USB接口检测器、检测方法、USB连接器及电子设备技术

本申请涉及一种USB接口检测器、检测方法、USB连接器及电子设备。该检测方法可用于安装在电子设备中的USB连接器。根据电子设备的操作模式，对USB接口中的第一和第二引脚进行上拉或下拉；在所述上拉或下拉之后，检测第一和第二引脚处的电压是否发生横跨参考电压的变化；以及当检测到所述变化时，提供与第二设备的连接/分离相关的指示。

【技术实现步骤摘要】

本申请示例性实施例涉及用于检测主机(DFP)和从机(UFP)的USB连接器的方法及装置以及包括该装置的USB连接器和电子设备。
技术介绍
USB连接器已被广泛地应用于诸如电源适配器、移动电源、笔记本电脑、手机、平板电脑之类的电子设备中，以实现充电以及数据传输等功能。最近发布的C型通用串行总线(USBType-C)电缆和连接器规范中定义了一种新的符合USB3.1协议的C型USB连接器。在功能和性能方面，C型USB连接器与目前广泛应用的B型USB连接器相比，具有更高的数据速率、更高的可配置充电电流，并且支持USB插头沿双方向插入USB插座。在结构方面，C型USB插座接口与A型和B型USB插座接口的区别之一在于，其包括两个配置通道(CC)引脚，其功能被定义为辅助进行下行端口到上行端口(DFP-to-UFP)连接/分离检测、USB插头取向检测、初始DFP-to-UFP(主从)关系检测、USBType-CVBUS引脚的电流检测等等。但是，目前尚未发现利用两个CC引脚进行USB接口的连接/分离检测的有效解决方案。在
技术介绍
中公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
技术实现思路
示例性实施例提供用于一种USB接口的检测器及检测方法，其能够利用USB接口的两个CC引脚进行USB接口的连接/分离检测。这种检测器用于安装在主从机的USB连接器中。根据一个示例性实施例，提供一种USB接口检测方法，用于安装在第一设备中的USB连接器，该方法包括：根据第一设备的操作模式，对USB连接器中的第一和第二引脚进行上拉或下拉；在所述上拉或下拉之后，检测第一和第二引脚处的电压是否发生横跨参考电压的变化；以及当检测到所述变化时，提供与第二设备的连接/分离相关的指示。根据另一示例性实施例，提供一种USB接口检测器，用于安装在第一设备中的USB连接器，包括：第一和第二检测端，分别连接到USB连接器的第一和第二引脚；端接电路，被配置为对第一和第二检测端进行上拉或下拉；比较器电路，包括第一和第二比较器，被配置为在所述上拉或下拉之后检测第一和第二引脚处的电压是否发生横跨参考电压的变化，以及响应于检测到所述变化而提供指示；以及输出端，被配置为输出所述指示。这部分旨在提供对本专利申请的主题的概述。这部分并非旨在提供本专利技术的排他性的或详尽的说明。本文包括了详细的描述，以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明在附图中(这些附图不一定是按照比例绘制的)，相同的数字能够描述不同视图中的相似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示相似部件的不同示例。附图通过示例而非限制的方式概括地示例了本申请中讨论的各个实施例。图1a示出了USBType-C插座的接口的功能信号引脚的示意图，图1b示出了USBType-C插头的接口的功能信号引脚的示意图。图2示出了根据本专利技术各个实施例的USB接口检测器的示意性框图。图3示出了根据本专利技术各个实施例的USB接口检测方法的流程图。图4示出了根据本专利技术实施例的USB接口检测器的一个具体应用示例的示意图。图5a和5b示出了本专利技术实施例的USB接口检测器在DFP+ACC模式下的工作原理的示意图。图6示出了根据本专利技术实施例的USB接口检测方法的流程图。图7a和7b示出了本专利技术实施例的USB接口检测器在UFP模式下的工作原理的示意图。图8示出了根据本专利技术实施例的USB接口检测方法的流程图。图9示出了根据本专利技术一个实施例的USB接口检测器的具体结构图。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可能认识的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。为了便于理解本专利技术的技术方案，在下文中，首先对本专利技术中使用的技术术语进行解释。下行端口DFP(DownstreamFacingPort)设备，可以理解为主机(Host)。典型的DFP设备是电源适配器，因为它永远都只是供电。上行端口UFP(UpstreamFacingPort)设备，可以理解为从机(Device)，典型的UFP设备是U盘，移动硬盘，因为它们永远都是被读写数据和被供电。双角色端口DRP(DualRolePort)设备，DRP设备也可以在DFP设备与UFP设备间动态切换，既可以做DFP设备(Host)，也可以做UFP设备(Device)。典型的DRP设备是电脑(可以作为U盘的主机，也可以作为被充电的UFP设备，具有OTG(on-the-go)功能的手机(可以作为被充电和被读写数据的设备，也可以作为主机为其他设备提供电源或者读写U盘数据)，移动电源(可通过单个USBType-C接口放电和充电)。调试附件(debugaccessory)模式，为电子设备作为DFP设备操作时，一种特殊的USB接口连接模式，其通常用于在电子设备出厂之前，由设备制造商通过将调试附件连接(attach)到电子设备的USB接口上，以对电子设备进行调试。音频适配器附件(audioadapteraccessory)模式，为电子设备作为DFP设备操作时，一种特殊的USB接口连接模式。这是一种为USB连接器的功能扩展所预留的模式。图1a示出了USBType-C插座的接口的功能信号引脚的示意图，图1b示出了USBType-C插头的接口的功能信号引脚的示意图。如图1a和1b所示，USBType-C插座的接口包括两个CC引脚，即CC1引脚和CC2引脚，用于连接主机(DFP设备)和从机(UFP设备)的USBType-C电缆仅包括一条CC信号线，USBType-C插头的接口仅包括一个CC引脚。为了检测主机(DFP)和从机(UFP)的状态，在初始时，主机的CC1和CC2引脚，被上拉电流拉到电源电压，从机被下拉电阻Rd下拉到地电压。当DFP检测到CC1或CC2端的电压在Vref2和Vref3之间时，表明UFP已经连接到DFP。此时DFP会给UFP提供VBUS，当UFP检测到VBUS电压后，UFP会检测到连接到DFP的状态。然后UFP通过检测CC1和CC2端的电压范围来确认主机给从机提供的充电电流。此外，针对直连附件模式定义了DFP可见的CC引脚上的两种特殊端接：针对音频适配器附件模式的Ra/Ra和针对调试附件模式的Rd/Rd。表1从DFP角度来看的端口状态根据本专利技术各个实施例的USB接口检测器，可用在DFP设备中、UFP设备和DRP设备(其在连接到UFP设备时作为DFP设备操作，在连接到DFP设备时作为UFP设备操作)中。当USB接口检测器所在设备作为DFP设备操作时，USB接口检测器对两个引脚进行上拉，优选地，利用上拉电流源进行上拉，并利用至少两个比较器，优选地为四个比较器，具体地，检测两个引脚中的至少一个处的电压是否降低至其未端接(unterminated)电压以下，以确定USB接口是否被连接(attached)；在确定USB接口被连接时，进一步检测降低的电压所处的电压区间，以确定该连接是否为UFP连接以及连接的取向，可选地，确定该连接是否为音频适配器附件连接或调试附件连接。当USB接口检测器所在设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种USB接口检测方法，用于安装在第一设备中的USB连接器，该方法包括：根据第一设备的操作模式，将USB连接器中的第一和第二引脚上拉至高于参考电压或下拉至低于参考电压；在所述上拉或下拉之后，检测第一和第二引脚处的电压是否发生横跨参考电压的变化；以及当检测到所述变化时，提供与第二设备的连接/分离相关的指示。

【技术特征摘要】
1.一种USB接口检测方法，用于安装在第一设备中的USB连接器，该方法包括：根据第一设备的操作模式，将USB连接器中的第一和第二引脚上拉至高于参考电压或下拉至低于参考电压；在所述上拉或下拉之后，检测第一和第二引脚处的电压是否发生横跨参考电压的变化；以及当检测到所述变化时，提供与第二设备的连接/分离相关的指示。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一设备的操作模式包括下行端口DFP操作模式和上行端口UFP操作模式。3.根据权利要求2所述的方法，其中，当第一设备的操作模式为DFP操作模式时，将USB连接器中的第一和第二引脚上拉至高于第一参考电压；在所述上拉之后，通过分别将第一和第二引脚处的电压与第一参考电压进行比较，来检测第一和第二引脚中的至少一个处的电压是否降低至第一参考电压以下；当检测到所述降低时，提供与第二设备的连接相关的指示。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：当第一和第二引脚中的仅一个处的电压被检测到降低至第一参考电压以下时，将所述第一和第二引脚中的仅一个处的电压与低于第一参考电压的第二和第三参考电压分别进行比较，其中第三参考电压低于第二参考电压；以及当所述第一和第二引脚中的仅一个处的电压低于第二参考电压且高于第三参考电压时，提供与下行端口UFP连接和连接取向相关的指示。5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：当检测到所述降低时，将第一和第二引脚处的电压与低于第一参考电压的第二和第三参考电压分别进行比较，其中第三参考电压低于第二参考电压；以
\t及当第一和第二引脚之一处的电压高于第二和第三参考电压，且第一和第二引脚中的另一个处的电压低于第二参考电压且高于第三参考电压时，提供与UFP连接和连接取向相关的指示；当第一和第二引脚处的电压均低于第二参考电压且高于第三参考电压时，提供与调试附件连接相关的指示；或者当第一和第二引脚处的电压均低于第二参考电压且低于第三参考电压时，提供与音频适配器附件连接相关的指示。6.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：在检测到所述降低之后，检测降低的电压是否提升至第一参考电压以上；当检测到所述提升时，提供与第二设备的分离相关的指示。7.根据权利要求4所述的方法，其中，利用两个比较器同时进行第一和第二引脚处的电压与第一参考电压的比较，并且利用所述两个比较器同时进行所述第一和第二引脚中的仅一个处的电压与第二和第三参考电压的比较。8.根据权利要求5所述的方法，其中，利用四个比较器中的两个同时进行第一和第二引脚处的电压与第一参考电压的比较，利用所述四个比较器中的两个或四个同时进行与第二和第三参考电压的比较，并且当仅两个比较器被利用时，禁用其余两个比较器。9.根据权利要求3所述的方法，其中，将第一和第二引脚处的电压上拉至高于第一参考电压包括：为第一和第二引脚中的每一个提供上拉电流。10.根据权利要求2所述的方法，其中，当第一设备的操作模式为UFP操作模式时，利用下拉电阻将USB连接器中的第一和第二引脚下拉至低于第四参考电压；在所述下拉之后，通过分别将第一和第二引脚处的电压与第四参考电压进行比较，来检测第一和第二引脚之一处的电压是否提升至第四参考电压以上；当检测到所述提升时，提供与DFP连接和连接取向相关的指示。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：将提升的电压与高于第四参考电压的第五、第六、第七、第八参考电压分别进行比较；根据与第五、第六、第七、第八参考电压比较的结果提供与被供给的充电电流的大小相关的指示。12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：在检测到所述提升之后，检测第一或第二引脚处的电压是否降低至第四参考电压以下；以及当检测到所述降低时，提供与DFP分离相关的指示。13.根据权利要求11所述的方法，其中，利用四个比较器中的两个同时进行第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建立，孙伟明，王一，黄雷，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32