[发明专利]可自动切换成USB主机或外围设备的装置与方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种可自动切换成为USB主机或外围设备的装置与方法，本装置通过检测USB握手协议，以自行切换成为一USB主机或USB设备。

背景技术

通用串行总线(USB)接口是可携式装置的一个基本接口标准，不过USB最初的设计，是以个人计算机(PC)为发散主轴的联机，传统USB在一开始便被定位在计算机与外围设备间相连接的一个接口，USB外围装置相互间无法互通、互连，例如个人数字助理(PDA)103、数字相机(Camera)104、USB键盘105、以及USB鼠标106等，即分别通过集线器(Hub)102a、102b与个人计算机101连接，如图1所示。

通用串连总线开发者论坛(Implementers Forum，USB-IF)协会在制定USB基本结构时选择了主从式的结构，也即将较困难与复杂繁琐的工作都交给主机(Host)端，也就是计算机来负责，其它与之相连的通称为外围(Peripheral)设备，亦即USB装置。但随着越来越多的USB装置出现后，可携式电子产品的性能逐渐的提升下，使得部分装置想跳脱PC主机端的连接。因此，USB-IF协会以原有USB规格为基础，衍生制订了USB的对接标准，称为USB携带型(On-The-Go，OTG)。

USB OTG并不是一个独立于USB 2.0存在的规范，USB OTG在于提供一种方式，让USB装置得以跳脱与个人计算机的连接，在USB OTG 1.0的规格中提供一个具备双重角色装置(Dual-role Device)的概念，也就是说一个OTG的装置，可以当主机，也可以当外围设备端。如此一来，任一USB装置可与USB OTG装置达成主从式，点对点的连接。

在USB OTG功能的设备使用一种新型的mini-AB连接头(Connector)，新增了一个ID脚位，在两个互连的USB OTG装置中，通过ID脚位分辨出担任主控者的USB OTG主机设备201与受控者的USB OTG外围设备210。担任主控者的USB OTG主机设备201，将ID脚位201a设为”0“，相对的担任受控者的USB外围设备210则将ID脚位210a空接(NC)，且担任主控者的USB OTG主机设备201，由VBUS脚位输出电源至USB外围设备210，如图2所示。

由于USB OTG必须倚赖ID接脚来决定互接时的角色，但是一般使用者在使用USB OTG设备互连时，常会搞不清楚mini-AB连接头的使用，而导致USB OTG设备无法转换成正确的角色(主机或是外围)，造成使用者不便。

发明内容

本发明提供一种可自动切换成为USB主机或外围设备的装置与方法。本发明提供在一个备有USB接口的设备中，其通过检测USB接口的D+与D-脚位的握手协议(Handshake Protocol)，以自行切换成为一USB主机或USB设备。

本发明的可自动切换成为USB主机或外围设备的装置包含一主机模式(Host Mode)元件、一外围模式(Device Mode)元件、一随机自动切换器(Random Auto Switcher)、及一检测元件。其中，随机自动切换器以随机时间在主机模式元件与外围模式元件间做切换连接，以让此备有USB接口的设备随机成为USB主机设备或是外围设备。而检测元件则与随机自动切换器、USB接口的VBUS脚位、D+脚位与D-脚位连接。

当随机自动切换器切换到主机模式元件或是外围模式元件后，随即通知检测元件监控USB接口的D+与D-脚位与外部的USB设备的握手协议，检查是否符合主机模式还是设备模式。

根据本发明，两相连的USB设备，其不论是传统(Standard)的USB接口或是USB OTG接口都能够沟通，因为本装置检测到外部USB装置为主机设备时，就会调整本身成为外围设备；同样地，当检测到外部USB装置为外围设备时，则调整本身成为主机设备。

本发明的一范例中，一备有本发明装置的USB 2.0设备平台与一高速(High Speed)或是全速(Full Speed)的USB外围设备连接时，当本发明的随机自动切换器刚好切换到主机模式元件时，监控元件监控USB 2.0接口的D+与D-脚位与外部的USB外围设备的握手协议，其握手协议符合主机协议(Host Protocol)。如此，即可得的外部设备为USB外围设备，此USB 2.0设备平台内的随机自动切换器便不再切换到外围模式元件，以让自己成为主控的主机设备。