[发明专利]使用标准USB集线器的USB信号切换电路及其操作方法

说明书

一种通用串行总线(USB)装置，其具有：USB集线器；第一切换单元，其包括被耦合到第一设备的USB外围设备端口的第一端；第二切换单元，其包括第二端和第一端，该第二端被耦合到USB集线器和第一切换单元，第二切换单元的第一端被配置为被耦合到第一USB设备；以及控制电路，其能够操作以向第一切换单元和第二切换单元提供控制信号，其中，当第一USB设备作为USB主机操作时，第一控制信号使第一切换单元和第二切换单元在第一设备的USB外围设备端口与第一USB设备之间提供连通性，并且控制电路提供第二控制信号，当第一USB设备作为USB外围设备操作时，第二控制信号用于经由USB集线器在USB主机端口与第一USB设备之间提供连通性。

优先权

本申请是于2019年6月24日提交的美国非临时申请第16/450,528号的国际申请，该美国非临时申请根据美国专利法第119条e款要求享有于 2019年3月26日提交的美国临时申请第62/823,966号以及于2018年11月 9日提交的美国临时申请第62/758,252号的优先权和权益，这些申请全部通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及通用串行总线(USB)设备和系统。更具体地，本公开涉及使用标准USB集线器(hub)和切换电路(switch circuitry)的USB 信号路径控制和端口切换实施例，以及其操作方法。

背景技术

USB标准是用于电子设备(例如，个人计算机(PC)、平板计算机、集线器、智能电话等)的易于使用的通用接口，并且已经被广泛接受。出于功率递送的目的将USB连接并入汽车信息娱乐系统以及与移动电子设备 (例如，智能电话)的交互变得越来越普遍。在实施例中，信息娱乐系统可以在连接到移动电子设备时担任USB主机(host)的角色。在一些实施例中，移动电子设备(例如，)可以担任USB主机的角色，并且至少控制信息娱乐系统的仪表盘上车辆显示器部分。因此，需要USB集线器和切换逻辑电路以允许电子系统或设备(例如，信息娱乐系统)同时连接到(多个)USB外围设备和(多个)USB主机设备两者。

附图说明

在附图的图中，通过示例而非限制的方式示出了本公开。

图1是示出根据主题的一个实施例的USB集线器的示意图；

图2是示出根据主题的一个实施例的USB系统的示意图；

图3是示出根据主题的一个实施例的USB系统的示意图；

图4A-4C是示出根据主题的实施例的USB系统以及到USB主机和外围设备的信号路径的示意图；

图5A-5E是示出根据主题的实施例的具有USB集线器和对应的切换电路的USB系统的示意图；

图6是示出根据主题的一个实施例的具有USB集线器和对应的切换电路的USB系统的示意图；

图7是示出根据主题的一个实施例的用于在USB系统中实现信号切换和端口交换的方法的代表性流程图；

图8A是示出根据主题的一个实施例的具有USB集线器和对应的切换电路的USB系统的示意图；

图8B是示出根据主题的一个实施例的USB D+/D-切换器或切换单元的示意图；

图9A是示出根据主题的一个实施例的具有USB集线器和对应的切换电路的USB系统的示意图；

图9B是示出根据主题的一个实施例的USB D+/D-切换器或切换单元的示意图；以及

图10是示出根据主题的一个实施例的USB控制和切换电路在汽车中的一个应用的示意图。

具体实施方式