(57)【要約】【課題】充電中にデバイスとデータ通信を行わない充電用ダウンストリームポートであっても、ウェイクアップを可能とする。【解決手段】  ホスト装置１０は、デバイス装置２０を接続する接続コネクタ１１、接続コネクタ１１を介してデバイス装置２０へ電源を供給する電源供給部１２、デバイス装置２０が充電中の場合、接続コネクタ１１を介してデータ通信を行わない充電用ダウンストリームポート１３と、充電用ダウンストリームポート１３を介してデバイス装置２０の接続状態を検出する接続状態検出部１４、検出したデバイス装置２０の接続状態に応じてウェイクアップ処理を行うウェイクアップ制御部１５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス装置を接続する接続コネクタと、
前記接続コネクタの電源供給端子を介して前記デバイス装置へ電源を供給する電源供給部と、
前記デバイス装置が前記電源供給部により充電中の場合、前記接続コネクタのデータ端子を介して前記デバイス装置とデータ通信を行わない充電用ダウンストリームポートと、
前記充電用ダウンストリームポートを介して前記デバイス装置の接続状態を検出する接続状態検出部と、
前記検出したデバイス装置の接続状態に応じてウェイクアップ処理を行うウェイクアップ制御部と、
を備えるホスト装置。
【請求項２】
前記接続状態検出部は、
前記充電用ダウンストリームポートへ接続テスト信号を出力する出力回路と、
前記接続テスト信号に応じて前記充電用ダウンストリームポートから生成される応答信号に基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する判定回路と、を備える、
請求項１に記載のホスト装置。
【請求項３】
前記出力回路は、前記接続テスト信号として検出パルスを出力し、
前記判定回路は、前記応答信号として前記検出パルスに応じた応答パルスに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する、
請求項２に記載のホスト装置。
【請求項４】
前記判定回路は、前記応答パルスの信号レベルまたは信号タイミングに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する、
請求項３に記載のホスト装置。
【請求項５】
前記充電用ダウンストリームポートは、前記接続コネクタの正側のデータ端子と負側のデータ端子とを短絡する周回型ダウンストリームポートである、
請求項１に記載のホスト装置。
【請求項６】
前記周回型ダウンストリームポートは、前記接続コネクタの正側のデータ端子と負側のデータ端子とを短絡する短絡抵抗を有し、
前記接続状態検出部は、
前記短絡抵抗の一端へ検出パルスを出力する出力回路と、
前記検出パルスに応じて前記短絡抵抗の他端から出力される応答パルスに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する判定回路と、を備える、
請求項５に記載のホスト装置。
【請求項７】
前記判定回路は、前記応答パルスの信号レベルに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する、
請求項６に記載のホスト装置。
【請求項８】
前記充電用ダウンストリームポートは、前記接続コネクタの正側のデータ端子と負側のデータ端子へ所定の固定電圧を出力する固定電圧出力型ダウンストリームポートである、
請求項１に記載のホスト装置。
【請求項９】
前記固定電圧出力型ダウンストリームポートは、
前記接続コネクタの正側のデータ端子または負側のデータ端子に分圧電圧を出力する分圧抵抗と、
入力信号に応じて前記分圧抵抗を切断する切断回路と、を備え、
前記接続状態検出部は、
前記切断回路へ分圧抵抗を切断する検出パルスを出力する出力回路と、
前記検出パルスに応じて前記分圧抵抗から出力される応答パルスに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する判定回路と、を備える、
請求項８に記載のホスト装置。
【請求項１０】
前記判定回路は、前記応答パルスの信号タイミングに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する、
請求項９に記載のホスト装置。
【請求項１１】
前記充電用ダウンストリームポートを含む複数のダウンストリームポートを備え、
前記接続コネクタに接続された前記デバイス装置に応じて、前記複数のダウンストリームポートの中から前記デバイス装置に接続するダウンストリームポートを選択する選択部を備える、
請求項１に記載のホスト装置。
【請求項１２】
前記選択部は、前記デバイス装置の転送速度に基づいて、前記ダウンストリームポートを選択する、
請求項１１に記載のホスト装置。
【請求項１３】
前記選択部は、前記デバイス装置がロースピードデバイスまたはフルスピードデバイスの場合、データ通信可能なダウンストリームポートを選択する、
請求項１２に記載のホスト装置。
【請求項１４】
前記選択部は、前記デバイス装置がハイスピードデバイスの場合、前記デバイス装置のハンドシェーク方式に対応した前記充電用ダウンストリームポートを選択する、
請求項１２に記載のホスト装置。
【請求項１５】
デバイス装置を接続する接続コネクタと、前記接続コネクタの電源供給端子を介して前記デバイス装置へ電源を供給する電源供給部と、前記デバイス装置が前記電源供給部により充電中の場合、前記接続コネクタのデータ端子を介して前記デバイス装置とデータ通信を行わない充電用ダウンストリームポートと、を備えるホスト装置の制御方法であって、
前記充電用ダウンストリームポートを介して前記デバイス装置の接続状態を検出し、
前記検出したデバイス装置の接続状態に応じてウェイクアップ処理を行う、
ホスト装置の制御方法。
【請求項１６】
前記接続状態の検出では、
前記充電用ダウンストリームポートへ接続テスト信号を出力し、
前記接続テスト信号に応じて前記充電用ダウンストリームポートから生成される応答信号に基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する、
請求項１５に記載のホスト装置の制御方法。
【請求項１７】
前記接続テスト信号の出力では、前記接続テスト信号として検出パルスを出力し、
前記接続／切断の判定では、前記応答信号として前記検出パルスに応じた応答パルスに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する、
請求項１６に記載のホスト装置の制御方法。
【請求項１８】
前記接続／切断の判定では、前記応答パルスの信号レベルまたは信号タイミングに基づいて、前記デバイス装置の接続／切断を判定する、
請求項１７に記載のホスト装置の制御方法。
【請求項１９】
前記ホスト装置は、前記充電用ダウンストリームポートを含む複数のダウンストリームポートを備え、
前記接続コネクタに接続された前記デバイス装置に応じて、前記複数のダウンストリームポートの中から前記デバイス装置に接続するダウンストリームポートを選択する、
請求項１５に記載のホスト装置の制御方法。
【請求項２０】
デバイス装置が充電中の場合、前記デバイス装置を接続する接続コネクタのデータ端子を介して前記デバイス装置とデータ通信を行わない充電用ダウンストリームポートと、
前記充電用ダウンストリームポートを介して前記デバイス装置の接続状態を検出する接続状態検出部と、
前記検出したデバイス装置の接続状態に応じてウェイクアップ処理を行うウェイクアップ制御部と、
を備える半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホスト装置、ホスト装置の制御方法及び半導体装置に関し、例えば、デバイス装置へ充電を行うホスト装置、ホスト装置の制御方法及び半導体装置に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に対応した電子機器が普及している。ＵＳＢでは、ＵＳＢホスト（ホスト装置もしく単にホストとも称する）とＵＳＢデバイス（デバイス装置もしくは単にデバイスとも称する）とをＵＳＢケーブルを介して、もしくはＵＳＢプラグレセプタクルを介して直接、接続する。なお、ＵＳＢデバイスとは、ＵＳＢホストに接続することで自身の機能がユーザに提供されるＵＳＢ機器を指す。
【０００３】
ＵＳＢでは、ＵＳＢプラグレセプタクル（及びＵＳＢケーブル）内の信号線Ｄ＋／Ｄ−／ＶＢＵＳ／ＧＮＤを使用して、ＵＳＢホストとＵＳＢデバイスの間で入出力を行う（各信号線を単にＤ＋／Ｄ−／ＶＢＵＳ／ＧＮＤと称する）。Ｄ＋／Ｄ−は差動データ信号線であり、ＶＢＵＳ／ＧＮＤは電源線である。ＵＳＢの機能には、Ｄ＋／Ｄ−を利用したデータ通信とＶＢＵＳを利用した給電がある。この給電は、ホストもしくはハブから、デバイスの方向に行われる。バッテリー等で駆動するポータブルデバイスの給電形態に、ＵＳＢを採用した製品は増え続けており、ＡＣ電源からＶＢＵＳ用の電源に変換する充電用アクセサリが添付されることも多い。
【０００４】
近年では、デバイスのバッテリー容量拡大に伴い、高速充電のニーズが高まっており、デバイスベンダ独自仕様の高速充電可能なＵＳＢダウンストリームポートを搭載する製品や充電用アクセサリが、開発され世に広まっている。ＰＣ（Personal Computer）などホスト側システムに搭載されたＵＳＢへの高速充電機能の適用は現在も発展途上で、ＵＳＢ  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ  Ｆｏｒｕｍでは、新しく、ＵＳＢに高速充電機能を追加するＢａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎが策定された。この仕様により、ポータブルデバイスは、接続されたホストの高速充電用ダウンストリームポートとハンドシェークをすることで、以前（従来）のＵＳＢ規格（５００ｍＡ）以上の電流を引き込み、高速充電することができる。
【０００５】
なお、以前（従来）のＵＳＢ規格による充電とは、Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ策定前のＵＳＢ２．０により規定された５００ｍＡ以下の電流を用いて行われる充電である。高速充電とは、ＵＳＢ２．０により規定された５００ｍＡよりも大きな電流（例えばＢａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎで規定された電流）を用いることで、通常よりも高速（急速）に行われる充電である。この高速充電可能なＵＳＢダウンストリームポートと、以前のＵＳＢ規格のＵＳＢダウンストリームポートを切り替える半導体製品も出てきている。
【０００６】
従来技術として、例えば、非特許文献１及び２、特許文献１及び２が知られている。非特許文献１は、上記のＢａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎの規格である。非特許文献１には、以前のＵＳＢ規格のＵＳＢ通信機能を阻害することなく、デバイスに高速充電可能なＣｈａｒｇｉｎｇ  Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ  Ｐｏｒｔ（ＣＤＰ）と、デバイスへの高速充電のみを目的とした、Ｄｅｄｉｃａｔｅ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｐｏｒｔ（ＤＣＰ）の仕様が記載されている。
【０００７】
図１６は、非特許文献１に記載されたＣＤＰの構成を示している。図１６に示すように、ＣＤＰ９０４は、プラグレセプタクル９０１のＤ＋／Ｄ−とＵＳＢホストコントローラ９０３のＤ＋／Ｄ−とを接続する。ＣＤＰで充電する場合、デバイスは、ＣＤＰ９０４を介してアップストリーム側のホストコントローラ９０３から送られたハンドシェーク信号を受け取り、高速充電可能である事をＣＤＰダウンストリームポート９０４を介してアップストリーム側へ通知する。ハンドシェークが完了した段階で、接続されたデバイスは、以前のＵＳＢ規格（５００ｍＡ）以上の電流を、ＶＢＵＳ供給回路９０２からＶＢＵＳを介して引きこみ高速充電を行う。
【０００８】
なお、非特許文献１では、以前のＵＳＢ規格であるＵＳＢ２．０のダウンストリームポートをＳｔａｎｄａｒｄ  Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ  Ｐｏｒｔ（ＳＤＰ）と定義している。ＳＤＰも、図１６のＣＤＰ９０４と同様に、プラグレセプタクル９０１のＤ＋／Ｄ−とＵＳＢホストコントローラ９０３のＤ＋／Ｄ−とを接続する構成である。
【０００９】
図１７は、非特許文献１に記載されたＤＣＰの構成を示している。図１７に示すように、ＤＣＰ９０５は、短絡抵抗Ｒ９０１を有し、プラグレセプタクル９０１の差動データ信号Ｄ＋／Ｄ−を、短絡抵抗Ｒ９０１を介して導通させ、デバイス側からのハンドシェーク信号をループバックさせる。これにより、デバイスは自己完結的にハンドシェークを完了できるハードウエア構成となっている。以下、ＤＣＰのように、Ｄ＋／Ｄ−を短絡してデバイスからのハンドシェーク信号をループバックさせる構成を、Ｄ＋／Ｄ−周回型と称する。Ｄ＋／Ｄ−周回型で高速充電を行う場合、Ｄ＋／Ｄ−を短絡するため、ホストとデバイス間でＤ＋／Ｄ−を介してデータ通信を行うことはできない。
【００１０】
図１６及び図１７のように、ＣＤＰとＤＣＰは異なるハードウエア構成ではあるが、デバイスがこの仕様に準拠していれば、ＤＣＰでもＣＤＰでも高速充電が可能になる様に規格化されている。なお、Ｄ＋／Ｄ−周回型の高速充電用ポートはＤＣＰ以外にも世の中には存在し、それらが非特許文献１の仕様を満足していない場合は、Ｄ＋／Ｄ−周回型であるＤＣＰでは高速充電されるが、ＣＤＰではされない。
【００１１】
また、非特許文献１以外にも、高速充電可能なダウンストリームポートと以前のＵＳＢ規格のダウンストリームポートを切り替える製品も市場に存在している。例えば、非特許文献２のＵＳＢホストチャージ識別アナログスイッチでは、高速充電用ハンドシェーク方法として、ＵＳＢ差動信号Ｄ＋／Ｄ−からある固定電圧を検出する事を利用していることが推測できる。以下、Ｄ＋／Ｄ−を所定の固定電圧とすることでハンドシェークを行う構成を、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型と称する。
【００１２】
図１８は、非特許文献２などから想定される、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポートの構成を示している。図１８に示すように、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート９０６は、直列接続された分圧抵抗Ｒ９１１及びＲ９１２、直列接続された分圧抵抗Ｒ９２１及びＲ９２２を有し、分圧抵抗Ｒ９１１及びＲ９１２の中間ノードをプラグレセプタクル９０１のＤ＋に接続し、分圧抵抗Ｒ９２１及びＲ９２２の中間ノードをプラグレセプタクル９０１のＤ−に接続する。これらの分圧抵抗により、固定電圧をデバイスへ供給することでハンドシェークを実現する。Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型で高速充電を行う場合、Ｄ＋／Ｄ−に固定電圧を出力するため、ホストとデバイス間でＤ＋／Ｄ−を介してデータ通信を行うことはできない。
【００１３】
なお、特許文献１には、ＵＳＢホストが、接続されたＵＳＢデバイスに対し有効な給電モードを選択可能で、かつシステムが非稼働のとき接続されたＵＳＢデバイスからウェイクアップが可能な構成を有することが記載されている。特許文献２には、ディスプレイ装置がスタンバイモードのまま、外部機器を充電することが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】USB Implementers Forum, "Battery Charging Specification Rev1.2", 2010年12月7日
【非特許文献２】Maxim Integrated Products, "USBホストチャージャ識別アナログスイッチ", ［online］、［2013年3月1日検索］、インターネット〈URL：http://datasheets.maximintegrated.com/jp/ds/MAX14550E_jp.pdf〉
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−２５７４９３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２０４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
一方、ＰＣなどホスト側システムが省電力状態にある時、ＵＳＢデバイスからの信号でＰＣを通常状態にもどすことをウェイクアップ機能といい、下記の３種類のトリガによって行われる。
・リモートウェイクアップ：システムに接続されたＵＳＢデバイスのトリガ（マウスのクリック、キーボード入力など）
・ウェイクオンコネクト：未接続のＵＳＢダウンストリームポートにＵＳＢデバイスを接続
・ウェイクオンディスコネクト：接続されたＵＳＢデバイスを切断
【００１７】
これらの機能は、ホスト側システムが省電力状態でＵＳＢデータ通信ができなければ使用できない。
【００１８】
近年、ホスト側システムに上記のような高速充電可能なＵＳＢダウンストリームポートを搭載する場合、ホスト側システムが通常稼働の時は以前のＵＳＢ規格のデータ通信が可能なＵＳＢダウンストリームポート（ＳＤＰ）に設定し、ホスト側システムが省電力状態の際は、図１７や図１８のような高速充電用ダウンストリームポートに機能を切り替える方法が一般的である。
【００１９】
しかしながら、この方法の場合、ホスト側システムが省電力状態に遷移した際、高速充電用ダウンストリームポートからは、ＵＳＢデバイスによるウェイクアップ機能は使用することができない。すなわち、図１７のＤ＋／Ｄ−周回型や図１８のＤ＋／Ｄ−固定電圧出力型のような充電用ダウンストリームポートでは、充電中にデバイスとデータ通信を行わないため、ウェイクアップ機能を使用することができないという問題があった。
【００２０】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
一実施の形態によれば、ホスト装置は、接続コネクタと、電源供給部と、充電用ダウンストリームポートと、接続状態検出部と、ウェイクアップ制御部とを備える。接続コネクタは、デバイス装置を接続するコネクタである。電源供給部は、接続コネクタの電源供給端子を介してデバイス装置へ電源を供給する。充電用ダウンストリームポートは、デバイス装置が電源供給部により充電中の場合、接続コネクタのデータ端子を介してデバイス装置とデータ通信を行わないポートである。接続状態検出部は、充電用ダウンストリームポートを介して前記デバイス装置の接続状態を検出する。ウェイクアップ制御部は、検出したデバイス装置の接続状態に応じてウェイクアップ処理を行う。
【発明の効果】
【００２２】
前記一実施の形態によれば、充電中にデバイスとデータ通信を行わない充電用ダウンストリームポートであっても、ウェイクアップ機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係るホスト装置の主要な特徴を示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係るＵＳＢホストの構成を示す構成図である。
【図３】実施の形態１に係る高速充電用ダウンストリームポートの構成及び動作を説明するための説明図である。
【図４】実施の形態１に係る高速充電用ダウンストリームポートの構成及び動作を説明するための説明図である。
【図５】実施の形態１に係る高速充電用ダウンストリームポートの構成及び動作を説明するための説明図である。
【図６】実施の形態１に係るデバイス接続状態検出方法を示す波形図である。
【図７】実施の形態２に係るＵＳＢホストの構成を示す構成図である。
【図８】実施の形態２に係る高速充電用ダウンストリームポートの構成及び動作を説明するための説明図である。
【図９】実施の形態２に係る高速充電用ダウンストリームポートの構成及び動作を説明するための説明図である。
【図１０】実施の形態２に係る高速充電用ダウンストリームポートの構成及び動作を説明するための説明図である。
【図１１】実施の形態２に係るデバイス接続状態検出方法を示す波形図である。
【図１２】実施の形態３に係るＵＳＢホストの構成を示す構成図である。
【図１３】実施の形態３に係るウェイクアップ動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に係るＵＳＢホストの効果を説明するための比較表である。
【図１５】実施の形態４に係るＵＳＢホストの構成を示す構成図である。
【図１６】従来の高速充電用ダウンストリームポートの構成を示す構成図である。
【図１７】従来の高速充電用ダウンストリームポートの構成を示す構成図である。
【図１８】従来の高速充電用ダウンストリームポートの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態の概要）
まず、図１を用いて、実施の形態の主要な特徴についてその概要を説明する。図１に示すように、実施の形態に係るホスト装置１０は、接続コネクタ１１、電源供給部１２、充電用ダウンストリームポート１３、接続状態検出部１４、ウェイクアップ制御部１５を備えている。
【００２５】
接続コネクタ１１は、デバイス装置２０を接続するコネクタである。電源供給部１２は、接続コネクタ１１の電源供給端子を介してデバイス装置２０へ充電用電源を供給する。充電用ダウンストリームポート１３は、デバイス装置２０が電源供給部１２により充電中の場合、接続コネクタ１１のデータ端子を介してデバイス装置２０とデータ通信を行わないポートである。接続状態検出部１４は、充電用ダウンストリームポート１３を介してデバイス装置２０の接続状態を検出する。ウェイクアップ制御部１５は、検出したデバイス装置２０の接続状態に応じてウェイクアップ処理を行う。
【００２６】
このように、実施の形態では、充電用ダウンストリームポートを介してデバイスの接続状態を検出し、検出した接続状態に応じてウェイクアップ処理を行うこととした。これにより、充電中にデバイスとデータ通信を行わない充電用ダウンストリームポートであっても、デバイスの接続状態を検出でき、確実にウェイクアップ機能を実現することができる。
【００２７】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。本実施の形態は、高速充電用ダウンストリームポートとして、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポートを用いた例である。
【００２８】
図２は、本実施の形態に係るＵＳＢホストの構成を示している。図２に示すように、ＵＳＢホスト１００は、プラグレセプタクル１０１、ＶＢＵＳ供給回路１０２、ＵＳＢホストコントローラ１０３、ホスト側システム１０４、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０を備えている。
【００２９】
プラグレセプタクル（接続コネクタ）１０１は、ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢコネクタである。プラグレセプタクル１０１は、ＶＢＵＳ／ＧＮＤ／Ｄ＋／Ｄ−のそれぞれの信号線用の端子であるＶＢＵＳ端子（電源供給端子）／ＧＮＤ端子／Ｄ＋端子（正側データ端子）／Ｄ−端子（負側データ端子）を有している。プラグレセプタクル１０１に、ＵＳＢケーブルもしくはＵＳＢデバイス側のＵＳＢプラグを挿入し、ＵＳＢホスト１００とＵＳＢデバイス２００を接続する。
【００３０】
ＶＢＵＳ供給回路（電源供給部）１０２は、プラグレセプタクル１０１のＶＢＵＳ端子に接続され、ＶＢＵＳを介してＵＳＢデバイス２００に電源を供給する。ＶＢＵＳ供給回路１０２は、ＵＳＢホストコントローラ１０３から制御信号Ｓ１が入力され、例えば５Ｖの電源に基づいて、ＵＳＢデバイス２００に供給する電源を生成する。ＶＢＵＳ供給回路１０２は、Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎで規定された電流、すなわち、少なくともＵＳＢ２．０で規定された５００ｍＡ以上の電流をＵＳＢデバイス２００へ供給することで、ＵＳＢデバイス２００を高速充電することができる。
【００３１】
ＵＳＢホストコントローラ１０３は、ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢホスト機能を実現する制御回路である。ＵＳＢホストコントローラ１０３は、直接もしくはＤ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０を介してプラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−端子に接続され、Ｄ＋／Ｄ−を介してＵＳＢデバイス２００とデータ通信を行う。また、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０からウェイクアップトリガ信号Ｓ２が入力され、ウェイクアップトリガ信号Ｓ２に応じて、ホスト側システム１０４へウェイクアップ要求信号Ｓ３を出力する。例えば、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０が検出したＵＳＢデバイス２００の接続状態に応じてウェイクアップ処理を行うウェイクアップ制御部であるとも言える。ウェイクアップトリガ信号Ｓ２は、Ｄ＋／Ｄ−を用いて通知してもよいし、専用の信号線を用いて通知してもよい。なお、ＵＳＢホスト１００をＵＳＢハブとし、ＵＳＢホストコントローラ１０３をＵＳＢハブコントローラとしてもよい。
【００３２】
ホスト側システム１０４は、ＰＣ等であるＵＳＢホスト１００のメイン機能を実現するブロックであり、例えば、ＣＰＵや各種チップセット等である。ホスト側システム１０４は、ＵＳＢホストコントローラ１０３、プラグレセプタクル１０１を介して、ＵＳＢデバイス２００とデータ通信を行い、ＵＳＢデバイス２００が提供する機能を利用した処理を行う。
【００３３】
Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０は、Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎで規定されたＤＣＰのように、ＵＳＢデバイス２００の充電時（高速充電時）、Ｄ＋／Ｄ−を短絡してＵＳＢデバイス２００からのハンドシェーク信号をループバックさせる充電用ダウンストリームポートである。すなわち、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０は、ＵＳＢデバイス２００が充電中の場合、ＵＳＢホストコントローラ１０３とＵＳＢデバイス２００との間でデータ通信が不可能な高速充電用ダウンストリームポートである。Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０は、ポート部１１１、接続状態検出部１１２を有している。
【００３４】
ポート部１１１は、ＵＳＢデバイス２００の充電時にＤ＋／Ｄ−周回型の接続を実現するポートである。ポート部１１１は、プラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−端子に接続され、ＵＳＢデバイス２００の充電時、Ｄ＋／Ｄ−を短絡抵抗Ｒ１を介して短絡する。ポート部１１１は、充電を行わない通常時は、プラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−とＵＳＢホストコントローラ１０３のＤ＋／Ｄ−とを接続する。
【００３５】
接続状態検出部１１２は、ＵＳＢデバイス２００の充電時、ポート部１１１を介してＵＳＢデバイス２００の接続状態を検出する。高速充電用ダウンストリームポートは、プラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−がＵＳＢホストコントローラ１０３に接続されていないため、ＵＳＢ通信が不可能であり、ＵＳＢデバイス２００の切断が検出できない。そこで、接続状態検出部１１２は、接続されていたＵＳＢデバイス２００が切断されたか否か、すなわち、プラグレセプタクル１０１からＵＳＢデバイス２００が抜かれたか否かを検出する。接続状態検出部１１２は、ポート部１１１へ接続テスト信号を出力し、接続テスト信号に応じてポート部１１１から入力される応答信号をモニタすることで、ＵＳＢデバイス２００の接続状態を検出する。
【００３６】
本実施の形態では、接続テスト信号としてパルス信号を用いる。すなわち、接続状態検出部１１２は、ＵＳＢデバイスの接続の有無を確認するため、パルス出力回路１１３、トリガ出力回路１１４、トリガ判定回路１１５を有している。パルス出力回路１１３は、定期的に検出パルス信号Ｐ１を生成し、ポート部１１１へ出力する。トリガ判定回路１１５は、検出パルス信号Ｐ１に応じてポート部１１１から入力される応答パルス信号Ｐ２のパルスレベル（信号レベルなどの信号状態）を監視し、ウェイクアップトリガの有無を判定する。トリガ出力回路１１４は、トリガ判定回路１１５がウェイクアップトリガを検出した場合、ウェイクアップトリガ信号Ｓ２を生成し、ＵＳＢホストコントローラ１０３へ出力する。
【００３７】
次に、図３〜図６を用いて、本実施の形態に係るＵＳＢホストのＵＳＢデバイスの接続状態検出動作について説明する。
【００３８】
図３は、ホスト側システム１０４が通常状態の場合における、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０の状態を示している。Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０のポート部１１１は、短絡抵抗Ｒ１、スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂ、スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂを有している。
【００３９】
スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂは、プラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−と、短絡抵抗Ｒ１もしくはＵＳＢホストコントローラ１０３との接続を切り替えるスイッチであり、ＳＤＰ／ＣＤＰなどＵＳＢデータ転送可能なダウンストリームポートから、Ｄ＋／Ｄ−周回型へ切り替える。スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂは、ポート部１１１と接続状態検出部１１２の接続／切断を切り替えるスイッチであり、接続状態検出用のパルス信号Ｐ１及びＰ２の伝送のオン／オフを切り替える。スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂ、スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂの切り替えは、ＵＳＢホストコントローラ１０３からの制御信号により制御されている。
【００４０】
図３に示すように、通常状態では、スイッチＳＷ１ａは、プラグレセプタクル１０１のＤ＋とＵＳＢホストコントローラ１０３のＤ＋とを接続し、スイッチＳＷ１ｂは、プラグレセプタクル１０１のＤ−とＵＳＢホストコントローラ１０３のＤ−とを接続している。これにより、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、ＵＳＢデバイス２００とＤ＋／Ｄ−を介してデータ通信可能であり、ＳＤＰ／ＣＤＰの機能を実現できる。
【００４１】
図４及び図５は、ホスト側システム１０４が省電力状態の場合における、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０の状態を示している。図４に示すように、ホスト側システム１０４が省電力状態では、ＵＳＢホストコントローラ１０３からの制御により、スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂの接続が切り替わる。例えば、ホスト側システム１０４が省電力状態に遷移した場合や、プラグレセプタクル１０１にＤ＋／Ｄ−周回型のＵＳＢデバイス２００が接続された場合に、スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂを切り替えてもよい。
【００４２】
すなわち、Ｄ＋／Ｄ−周回型のハンドシェークを可能とするため、スイッチＳＷ１ａは、プラグレセプタクル１０１のＤ＋と短絡抵抗Ｒ１の一端とを接続し、スイッチＳＷ１ｂは、プラグレセプタクル１０１のＤ−と短絡抵抗Ｒ１の他端とを接続する。これにより、Ｄ＋／Ｄ−が短絡され、ＵＳＢデバイス２００からのハンドシェーク信号がループバック（周回）するように接続される。
【００４３】
図４の状態で、ＵＳＢデバイス２００はＤ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０を介して高速充電のハンドシェークを行うため、ハンドシェーク完了まで一定時間待機する。一定時間経過後、ＵＳＢホストコントローラ１０３からの制御により、図５に示すように、スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂがオンとなる。すなわち、ＵＳＢデバイス２００の接続状態を検出するため、スイッチＳＷ２ａは、パルス出力回路１１３の出力とＤ＋及び短絡抵抗Ｒ１の一端とを接続し、スイッチＳＷ２ｂは、トリガ判定回路１１５の入力とＤ−及び短絡抵抗Ｒ１の他端とを接続する。
【００４４】
図６は、検出パルス信号Ｐ１及び応答パルス信号Ｐ２とＵＳＢデバイスの接続状態の関係を示している。図５のように接続が切り替わると、パルス出力回路１１３は、図６に示すように、直ちに定期的に検出パルス信号Ｐ１を出力し、トリガ判定回路１１５は応答パルス信号Ｐ２のレベルを常に観測する。すなわち、パルス出力回路１１３は、短絡抵抗Ｒ１の一端（及びＤ＋）へ検出パルス信号Ｐ１を出力し、トリガ判定回路１１５は、検出パルス信号Ｐ１に応じて短絡抵抗Ｒ１の他端（及びＤ−）から出力される応答パルス信号Ｐ２の信号レベルに基づいて、ＵＳＢデバイス２００の接続／切断を判定する。
【００４５】
プラグレセプタクル１０１にＵＳＢデバイス２００が接続されている場合、ＵＳＢデバイス２００の終端抵抗Ｒ２及びＲ３が接続されるため、応答パルス信号Ｐ２のレベルは終端抵抗Ｒ２及びＲ３とＤ＋とＤ−の結合抵抗によって、図６のＬ１に示すように分圧された電圧まで下がる。一方、プラグレセプタクル１０１からＵＳＢデバイス２００が切断されると、終端抵抗Ｒ２及びＲ３が切り離されるため、図６のＬ２に示すように応答パルス信号Ｐ２のレベルは、検出パルス信号Ｐ１の出力時とほぼ同電圧になる。
【００４６】
したがって、トリガ判定回路１１５は、応答パルス信号Ｐ２のレベルがＬ１程度（例えば所定の閾値より小さい）の場合、ＵＳＢデバイス２００が接続されていることを検出し、応答パルス信号Ｐ２のレベルがＬ２程度（例えば所定の閾値より大きい）の場合、ＵＳＢデバイス２００が切断されたことを検出する。そして、ＵＳＢデバイス２００が切断されたことを検出したことをウェイクアップトリガとして判定し、トリガ出力回路１１４が、ウェイクアップトリガ信号Ｓ２をＵＳＢホストコントローラ１０３へ出力する。その後、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂをＤ＋／Ｄ−がＵＳＢホストコントローラ１０３へつながる方へ戻して、ホスト側システム１０４へウェイクアップ要求信号Ｓ３を送り、ホスト側システム１０４を省電力状態から通常状態へ復帰させる。
【００４７】
以上のように、従来、ＤＣＰなどのＤ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポートでＵＳＢデバイスを高速充電している場合、ＵＳＢデバイスを切断してもホスト側システムが省電力状態からウェイクアップできなかったのに対し、本実施の形態では、データ通信を行わないＤ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポートを介してＵＳＢデバイスの接続状態を検出することを可能としたため、ＵＳＢデバイスの切断が検出された場合でも確実にホスト側システムをウェイクアップすることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
以下、図面を参照して実施の形態２について説明する。本実施の形態は、高速充電用ダウンストリームポートとして、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポートを用いた例である。
【００４９】
図７は、本実施の形態に係るＵＳＢホストの構成を示している。図７のＵＳＢホスト１００は、実施の形態１と比べて、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０に代えて、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０を備えている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５０】
Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０は、ＵＳＢデバイス２００の充電時、Ｄ＋／Ｄ−を所定の固定電圧とすることでハンドシェークを行う充電用ダウンストリームポートである。Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０は、ポート部１２１、接続状態検出部１２２を有している。
【００５１】
ポート部１２１は、ＵＳＢデバイス２００の充電時にＤ＋／Ｄ−固定電圧出力型の接続を実現するポートである。ポート部１２１は、プラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−端子に接続され、ＵＳＢデバイス２００の充電時、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２、Ｒ２１及びＲ２２によりＤ＋／Ｄ−へ固定電圧を出力する。ポート部１２１は、充電を行わない通常時は、プラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−とＵＳＢホストコントローラ１０３のＤ＋／Ｄ−とを接続する。
【００５２】
接続状態検出部１２２は、ＵＳＢデバイス２００の充電時、ポート部１２１を介してＵＳＢデバイス２００の接続状態を検出する。実施の形態１と同様に、接続状態検出部１２２は、接続されていたＵＳＢデバイス２００が切断されたか否か、すなわち、プラグレセプタクル１０１からＵＳＢデバイス２００が抜かれたか否かを検出する。接続状態検出部１２２は、ポート部１２１へ接続テスト信号を出力し、接続テスト信号に応じてポート部１２１から入力される応答信号をモニタすることで、ＵＳＢデバイス２００の接続状態を検出する。
【００５３】
本実施の形態では、接続テスト信号としてパルス信号を用いる。すなわち、接続状態検出部１２２は、実施の形態１と同様、ＵＳＢデバイスの接続の有無を確認するため、パルス出力回路１２３、トリガ出力回路１２４、トリガ判定回路１２５を有している。パルス出力回路１２３は、定期的に検出パルス信号Ｐ１１を生成し、ポート部１２１へ出力する。トリガ判定回路１２５は、検出パルス信号Ｐ１１に応じてポート部１２１から入力される応答パルス信号Ｐ１２の立下りまたは立上り時間（信号タイミングなどの信号状態）を監視し、ウェイクアップトリガの有無を判定する。トリガ出力回路１２４は、トリガ判定回路１２５がウェイクアップトリガを検出した場合、ウェイクアップトリガ信号Ｓ２を生成し、ＵＳＢホストコントローラ１０３へ出力する。
【００５４】
次に、図８〜図１１を用いて、本実施の形態に係るＵＳＢホストのＵＳＢデバイスの接続状態検出動作について説明する。
【００５５】
図８は、ホスト側システム１０４が通常状態の場合における、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０の状態を示している。Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０のポート部１２１は、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２、分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２、抵抗Ｒ３１、ゲート回路ＴＲ１、容量Ｃ１、スイッチＳＷ１１ａ及びＳＷ１１ｂを有している。
【００５６】
分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２は、直列接続され、その中間ノードがプラグレセプタクル１０１のＤ＋に接続されて、Ｄ＋へ固定電圧を出力する。分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２は、直列接続れ、その中間ノードがプラグレセプタクル１０１のＤ−に接続されて、Ｄ−へ固定電圧を出力する。
【００５７】
ゲート回路ＴＲ１は、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２の間に接続され、制御端子にパルス出力回路１２３から検出パルス信号Ｐ１１が入力され、検出パルス信号Ｐ１１に応じて分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２の間（プルアップ部）をオン／オフする。本実施の形態では、検出パルス信号は、Ｄ＋／Ｄ−信号線のどちらかにプルアップを瞬断するためのパルス信号であり、ゲート回路ＴＲ１はパルス信号に応じてプルアップを瞬断する瞬断回路であるとも言える。抵抗Ｒ３１は、パルス出力回路１２３とゲート回路ＴＲ１の制御端子との間に接続され、ゲート回路ＴＲ１とともに瞬断回路を構成する。容量Ｃ１は、ゲート回路ＴＲ１とトリガ判定回路１２５の間に接続された時定数生成のための容量であり、寄生容量でもよい。
【００５８】
スイッチＳＷ１１ａ及びＳＷ１１ｂは、プラグレセプタクル１０１のＤ＋／Ｄ−と、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２、Ｒ２１及びＲ２２もしくはＵＳＢホストコントローラ１０３との接続を切り替えるスイッチであり、ＳＤＰ／ＣＤＰなどＵＳＢデータ転送可能なダウンストリームポートから、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型へ切り替える。スイッチＳＷ１１ａ及びＳＷ１１ｂの切り替えは、ＵＳＢホストコントローラ１０３からの制御信号により制御されている。
【００５９】
図８に示すように、通常状態では、スイッチＳＷ１１ａは、プラグレセプタクル１０１のＤ＋とＵＳＢホストコントローラ１０３のＤ＋とを接続し、スイッチＳＷ１１ｂは、プラグレセプタクル１０１のＤ−とＵＳＢホストコントローラ１０３のＤ−とを接続している。これにより、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、ＵＳＢデバイス２００とＤ＋／Ｄ−を介してデータ通信可能であり、ＳＤＰ／ＣＤＰの機能を実現できる。
【００６０】
図９及び図１０は、ホスト側システム１０４が省電力状態の場合における、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０の状態を示している。図９に示すように、ホスト側システム１０４が省電力状態では、ＵＳＢホストコントローラ１０３からの制御により、スイッチＳＷ１１ａ及びＳＷ１１ｂの接続が切り替わる。例えば、ホスト側システム１０４が省電力状態に遷移した場合や、プラグレセプタクル１０１にＤ＋／Ｄ−固定電圧出力型のＵＳＢデバイス２００が接続された場合に、スイッチＳＷ１１ａ及びＳＷ１１ｂを切り替えてもよい。
【００６１】
すなわち、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型のハンドシェークを可能とするため、スイッチＳＷ１１ａは、プラグレセプタクル１０１のＤ＋と分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２の中間ノードとを接続し、スイッチＳＷ１１ｂは、プラグレセプタクル１０１のＤ−と分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２の中間ノードとを接続する。これにより、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２の中間ノードからＤ＋を介してＵＳＢデバイス２００へ固定電圧が出力され、分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２の中間ノードからＤ−を介してＵＳＢデバイス２００へ固定電圧が出力され、ＵＳＢデバイス２００がＤ＋／Ｄ−の電圧を検出することでハンドシェークを実現する。
【００６２】
図９の状態で、ＵＳＢデバイス２００はＤ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０を介して高速充電のハンドシェークを行うため、ハンドシェーク完了まで一定時間待機する。一定時間経過後、ＵＳＢホストコントローラ１０３からの制御により、図１０に示すように、パルス出力回路１２３は、直ちに定期的に検出パルス信号Ｐ１１を出力し、トリガ判定回路１２５は応答パルス信号Ｐ１２の立下り時間を常に観測する。すなわち、パルス出力回路１２３は、ゲート回路ＴＲ１（切断経路）へ分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２を切断する検出パルス信号Ｐ１１を出力し、トリガ判定回路１２５は、検出パルス信号Ｐ１１に応じて分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２（Ｄ＋）から出力される応答パルス信号Ｐ１２の信号タイミングに基づいて、ＵＳＢデバイス２００の接続／切断を判定する。
【００６３】
図１１は、検出パルス信号Ｐ１１及び応答パルス信号Ｐ１２とＵＳＢデバイスの接続状態の関係を示している。図１１に示すように、パルス出力回路１２３は、定期的に検出パルス信号Ｐ１１を出力し、検出パルス信号をプルアップのゲート回路ＴＲ１（瞬断用ゲート）に印加する。トリガ判定回路１２５は、プルアップが瞬断された際の応答パルス信号Ｐ１２の電圧の立下り時間を常に観測する。なお、本実施の形態では、Ｄ＋側の分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２に設けたゲート回路ＴＲ１へ検出パルス信号Ｐ１１を出力するが、Ｄ−側の分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２に、ゲート回路ＴＲ１を設けて、検出パルス信号Ｐ１１を出力することで、ＵＳＢデバイスの接続状態を検出してもよい。
【００６４】
プラグレセプタクル１０１にＵＳＢデバイス２００が接続されている場合、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２とＵＳＢデバイス２００の終端抵抗Ｒ２が接続されているため、検出パルス信号Ｐ１１の立ち上りから、応答パルス信号Ｐ１２がローレベルになるまでの時間は、図１１のＴ１となる。例えば、トリガ判定回路１２５は、このＴ１を保持しておく。
【００６５】
例えば、固定電圧出力のためのプルアップ・プルダウン抵抗（Ｒ１１及びＲ１２）は数十ｋΩであるのに対し、終端抵抗Ｒ２は４５〜５０Ω程度である。このため、プラグレセプタクル１０１からＵＳＢデバイス２００が切断されると、分圧抵抗Ｒ１１及びＲ１２と終端抵抗Ｒ２が切り離されるため、容量Ｃ１の放電が遅くなり、図１１のＴ２に示すように応答パルス信号Ｐ１２のレベルの立下り時間が、Ｔ１よりも遅くなる。
【００６６】
したがって、トリガ判定回路１２５は、応答パルス信号Ｐ１２の立下り時間が予め決めた時間より早い場合、ＵＳＢデバイス２００が接続されていることを検出し、応答パルス信号Ｐ１２の立下り時間が予め決めた時間より遅れた場合、ＵＳＢデバイス２００が切断されたことを検出する。そして、ＵＳＢデバイス２００が切断されたことを検出したことをウェイクアップトリガとして判定し、トリガ出力回路１２４が、ウェイクアップトリガ信号Ｓ２をＵＳＢホストコントローラ１０３へ出力する。その後、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、スイッチＳＷ１１ａ及びＳＷ１１ｂをＤ＋／Ｄ−がＵＳＢホストコントローラ１０３へつながる方へ戻して、ホスト側システム１０４へウェイクアップ要求信号Ｓ３を送り、ホスト側システム１０４を省電力状態から通常状態へ復帰させる。
【００６７】
以上のように、従来、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポートでＵＳＢデバイスを高速充電している場合、ＵＳＢデバイスを切断してもホスト側システムが省電力状態からウェイクアップできなかったのに対し、本実施の形態では、データ通信を行わないＤ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポートを介してＵＳＢデバイスの接続状態を検出することを可能としたため、ＵＳＢデバイスの切断が検出された場合でも確実にホスト側システムをウェイクアップすることができる。
【００６８】
（実施の形態３）
以下、図面を参照して実施の形態３について説明する。本実施の形態は、複数の高速充電用ダウンストリームポートを備える例である。すなわち、本実施の形態は、省電力管理が可能なシステムに搭載されたＵＳＢダウンストリームポートにおいて、ＵＳＢデバイスが以前のＵＳＢ規格(５００ｍＡ)以上にＶＢＵＳ電流を引くハンドシェークをスムーズに行う事が可能で、かつ簡易的な回路で構成されたな高速充電用ＵＳＢダウンストリームポートと、省電力状態にあるシステムをＵＳＢデバイスから通常状態に復帰される、ＵＳＢウェイクアップ機能の双方の提供を可能にする。本実施の形態は、システムの電力制御状態や、ダウンストリームポートの接続状態、接続されたデバイスの種類に応じて、ダウンストリームポートを自動的に切り替える事と、ＵＳＢ通信が不可能な構成である高速充電用ダウンストリームポートにおいても、デバイスの接続、切断を検出しウェイクアップのトリガと判断し、ホストコントローラに通知することを特徴とする。
【００６９】
図１２は、本実施の形態に係るＵＳＢホストの構成を示している。図１２のＵＳＢホスト１００は、実施の形態１及び２と比べて、複数のダウンストリームを含むダウンストリームポート群１５０とハンドシェーク機能切替制御回路１０５を備えている。その他の構成は、実施の形態１及び２と同様である。
【００７０】
ダウンストリームポート群１５０は、実施の形態１のＤ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０、実施の形態２のＤ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０、ＣＤＰ１３０、ＳＤＰ１４０を備えている。ＣＤＰ１３０は、ＣＤＰのハンドシェークを行うＣＤＰハンドシェーク制御回路１３１を有している。Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０、ＣＤＰ１３０、ＳＤＰ１４０は、プラグレセプタクル１０１とＵＳＢホストコントローラ１０３の間に接続され、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５からの切替信号Ｓ４に応じて、切り替え可能となっている。
【００７１】
ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、プラグレセプタクル１０１及びＵＳＢホストコントローラ１０３に接続されるダウンストリームポートを切り替える。ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、ＵＳＢホストコントローラから入力される状態通知信号Ｓ５に基づいて、使用するダウンストリームポートを選択し、選択したダウンストリームポートに切り替えるための切替信号Ｓ４を出力する。ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、プラグレセプタクル１０１に接続されたＵＳＢデバイス２００に応じて、複数のダウンストリームポートの中からＵＳＢデバイス２００に接続するダウンストリームポートを選択する選択部であるとも言える。例えば、状態通知信号Ｓ５により、ホスト側システム１０４の電力状態やダウンストリームポートの接続状況、接続されているＵＳＢデバイス２００の種類が通知もしくは参照される。なお、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、ＵＳＢホストコントローラ１０３に含まれていてもよい。
【００７２】
ＵＳＢデバイス２００は、これまでのＵＳＢ規格の歴史の中で規格が拡張されており、一般的に通信速度によって分類される。ＵＳＢ１．１規格では、最大１．５Ｍｂｐｓで通信可能なＬＳ（Ｌｏｗ−Ｓｐｅｅｄ）デバイス、および最大１２Ｍｂｐｓで通信可能なＦＳ（Ｆｕｌｌ−Ｓｐｅｅｄ）デバイスについて策定され、ＵＳＢ２．０規格では、ＵＳＢ１．１に最大４８０Ｍｂｐｓで通信可能なＨＳ（Ｈｉ−Ｓｐｅｅｄ）デバイスが追加されている。一般的にマウス、キーボードなどのヒューマンインターフェースデバイスにはＬＳ／ＦＳデバイスが用いられる。プラグレセプタクル１０１には、ＬＳデバイス、ＦＳデバイス、ＨＳデバイスのいずれかのＵＳＢデバイス２００が接続される。
【００７３】
次に、図１３のフローチャートを用いて、本実施の形態に係るＵＳＢホストのウェイクアップ動作について説明する。このフローチャートは、ホスト側システムが通常状態から省電力状態へ移行する際、ダウンストリームポートに接続されているＵＳＢデバイスの種類を把握し、各々のＵＳＢデバイスに応じたウェイクアップ手段を提供する動作を示す。
【００７４】
図１３に示すように、まず、ホスト側システム１０４が通常状態から省電力状態へ遷移する（Ｓ１０１）。通常状態では、ダウンストリームポートは、ＵＳＢ通信可能なポートであるＳＤＰ１４０またはＣＤＰ１３０である。ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、省電力状態へ遷移したことを、ＵＳＢホストコントローラ１０３を介して通知される。
【００７５】
次いで、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、ダウンストリームポートの接続状態を判断する（Ｓ１０２）。ＵＳＢホストコントローラ１０３は、ダウンストリームポートの接続状態を認識しているため、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、ＵＳＢホストコントローラ１０３からダウンストリームポートに接続中のＵＳＢデバイス２００の情報を取得する。例えば、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、接続されているＵＳＢデバイス２００の転送速度（転送モード）、すなわち、ＵＳＢデバイス２００がＬＳ／ＦＳ／ＨＳデバイスのいずれであるかに応じて、ダウンストリームポートを選択する。
【００７６】
ホスト側システム１０４が通常状態の際、ダウンストリームポートにＬＳ／ＦＳデバイスが接続されていれば、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、ホスト側システムが省電力状態に遷移しても、ＵＳＢ通信可能なポート（ＳＤＰ／ＣＤＰ）から、ＵＳＢ通信不可能な高速充電機能回路（Ｄ＋／Ｄ−周回型、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型）へ切り替えない（Ｓ１０３）。また、ダウンストリームポートがＯＰＥＮ状態（未接続）で、ホスト側システム１０４が省電力状態に遷移した場合も、同様に、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、ダウンストリームポートをＵＳＢ通信可能なポート（ＳＤＰ／ＣＤＰ）から切り替えない（Ｓ１０３）。
【００７７】
Ｓ１０３でダウンストリームポートがＳＤＰ１４０またはＣＤＰ１３０の場合、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、ＵＳＢデバイス２００の接続が検出されると、ウェイクアップオンコネクトのウェイクアップ要求信号Ｓ３をホスト側システム１０４へ通知し（Ｓ１０４）、ＵＳＢデバイス２００からウェイクアップ要求を受信すると、リモートウェイクアップのウェイクアップ要求信号Ｓ３をホスト側システム１０４へ通知し（Ｓ１０５）、ＵＳＢデバイス２００が切断される（取り外される）と、ウェイクアップオンディスコネクトのウェイクアップ要求信号Ｓ３をホスト側システム１０４へ通知する（Ｓ１０６）。
【００７８】
一方、ホスト側システム１０４が通常状態の際、ダウンストリームポートにＨＳデバイスが接続されている場合、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、接続されたＵＳＢデバイスが対応している高速充電ポートに切り替える（Ｓ１０８）。また、ＵＳＢデバイスに該当する高速充電ポートがない場合、もしくはＵＳＢデバイスが高速充電に対応していない場合は、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、ダウンストリームポートの切り替えは行わない（Ｓ１０３）。
【００７９】
ここで、ＵＳＢデバイス２００の接続状況、また接続されたＵＳＢデバイス２００の種類の確認は、例えばハンドシェーク機能切替制御回路１０５もしくはＵＳＢホストコントローラ（ハブコントローラ）１０３がディスクリプタを参照する事で可能となる。
【００８０】
Ｓ１０８において、接続されたＵＳＢデバイス２００が対応している高速充電専用のダウンストリームポートを判断し切り替える手段の一例について説明する。例えば、ホスト側システム１０４が省電力状態に遷移した際、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０にまず切り替え、Ｄ＋の電圧レベルを判定する。Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０で高速充電するＵＳＢデバイス２００であれば電圧の変化はなく、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０に対応しているＵＳＢデバイス２００である場合はハンドシェーク信号を出す為、Ｄ＋の電圧は固定電圧レベルより低くなる。Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型及びＤ＋／Ｄ−周回型に非該当の場合、通常のＨＳデバイスのＤ＋は３．３ＶにＰｕｌｌ−ｕｐされているため、固定電圧レベルより高くなる。ハンドシェーク機能切替制御回路１０５は、Ｄ＋の固定電圧レベルに応じて、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０（Ｓ１０９）、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０（Ｓ１１０）に切り替える。
【００８１】
また、直接ＶＢＵＳの電流値を観測する事で判定する方法も可能である。例えば、通常は５００ｍＡ以下であり、高速充電時は１．０〜１．５Ａまでデバイスが電流を引くため、ＶＢＳＵの電流値により高速充電対応のデバイスであることを判定可能である。
【００８２】
Ｓ１０９及びＳ１１０にて、Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート１１０、Ｄ＋／Ｄ−固定電圧出力型ダウンストリームポート１２０に切り替えた場合、ＵＳＢ通信が出来ないため、ＵＳＢデバイス２００のＤｉｓｃｏｎｎｅｃｔ検出機能をＯＮにし（Ｓ１１１）、実施の形態１及び２と同様に、ＵＳＢデバイス２００の接続状態を検出する。すなわち、パルス出力回路１１３／１２３は、検出パルスを定期的に出力し（Ｓ１１２）、トリガ判定回路１１５／１２５は、応答パルスに基づいてＤｉｓｃｏｎｎｅｃｔを判定する（Ｓ１１３）。
【００８３】
ＵＳＢデバイス２００が接続されている場合、Ｓ１１２及びＳ１１３を繰り返し、ＵＳＢデバイスが切断された（取り外された）場合、トリガ出力回路１１４／１２４は、ウェイクアップトリガ信号Ｓ２をＵＳＢホストコントローラ１０３へ通知し、ＵＳＢホストコントローラ１０３は、ウェイクアップオンディスコネクトのウェイクアップ要求信号Ｓ３をホスト側システム１０４へ通知する。
【００８４】
Ｓ１０４〜Ｓ１０６、Ｓ１１４にて、ホスト側システム１０４がウェイクアップ要求信号Ｓ３を受け取ると、省電力状態から通常状態へ復帰する（Ｓ１０７）。
【００８５】
本実施の形態の効果を説明する。ダウンストリームポートにＵＳＢデバイスが接続されていない場合は、ホスト側システムが省電力状態になった際、ＵＳＢ通信不可能な高速充電用ダウンストリームポートに切り替えず、ＵＳＢ通信可能なダウンストリームポートのままにしておくことでＵＳＢデバイス接続をトリガとするシステム復帰（Ｗａｋｅｕｐ  ｏｎ  Ｃｏｎｎｅｃｔ）が有効となる。ＵＳＢデバイスは接続されていないため、そもそも高速充電の必要は無い。
【００８６】
また、ＬＳ／ＦＳデバイスが接続されている場合はマウスやキーボードなどのヒューマンインターフェースデバイスが接続されているとし、ホスト側システムが省電力状態になった際もＵＳＢ通信不可能な高速充電用ダウンストリームポートに切り替えず、ＵＳＢ通信可能なダウンストリームポートのままにしておく事でヒューマンインターフェースデバイスによるシステム復帰（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｗａｋｅｕｐ）が有効となる。ＬＳ／ＦＳデバイスで高速充電に対応したデバイスは極めて稀で一般的ではないため、ＬＳ／ＦＳデバイス接続時に高速充電用ダウンストリームポートにする必要はない。
【００８７】
ＨＳデバイスが接続されている場合は、ＵＳＢデバイスが対応している高速充電用ダウンストリームポートに切り替え、高速充電に未対応のＵＳＢデバイスである場合はＵＳＢ通信可能なダウンストリームポートから切り替えない。高速充電用ダウンストリームポートに切り替わると差動データ線Ｄ＋／Ｄ−がＵＳＢホストコントローラから切断されてしまうが、それぞれ高速充電ポートにはＵＳＢデバイスの切断を検出する回路を有することでＵＳＢデバイスの切断検出が可能となる。ＵＳＢデバイスを切断すると、ダウンストリームポートはデバイス切断を検出し、ＵＳＢホストコントローラへトリガを通知する事で、ＵＳＢデバイス切断によるシステム復帰（Ｗａｋｅｕｐ ｏｎ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ）が有効となる。接続されたＨＳデバイスが高速充電に未対応だった場合は、ＵＳＢ通信可能なダウンストリームポートから切り替えないため、従来技術の通りデバイス切断時はＷａｋｅｕｐ ｏｎ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔが有効となる。
【００８８】
以上より、本実施の形態では、常にＵＳＢデバイスによるシステムウェイクアップ機能を有効にしながら高速充電可能なダウンストリームポートを実現できる。
【００８９】
図１４に従来技術と本実施の形態とを比較した比較表を示す。特許文献１では、この機能を実現するためには、複雑なハードウエアの構築と情報処理を行う必要がある。また、特許文献１では、接続されたデバイスに対し、給電モードをすべて確認した上、ＲＯＭに情報を記憶し、更にその情報に基づいて設定を行うフローを取っており、処理時間が非常に長い。さらに、特許文献１の図５によると、ＵＳＢウェイクアップ許可設定は有効な給電モードがない場合のみ許可されるフローになっており、ＵＳＢデバイスに給電するモードにいる場合は通常のＵＳＢ通信が出来ずＵＳＢデバイスからシステムのウェイクアップができない。
【００９０】
非特許文献１のＳＤＰでは、高速充電を行うことができない。非特許文献１のＣＤＰは、アップストリーム側から送られたハンドシェーク信号に対し、自発的に回路を駆動させアップストリーム側へレスポンスを返す必要がある。このため、ＣＤＰにはハンドシェーク信号を検出、判断する回路と、レスポンス信号を出力する回路が必要となり、構成が複雑化する。デバイスの充電に限定した用途としては、余剰なハードウエアを実装しなければならない。また、非特許文献１の仕様に準拠したデバイス以外は高速充電する事ができない。
【００９１】
非特許文献１のＤＣＰなどＤ＋／Ｄ−周回型や、非特許文献２のＤ＋／Ｄ−固定電圧出力型のダウンストリームポートは、差動データ線のＤ＋／Ｄ−がホストコントローラ、もしくはハブコントローラに結線されておらず、接続されたデバイスとのＵＳＢ通信ができない。このため、システムのウェイクアップができない。また、非特許文献１または２の仕様に準拠したデバイス以外は高速充電する事ができない。
【００９２】
このように、現状世の中には様々な高速充電ポートがあるため、そのハンドシェークの手段・方法も様々である。それぞれダウンストリームポートとデバイスがお互い同一の高速充電方法に対応していなければ、デバイスは高速充電できない。また、デバイスベンダが自社ポータブルデバイス向けに開発した高速充電用ダウンストリームポートは、充電用アクセサリ向けに特化しており、簡易的な構成であるために以前のＵＳＢ規格の通信が出来ないデメリットがある。そのため、ＰＣなどのホスト側システムに搭載されたＵＳＢダウンストリームポートに、上記高速充電用ダウンストリームポートを適用すると、そのポートではＵＳＢ通信が不可能となる。これに対し、本実施の形態では、接続されたＵＳＢデバイスに応じてダウンストリームポートを切り替えるため、どの規格のＵＳＢデバイスであっても高速充電することができ、さらに、ＵＳＢ通信不可能なダウンストリームポートでもＵＳＢデバイスの接続状態を検出し、確実にウェイクアップを行うことができる。
【００９３】
（実施の形態４）
以下、図面を参照して実施の形態４について説明する。本実施の形態は、実施の形態３の複数の機能を単一の半導体装置で実現する例である。
【００９４】
図１５は、本実施の形態に係るＵＳＢホストの構成を示している。図１５では、実施の形態３における、ＵＳＢホストコントローラ１０３に、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５、ダウンストリームポート群１５０を含めて、単一の半導体装置（ＬＳＩ）に実装している。その他の構成は実施の形態３と同様である。
【００９５】
このように、単一の半導体装置にＵＳＢホストコントローラ１０３、ハンドシェーク機能切替制御回路１０５、ダウンストリームポート群１５０を実装した場合でも、実施の形態３と同様に、デバイスの種類に応じてダウンストリームポートを切り替えることができるとともに、ＵＳＢ通信不可能なダウンストリームポートでもウェイクアップを行うことができる。
【００９６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で 種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００９７】
１０      ホスト装置
１１      接続コネクタ
１２      電源供給部
１３      充電用ダウンストリームポート
１４      接続状態検出部
１５      ウェイクアップ制御部
２０      デバイス装置
１００    ＵＳＢホスト
１０１    プラグレセプタクル
１０２    ＶＢＵＳ供給回路
１０３    ＵＳＢホストコントローラ
１０４    ホスト側システム
１０５    ハンドシェーク機能切替制御回路
１１０    Ｄ＋／Ｄ−周回型ダウンストリームポート
１１１    ポート部
１１２    接続状態検出部
１１３    パルス出力回路
１１４    トリガ出力回路
１１５    トリガ判定回路
１２０    固定電圧出力型ダウンストリームポート
１２１    ポート部
１２２    接続状態検出部
１２３    パルス出力回路
１２４    トリガ出力回路
１２５    トリガ判定回路
１３０    ＣＤＰ
１３１    ＣＤＰハンドシェーク制御回路
１４０    ＳＤＰ
１５０    ダウンストリームポート群
２００    ＵＳＢデバイス
Ｃ１      容量
Ｐ１、Ｐ１１  検出パルス信号
Ｐ２、Ｐ１２  応答パルス信号
Ｒ１      短絡抵抗
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２  分圧抵抗
Ｒ２、Ｒ３  終端抵抗
Ｒ３１    抵抗
Ｓ１      制御信号
Ｓ２      ウェイクアップトリガ信号
Ｓ３      ウェイクアップ要求信号
Ｓ４      切替信号
Ｓ５      状態通知信号
ＳＷ１ａ、ＳＷ１ｎ、ＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂ、ＳＷ１１ａ、ＳＷ１１ｂ  スイッチ
ＴＲ１    ゲート回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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