狀態(tài)位是為上述第一內(nèi)容，則上述仲裁模塊復(fù)原上述已允許值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種配置充電端口的方法與控制器，該方法包括記錄一最大允許值與一已允許值；當(dāng)一裝置連接于一界面端口時(shí)，比較最大允許值與已允許值，以決定該界面端口允許作為一充電端口使用。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102611148SQ20111002941
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者張欽俞, 曾保順, 郭立峰 申請(qǐng)人:祥碩科技股份有限公司