KR20160147708A

KR20160147708A - Ｕｓｂ 허브용 포트 분리 충전 기능

Info

Publication number: KR20160147708A
Application number: KR1020167023650A
Authority: KR
Inventors: 아티쉬 고시; 도널드 엘. 퍼킨스; 브리검 스틸
Original assignee: 마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-12-23
Also published as: TWI648635B; JP6552517B2; US10127181B2; CN106104509A; TW201606518A; JP2017515197A; CN106104509B; US20150318728A1; EP3138016B1; EP3138016A1; WO2015168385A1

Abstract

범용 직렬 버스(USB) 허브는, 다운스트림 포트로부터 업스트림 포트로 스위칭되도록 구성된 제1 포트; 복수의 다른 포트들; 및 부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 상기 다운스트림 포트로부터 업스트림 포트로 상기 제1 포트의 기능을 스위칭하도록 구성되고 그리고 데이터 및 충전 포트로부터 충전에 전용된 포트로 상기 복수의 다른 포트들 중 적어도 하나의 포트를 스위칭하도록 더 구성된 컨트롤러를 포함한다.

Description

ＵＳＢ 허브용 포트 분리 충전 기능{PORT DISCONNECT CHARGING FUNCTION FOR USB HUB}

본 출원은 2014년 4월 30일에 출원된 미국 가출원 번호 제61/986,240호의 변환(conversion)으로 그 우선이익을 주장하며, 상기 미국 가출원은 마치 본 명세서에 모두 기재된 것처럼 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.

본 발명은 범용 직렬 버스(USB) 기술에 관한 것으로, 특히 USB 허브의 USB 포트들의 충전 기능에 관한 것이다.

범용 직렬 버스(USB) 1.0 규격서는 컴퓨터와, 키보드, 프린터, 커서 포인팅 디바이스, 외부 드라이브 등과 같은 주변기기 간의 통신을 표준화하기 위한 버스 및 인터페이스(들)를 제공하도록 1990년대 최초로 개발되었다. 그 이후에, USB는 버전 2.0 및 3.0으로 진보되었고, 컴퓨터뿐만 아니라 스마트폰, 타블렛 컴퓨터 및 MP3 플레이어와 같은 포터블 디바이스에서도 흔히 볼 수 있게 되었다.

일반적으로, USB 통신에서는 하나의 디바이스가 호스트로 동작하는 반면에 또 하나의 디바이스는 디바이스로서 동작한다. 호스트는 버스에 전력을 공급하고, 명령들을 내리고, 그리고 일반적으로 모든 연결에 대한(over) 제어를 유지한다. 디바이스는 버스를 제어하기 위한 어떤 활동도 개시하지 않는다. 예를 들면, 개인용 컴퓨터는 USB "섬"(thumb) 드라이브 디바이스에 대한 호스트로서 동작한다.

온-더-고(On-the-Go) 규격서로 인해, 단일 호스트 및 단일 디바이스는 역할들을 스왑(swap)할 수 있다. 예를 들어, 일부 타블렛 컴퓨터는 개인용 컴퓨터 호스트에 결합될 때에는 디바이스 역할 내에서 기능을 수행하고 또한 대량 저장 디바이스로서 동작할 수 있지만, 키보드와 같은 주변 디바이스에 결합될 때에는 호스트로서의 기능을 수행할 수 있다.

USB 허브들은 더 많은 디바이스들이 연결될 수 있도록 단일 USB 포트를 몇 개의 USB 포트로 확장시킨다. 개인용 컴퓨터 또는 자동차용 엔터테인먼트 시스템은 예를 들어 복수의 외부 USB 포트들을 포함하지만, 각 포트를 위한 전용 USB 컨트롤러보다는 오히려 내부 허브를 가질 수 있다. 본 출원의 양수인에 의해 제조된 플렉스커넥트-인에이블된 허브들(USB 2.0 및 USB 3.0 허브들)은 그들이 업스트림(호스트) 측 포트를 다운스트림(디바이스) 측 포트들 중 하나와 스왑할 수 있다는 점에서 해당 산업에서 유일하다. 사실상, 예를 들어 이중 역할 스마트폰(호스트/디바이스)은 다운스트림 포트로부터 허브를 인계받을 수 있다(take over). 양수인에 의해 제조된 허브 디바이스들에 독특한 플렉스커넥터 특징은, 예를 들어 USB 허브 호스트 포트(포트 0)와, 스마트폰이 USB 디바이스로서 연결될 수 있는 곳에 있는 다운스트림 포트 1을 반전시키기 위해, 다이 상에 크로스바 스위치를 제공한다.

USB 포트 방향이 뒤집혀서(flipped) 스마트폰이 USB 호스트가 되면, 남은 다운스트림 포트들은 호스트로 작용하는 스마트폰에 대해 아이들(idle) 및 이용 가능한 것 중 어느 하나가 된다. 하지만, 추가의 "슬레이브" 디바이스들이 스마트폰에 이용 가능할 필요가 있는 경우는 드물다. 이에 따라 남은 포트들은 전형적으로 미사용된다.

다양한 실시예에 따르면, USB 포트들이 열거되지 않을 때에는 언제든지 이중 모드 포트를 구비하는 허브 상의 모든 비열거된 USB 포트들이 전용 충전 포트로 전환되는 시스템이 제공된다.

실시예들에 따른 범용 직렬 버스(USB) 허브는, 다운스트림 포트로부터 업스트림 포트로 스위칭되도록 구성된 제1 포트; 복수의 다른 포트들; 및 부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 상기 다운스트림 포트로부터 상기 업스트림 포트로 상기 제1 포트의 기능을 스위칭하도록 구성되고 그리고 데이터 및 충전 포트로부터 충전에 전용된 포트로 상기 복수의 다른 포트들 중 적어도 하나의 포트를 스위칭하도록 더 구성된 컨트롤러를 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 디바이스가 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트를 열거하지 않았으면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트를 충전에 전용된 상기 포트로 스위칭하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 디바이스에 의해 열거되지 않은 모든 포트들은 상기 컨트롤러에 의해 충전에 전용된 포트들로 변경된다. 일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는 충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 제1 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에는 상기 컨트롤러가 상기 다른 포트를 다시 스위칭하도록 구성된다.일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는 충전에 전용된 상기 포트의 USB 데이터 라인들을 디스에이블한다. 일부 실시예에서, 다운스트림으로부터 업스트림으로 스위칭되도록 구성된 제2 포트를 더 포함한다.

실시예들에 따른 범용 직렬 버스(USB) 허브는, 제1 모드의 다운스트림 포트로부터 제2 모드의 업스트림 포트로 스위칭되도록 구성된 제1 포트; 상기 제1 모드의 업스트림 포트로부터 상기 제2 모드의 다운스트림 포트로 스위칭되도록 구성된 제2 포트; 및 상기 제1 모드에서는 데이터 전송을 위해 동작하고, 상기 제2 모드에서는 전용 충전 포트로서 동작하도록 구성된 적어도 하나의 제3 포트를 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 USB 허브는 상기 제1 포트에 부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 상기 제1 모드로부터 상기 제2 모드로 스위칭하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 제3 포트가 상기 디바이스에 의해 열거되지 않았으면, 상기 컨트롤러는 상기 제2 모드의 전용 충전 포트로서의 기능을 수행하기 위해 상기 적어도 하나의 제3 포트를 스위칭하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는 충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 제1 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에는 상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 제3 포트를 다시 스위칭하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는 충전에 전용된 상기 포트의 USB 데이터 라인들을 디스에이블한다.

실시예들에 따른 범용 직렬 버스(USB) 허브는, 복수의 포트들; 및 부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 다운스트림 포트로부터 업스트림 포트로 상기 복수의 포트들 중 적어도 하나의 포트의 기능을 스위칭하도록 구성되고 그리고 데이터 및 충전 포트로부터 충전에 전용된 포트로 상기 복수의 포트들 중 적어도 하나의 다른 포트를 스위칭하도록 더 구성된 컨트롤러를 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 디바이스가 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 열거하지 않았으면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 충전에 전용된 상기 포트로 스위칭하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 디바이스에 의해 열거되지 않은 상기 복수의 포트들의 모든 포트들은 상기 컨트롤러에 의해 충전에 전용된 포트들로 변경된다. 일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는 충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에는 상기 컨트롤러는 상기 다른 포트를 다시 스위칭하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는 충전에 전용된 상기 포트의 USB 데이터 라인들을 디스에이블한다.

복수의 포트들을 포함하는 범용 직렬 버스(USB) 허브를 동작시키기 위한 방법은, 부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 다운스트림 기능으로부터 업스트림 기능으로 상기 복수의 포트들 중 제1 포트의 기능을 스위칭하는 것; 그리고 데이터 및 충전 포트로부터 충전에 전용된 포트로 상기 복수의 포트들 중 적어도 하나의 다른 포트를 스위칭하는 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 부착된 디바이스가 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 열거하지 않았으면, 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 충전에 전용된 상기 포트로 스위칭하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 디바이스에 의해 열거되지 않은 모든 포트들은 상기 컨트롤러에 의해 충전에 전용된 포트들로 변경된다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 제1 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에 상기 다른 포트를 다시 스위칭하거나 또는 충전 디바이스가 분리될 때까지 기다리는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 충전에 전용된 상기 포트의 USB 데이터 라인들을 디스에이블하는 것을 포함한다.

본 개시의 이들 및 다른 특징들은 첨부 도면들과 결합된 이하의 설명을 참조하면 더욱 잘 인식되고 이해될 것이다. 하지만, 다음의 설명은, 본 개시의 다양한 실시예들 및 이들의 다수의 특정 세부 사항들을 나타내지만, 예시로서 주어지고 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 많은 대체들, 수정들, 추가들 및/또는 재배열들이 본 개시의 사상을 벗어나지 않고 본 개시의 범위 내에서 행해질 수 있으며, 본 개시는 모든 이러한 대체들, 수정들, 추가들 및/또는 재배열들을 포함한다.

첨부되고 본 명세서의 일부를 형성하는 도면들은 본 개시의 특정 측면들을 묘사하기 위해 포함된다. 도면들에 도시된 특징들은 반드시 축척으로 그려진 것은 아님을 유의해야 한다. 본 개시 및 그의 이점들은 첨부 도면들과 결합된 이하의 설명을 참조하면 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이며, 도면들에서 같은 참조 번호들은 동일한 특징들을 가리킨다.
도 1은 실시예들에 따른 USB 허브의 다이어그램이다.
도 2는 실시예들에 따른 허브 포트들의 예시 동작의 다이어그램이다.
도 3은 실시예들의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 실시예들에 따른 허브를 포함하는 시스템의 다이어그램이다.
도 5는 실시예들에 따른 시스템의 다이어그램이다.

본 개시 및 그의 다양한 특징들 및 유리한 세부 사항들은, 첨부 도면들에 도시되고 이하 상세하게 설명된 예시적인 그러므로 비한정적인 실시예들을 참조하여 보다 완전하게 설명된다. 하지만, 상세한 설명 및 특정 예들은, 바람직한 실시예들을 나타내지만, 예시로서만 주어지는 것이고 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 공지된 프로그래밍 기술들, 컴퓨터 소프트웨어, 하드웨어, 운영 플랫폼들 및 프로토콜들의 설명들은 상세한 본 개시를 불필요하게 애매하게 하지 않도록 하기 위해 생략될 수 있다. 기본적인 발명 개념의 사상 및/또는 범위 내에서의 다양한 대체들, 수정들, 추가들 및/또는 재배열들은 본 개시로부터 이 기술분야의 당업자들에게 명백하게 될 것이다.

실시예들의 상세 내용을 설명하기 전에, 실시예들을 위한 일부 콘텍스트는 도움이 될 것이다. 대부분의 최신의 차들은 처음에 자동차 내에서 연결되는 디바이스들에 대한 USB 호스트인 "헤드 유닛"을 구비한다. "헤드 유닛"은 자동차용 전문 용어로 "브레이크 아웃 박스"로 불리는 어셈블리에 수용된 부착 USB 허브를 구비한다. 보통 브레이크 아웃 박스는 자동차 승객에게 USB 허브가 소비자에게 이용 가능한 포트의 개수를 확장하는데 사용되는 콘솔 및 글러브 박스 중 어느 하나로 제시된다. 다양한 USB 디바이스들이 곡을 연주하고, GPS를 수신하고, 그리고 폰 등을 충전하기 위해 허브에 플러그될 수 있다. (USB 기반 시설에서는 단일 호스트만 존재할 수 있음). 최신의 스마트폰들은 USB 2.0 호스트가 될 능력을 갖추며, 소프트웨어 메커니즘을 통해 "헤드 유닛"에 요청하여서 USB 레인(lane)을 반전시키고 스마트폰이 "USB 호스트"가 되도록 한다. USB 레인이 반전될 때에는, 이들 스마트폰이 호스트가 되고, 헤드 유닛은 슬레이브가 된다. USB 포트의 전환은 본 출원의 양수인에 의해 제조된 소위 플렉스커넥트-인에이블된 허브에 의해 제공되며, 이 플렉스커넥트-인에이블된 허브는 허브의 다운스트림 포트가 업스트림 포트와 스왑될 수 있게 하며, 이에 의해 마스터 가능한 디바이스가 허브 상의 다른 디바이스를 제어할 수 있게 한다. 이러한 플렉스커넥트 인에이블된 허브는 미국특허 제7,480,753호에 상세하게 설명되어 있고, 상기 미국특허는 마치 본 명세서에 모두 기재된 것처럼 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.

대체로, 3종류의 USB 포트가 있다.

표준 다운스트림 포트들(SDP)은 USB 2.0 규격서에 의해 정의되고, 데스크탑 및 랩탑 컴퓨터들에서 전형적으로 발견되는 포트들이다. 최대 부하 전류는 서스펜드 상태에서 2.5mA이며, 연결되고 서스펜드 상태가 아닐 때에는 100mA, 그 전류에 대해 구성될 때에는 500mA(최대)이다. 디바이스는 USB 데이터 라인들(D+ 및 D-)이 15kΩ을 통해 각기 그라운드되어 있음을 검출함으로써 하드웨어에 의해 SDP를 인식할 수 있으며; SDP는 여전히 USB를 준수하고 있는 것으로 열거하여야 한다(즉, 디바이스와 통신하여야 한다).

충전 다운스트림 포트들(CDP)은 개인용 컴퓨터들과 랩탑 컴퓨터들과 같은 하드웨어용의 더 높은 전류 USB 포트이다. CDP는 1.5A까지 공급할 수 있으며, 열거(enumeration) 전에 공급될 수 있다. CDP에 플러그된 디바이스는 D+ 및 D- 라인들을 조작하고 모니터링하여 구현된 하드웨어 핸드쉐이크에 의해 그것을 인식할 수 있다. 이런 테스트는 데이터 라인들을 USB 트랜시버로 전환하기 전에 일어나며, 이로 인해 CDP는 열거 전에 검출될 수 있다 (그리고 충전을 시작할 수 있음).

전용 충전 포트(DCP)는 열거할 수 없는 자동 어댑터들 및 콘센트들(wall plugs)과 같은 전력원들이다. 충전은 전혀 어떤 디지털 통신 없이도 일어날 수 있다. DCP들은 1.5A까지 공급할 수 있고 그리고 D+와 D- 간의 단락에 의해 식별된다.

이하에서 더욱 상세하게 설명되듯이, 실시예에서, 열거되지 않은 이중 모드 허브의 포트들은 전용 충전 포트들로서 구성될 수 있다.

이제 도면으로 돌아가서 도 1에 주의를 기울이면, 실시예들에 따른 USB 허브(100)의 예시를 설명하는 블록도가 도시되어 있다. 도시된 예시에서, 허브(100)는 허브의 포트들로의 그리고 허브의 포트로부터의 데이터의 전환을 구현하기 위한 허브 컨트롤러(102)를 포함한다. 또한, 허브 컨트롤러(102)는 업스트림으로부터 다운스트림으로 또는 그 반대로 하나 이상의 포트들의 기능성을 변경할 수 있다. 예를 들어, 허브 컨트롤러(102)는 호스트 포트로부터 적절한 타겟 디바이스로 또는 그 반대로 정보를 재치있게(intelligently) 라우팅하도록 동작할 수 있고; 추가로 허브 컨트롤러(102)는 신호 콘플릭트(conflict) 및 충돌(collision), 예를 들어 사실상 동시에 복수의 디바이스들로부터 송신된 신호들을 분해(resolve)하도록 동작할 수 있다.

허브(100)는 업스트림 호스트 포트로서 기능을 수행하는 디폴트를 가지고 있지만, 다운스트림 포트 기능으로 스위칭될 수 있는 제1 이중 모드 포트(104)를 더 포함한다. 또한, 다운스트림 포트로서 기능을 수행하는 디폴트를 가지고 있지만, 업스트림 포트 기능으로 스위칭될 수 있는 이중 모드 포트(106)가 제공된다. 또한, 복수의 다운스트림 포트들(108a-108c)이 제공되는데, 이 복수의 다운스트림 포트들(108a-108c)은 다운스트림 포트들로서 기능을 수행하지만 포트(104) 및 포트(106)가 모드들을 스위칭할 때에 전용 충전 포트로 동작하도록 스위칭될 수 있다. 일부 실시예에서, 다른 포트들(108a-108c)의 일부 또는 모두는 또한 다운스트림으로부터 업스트림 기능으로 스위칭될 수 있음을 알 수 있다.

허브(100)는 포트 기능성을 지도할 수 있고 그리고 컨트롤러(102)로 하여금 데이터 및 포트 기능들의 스위칭을 구현하게 하는 포트 컨트롤러(114)를 포함한다. 일부 실시예에서는, 추가 포트가 SPI 또는 GPIO 기능을 구현할 수 있는 임베디드 컨트롤러(112)에 이용 가능하다. 마지막으로, 전력 스위치(110)는 포트 및/또는 허브 컨트롤러의 제어 하에서 제공되며, 전력 스위치(110)는 포트 인터페이스들로 Vbus 라인 상의 전력을 제공한다.

다양한 실시예들에서, USB 허브(100)는 임의의 다양한 허브일 수 있다. 예를 들어, USB 허브(100)는 외부 허브, 예를 들어 호스트 디바이스가 허브에 결합된 하나 이상의 다른 디바이스를 제어할 수 있는 허브일 수 있다. 일실시예에서, USB 허브(100)는 USB 허브(100)는 루트(root) 허브일 수 있다. 추가로 또는 대안으로, USB 허브(100)는 또 하나의 디바이스 또는 컴퓨터 시스템에 포함될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰과 같은 디바이스는 개인용 컴퓨터에 포함된 허브에 직접 연결될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 스마트폰과 같은 디바이스는 그 자체로 다른 USB 디바이스들에 연결하기 위한 USB 허브를 포함할 수 있다. 일실시예에서, USB 허브는 자동차용 헤드 유닛과 같은 USB 혼합식(composite) 또는 복합식(compound)의 디바이스를 포함할 수 있거나 또는 그 일부일 수 있다.

USB 허브(100)는 추가의 인터페이스들(미도시됨)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, USB 허브(100)는 물리적인(PHY) 인터페이스들, 및/또는 다른 인터페이스들, 예컨대, 이들 중에서도 USB 2.0 트랜시버 매크로셀 인터페이스(UTMI) 또는 UTMI+ 소수 핀 인터페이스(ULPI)을 포함할 수 있다.

동작 중에, 스마트폰과 같은 디바이스는 포트(106)에 결합될 수 있고 그리고 다운스트림 (디바이스) 기능성으로부터 업스트림 (호스트) 기능으로 전환을 요청하는 하나 이상의 명령들을 송신할 수 있다. 그때에, 포트 컨트롤러(114)는 허브 컨트롤러(102)로 하여금 포트(104)를 다운스트림 기능으로 그리고 포트(106)를 업스트림 기능으로 스위칭할 수 있게 한다. 이런 스위칭 명령어에는 다운스트림 포트를 디스에이블하는데 이용될 수 있고 그리고 디스에이블된 포트를 전용 충전 포트로서 구성할 수 있는 추가 바이트의 데이터가 존재한다. 이하에서 보다 상세하게 설명되듯이, Vbus 및 GND만이 전력 스위치(110)로부터 연결되도록 관련 포트들로부터 데이터 라인들을 "분리"하고 그리고 적절한 포트로 전력을 배전하도록 전력 명령 라인(113)을 통해 전력 스위치를 제어함으로써, 그렇게 한다.

이런 동작은 도 2에 보다 상세하게 도시되어 있다. 복수의 물리 층 트랜시버들(208a, 208b) 및 관련 OCS/PRTPWR 제어 라인들(212a, 212a)에 결합된 허브 컨트롤러(202)가 도시되어 있다. 동작 중에, I/O 인터페이스(214)에서 CMD 명령이 수신될 때에는 허브 컨트롤러(202)는 해당하는 PHY 트랜시버(들)(208a, 208b)이 분리되도록 할 것이다. 하지만, 해당하는 OCS/PRTPWR에 대한 명령들은 전력 스위치(도 1)가 해당 인터페이스에 전력을 배전하도록 할 것이다.

이제 도 3을 보면, 전용 충전 포트 모드로 스위칭하기 위한 실시예의 동작을 설명하는 흐름도가 도시되어 있다. 다양한 실시예들에서, 도시된 방법 요소들의 일부는 동시에 또는 도시된 것과 다른 순서로 수행될 수 있거나, 또는 생략될 수 있다. 추가의 방법 요소들이 또한 희망하는 바와 같이 수행될 수 있다. 도시된 바와 같이, 이런 방법은 다음과 같이 동작할 수 있다.

단계(302)에서, 모드 변경을 희망한다는 명령이 결합 디바이스로부터 수신된다. 예를 들어, 이것은, 예를 들어 제2 포트(106)에 결합된 제2 디바이스에 의해 제어하도록 예를 들어 제1 포트(104)에 결합된 제1 디바이스에 의해 (예컨대 포트(108a-108c를 통해) USB 허브(100)에 결합된 하나 이상의 디바이스의 제어 하의 변화를 특정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위의 설명에 따르면, 디바이스들 중 하나의 디바이스가 이중-역할 디바이스이면, 그 디바이스는 USB 허브(100)의 호스트 컨트롤러로서 동작하도록 요청할 수 있거나 또는 지시받을 수 있다. 이런 예시에서, 입력은 다양한 소스들 중 어느 것으로부터도 수신될 수 있고 그리고 스위칭 조건을 설정할 수 있거나 또는 야기(invoke)할 수 있는데, 이 스위칭 조건은 이후 USB 허브(100)에 의해 검출될 수 있다.

일부 실시예들에서, 스위칭 조건은 예를 들어 USB 허브 상의 기계적인 스위치를 돌림(flip), 즉 스위칭 온 또는 오프에 의해 또는 대안으로 USB 허브(100)가 디바이스 내에 포함된다면, 디바이스의 스위치에 의해 기계적으로 야기될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 사용자 또는 다른 시스템은 전자기기 수단을 통해 스위칭 조건을 야기할 수 있다; 사용자는 복수의 가능한 버튼 또는 예컨대 USB 허브(100)에 결합된 디바이스의 개수에 의존하는 옵션들로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, USB 허브(100)가 주변기기 디바이스, 예를 들어 이들 중에서도 셀폰, PDA 및/또는 디지털 음악 플레이어에 포함되어 있으면, 사용자는 주변기기 디바이스의 디스플레이 상에서 복수의 옵션들을 제시받을 수 있고 그리고 이용 가능한 옵션들 중 하나 이상을 선택함으로써 스위칭 조건을 야기할 수 있다. 특히, 주변기기 디바이스는 USB 허브(100)과 관련된 메뉴를 포함할 수 있고; 사용자는 예를 들어 수단들 중에서도 스타일러스, 음성 구동 및/또는 키패드를 통해 이런 메뉴를 선택할 수 있고, 그리고 예를 들어 스위칭 조건을 야기함으로써 호스트 내의 특정 변경을 야기하도록 하나 이상의 옵션으로부터 선택할 수 있다. 대안으로, 사용자는 이들 중에서도 USB 허브(100)에 결합된 디바이스로부터, 위에서 설명한 방법에 유사한 스위칭 조건을 야기할 수 있다.

일부 실시예에서, USB 허브(100)는 자동으로 스위칭 조건을 검출할 수 있다. 예를 들어, USB 허브(100)는 특히 스위칭 조건을 검출하기 위해 예를 들어 USB 허브(100)와의 연결의 물리 층(PHY)에 존재하는 감지 메커니즘을 구비할 수 있다. 하나의 실시예에서, 스위칭 조건은 USB 허브(100)와의 연결들 중 하나의 하나 이상의 핀, 예컨대 하나 이상의 포트 내의 임피던스 변화를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시예에서는, 예컨대 위에서 설명된 수단을 통해, 야기된 스위칭 조건이, 예를 들어 로직 반전(reversal)을 요청하는 주변기기 디바이스에 연결된 USB 케이블의 D+ 및 D- 핀들 상의 임피던스 변화를 포함할 수 있다. 특정 예시로서, PHY의 핀들 중 보통 2개의 핀은 15kΩ 임피던스를 가질 수 있고, 그리고 예를 들어 2개의 핀을 함께 묶은 이후에는 임피던스는 7.5kΩ으로 감소될 수 있다. 따라서, USB 허브(100)는 스위칭 조건으로서의 이러한 임피던스 변경을 검출할 수 있다. 따라서 USB 허브(100)는 허브 내의 로직 변경을 나타내는 스위칭 조건을 야기하는 입력을 수신할 수 있다.

단계(304)에서, USB 허브(100) 내의 허브 컨트롤러(102)는 예를 들어 이전의(old) 호스트 컨트롤러에 결합된 제1 포트(104)로부터 정보를 수신하는 것으로부터 예를 들어 새로운 호스트 컨트롤러에 결합된 제2 포트(106)로부터 정보를 수신하는 것까지 스위칭될 수 있다. 다시 말해서, USB 허브(100)는 수신 입력, 예를 들어 위에서 설명한 입력들에 응답하여 하나의 디바이스로부터 또 하나의 디바이스로 허브에 결합된 디바이스들의 제어를 변경할 수 있다.

일부 실시예에서, 허브(100)는 또한 이전의 호스트 컨트롤러가 새로운 호스트 컨트롤러의 주변기기 디바이스로서 동작하게 할 수 있다. 따라서, 업스트림 및 다운스트림 기능성은 호스트 컨트롤러와 디바이스 사이에서 효과적으로 스위칭될 수 있다. 따라서, 다양한 실시에에서 새로운 호스트 컨트롤러는 허브(100)에 결합된 다른 디바이스들(예컨대, 아마도 이전의 호스트 컨트롤러를 포함함)에 대한 호스트로서 동작할 수 있다.

단계(306)에서, 새로운 호스트는 하나 이상의 다른 포트들(108a-108c)을 열거할 수 있다. 즉, 새로운 호스트에의 전환이 행해지면, 허브(100)는 새로운 호스트에 포트들(108a-108c) 상의 임의의 주변기기들의 존재를 알릴 것이다. 새로운 호스트는 이후 디바이스(들)가 리셋되게 할 것이고, 이어서 디바이스에 대해 학습하고, 환경을 설정하고 그리고 디바이스 드라이버들을 로딩하도록 디바이스와 하나 이상의 통신을 수행할 수 있다.

이 프로세스 동안에, 새로운 호스트는 어느 포트들을 이용할 수 있는지를 식별할 수 있고, 그리고 그들의 환경을 재설정하도록 즉, 전용된 충전 포트들로서 기능하기 위해 모드를 변경하도록 허브 컨트롤러(102)에 하나 이상의 명령을 송신할 수 있다. 이러한 명령은 위에서 설명한 초기의 모드 변경 (새로운 호스트) 명령에 유사할 수 있고, 그리고 유사한 방식으로 내려지거나 신호를 보낼 수 있다. 일부 실시예에서, 초기의 모드 변경 명령은 또한 임의의 열거되지 않은 포트들을 전용 충전 포트들로 전환하게 하는 명령일 수 있다.

단계(308)에서, 열거되지 않은 포트들은 관련된 디스에이블 회로망(미도시됨)을 이용하여 "분리"된다. 마지막으로, 단계(310)에서, 열거되지 않은 포트들은 전용 충전 포트들로서 이제 이용할 수 있다. 즉, 전력 스위치(110)는 마치 포트가 콘센트(wall outlet) 인터페이스와 같은 전력 충전 인터페이스인 듯이, 해당하는 포트의 Vbus 라인으로 전력을 배전할 것이다. 열거되었던 포트들은 여전히 표준 다운스트림 포트들 또는 충전 다운스트림 포트들로서 충전 기능을 수행할 수 있음을 알 수 있다.

위에서 지적한 바와 같이, 실시예들이 다양한 콘텍스트에 적용될 수 있다. 도 4는 자동차 환경(400)에서 실시예들에 따른 허브를 설명하는 다이어그램이다. 시스템(400)은 허브(402), 제1 호스트(404) 및 제2 호스트(406)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1 호스트(404)는 자동차용 인포테인먼트(infotainment) 시스템으로 구현될 수 있다. 제2 호스트(406)는 스마트폰, PDA, 타블렛 컴퓨터 또는 유사한 이중 모드 가능한 디바이스로 구현될 수 있다. 도시된 실시예에서, 허브(402)는 스위칭 또는 허브 컨트롤러(408), 제1 반전(reversible) 포트(410), 제2 반전 포트(414) 및 포트들(412a-412c 및 416a-416c)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 포트들(416a-416c)은 표준 다운스트림 포트들이고, 포트들(412a-412c)은 전환 가능한 포트들, 즉, 다운스트림 모드로 기능을 수행하는 것으로부터 전용 충전 포트 모드로 기능을 수행하는 것으로 변환될 수 있는 전환 가능한 포트들이다. 다른 실시예에서, 다른 개수의 포트들이 제공될 수 있다. 더욱이, 일부 실시예에서는 2보다 많은 포트가 반전될 수 있다.

동작 중에, 디바이스(406)는 위에 설명한 바와 같이 포트(414)에 결합하여 모드 변경 또는 포트 반전을 요청할 수 있다. 이런 경우에, 포트들(412a-412c)이 위에서 설명한 바와 같이 새로운 호스트에 의해 열거되지 않았다면, 포트들(412a-412c)은 전용 충전 포트들로서 사용될 수 있다.

자동차용 콘텍스트뿐만 아니라, 실시예들은 또한, 디바이스가 자유 포트들을 구비하는 또 하나의 USB 디바이스에 결합되는 다른 환경들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에 따른 허브는 랩탑 컴퓨터 도킹 스테이션에 제공될 수 있거나 또는 컴퓨터 모니터 또는 키보드와 같은 주변기기와 관련될 수 있다.

이러한 시스템이 예를 들어 도 5에 도시되어 있다. 시스템(500)은 랩탑 컴퓨터와 같은 컴퓨터(504) 및 도킹 스테이션 또는 모니터와 같은 주변기기(506)를 포함한다. 컴퓨터(504)는 CPU(508); 포트들(512)을 포함하는 USB I/O 허브(510)를 포함한다. 포트들(512) 중 하나의 포트는 컴퓨터(504)를 주변기기(506)에 있는 대응하는 포트(554)에 결합한다.

주변기기(554)는 허브 컨트롤러(550) 및 하나 이상의 외부 USB 포트(552)를 포함할 수 있다. 주변기기(554)는 EMM USB 포트(556), USB 오디오 포트(556) 및 USB 이더넷 포트(560)를 더 포함할 수 있다. 실시예들에 따라, 컴퓨터(504)는 주변기기와 연결될 때에 호스트로서의 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터(506)는 위에서 설명한 것과 유사한 방식으로 포트들(552)이 전용 충전 포트들로서 사용 가능하도록 요청할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 랩탑 컴퓨터의 추가의 포트들(512)은 충전 포트들로서 사용될 수 있다.

Claims

범용 직렬 버스(USB) 허브로서,
다운스트림 포트로부터 업스트림 포트로 스위칭되도록 구성된 제1 포트;
복수의 다른 포트들; 및
부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 상기 다운스트림 포트로부터 상기 업스트림 포트로 상기 제1 포트의 기능을 스위칭하도록 구성되고 그리고 데이터 및 충전 포트로부터 충전에 전용된 포트로 상기 복수의 다른 포트들 중 적어도 하나의 포트를 스위칭하도록 더 구성된 컨트롤러를 포함하는 USB 허브.
제1항에 있어서,
상기 디바이스가 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트를 열거하지 않았으면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트를 충전에 전용된 상기 포트로 스위칭하도록 구성되는, USB 허브.
제1항에 있어서,
상기 디바이스에 의해 열거되지 않은 모든 포트들은 상기 컨트롤러에 의해 충전에 전용된 포트들로 전환되는, USB 허브.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키도록 구성되는, USB 허브.
제1항에 있어서,
상기 제1 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에는 상기 컨트롤러가 상기 다른 포트를 다시 스위칭하도록 구성되는, USB 허브.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 충전에 전용된 상기 포트의(to) USB 데이터 라인들을 디스에이블하는, USB 허브.
제1항에 있어서,
다운스트림으로부터 업스트림으로 스위칭되도록 구성된 제2 포트를 더 포함하는, USB 허브.
범용 직렬 버스(USB) 허브로서,
제1 모드의 다운스트림 포트로부터 제2 모드의 업스트림 포트로 스위칭되도록 구성된 제1 포트;
상기 제1 모드의 업스트림 포트로부터 상기 제2 모드의 다운스트림 포트로 스위칭되도록 구성된 제2 포트; 및
상기 제1 모드에서는 데이터 전송을 위해 동작하고, 상기 제2 모드에서는 전용 충전 포트로서 동작하도록 구성된 적어도 하나의 제3 포트를 포함하는 USB 허브.
제8항에 있어서,
상기 제1 포트에 부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 상기 제1 모드로부터 상기 제2 모드로 스위칭하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는 USB 허브.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제3 포트가 상기 디바이스에 의해 열거되지 않았으면, 상기 컨트롤러는 상기 제2 모드의 전용 충전 포트로서의 기능을 수행하기 위해 상기 적어도 하나의 제3 포트를 스위칭하도록 구성되는, USB 허브.
제8항에 있어서,
상기 컨트롤러는 충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 다른 포트들 중 상기 적어도 하나의 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키도록 구성되는, USB 허브.
제8항에 있어서,
상기 제1 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에는 상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 제3 포트를 다시 스위칭하도록 구성되는, USB 허브.
제8항에 있어서,
상기 컨트롤러는 충전에 전용된 상기 포트의 USB 데이터 라인들을 디스에이블하는, USB 허브.
범용 직렬 버스(USB) 허브로서,
복수의 포트들; 및
부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 다운스트림 포트로부터 업스트림 포트로 상기 복수의 포트들 중 적어도 하나의 포트의 기능을 스위칭하도록 구성되고 그리고 데이터 및 충전 포트로부터 충전에 전용된 포트로 상기 복수의 포트들 중 적어도 하나의 다른 포트를 스위칭하도록 더 구성된 컨트롤러를 포함하는 USB 허브.
제14항에 있어서,
상기 디바이스가 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 열거하지 않았으면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 충전에 전용된 상기 포트로 스위칭하도록 구성되는, USB 허브.
제14항에 있어서,
상기 디바이스에 의해 열거되지 않은 상기 복수의 포트들의 모든 포트들은 상기 컨트롤러에 의해 충전에 전용된 포트들로 전환되는, USB 허브.
제14항에 있어서,
상기 컨트롤러는 충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키도록 구성되는, USB 허브.
제14항에 있어서,
상기 적어도 하나의 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에는 상기 컨트롤러는 상기 다른 포트를 다시 스위칭하도록 구성되는, USB 허브.
제14항에 있어서,
상기 컨트롤러는 충전에 전용된 상기 포트의 USB 데이터 라인들을 디스에이블하는, USB 허브.
복수의 포트들을 포함하는 범용 직렬 버스(USB) 허브를 동작시키기 위한 방법으로서,
부착된 디바이스로부터의 명령에 따라 다운스트림 기능으로부터 업스트림 기능으로 상기 복수의 포트들 중 제1 포트의 기능을 스위칭하는 것; 그리고
데이터 및 충전 포트로부터 충전에 전용된 포트로 상기 복수의 포트들 중 적어도 하나의 다른 포트를 스위칭하는 것을 포함하는 방법.
제20항에 있어서,
상기 부착된 디바이스가 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 열거하지 않았으면, 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트를 충전에 전용된 상기 포트로 스위칭하는 것을 더 포함하는, 방법.
제20항에 있어서,
상기 디바이스에 의해 열거되지 않은 모든 포트들은 상기 컨트롤러에 의해 충전에 전용된 포트들로 전환되는, 방법.
제20항에 있어서,
충전에 전용된 포트로 스위칭된 상기 복수의 포트들 중 상기 적어도 하나의 다른 포트의 DP 및 DM 라인 간에 단락을 일으키는 것을 포함하는, 방법.
제20항에 있어서,
상기 제1 포트가 업스트림 기능으로부터 다운스트림 기능으로 다시 스위칭될 때에 상기 다른 포트를 다시 스위칭하거나 또는 충전 디바이스가 분리될 때까지 기다리는 것을 더 포함하는, 방법.
제20항에 있어서,
충전에 전용된 상기 포트의 USB 데이터 라인들을 디스에이블하는 것을 포함하는, 방법.