用于usb電力遞送的穩(wěn)健電纜類型檢測的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明大體來說針對于通用串行總線（USB)電纜，且更特定來說，針對于USB電力 遞送（PD)電纜。
【背景技術】
[0002] 正在開發(fā)新USB電力遞送（PD)規(guī)范以實現(xiàn)經由新USB電纜及連接器的較高電力 的遞送。此技術的意圖是形成用于膝上型計算機、平板計算機及可需要5V以上的其它裝置 的通用電力插頭。USB ro規(guī)范定義經由USB-PD電纜及連接器連接的端口之間的通信鏈路。 所述通信經設計為半雙工且基于包的。包含有使得兩個端口能夠通信及協(xié)商的各種信息， 包含源端口將向匯端口提供的電壓及電流。所述端口甚至可協(xié)商以交換角色（源端口變?yōu)?匯端口且反之亦然）。USB ro規(guī)范中的基礎通信為二進制頻移鍵控（FSK)。此通信獨立于 穿過相同電纜但經由不同導線的正常USB通信而發(fā)生。USB ro通信通過"Vbus"導線而非 USB數(shù)據導線。
[0003] 由于舊型電纜及甚至新ro電纜具有不同電流額定值，因此新規(guī)范的一條便是檢 測電纜類型且借此知曉電纜的電流額定值的能力。USB ro裝置不被允許請求或提供超過電 纜的額定值的電壓或電流。舊型電纜（標準B、標準A、微型A或微型B)限于1.5A及5V。 ro微型電纜（類型A及B)限于3A。ro標準電纜限于5A。
[0004] 在USB ro系統(tǒng)中的用于發(fā)射的等效電路中，理想地rTX = Z0,使得在發(fā)射期間不 存在來自電纜的任何反射。在一些情形中，接收器還可使用大約等于Z0的rRX值，使得不 存在返回到電纜上的反射。在其它情形中，接收器可使rRX設置為比Z0大得多的值，在此 情形中，線有效地為無端接的。在后一種情形中，如果電纜長度為一波長的大約四分之一， 那么在TX側上于到電纜的輸入處看到的電壓接近于零。此對常規(guī)USB ro系統(tǒng)形成一些挑 戰(zhàn)。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的實施例包含一種用于檢測USB電纜類型的系統(tǒng)及方法。配置于USB電纜 的近端處的USB ro裝置經配置以：（i)從所述USB電纜的遠端處的裝置接收信號并處理所 述信號以確定所述USB電纜的電力額定值；及（ii)依據所述所確定USB電纜電力額定值以 可調整方式確立由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的電力。
【附圖說明】
[0006] 參考附圖來描述實例性實施例，其中：
[0007] 圖1圖解說明可如何部署USB ro裝置，其中任何給定裝置可為提供者/消耗者 (P/C)、消耗者/提供者（C/P)、僅提供者或僅消耗者；
[0008] 圖2圖解說明可如何連接兩個端口的電路；
[0009]圖3圖解說明典型包的包結構；
[0010] 圖4圖解說明硬復位包結構；
[0011] 圖5圖解說明前同步碼的位流信號結構；
[0012] 圖6圖解說明發(fā)射器及接收器的等效電路；
[0013] 圖7圖解說明非標準A插座的電纜類型檢測電路；
[0014] 圖8及9圖解說明確定插頭類型的方法；
[0015] 圖10圖解說明根據本發(fā)明的實例性USB ro裝置的系統(tǒng)框圖；
[0016] 圖11A到11C圖解說明A插頭連接器標記的示意圖；
[0017] 圖12A及12B圖解說明B插頭連接器標記的示意圖；及
[0018] 圖13圖解說明根據本發(fā)明的實例性方法。
【具體實施方式】
[0019] 圖1圖解說明可如何部署USB ro裝置，其中任何給定裝置可為提供者/消耗者 (P/C)、消耗者/提供者（C/P)、僅提供者或僅消耗者。圖2圖解說明可如何連接兩個端口 的電路。圖3圖解說明典型包的包結構。前同步碼后續(xù)接著包的開始（S0P)、標頭、有效負 載（如果有的話）、涵蓋標頭及有效負載的循環(huán)冗余校驗（CRC)(例如32位值）及包的結尾 (E0P)。控制消息為不具有任何有效負載的包。本發(fā)明提到特定種類的控制消息中的一些 控制消息，且本文中為了清晰起見提供其定義的細節(jié)。表1展示如何定義標頭。
[0020] 表1消息標頭：
[0021]
【主權項】
1. 一種系統(tǒng)，其包括： 通用串行總線USB電纜，其具有近端及遠端且包含Vbus導線； 第一裝置，其具有經配置以耦合到所述USB電纜的所述近端的插座；及 第二裝置，其經配置以耦合到所述USB電纜的所述遠端，所述第二裝置經配置以在所 述Vbus導線上產生信號； 其中所述第一裝置經配置以通過經由所述插座從所述第二裝置接收所述信號并處理 所述信號而確定所述USB電纜的電力額定值。
2. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述插座具有ID引腳及第二引腳；且所述第一裝 置經配置以依據從所述第二裝置接收的所述信號檢測耦合于所述ID引腳與所述第二引腳 之間的電容器的存在。
3. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一裝置經配置以將電力遞送到所述USB電 纜，而同時檢測來自所述第二裝置的所述信號的存在。
4. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一裝置經配置以依據所述信號的存在而非 所述信號的內容以可調整方式確立由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的所述電力。
5. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一裝置經配置以依據所述USB電纜的所述 所確定電力額定值確立由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的電力的量。
6. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述信號包括以下各項中的一者：GoodCRC控制消 息、試通控制消息、硬復位包、Get_sink_cap控制消息、Get_source_cap控制消息、位流消 息及能力消息。
7. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二裝置經配置以依據所述USB電纜的所述 所確定電力額定值限制由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的電力的量。
8. -種確定通用串行總線USB電纜的電力額定值的方法，所述USB電纜在耦合到所述 USB電纜的近端的第一裝置與耦合到所述USB電纜的遠端的第二裝置之間延伸，所述方法 包括以下步驟： 在所述第一裝置處從所述第二裝置接收信號；及 使用所述信號確定所述USB電纜的所述電力額定值。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中所述第一裝置包括具有ID引腳及第二引腳的插 座；且確定所述USB電纜的所述電力額定值包括依據從所述第二裝置接收的所述信號檢測 耦合于所述ID引腳與所述第二引腳之間的電容器的存在。
10. 根據權利要求8所述的方法，其中所述第一裝置將電力遞送到所述USB電纜，而同 時檢測來自所述第二裝置的所述信號的存在。
11. 根據權利要求8所述的方法，其中所述第一裝置依據所述信號的存在而非所述信 號的內容以可調整方式確立由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的所述電力。
12. 根據權利要求8所述的方法，其中所述信號包括以下各項中的一者：GoodCRC控制 消息、硬復位包、Get_sink_cap控制消息、Get_source_cap控制消息、位流消息、試通消息 及能力消息。
13. 根據權利要求8所述的方法，其中所述第一裝置依據所述所確定電力額定值調整 其遞送到所述USB電纜的所述電力。
14. 根據權利要求8所述的方法，其中所述第二裝置依據所述所確定電力額定值限制 由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的所述電力。
15. -種設備，其包括： 控制器，其經配置以接收從耦合于通用串行總線USB電纜的遠端處的第二裝置發(fā)送到 耦合于所述USB電纜的近端處的第一裝置的信號； 所述控制器經配置以基于所述所接收信號確定所述USB電纜的電力額定值。
16. 根據權利要求15所述的設備，其中所述控制器經配置以依據所述所確定電力額定 值調整由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的電力的量。
17. 根據權利要求15所述的設備，其中所述控制器經配置以依據所述所確定電力額定 值限制由所述第二裝置遞送到所述USB電纜的電力的量。
18. 根據權利要求15所述的設備，其中： 所述第一裝置包括具有ID引腳及第二引腳的插座；且 所述控制器經配置以通過依據從所述第二裝置接收的所述信號檢測耦合于所述ID引 腳與所述第二引腳之間的電容器的存在而確定所述USB電纜的所述電力額定值。
19. 根據權利要求15所述的設備，其中所述控制器經配置以依據所述信號的存在而非 所述信號的內容以可調整方式確立由所述第一裝置遞送到所述USB電纜的所述電力。
20. 根據權利要求15所述的設備，其中所述信號包括以下各項中的一者：GoodCRC控制 消息、硬復位包、Get_sink_cap控制消息、Get_source_cap控制消息、位流消息、試通控制 消息及能力消息。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢測通用串行總線USB電纜類型的系統(tǒng)及方法。配置于USB電纜(26)的近端處的USB電力遞送PD裝置(22)經配置以：(i)從所述USB電纜的遠端處的裝置(44)接收信號并處理所述信號以確定所述USB電纜(26)的電力額定值；及(ii)依據所述所確定USB電纜電力額定值以可調整方式確立由所述第一裝置(44)遞送到所述USB電纜的電力。
【IPC分類】G01R31-00, G06F1-26
【公開號】CN104781750
【申請?zhí)枴緾N201380058092
【發(fā)明人】德里克·W·沃特斯
【申請人】德州儀器公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2013年12月17日
【公告號】US8918549, US20140173141, US20150142994, WO2014099980A1