專利名稱：一種usb外設(shè)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通用串行總線(Universal Serial Bus, USB)技術(shù)，更具體地，本實用新型涉及一種USB外設(shè)處理裝置，其中該USB外設(shè)處理裝置可判斷接入的USB外設(shè)的類型并且根據(jù)預(yù)先定義的規(guī)則采取不同的處理方式，進一步，本實用新型還涉及一種USB 外設(shè)的處理方法。
背景技術(shù)：
通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)是一種價格低廉、性能優(yōu)越的標(biāo)準(zhǔn)接口，目前，支持USB接口的外設(shè)已極為普遍，例如鼠標(biāo)、鍵盤、手寫板、游戲搖桿、U盤、移動硬盤、數(shù)碼相機、MP3播放器、打印機、掃描儀、攝像頭和USB-Key等等。在計算機應(yīng)用中，出于信息安全的考慮，希望根據(jù)USB外設(shè)的類型采取不同的策略。例如，當(dāng)外設(shè)是用于身份認(rèn)證的USB-Key時，允許其接入并且使用；當(dāng)外設(shè)是移動存儲時，只允許將數(shù)據(jù)寫入而不允許從移動存儲讀出數(shù)據(jù)；當(dāng)外設(shè)是其他類型時，不允許其接入或使用。具體的策略需要根據(jù)具體的情況來制定，但共同點是需要判斷USB外設(shè)的類型并且采取預(yù)先定義的處理方式。在自助式終端設(shè)備的應(yīng)用中，還可能希望對主機上特定的USB接口采取不同的策略。例如，在提供給用戶的USB接口上只允許用戶使用USB-Key進行身份認(rèn)證，而不允許使用其他類型的USB外設(shè)；同時，在供終端內(nèi)部設(shè)備或終端維護人員使用的USB接口上允許使用各種USB外設(shè)。具體的策略需要根據(jù)具體的情況來制定，但其共同點是需要在特定的USB 接口上，判斷USB外設(shè)的類型并且采取預(yù)先定義的處理方式。對USB外設(shè)類型進行判斷的規(guī)則是已知的，2000年4月27日的《通用串行總線規(guī)定，修訂版2. 0》是各公司協(xié)議的產(chǎn)物，其中規(guī)定USB設(shè)備應(yīng)在設(shè)備描述信息或接口描述信息中提供一個字節(jié)長度的USB類型代碼(USB Class Codes)，用于識別USB設(shè)備的類型。 USB Implementers Forum(USB-IF)對USB類型代碼的值及含義進行了定義。雖然USB外設(shè)標(biāo)稱的類型與其實際功能不一定總是相符，但一般來說，根據(jù)USB外設(shè)標(biāo)稱的類型就可以判斷USB外設(shè)的功能。已知在常見的計算機操作系統(tǒng)中，可以通過對操作系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置禁止操作系統(tǒng)加載特定類型的USB外設(shè)的驅(qū)動程序，從而使該類型的USB外設(shè)不能被應(yīng)用程序使用。然而，上述設(shè)置會對計算機上的所有的USB接口都造成影響，無法針對計算機上某個特定的 USB接口進行單獨的設(shè)置。此外，上述設(shè)置的操作對于不同的操作系統(tǒng)平臺是非常不同的， 并且通常都較為復(fù)雜，因此不便于使用。
實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本實用新型提出一種USB外設(shè)處理裝置及USB外設(shè)的處理方法。根據(jù)本實用新型的一個方面，提出了一種USB外設(shè)處理裝置，包括處理器、上游 USB接口、下游USB接口、狀態(tài)識別單元、數(shù)據(jù)選擇器、文件管理控制芯片和總線轉(zhuǎn)換芯片，其特征在于，上游USB接口用于連接主機；下游USB接口用于連接USB外設(shè)；狀態(tài)識別單元用于偵測下游USB接口所連接的外設(shè)的插入或移除，并將外設(shè)插入或移除信息發(fā)送給處理器；數(shù)據(jù)選擇器用于在處理器控制下，使上游USB接口與下游USB接口導(dǎo)通或斷開；文件管理控制芯片用于在經(jīng)由內(nèi)部總線發(fā)送的指令控制下對下游USB接口在連接USB大容量存儲設(shè)備時對其中文件系統(tǒng)進行操作；總線轉(zhuǎn)換芯片用于將上游USB接口的USB總線轉(zhuǎn)換為內(nèi)部總線，USB外設(shè)處理裝置的上游接口與主機的一個USB接口相連接，USB外設(shè)處理裝置通過上游接口的USB總線獲得電源并開始工作。本實用新型的USB外設(shè)處理裝置可以判斷USB外設(shè)的類型并且采取預(yù)先定義的處理方式。由于本實用新型的USB外設(shè)處理裝置可以應(yīng)用于計算機上特定的USB接口而不對計算機的其他USB接口產(chǎn)生影響，因此可以滿足在特定的USB接口上，判斷USB外設(shè)的類型并且采取預(yù)先定義的處理方式的要求。由于本實用新型中不同類型的USB外設(shè)與不同處理方式之間的邏輯關(guān)系是在單片機的程序中定義的，因此可以根據(jù)實際情況進行靈活的修改，使本實用新型具有很強的適應(yīng)性。

圖1是根據(jù)本實用新型的USB外設(shè)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本實用新型的USB外設(shè)的處理流程圖；圖3是根據(jù)本實用新型的數(shù)據(jù)選擇器的原理圖；圖4是根據(jù)本實用新型的狀態(tài)識別裝置的原理圖。如圖所示，為了能明確實現(xiàn)本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本實用新型限定在該特定結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中， 根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進行調(diào)整或者修改，所進行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提供的一種USB外設(shè)處理裝置進行詳細(xì)描述。在以下的描述中，將描述本實用新型的多個不同的方面，然而，對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，可以僅僅利用本實用新型的一些或者全部結(jié)構(gòu)或者流程來實施本實用新型。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數(shù)目、配置和順序，但是很明顯，在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下也可以實施本實用新型。在其他情況下，為了不混淆本實用新型，對于一些眾所周知的特征將不再進行詳細(xì)闡述。圖1示出根據(jù)本實用新型的USB外設(shè)處理裝置的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該外設(shè)處理裝置包括處理器(圖1中示例為單片機)101、上游USB接口 102、下游USB接口 103、狀態(tài)識別單元104、數(shù)據(jù)選擇器105、文件管理控制芯片106和總線轉(zhuǎn)換芯片107。其中，處理器101是嵌入式微控制器。上游USB接口 102采用USB傳輸協(xié)議，用于連接主機。下游USB接口 103采用USB傳輸協(xié)議，用于連接USB外設(shè)。狀態(tài)識別單元104用于偵測下游USB接口 103所連接的外設(shè)的插入或移除，并將外設(shè)插入或移除信息發(fā)送給單片機101。數(shù)據(jù)選擇器105是邏輯控制單元，可在單片機101控制下，使上游接口 102與下游接口 103導(dǎo)通或斷開。文件管理控制芯片106用于在經(jīng)由內(nèi)部總線發(fā)送的指令的控制下對下游接口 103連接的USB大容量存儲設(shè)備中的文件系統(tǒng)進行操作。總線轉(zhuǎn)換芯片107用于將上游接口 102的USB總線轉(zhuǎn)換為內(nèi)部總線，例如串行外圍設(shè)備接口(Serial Peripheral Interface, SPI)總線。具體地，下游USB接口 103用于連接外部USB設(shè)備；狀態(tài)識別單元分別和下游USB 接口和處理器相連接，用于檢測下游USB接口所容納的USB設(shè)備的插拔和類型；數(shù)據(jù)選擇器接入下游USB接口和上游USB接口之間的USB電纜，用于通斷下游USB接口和上游USB接口之間的連接。文件管理控制芯片連接在下游USB接口和數(shù)據(jù)選擇器之間的USB電纜上， 并且文件管理控制芯片通過內(nèi)部總線和總線轉(zhuǎn)換芯片相連接，文件管理控制芯片和總線轉(zhuǎn)換芯片之間的內(nèi)部總線連接到處理器上，由內(nèi)部總線發(fā)送的指令的控制下對下游接口 103 連接的USB大容量存儲設(shè)備中的文件系統(tǒng)進行操作。指令經(jīng)總線轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后通過內(nèi)部總線發(fā)送給文件管理控制芯片，由文件管理控制芯片對USB設(shè)備進行操作，操作結(jié)果經(jīng)內(nèi)部總線和總線轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后，通過上游USB接口返回給主機?？偩€轉(zhuǎn)換芯片通過內(nèi)部總線連接到上游USB接口和數(shù)據(jù)選擇器之間的USB電纜上，用于將上游接口 102的USB總線轉(zhuǎn)換為內(nèi)部總線。處理器和數(shù)據(jù)選擇器相連接，根據(jù)狀態(tài)識別單元的識別結(jié)果來通斷上游USB接口和下游USB接口之間的連接。處理器分別單獨與總線轉(zhuǎn)換芯片和文件管理控制芯片相連接，用于控制總線轉(zhuǎn)換芯片和文件管理控制芯片的啟動和操作。USB外設(shè)處理裝置通過上游USB接口 102連接到主機的一個USB接口，USB外設(shè)處理裝置通過狀態(tài)識別單元判斷連接到其下游USB接口的USB外設(shè)的類型，并且根據(jù)USB外設(shè)的類型選擇不同的處理方式，包括將USB外設(shè)連接到主機，或?qū)SB外設(shè)連接到USB外設(shè)處理裝置上的文件管理控制芯片，或關(guān)閉到USB外設(shè)的數(shù)據(jù)通道。進一步，如圖1所示，上游USB接口 102與主機的一個USB接口相連接。USB外設(shè)處理裝置通過上游USB接口的USB總線獲得電源并開始工作。處理器101、數(shù)據(jù)選擇器、文件管理控制芯片、總線轉(zhuǎn)換芯片在獲得電源的初始進入上電復(fù)位狀態(tài)。下游USB接口插入USB設(shè)備后，和下游USB接口相連的狀態(tài)識別單元用于檢測下游USB接口所連接的設(shè)備的狀態(tài)及類型，狀態(tài)識別單元對下游USB接口的USB總線進行檢測，當(dāng)有USB設(shè)備插入下游接口時，狀態(tài)識別單元向單片機發(fā)出信號。此外，狀態(tài)識別單元還可檢測下游接口連接設(shè)備的分離，狀態(tài)識別單元持續(xù)對下游接口的USB總線進行檢測，任何類型的USB設(shè)備的分離動作都會被狀態(tài)識別單元發(fā)現(xiàn)。狀態(tài)識別單元實時把USB設(shè)備的分離動作通知單片機，單片機接收到USB設(shè)備分離信息后，關(guān)閉上、下游接口之間的數(shù)據(jù)通道，并使文件管理控制芯片復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)。由上面的說明可知，一旦將USB設(shè)備拔出，連接到下游接口的所有數(shù)據(jù)通道就都斷開，從而能夠有效防止非法設(shè)備通過已建立的USB通道對USB外設(shè)處理裝置或主機進行攻擊。單片機接收到狀態(tài)識別單元所發(fā)的設(shè)備接入信號后，停止文件管理控制芯片的復(fù)位狀態(tài)，使得文件管理控制芯片進入正常工作狀態(tài)。單片機在獲知接入外設(shè)USB設(shè)備后向文件管理控制芯片發(fā)送設(shè)備類型查詢指令，獲取接入的USB設(shè)備的類型信息。單片機獲取USB設(shè)備類型信息后，執(zhí)行邏輯判斷，根據(jù)USB設(shè)備的類型選擇一種處理方式。一般的，對智能卡或芯片類的USB設(shè)備選擇第一種處理方式，對大容量存儲類的USB設(shè)備選擇第二種處理方式，對其他類型的USB設(shè)備選擇第三種處理方式，其中，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，該設(shè)定方式僅用于說明本實用新型的實施方案，而并非對特定設(shè)備的設(shè)定產(chǎn)生限制。在第一種處理方式中，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)；然后向數(shù)據(jù)選擇器發(fā)送指令，使上游接口與下游接口之間的USB線纜直接接通。上述處理等效于將USB設(shè)備直接連接到主機的USB接口，USB外設(shè)處理裝置對主機、USB 設(shè)備是透明。由上面的說明可知，當(dāng)用戶把USB-Key插入USB外設(shè)處理裝置的下游接口， USB-Key將等效于直接連接到主機的USB接口，從而能夠被主機上的軟件識別和使用。在第二種處理方式中，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，然后，同時停止總線轉(zhuǎn)換芯片和文件管理控制芯片的復(fù)位狀態(tài)，使得二者開始正常工作。上述操作，模擬了一個USB外設(shè)處理裝置在主機上的接入動作，同時也模擬了一個USB設(shè)備在USB外設(shè)處理裝置下游接口上的接入動作。前者觸發(fā)主機向USB外設(shè)處理裝置發(fā)送初始化指令，后者觸發(fā)文件管理控制芯片向USB設(shè)備發(fā)送復(fù)位信號和初始化指令。USB外設(shè)處理裝置和USB設(shè)備都完成了初始化工作后，主機可通過上游USB接口向USB外設(shè)處理裝置發(fā)送各種操作指令，包括文件名枚舉、目錄的建立、刪除、文件的刪除、重命名、讀取、寫入等。上述操作指令經(jīng)總線轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后通過內(nèi)部總線發(fā)送給文件管理控制芯片，由文件管理控制芯片對 USB設(shè)備進行操作，操作結(jié)果經(jīng)內(nèi)部總線和總線轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后，通過上游接口返回給主機。由上面的說明可知，當(dāng)用戶把USB大容量存儲設(shè)備(如U盤)插入下游接口，主機將識別出USB外設(shè)處理裝置，通過USB外設(shè)處理裝置主機可主動發(fā)起對USB設(shè)備的文件系統(tǒng)的常規(guī)操作；但主機不能發(fā)起除上述常規(guī)操作外的其他操作；同時，USB設(shè)備不能主動發(fā)起任何動作。與把U盤直接插到主機的USB接口上進行操作相比，通過USB外設(shè)處理裝置操作能夠更可靠保證所有操作都是在主機的主導(dǎo)下進行的，并且能夠限定主機能夠執(zhí)行的操作。在第三種處理方式中，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)。這樣，連接到USB設(shè)備的所有數(shù)據(jù)通道都斷開，能夠有效的防止通過下游USB 接口對USB外設(shè)處理裝置或主機進行攻擊。由上面的說明可知，如果用戶把不允許使用的 USB設(shè)備插入下游接口，這些USB設(shè)備實際上不能工作。在根據(jù)本實用新型的實施例中，圖2提供一種對外接USB設(shè)備的處理方法，如圖2 所示，該方法包括步驟201，USB外設(shè)處理裝置初始化，將USB外設(shè)處理裝置的上游接口與主機的USB接口相連接；步驟202，USB外設(shè)處理裝置檢測下游接口連接設(shè)備狀態(tài)及類型； 步驟203，USB外設(shè)處理裝置選擇對USB設(shè)備的處理方式；步驟204，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)；然后向數(shù)據(jù)選擇器發(fā)送指令，使上游接口與下游接口之間的USB線纜直接接通；步驟205，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令， 然后同時停止總線轉(zhuǎn)換芯片和文件管理控制芯片的復(fù)位狀態(tài)，使它們開始正常工作；步驟 206，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)；步驟207，USB 外設(shè)處理裝置檢測下游接口連接設(shè)備的分離。在步驟207完成后，USB外設(shè)處理裝置回到初始化完成時的狀態(tài)，等待新的USB設(shè)備連接動作。進一步，具體地如圖2所示，步驟201中，USB外設(shè)處理裝置初始化，將USB外設(shè)處理裝置的上游接口與主機的一個USB接口相連接。USB外設(shè)處理裝置通過上游接口的USB總線獲得電源并開始工作。單片機、數(shù)據(jù)選擇器、文件管理控制芯片、總線轉(zhuǎn)換芯片進入上電復(fù)位狀態(tài)。單片機完成復(fù)位操作后直到進入正常工作狀態(tài)，而數(shù)據(jù)選擇器、文件管理控制芯片和總線轉(zhuǎn)換芯片保持其復(fù)位狀態(tài)并等候單片機的指令。在復(fù)位狀態(tài)，數(shù)據(jù)選擇器、文件管理控制芯片和總線轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)端口處于高阻態(tài)，對數(shù)據(jù)線不產(chǎn)生任何影響。即，在初始化步驟201中，USB外設(shè)處理裝置的接入僅僅從主機獲取電源，主機無法探測其存在； 同時，USB外設(shè)處理裝置也不對下游接口接入的USB設(shè)備或USB設(shè)備的接入/斷開動作做出任何反應(yīng)。步驟202中，USB外設(shè)處理裝置檢測下游接口連接設(shè)備狀態(tài)及類型。具體地，USB 外設(shè)處理裝置初始化后，狀態(tài)識別單元對下游接口的USB總線進行檢測，當(dāng)有USB設(shè)備插入下游接口時，狀態(tài)識別單元向單片機發(fā)出信號。單片機接收到設(shè)備接入信號后，停止文件管理控制芯片的復(fù)位狀態(tài)，文件管理控制芯片進入正常工作狀態(tài)。然后，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送設(shè)備類型查詢指令，獲取接入的USB設(shè)備的類型信息。步驟203中，USB外設(shè)處理裝置選擇對USB設(shè)備的處理方式。單片機獲取USB設(shè)備類型信息后，執(zhí)行邏輯判斷，根據(jù)USB設(shè)備的類型選擇一種處理方式。一般的，對智能卡或芯片類的USB設(shè)備選擇處理步驟204，對大容量存儲類的USB設(shè)備選擇處理步驟205，對其他類型的USB設(shè)備選擇處理步驟206。其中，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，該設(shè)定的處理步驟僅用于說明本實用新型的實施流程，而并非對特定設(shè)備的設(shè)定產(chǎn)生限制。步驟204中，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)；然后向數(shù)據(jù)選擇器發(fā)送指令，使上游接口與下游接口之間的USB線纜直接接通。上述處理等效于將USB設(shè)備直接連接到主機的USB接口，USB外設(shè)處理裝置對主機和USB設(shè)備是透明的。由上面的說明可知，當(dāng)用戶把USB-Key插入USB外設(shè)處理裝置的下游接口，USB-Key 將直接連接到主機的USB接口，從而能夠被主機上的軟件識別和使用。步驟205中，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，然后同時停止總線轉(zhuǎn)換芯片和文件管理控制芯片的復(fù)位狀態(tài)，使它們開始正常工作。上述操作，模擬了一個USB外設(shè)處理裝置在主機上的接入動作，同時也模擬了一個USB設(shè)備在USB外設(shè)處理裝置下游接口上的接入動作。前者觸發(fā)主機向USB外設(shè)處理裝置發(fā)送初始化指令，后者觸發(fā)文件管理控制芯片向USB設(shè)備發(fā)送復(fù)位信號和初始化指令。USB外設(shè)處理裝置和USB設(shè)備都完成了初始化工作后，主機可通過上游接口向USB外設(shè)處理裝置發(fā)送各種操作指令，包括文件名枚舉、目錄的建立、刪除、文件的刪除、重命名、讀取、寫入等。上述操作指令經(jīng)總線轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后通過內(nèi)部總線發(fā)送給文件管理控制芯片，由文件管理控制芯片對USB設(shè)備進行操作，操作結(jié)果經(jīng)內(nèi)部總線和總線轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后，通過上游接口返回給主機。由上面的說明可知，當(dāng)用戶把USB大容量存儲設(shè)備(如U盤)插入下游接口，主機將識別出USB外設(shè)處理裝置，通過USB外設(shè)處理裝置主機可主動發(fā)起對USB設(shè)備的文件系統(tǒng)的常規(guī)操作；但主機不能發(fā)起除上述常規(guī)操作外的其他操作；同時，USB設(shè)備不能主動發(fā)起任何動作。與把U盤直接插到主機的USB接口上進行操作相比，通過USB外設(shè)處理裝置操作能夠更可靠的保證所有操作都是在主機的主導(dǎo)下進行的，并且能夠限定主機能夠執(zhí)行的操作。步驟206中，單片機向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)。這樣，連接到USB設(shè)備的所有數(shù)據(jù)通道都斷開，能夠有效防止通過下游接口對USB外設(shè)處理裝置或主機進行攻擊。由上面的說明可知，如果用戶把不允許使用的USB設(shè)備插入下游接口，這些USB設(shè)備實際上不能運行。步驟207中，檢測下游接口連接設(shè)備的分離。USB外設(shè)處理裝置的狀態(tài)識別單元持續(xù)對下游接口的USB總線進行檢測，任何類型的USB設(shè)備的分離動作都會被狀態(tài)識別單元發(fā)現(xiàn)。狀態(tài)識別單元實時的把USB設(shè)備的分離動作通知單片機，單片機接收到USB設(shè)備分離信息后，關(guān)閉上、下游接口之間的數(shù)據(jù)通道，并使文件管理控制芯片復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)。由上面的說明可知，一旦將USB設(shè)備拔出，連接到下游接口的所有數(shù)據(jù)通道就都斷開， 能夠有效的防止非法設(shè)備通過已建立的USB通道對USB外設(shè)處理裝置或主機進行攻擊。最后，USB外設(shè)處理裝置回到初始化完成時的狀態(tài)，等待新的USB設(shè)備連接動作。圖3示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的數(shù)據(jù)選擇器的電路原理圖，其中，通過使能和地址選擇線確定不同線路的通斷。其中，如圖3所示，該數(shù)據(jù)選擇器是多通道的二選一數(shù)據(jù)開關(guān)，在使能信號無效時，所有開關(guān)通道處于禁止?fàn)顟B(tài)；在使能信號有效時，根據(jù)地址線的狀態(tài)，總會有一個開關(guān)通路是導(dǎo)通的。圖3中示出共享使能和地址信號的兩個通道。圖4是根據(jù)本實用新型的狀態(tài)識別單元的原理圖，如圖4所示，該電路包括USB接口、并連接地的兩個電阻器，分別和兩個電阻器相連的放大器，該兩個放大器并聯(lián)接入一個加法器，該加法器的輸出連接到處理器。其中，USB設(shè)備接入之前，兩根數(shù)據(jù)線UD+和UD-分別被下拉電阻Rl和R2拉低，其電平為零；USB設(shè)備接入之后，其中一個數(shù)據(jù)線被所接入的 USB設(shè)備上拉至某一電平，放大器1和放大器2分別監(jiān)視數(shù)據(jù)線的電平變化，并且將變化信號放大后發(fā)送給加法電路。這樣，當(dāng)數(shù)據(jù)線路的電平發(fā)生變化時，加法器就會輸出響應(yīng)信號，該響應(yīng)信號發(fā)送給處理器的控制電路進行處理，從而可以判斷外部USB設(shè)備的接入和撥出。最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以描述本實用新型的技術(shù)方案而不是對本技術(shù)方法進行限制，本實用新型在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實施例，并且因此認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實施例都在本實用新型的精神和教導(dǎo)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種USB外設(shè)處理裝置，包括處理器、上游USB接口、下游USB接口、狀態(tài)識別單元、數(shù)據(jù)選擇器、文件管理控制芯片和總線轉(zhuǎn)換芯片，其特征在于，上游USB接口用于連接主機；下游USB接口用于連接USB外設(shè)；狀態(tài)識別單元用于偵測下游USB接口所連接的外設(shè)的插入或移除，并將外設(shè)插入或移除信息發(fā)送給處理器；數(shù)據(jù)選擇器用于在處理器控制下， 使上游USB接口與下游USB接口導(dǎo)通或斷開；處理器用于向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)，文件管理控制芯片用于在經(jīng)由內(nèi)部總線發(fā)送的指令控制下對下游USB接口在連接USB大容量存儲設(shè)備時對其中文件系統(tǒng)進行操作；總線轉(zhuǎn)換芯片用于將上游USB接口的USB總線轉(zhuǎn)換為內(nèi)部總線；USB外設(shè)處理裝置的上游接口與主機的一個USB接口相連接，USB外設(shè)處理裝置通過上游接口的USB總線獲得電源并開始工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理裝置，其特征在于，狀態(tài)識別單元分別和下游USB接口和處理器相連接，用于檢測下游USB接口所容納的USB設(shè)備的插拔和類型；數(shù)據(jù)選擇器接入下游USB接口和上游USB接口之間的USB電纜，用于通斷下游USB接口和上游USB接口之間的連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理裝置，其特征在于，文件管理控制芯片連接在下游USB接口和數(shù)據(jù)選擇器之間的USB電纜上，并且文件管理控制芯片通過內(nèi)部總線和總線轉(zhuǎn)換芯片相連接，文件管理控制芯片和總線轉(zhuǎn)換芯片之間的內(nèi)部總線連接到處理器上，由內(nèi)部總線發(fā)送的指令的控制下對下游USB接口連接的USB大容量存儲設(shè)備中的文件系統(tǒng)進行操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理裝置，其特征在于，總線轉(zhuǎn)換芯片通過內(nèi)部總線連接到上游USB接口和數(shù)據(jù)選擇器之間的USB電纜上，用于將上游USB接口的USB總線轉(zhuǎn)換為內(nèi)部總線；處理器和數(shù)據(jù)選擇器相連接，根據(jù)狀態(tài)識別單元的識別結(jié)果來通斷上游USB接口和下游USB接口之間的連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理裝置，其特征在于，處理器通過狀態(tài)識別單元判斷連接到其下游USB接口的USB外設(shè)的類型，根據(jù)USB外設(shè)的類型選擇不同的處理方式，包括將 USB外設(shè)連接到主機，或?qū)SB外設(shè)連接到USB外設(shè)處理裝置上的文件管理控制芯片，或關(guān)閉到USB外設(shè)的數(shù)據(jù)通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理裝置，其特征在于，狀態(tài)識別單元對下游USB接口的USB 總線進行檢測，獲知USB設(shè)備插入或者撥出下游USB接口，并且向處理器發(fā)出信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理裝置，其特征在于，單片機用于在向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令使文件管理控制芯片保持復(fù)位狀態(tài)后向數(shù)據(jù)選擇器發(fā)送指令，使上游接口與下游接口之間的USB線纜直接接通。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理裝置，其特征在于，單片機用于向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，然后停止總線轉(zhuǎn)換芯片和文件管理控制芯片的復(fù)位狀態(tài)，觸發(fā)主機向USB外設(shè)處理裝置發(fā)送初始化指令，并且觸發(fā)文件管理控制芯片向USB設(shè)備發(fā)送復(fù)位信號和初始化指令；主機通過上游USB接口向USB外設(shè)處理裝置發(fā)送操作指令，經(jīng)總線轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后通過內(nèi)部總線發(fā)送給文件管理控制芯片，由文件管理控制芯片對USB設(shè)備進行操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理裝置，其特征在于，單片機用于向文件管理控制芯片發(fā)送復(fù)位指令，使其復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)，連接到USB設(shè)備的所有數(shù)據(jù)通道都斷開。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理裝置，其特征在于，狀態(tài)識別單元持續(xù)對下游接口的 USB總線進行檢測，狀態(tài)識別單元實時的把USB設(shè)備的分離動作通知單片機，單片機接收到USB設(shè)備分離信息后，關(guān)閉上、下游接口之間的數(shù)據(jù)通道，并使文件管理控制芯片復(fù)位并保持復(fù)位狀態(tài)。
專利摘要本實用新型提供一種USB外設(shè)處理裝置，包括處理器、上游USB接口、下游USB接口、狀態(tài)識別單元、數(shù)據(jù)選擇器、文件管理控制芯片和總線轉(zhuǎn)換芯片，其特征在于，上游USB接口用于連接主機；下游USB接口用于連接USB外設(shè)；狀態(tài)識別單元用于偵測下游USB接口所連接的外設(shè)的插入或移除，并將外設(shè)插入或移除信息發(fā)送給處理器；數(shù)據(jù)選擇器用于在處理器控制下，使上游USB接口與下游USB接口導(dǎo)通或斷開；文件管理控制芯片用于在經(jīng)由內(nèi)部總線發(fā)送的指令控制下對下游USB接口在連接USB大容量存儲設(shè)備時對其中文件系統(tǒng)進行操作；總線轉(zhuǎn)換芯片用于將上游USB接口的USB總線轉(zhuǎn)換為內(nèi)部總線。
文檔編號G06F13/40GK202150109SQ20112009932
公開日2012年2月22日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者劉虹, 周宇, 薛立徽 申請人:廣東金賦信息科技有限公司