(57)【要約】【課題】ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善できる回路装置、電子機器及びケーブルハーネス等の提供。【解決手段】回路装置１０は、ＵＳＢ規格の第１のバスＢＳ１が接続される第１の物理層回路１１と、ＵＳＢ規格の第２のバスＢＳ２が接続される第２の物理層回路１２と、第１のバスＢＳ１から第１の物理層回路１１を介して受信したパケットを第２の物理層回路１２を介して第２のバスＢＳ２に転送し、第２のバスＢＳ２から第２の物理層回路１２を介して受信したパケットを第１の物理層回路１１を介して第１のバスＢＳ１に転送する転送処理を行う処理回路２０と、第１、第２のバスＢＳ１、ＢＳ２のモニター動作を行うバスモニター回路３０と、バスモニター回路３０でのモニター結果に基づいて、第１のバスＢＳ１と第２のバスＢＳ２の接続をオン又はオフにするバススイッチ回路４０を含む。【選択図】図３
2018121200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢ規格の第１のバスが接続される第１の物理層回路と、
前記ＵＳＢ規格の第２のバスが接続される第２の物理層回路と、
前記第１のバスから前記第１の物理層回路を介して受信したパケットを前記第２の物理層回路を介して前記第２のバスに転送し、前記第２のバスから前記第２の物理層回路を介して受信したパケットを前記第１の物理層回路を介して前記第１のバスに転送する転送処理を行う処理回路と、
前記第１のバスと前記第２のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、
前記バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオン又はオフにするバススイッチ回路と、
を含むことを特徴とする回路装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンにする期間を第１の期間とし、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオフにする期間を第２の期間とした場合に、
前記処理回路は、
前記第２の期間において前記転送処理を行うことを特徴とする回路装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記バスモニター回路は、
前記第１の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンにし、
前記第２の期間において、
前記バススイッチ回路により前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオフにし、前記処理回路により前記転送処理を行わせることを特徴とする回路装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記第１の期間において、
前記バスモニター回路は、
前記第１の物理層回路及び前記第２の物理層回路の一方の物理層回路からの信号に基づいて、前記モニター動作を行い、
前記第１の物理層回路及び前記第２の物理層回路の他方の物理層回路は、
動作オフ又は省電力モードに設定されることを特徴とする回路装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかにおいて、
前記第１の期間において、前記第１の物理層回路及び前記第２の物理層回路のＨＳモード用の送信回路が動作オフ又は省電力モードに設定されることを特徴とする回路装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
少なくともデバイスチャープＫの開始タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始することを特徴とする回路装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
少なくともホストチャープＫ／Ｊの終了タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始することを特徴とする回路装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
リセット又はサスペンドが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオフからオンに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を停止することを特徴とする回路装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
サスペンドが行われた後、リジュームが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始することを特徴とする回路装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記処理回路は、
前記転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行うことを特徴とする回路装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記バススイッチ回路は、
充電調停期間では、充電回路に接続される第３のバスと前記第２のバスの接続をオンにすることを特徴とする回路装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
前記処理回路は、
パケットのＳＹＮＣのフィールドのビット数とＥＯＰのフィールドのビット数を変更せずに、前記転送処理を行うことを特徴とする回路装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の前記回路装置と、
前記第１のバスに接続される処理装置と、
を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の前記回路装置と、
ケーブルと、
を含むことを特徴とするケーブルハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路装置、電子機器及びケーブルハーネス等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＵＳＢ（Universal-Serial-Bus）のデータ転送制御を実現する回路装置が知られている。このような回路装置の従来技術としては例えば特許文献１、２に開示される技術がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＨＳ（High Speed）モード用の送信回路の電流源のイネーブル制御信号を、パケットの送信開始タイミングの前のタイミングでアクティブにする技術が開示されている。特許文献２には、ＨＳモードからＦＳ（Full Speed）モードに切り替わった場合に、ＨＳモード用の高速クロックを生成するＰＬＬの自走動作をディスエーブルにする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３５３９７号公報
【特許文献２】特開２００２−１４１９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＵＳＢでは、認証テストにおいてアイパターンの測定が行われる。このためＵＳＢのＨＳモード用の送信回路は、アイパターンについてのＵＳＢ規格の認証テストをパスできるような送信信号を出力する必要がある。しかしながら、ＨＳモード用の送信回路の送信信号の信号経路には、寄生容量や寄生抵抗が存在するため、この寄生容量や寄生抵抗が原因で、アイパターンの認証テストをパスすることが困難になる事態が生じてしまう。一例としては、メインコントローラーの送信回路からの送信信号がケーブルハーネス等を介してペリフェラルデバイスに出力される場合に、ケーブルが長かったり、保護回路等が信号経路に存在したりすると、適正な信号転送を実現できず、認証テストにパスすることができない。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善できる回路装置、電子機器及びケーブルハーネス等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ＵＳＢ規格の第１のバスが接続される第１の物理層回路と、前記ＵＳＢ規格の第２のバスが接続される第２の物理層回路と、前記第１のバスから前記第１の物理層回路を介して受信したパケットを前記第２の物理層回路を介して前記第２のバスに転送し、前記第２のバスから前記第２の物理層回路を介して受信したパケットを前記第１の物理層回路を介して前記第１のバスに転送する転送処理を行う処理回路と、前記第１のバスと前記第２のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、前記バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオン又はオフにするバススイッチ回路とを含む回路装置に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、ＵＳＢ規格の第１、第２のバスが接続される第１、第２の物理層回路と、パケットの転送処理を行う処理回路と、第１、第２のバスのモニター動作を行うバスモニター回路と、バススイッチ回路とが設けられる。そしてバススイッチ回路は、バスモニター回路でのモニター結果に基づいて、第１のバスと第２のバスの接続をオン又はオフにする。このようにすれば、第１、第２のバスのモニター結果に応じて第１のバスと第２のバスの接続をオンにして、第１のバスに接続される第１の装置と第２のバスに接続される第２の装置との間での信号のやり取りなどが可能になる。更に、第１、第２のバスの一方からのパケットを第１、第２の物理層回路を介して第１、第２のバスの他方に転送する転送処理が可能になり、第１、第２のバスの信号の信号特性が劣化していた場合にも、これを改善できるようになる。従って、ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善できる回路装置等の提供が可能になる。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンにする期間を第１の期間とし、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオフにする期間を第２の期間とした場合に、前記処理回路は、前記第２の期間において前記転送処理を行ってもよい。
【００１０】
このようにすれば、第１の期間においては、第１のバスと第２のバスの接続をオンにすることで、第１のバスに接続される第１の装置と第２のバスに接続される第２の装置との間での信号のやり取りなどが可能になる。そして第２の期間においては、第１のバスと第２のバスの接続をオフにして、第１、第２のバスの一方からのパケットを第１、第２の物理層回路を介して第１、第２のバスの他方に転送する転送処理を実現できるようになる。
【００１１】
また本発明の一態様では、前記バスモニター回路は、前記第１の期間において、前記バススイッチ回路により前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンにし、前記第２の期間において、前記バススイッチ回路により前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオフにし、前記処理回路により前記転送処理を行わせてもよい。
【００１２】
このようにすれば、バスモニター回路の制御の下で、第１、第２の期間でのバススイッチ回路のスイッチ制御や処理回路の転送処理を実現できるようになる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記第１の期間において、前記バスモニター回路は、前記第１の物理層回路及び前記第２の物理層回路の一方の物理層回路からの信号に基づいて、前記モニター動作を行い、前記第１の物理層回路及び前記第２の物理層回路の他方の物理層回路は、動作オフ又は省電力モードに設定されてもよい。
【００１４】
このようにすれば、第１、第２の物理層回路の一方の物理層回路からの信号を利用して、バスモニター回路でのモニター動作を実現できるようになる。そして、モニター動作に使用されていない他方の物理層回路を、動作オフ又は省電力モードに設定することで、低消費電力化を図れるようになる。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記第１の期間において、前記第１の物理層回路及び前記第２の物理層回路のＨＳモード用の送信回路が動作オフ又は省電力モードに設定されてもよい。
【００１６】
このようにすれば、第１の期間においてＨＳモード用の送信回路を動作オフ又は省電力モードにすることで、当該送信回路において不要な電力が消費されるのを抑制でき、低消費電力化を図れるようになる。
【００１７】
また本発明の一態様では、少なくともデバイスチャープＫの開始タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始してもよい。
【００１８】
このようにすれば、例えばデバイス側がＨＳモードに対応しているかをデバイスチャープＫにより確認して、処理回路の転送処理を開始できるようになる。
【００１９】
また本発明の一態様では、少なくともホストチャープＫ／Ｊの終了タイミングの後に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始してもよい。
【００２０】
このようにすれば、例えばホスト側及びデバイス側の双方がＨＳモードに対応しており、ＨＳモードに完全に切り替わった後であるため、処理回路の転送処理を適正に開始できるようになる。
【００２１】
また本発明の一態様では、リセット又はサスペンドが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオフからオンに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を停止してもよい。
【００２２】
このようにすれば、リセット又はサスペンドが行われた場合に、処理回路の転送処理を停止できるようになる。そして第１のバスと第２のバスの接続をオンにすることで、第１のバスに接続される第１の装置と第２のバスに接続される第２の装置との間での信号のやり取りが可能になる。
【００２３】
また本発明の一態様では、サスペンドが行われた後、リジュームが行われた場合に、前記バススイッチ回路が前記第１のバスと前記第２のバスの接続をオンからオフに切り替え、前記処理回路が前記転送処理を開始してもよい。
【００２４】
このようにすれば、サスペンド後のリジュームが行われた場合に、処理回路による転送処理を再開できるようになる。
【００２５】
また本発明の一態様では、前記処理回路は、前記転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行ってもよい。
【００２６】
このようなパケットのビットの再同期化処理を行うことで、バスの信号の信号特性が劣化している場合にも、当該劣化を改善できるようになる。
【００２７】
また本発明の一態様では、前記バススイッチ回路は、充電調停期間では、充電回路に接続される第３のバスと前記第２のバスの接続をオンにしてもよい。
【００２８】
このようにすれば、充電調停期間において第３のバスと第２のバスの接続をオンにして、充電回路と第２のバスに接続される第２の装置との間で、充電調停等のための信号のやり取りが可能になる。
【００２９】
また本発明の一態様では、前記処理回路は、パケットのＳＹＮＣのフィールドのビット数とＥＯＰのフィールドのビット数を変更せずに、前記転送処理を行ってもよい。
【００３０】
このようにすれば、第１、第２のバスの一方からのパケットを、ＳＹＮＣやＥＯＰのフィールドのビット数を変更することなく、第１、第２の物理層回路を介して第１、第２のバスの他方に転送することが可能になる。
【００３１】
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の前記回路装置と、前記第１のバスに接続される処理装置とを含む電子機器に関係する。
【００３２】
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の前記回路装置と、ケーブルとを含むケーブルハーネスに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】送信信号の信号特性の劣化の問題についての説明図。
【図２】アイパターンの説明図。
【図３】本実施形態の回路装置の構成例。
【図４】本実施形態の回路装置の他の構成例。
【図５】本実施形態の回路装置の詳細な構成例。
【図６】回路装置の動作説明図。
【図７】回路装置の動作説明図。
【図８】回路装置の動作説明図。
【図９】回路装置の詳細な動作を説明する信号波形図。
【図１０】回路装置の詳細な動作を説明する信号波形図。
【図１１】回路装置の詳細な動作を説明する信号波形図。
【図１２】バスモニター回路の詳細な動作の説明図。
【図１３】物理層回路の詳細な構成例。
【図１４】ＵＳＢ−ＨＵＢでのパケットの転送処理の説明図。
【図１５】ＵＳＢ−ＨＵＢでのパケットの転送処理の説明図。
【図１６】本実施形態の回路装置でのパケットの転送処理の説明図。
【図１７】本実施形態の回路装置でのパケットの転送処理の説明図。
【図１８】パケットのビットの再同期化処理の説明図。
【図１９】パケットのビットの再同期化処理の説明図。
【図２０】電子機器の構成例。
【図２１】ケーブルハーネスの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３５】
１．送信信号の信号特性
図１を用いてＵＳＢでの送信信号の信号特性の劣化を説明する。図１は車載の電子機器のシステムの一例を示すものであり、メインコントローラー２００（ホストコントローラー）にはＵＳＢ−ＨＵＢ２１０が接続される。例えばＵＳＢ−ＨＵＢ２１０のアップストリームポートがメインコントローラー２００に接続され、ダウンストリームポートには、ＳＤ２１１（ＳＤカード）、ＢＴ２１２（ブルートゥース（登録商標））、ＤＳＲＣ２１３（Dedicated Short Range Communications）などのデバイスが接続される。
【００３６】
またケーブル２２４を有するケーブルハーネス２２０のＵＳＢレセプタクル２２６には、スマートフォンなどの携帯型端末装置２５０が接続される。メインコントローラー２００とＵＳＢレセプタクル２２６の間には、充電回路２２１、静電気保護回路２２２、短絡保護回路２２３などが設けられている。
【００３７】
図１では、ケーブル２２４は車内において例えば内装を避けて配線されるため、ケーブル長が例えば１〜３ｍというように長くなり、寄生容量等が生じる。また充電回路２２１、静電気保護回路２２２、短絡保護回路２２３などの回路に起因する寄生容量等も生じる。これらの寄生容量等が原因となって、メインコントローラー２００が有するＵＳＢの送信回路（ＨＳ）の送信信号の信号特性が劣化する。
【００３８】
図２はＵＳＢの認証テストにおけるアイパターンの説明図である。ＡＲは送信信号の波形の禁止領域を示すものであり、この禁止領域ＡＲはＵＳＢの規格で定められている。ＵＳＢの送信回路（ＨＳ）には、Ａ１に示す送信信号（ＤＰ、ＤＭ）の波形がこの禁止領域ＡＲと重ならないようにすることが要求される。
【００３９】
しかしながら、図１において車内で引き回されるケーブル２２４が長くなったり、充電回路２２１、静電気保護回路２２２、短絡保護回路２２３などの回路に起因したりして、寄生容量等が生じると、図２のＡ１に示す送信信号の信号品質が悪化してしまう。このため、適正な信号転送を実現できず、アイパターンの認証テスト（例えばニアエンドの認証テスト）をパスできないという課題がある。
【００４０】
２．回路装置
以上のような課題を解決できる本実施形態の回路装置１０の構成例を図３に示す。本実施形態の回路装置１０は、物理層回路１１、１２と、処理回路２０と、バスモニター回路３０と、バススイッチ回路４０を含む。なお回路装置１０は図３の構成には限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４１】
物理層回路１１（第１の物理層回路）には、ＵＳＢ規格のバスＢＳ１（第１のバス）が接続される。物理層回路１２（第２の物理層回路）には、ＵＳＢ規格のバスＢＳ２（第２のバス）が接続される。物理層回路１１、１２の各々は、物理層のアナログ回路により構成される。物理層のアナログ回路は、例えばＨＳ、ＦＳ用の送信回路、受信回路、各種の検出回路、プルアップ抵抗回路などである。なお、ＵＳＢを介して受信したシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換回路や、パラレルデータをシリアルデータに変換するパラレル／シリアル変換回路や、ＮＲＺＩ回路などのリンク層に相当する回路は、処理回路２０に含まれる。例えばＵＳＢのトランシーバマクロセルのうちのリンク層等に相当する回路は処理回路２０に含まれ、送信回路、受信回路、検出回路等のアナログ回路が物理層回路１１、１２に含まれる。
【００４２】
バスＢＳ１は例えばメインコントローラー側が接続されるバスであり、バスＢＳ２は例えばペリフェラルデバイス側が接続されるバスである。但し本実施形態はこのような接続構成に限定されるものではない。バスＢＳ１、ＢＳ２は、差動信号を構成する信号ＤＰ、ＤＭ（第１、第２の信号）などの信号線を含むＵＳＢ規格（広義には所与のデータ転送の規格）のバスである。バスＢＳ１、ＢＳ２は電源ＶＢＵＳ、ＧＮＤの信号線を含むことができる。
【００４３】
処理回路２０は、転送処理や各種の制御処理を行う回路であり、ゲートアレイなどの自動配置配線によるロジック回路などにより実現できる。なお処理回路２０をＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサーにより実現してもよい。バスモニター回路３０は、バスＢＳ１とバスＢＳ２（ＢＳ１、ＢＳ２の少なくとも一方）の状態を監視するモニター動作を行う回路である。バススイッチ回路４０は、モニター結果に基づくスイッチ動作を行う回路である。バススイッチ回路４０は、例えばトランジスターにより構成されるスイッチ素子を含む。このスイッチ素子は、例えばトランスファーゲートなどのアナログスイッチにより実現できる。
【００４４】
そして本実施形態では、処理回路２０は、バスＢＳ１から物理層回路１１を介して受信したパケットを物理層回路１２を介してバスＢＳ２に転送し、バスＢＳ２から物理層回路１２を介して受信したパケットを物理層回路１１を介してバスＢＳ１に転送する転送処理を行う。例えばバスＢＳ１側からバスＢＳ２側に、或いはバスＢＳ２側からバスＢＳ１側に、パケットフォーマットを変更することなくパケットを転送する。このとき処理回路２０は、当該転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行う。例えばパケットの受信の際には、回路装置１０で生成されたクロック信号に基づいてパケットの各ビットをサンプリングする。パケットの送信の際には、回路装置１０で生成されたクロック信号に同期してパケットの各ビットを送信する。またバスモニター回路３０は、バスＢＳ１、ＢＳ２のモニター動作を行う。例えば物理層回路１１や物理層回路１２（少なくとも一方の物理層回路）からの信号に基づいて、バスＢＳ１やバスＢＳ２（少なくとも一方のバス）の状態を監視するモニター動作を行う。そしてバススイッチ回路４０は、バスモニター回路３０でのモニター結果に基づいて、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続（電気的な接続）をオン又はオフにする。即ち、バスＢＳ１とバスＢＳ２を電気的に接続したり、電気的に非接続にする。バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオン又はオフにする（電気的に接続又は非接続にする）とは、例えばバスＢＳ１のＤＰ、ＤＭの信号線とバスＢＳ２のＤＰ、ＤＭの信号線の間に設けられるスイッチ素子（第１、第２のスイッチ素子）などをオン又はオフにすることである。
【００４５】
具体的には後述の図６に示すように、バススイッチ回路４０がバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオンにする期間を期間Ｔ１（第１の期間）とする。即ち、期間Ｔ１において、バスＢＳ１とバスＢＳ２の間に設けられるバススイッチ回路４０のスイッチ素子がオンになる。これにより、バスＢＳ１に接続されるメインコントローラー２００（広義には第１の装置）とバスＢＳ２に接続されるペリフェラルデバイス２６０（広義には第２の装置）とが、ＵＳＢのバスにより直接にＵＳＢの信号転送を行うことが可能になる。また後述の図７に示すように、バススイッチ回路４０がバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオフにする期間を期間Ｔ２（第２の期間）とする。即ち、期間Ｔ２において、バスＢＳ１とバスＢＳ２の間に設けられるバススイッチ回路４０のスイッチ素子がオフになる。そして処理回路２０は、期間Ｔ２において（少なくとも期間Ｔ２の一部において）、上記の転送処理を行う。即ち処理回路２０は期間Ｔ２において、バスＢＳ１から物理層回路１１を介して受信したパケットを物理層回路１２を介してバスＢＳ２に転送し、バスＢＳ２から物理層回路１２を介して受信したパケットを物理層回路１１を介してバスＢＳ１に転送する転送処理を行う。これにより、パケットのビットの再同期化処理が行われ、ＵＳＢの送信信号の信号特性の劣化を改善した高品質な信号転送を実現できるようになる。
【００４６】
具体的にはバスモニター回路３０がバススイッチ回路４０のスイッチ制御を行う。即ち、バスモニター回路３０は、期間Ｔ１において、バススイッチ回路４０によりバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオンにする。例えばバスモニター回路３０は、期間Ｔ１において、バススイッチ回路４０のスイッチ素子のスイッチング制御信号をアクティブにして、スイッチ素子をオンにする。またバスモニター回路３０は、期間Ｔ２において、バススイッチ回路４０によりバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオフにし、処理回路２０により転送処理を行わせる。例えばバスモニター回路３０は、期間Ｔ２において、バススイッチ回路４０のスイッチ素子のスイッチング制御信号を非アクティブにして、スイッチ素子をオフにする。またバスモニター回路３０は、処理回路２０に対する転送処理の指示信号（許可信号）をアクティブにする。
【００４７】
図４は本実施形態の回路装置１０の他の構成例である。充電回路２２１は、例えばＵＳＢのＢＣ１．２の仕様（Battery Charging Specification Rev1.2）に準拠した動作を行う回路である。ＢＣ１．２では、例えば５００ｍＡ以下というＶＢＵＳの電源制限が例えば２Ａ以下というように拡張されている。図４において充電回路２２１は例えばレギュレーター回路等を有し、外部電源が供給されてＶＢＵＳの給電を行う。また、従来はマスター側からスレーブ側にしか電源供給できなかったものが、ＢＣ１．２ではスレーブ側からマスター側にも電源供給できるようになった。例えばペリフェラルデバイス２６０がマスターの役割になり、メインコントローラー２００がスレーブの役割になった場合にも、スレーブであるメインコントローラー２００からマスターであるペリフェラルデバイス２６０に対してＶＢＵＳの電源を供給できる。
【００４８】
ＢＣ１．２を実現するためには、充電回路２２１は、充電調停期間において、ペリフェラルデバイス２６０との間でＤＰ、ＤＭを用いた信号転送を行い、ＢＣ１．２のプロトコルを実行する必要がある。このためバススイッチ回路４０は、後述の図９で説明するように、充電調停期間（ＢＣ１．２のプロトコルの実行期間）では、充電回路２２１に接続されるバスＢＳ３（第３のバス）とバスＢＳ２（第２のバス）の接続をオンにする（オフからオンに切り替える）。即ち、バスＢＳ３とバスＢＳ２を電気的に接続する。例えばバスＢＳ３とバスＢＳ２の間に設けられるスイッチ素子をオンにして、充電回路２２１がペリフェラルデバイスとの間でＤＰ、ＤＭを用いた信号転送を実行できるようにする。こうすることで、充電調停期間において、ＢＣ１．２のプロトコルを実行して、充電の調停処理を行うことが可能になる。例えば、適切な充電電流に設定できるので、充電スピードを上げることができる。
【００４９】
図５は回路装置１０の詳細な構成例である。なお回路装置１０は図５の構成には限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。図５では回路装置１０が、基準電流回路１３、１４、クロック信号生成回路５０、電源回路６０を更に含んでいる。
【００５０】
基準電流回路１３、１４は、各々、物理層回路１１、１２で用いられる基準電流を生成するための回路であり、外付け部品である抵抗ＲＩ、ＲＥを用いて基準電流を生成する。クロック信号生成回路５０は、回路装置１０で用いられる各種のクロック信号を生成する回路であり、発振回路５２、ＰＬＬ回路５４を含む。発振回路５２には、外付け部品である発振子ＸＴＡＬやキャパシターＣＣ１、ＣＣ２が接続される。発振子ＸＴＡＬは例えば水晶振動子等により実現される。そして発振回路５２は、発振子ＸＴＡＬの発振動作を行って、発振信号に基づくクロック信号を生成する。ＰＬＬ回路５４は、生成されたクロック信号に基づいて、後述の図１８に示すような多相のクロック信号を生成する。
【００５１】
電源回路６０は、外部電源電圧が供給されて、回路装置１０で用いられる各種の電源電圧を生成する。具体的には電源回路６０のレギュレーター６２が外部電源電圧のレギュレートを行って、外部電源電圧よりも低電圧の電源電圧を生成して、回路装置１０の各回路ブロックに供給する。
【００５２】
処理回路２０は、リンク層回路２２、リピーターロジック回路２４などを含む。リンク層回路２２は、リンク層に相当する処理を行う回路である。リンク層回路２２は、例えばＵＳＢにより受信したシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアル／パラレル変換処理や、パラレルデータを送信用のシリアルデータに変換するパラレル／シリアル変換処理や、ＮＲＺＩの符号化や復号化のための処理などを行う。リピーターロジック回路２４は、バスＢＳ１側から受信したパケットをバスＢＳ２側に送信し、バスＢＳ２側から受信したパケットをバスＢＳ１側に送信するためのロジック処理を行う。例えば、後述の図１８、図１９で詳細に説明するように、受信したパケットの各ビットはクロック信号を用いてサンプリングされ、サンプリングにより得られたシリアルデータがパラレルデータに変換される。そして、ＮＲＺＩなどの各種のロジック処理が行われた後のパラレルデータが、シリアルデータに変換されて、回路装置１０内のクロック信号に同期して送信される。このようにすることで、パケットのビットの再同期化処理（リシンクロナイズ）が実現される。
【００５３】
図６、図７、図８は本実施形態の回路装置１０の動作説明図である。例えば本実施形態ではバスモニター回路３０は、バスＢＳ１、ＢＳ２のモニター動作を行う。具体的には、後述の図１３で詳細に説明するように、物理層回路１１、１２からの信号に基づいて、バスＢＳ１、ＢＳ２の状態を監視するモニター動作を行う。そしてバススイッチ回路４０は、バスモニター回路３０でのバス状態のモニター結果に基づいて、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続のオン、オフのためのスイッチ動作を行う。
【００５４】
具体的には図６に示すように、期間Ｔ１では、バススイッチ回路４０はバスＢＳ１、ＢＳ２の接続をオンにする。例えばバスモニター回路３０からのスイッチング制御信号がアクティブになることで、ＤＰ、ＤＭの信号線の各々に対応して設けられたスイッチ素子がオンになり、バスＢＳ１、ＢＳ２が電気的に接続される。これにより、バスＢＳ１に接続されるメインコントローラー２００と、バスＢＳ２に接続されるペリフェラルデバイス２６０（例えば図１の携帯型端末装置２５０）は、バスＢＳ１、バススイッチ回路４０、バスＢＳ２の転送経路ＴＲ１において、ＵＳＢの信号転送を行うことが可能になる。即ち、信号ＤＰ、ＤＭを用いた信号転送が可能になる。
【００５５】
一方、図７に示すように、期間Ｔ１の後の期間Ｔ２では、バススイッチ回路４０はバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオフにする。例えばバスモニター回路３０からのスイッチング制御信号が非アクティブになることで、信号ＤＰ、ＤＭの各々に対応して設けられたスイッチ素子がオフになり、バスＢＳ１、ＢＳ２が電気的に非接続になる。そして処理回路２０は、この期間Ｔ２において（期間Ｔ２の少なくとも一部において）、バスＢＳ１、ＢＳ２の間で物理層回路１１、１２を介してパケットを転送する転送処理を行う。即ち図７の転送経路ＴＲ２でのパケットの転送処理が行われる。例えば期間Ｔ２において、バスモニター回路３０からの転送処理の指示信号（許可信号）がアクティブになることで、処理回路２０は転送経路ＴＲ２でのパケットの転送処理を開始する。この転送処理では、パケットのビットの再同期化処理が行われて、信号品質の改善が実現される。
【００５６】
図８は、図４の構成例での回路装置１０の動作説明図である。図８では、バススイッチ回路４０は、充電調停期間において、充電回路２２１に接続されるバスＢＳ３とバスＢＳ２の接続をオンにする。例えばバスＢＳ３とバスＢＳ２の間において信号ＤＰ、ＤＭの各々に対応して設けられたスイッチ素子が、充電調停期間においてオンになり、バスＢＳ３とバスＢＳ２が電気的に接続される。これにより例えば充電回路２２１とペリフェラルデバイス２６０との間で、例えばＢＣ１．２のプロトコルが実行されて、充電の調停処理等が実現される。そして、この充電調停期間（ＢＣ１．２のプロトコル実行期間）の後に、図６の期間Ｔ１に切り替わって、転送経路ＴＲ１での信号転送が行われる。その後に、図７の期間Ｔ２に切り替わって、転送経路ＴＲ２でのパケットの転送処理が行われる。
【００５７】
以上のように本実施形態では、バスＢＳ１、ＢＳ２間で物理層回路１１、１２を介したパケット転送を行う処理回路２０と、バスをモニターするバスモニター回路３０と、モニター結果に基づきバスＢＳ１、ＢＳ２の接続のオン、オフを行うバススイッチ回路４０が設けられる。このようにすれば、例えばバスＢＳ１、ＢＳ２での信号の信号特性が劣化している場合にも、図７の転送経路ＴＲ２でのパケットのビットの再同期化処理により、信号特性の劣化を改善できるようになる。
【００５８】
例えば図１のようにケーブル２２４が長かったり、大きな寄生容量や寄生抵抗が転送経路に存在したりする場合には、信号特性が大きく劣化してしまい、適正な信号転送を実現できないという問題がある。この点、例えばメインコントローラー２００と携帯型端末装置２５０（ペリフェラルデバイス）との間に本実施形態の回路装置１０を配置すれば、劣化した信号特性を改善できるようになる。従って、メインコントローラー２００と携帯型端末装置２５０との間での適正な信号転送を実現できるようになる。
【００５９】
また本実施形態では、バスモニター回路３０によりバスＢＳ１、ＢＳ２の状態がモニターされ、モニター結果に基づいて、バススイッチ回路４０によりバスＢＳ１、ＢＳ２の接続のオン、オフが行われる。従って、例えばＨＳモードによる高速なパケット転送が行われる前の期間Ｔ１において、図６に示すようにバススイッチ回路４０によりバスＢＳ１、ＢＳ２を電気的に接続できるようになる。これにより、この期間Ｔ１においては、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０との間で、信号ＤＰ、ＤＭを用いた信号転送を行うことが可能になり、ＨＳモードのパケット転送の前段階での種々のやり取りが可能になる。そして期間Ｔ２では、図７に示すように、バスＢＳ１、ＢＳ２の接続がオフになり、転送経路ＴＲ２でのＨＳモードのパケット転送が行われるようになる。そして、このパケット転送の際には、パケットのビットの再同期化が行われるため、図１で説明したような信号特性の劣化が改善された高品質のパケット転送を実現できる。
【００６０】
なお、図１に示すＵＳＢ−ＨＵＢ２１０は、ＵＳＢ規格のプロダクトＩＤやベンダーＩＤを有している。これに対して本実施形態の回路装置１０はこのようなプロダクトＩＤやベンダーＩＤを有しておらず、この点において本実施形態の回路装置１０はＵＳＢ−ＨＵＢ２１０とは異なる。
【００６１】
また本実施形態の比較例として、信号ＤＰ、ＤＭの振幅調整や開口調整をアナログ回路により行うリドライバーと呼ばれる回路装置もある。しかしながら、リドライバーは、図７の転送経路ＴＲ２のようなパケット転送を行うものではないため、劣化した信号の信号特性を再同期化処理により改善することはできず、この点において本実施形態の回路装置１０とは異なる。
【００６２】
また図６〜図８のペリフェラルデバイス２６０は、ＣａｒＰｌａｙやＵＳＢのＯＴＧ（On-The-GO）のように、マスター（ホスト）の役割とスレーブ（デバイス）の役割を交換できるデバイスであってもよい。例えば図１の携帯型端末装置２５０が、ＣａｒＰｌａｙ等を行うことが可能なペリフェラルデバイス２６０であったとする。この場合に、本実施形態の比較例の手法として、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０（携帯型端末装置２５０）の間に、信号特性の劣化の改善のためのＵＳＢ−ＨＵＢを配置する手法も考えられる。しかしながら、ペリフェラルデバイス２６０がマスターになった場合には、ＵＳＢ−ＨＵＢのダウンストリームポートに、マスターであるペリフェラルデバイス２６０が接続されることになってしまい、適正なパケット転送を実現できないという問題がある。
【００６３】
この点、本実施形態の回路装置１０は、ＵＳＢ−ＨＵＢとは異なり、例えば図６〜図８のバスＢＳ２に接続されるペリフェラルデバイス２６０の役割が、マスターに切り替わった場合にも、これに対応できるという利点がある。例えばマスターやスレーブの役割についての切替処理や設定処理は、期間Ｔ１において行えばよい。そして、ペリフェラルデバイス２６０の役割がマスター又はスレーブに決定した後に、期間Ｔ２において図７に示すような転送経路ＴＲ２でのパケット転送を行えばよい。従って本実施形態の手法によれば、ペリフェラルデバイス２６０がＣａｒＰｌａｙ等のデバイスであっても、適正なパケット転送を実現できるという利点がある。
【００６４】
３．詳細な動作例
次に本実施形態の詳細な動作例について説明する。図９はケーブルアタッチ後のＵＳＢの動作シーケンスを示す信号波形図である。図９は、差動の信号ＤＰ、ＤＭの各種状態と、バススイッチ回路４０のスイッチ素子のオン、オフ状態を示している。
【００６５】
図９においてＢＣスイッチとＵＳＢスイッチはバススイッチ回路４０に設けられるスイッチ素子である。具体的にはＢＣスイッチは、バススイッチ回路４０において、図８のバスＢＳ３（充電回路）とバスＢＳ２（ペリフェラルデバイス）の間に設けられるスイッチ素子である。ＵＳＢスイッチは、バススイッチ回路４０において、バスＢＳ１（メインコントローラー）とバスＢＳ２（ペリフェラルデバイス）の間に設けられるスイッチ素子である。転送処理のオフ、オンは、図７の転送経路ＴＲ２での転送処理のオフ、オンを示している。
【００６６】
ケーブルアタッチ（タイミングｔ１）の後、前述したＢＣ１．２のプロトコルが実行される。ＢＣ１．２のプロトコルが実行されるＢ１に示す期間が充電調停期間である。
【００６７】
次に、デバイス側（ペリフェラルデバイス）がプルアップ抵抗をオンにすることで、信号ＤＰの電圧がプルアップされて、ＦＳモードに移行する（ｔ２）。即ち、ＦＳアイドルに移行し、一定時間、何もなければ、サスペンド状態に移行する。
【００６８】
次に、ホスト側（メインコントローラー）がリセットを開始すると（ｔ３）、プルアップされていた信号ＤＰの電圧がＬレベルになる。これをデバイス側が検知し、デバイス側がデバイスチャープＫを送出する（ｔ４）。その後、一定時間経過が経過すると、デバイス側はデバイスチャープＫを停止する（ｔ５）。すると、ホスト側がホストチャープＫ／Ｊを実行する（ｔ６）、デバイス側は、ホストチャープＫ／Ｊを検出することで、ホスト側がＨＳモードに対応していることを認識して、ＨＳターミネーションをオンにする（ｔ７）。これにより信号ＤＰ、ＤＭの振幅が例えば４００ｍＶに低下して、ＨＳモードに移行する。そしてホスト側がリセットを終了すると（ｔ８）、ＨＳアイドルに移行し、ホスト側はＳＯＦの送出を開始する（ｔ９）。
【００６９】
本実施形態では、バスＢＳ３とバスＢＳ２を接続するＢＣスイッチのイネーブル、ディスエーブルの設定が可能になっている。ＢＣスイッチがイネーブルに設定されている場合、図９の期間Ｂ１に示す充電調停期間（ＢＣ１．２のプロトコル実行期間）においては、状態Ｂ２に示すようにＢＣスイッチがオンになり、ＵＳＢスイッチがオフになる。例えば図８において、ＢＣスイッチがオンになることで、バスＢＳ３とバスＢＳ２の接続がオンになり、ＵＳＢスイッチがオフになることで、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続がオフになる。これにより、充電回路２２１とペリフェラルデバイス２６０との間で、信号ＤＰ、ＤＭを用いた充電調停等のための信号処理が可能になる。
【００７０】
ＦＳモードに移行すると、状態Ｂ３に示すようにＵＳＢスイッチがオンになり、ＢＣスイッチはオフになる。ＵＳＢスイッチがオンになることでバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続がオンになり、ＢＣスイッチがオフになることで、バスＢＳ３とバスＢＳ２の接続がオフになる。これにより図６に示すように、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０との間で、信号ＤＰ、ＤＭを用いた転送経路ＴＲ１での信号転送が可能になる。このとき、状態Ｂ４に示すように、図７の転送経路ＴＲ２での転送処理はオフになっている。
【００７１】
そして本実施形態では、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続のオン、オフの切替タイミング（期間Ｔ１、Ｔ２の切替タイミング）が、図９の期間Ｂ５に示す範囲内のタイミングに設定される。即ち、少なくともデバイスチャープＫの開始タイミング（ｔ４）の後に、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続がオンからオフに切り替わる（期間Ｔ１からＴ２に切り替わる）。或いは、少なくともホストチャープＫ／Ｊの終了タイミング（ｔ８）の後に、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続がオンからオフに切り替わる。例えば少なくともデバイスチャープＫの開始タイミング（ｔ４）の後であって、例えばＳＯＦ送出の開始タイミング（ｔ９）の前において、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続がオンからオフに切り替わり、図７の転送経路ＴＲ２での転送処理がオフからオンに切り替わる。つまり、期間Ｂ５に示す範囲内のタイミングで、状態Ｂ６に示すように、バスＢＳ１とバスＢＳ２を接続するＵＳＢスイッチがオンからオフに切り替わり、転送経路ＴＲ２での転送処理がオフからオンに切り替わる。なお、ＢＣスイッチがディスエーブルに設定されている場合には、状態Ｂ２、Ｂ３に示すようなＢＣスイッチのオン、オフの切替は行われず、状態Ｂ７に示すようにＢＣスイッチはオフのままになる。
【００７２】
このように本実施形態では、期間Ｔ１（Ｂ３）においては、ＵＳＢスイッチがオンになることで、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続がオンになる。そして図６に示すような転送経路ＴＲ１での信号転送が、例えばメインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０との間で行われる。一方、期間Ｔ２（Ｂ６）においては、ＵＳＢスイッチがオフになることで、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続がオフになり、処理回路２０の転送処理がオンになることで、図７に示す転送経路ＴＲ２でのパケット転送が行われる。なお切替タイミングは、期間Ｂ５の範囲内のタイミングであるため、図９では、ＵＳＢスイッチのオン、オフの切替タイミングや転送処理のオン、オフの切替タイミングの範囲を点線で示している。
【００７３】
そして本実施形態では、少なくともデバイスチャープＫの開始タイミング（ｔ４）の後に、バススイッチ回路４０が、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオンからオフに切り替え、処理回路２０が図７の転送経路ＴＲ２での転送処理を開始する。例えば、デバイスチャープＫの開始タイミングの後に、ＵＳＢスイッチがオン（Ｂ３）からオフ（Ｂ６）に切り替わり、処理回路２０の転送処理がオフ（Ｂ４）からオン（Ｂ６）に切り替わる。
【００７４】
即ち、デバイスチャープＫの開始（ｔ４）が検出された場合には、デバイス側がＨＳモードに対応していると判断できる。一方、ホスト側がＨＳモードに非対応であることは極めて希である。このため、デバイスチャープＫの開始（ｔ４）が検出された場合に、ＵＳＢスイッチをオンからオフに切り替えて、処理回路２０によるＨＳモードの転送処理をオフ（ディスエーブル）からオン（イネーブル）に切り替えることができる。従って、期間Ｂ５内の切替タイミングは、少なくともデバイスチャープＫの開始タイミング（ｔ４）の後のタイミングであればよい。
【００７５】
或いは、ホスト側がＨＳモードに非対応である可能性も考慮して、例えばホストチャープＫ／Ｊの開始（ｔ６）が検出された場合に、ＵＳＢスイッチをオンからオフに切り替え、処理回路２０によるＨＳモードの転送処理をオフからオンに切り替えてもよい。
【００７６】
例えば本実施形態では、少なくともホストチャープＫ／Ｊの終了タイミング（ｔ８）の後に、バススイッチ回路４０が、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオンからオフに切り替え、処理回路２０が図７の転送経路ＴＲ２での転送処理を開始してもよい。
【００７７】
このようにすれば、例えばホスト側及びデバイス側の双方がＨＳモードに対応していると判断され、ＨＳモードに完全に切り替わったと判断された後に、処理回路２０の転送処理を適正に開始できるようになる。
【００７８】
このように図９の期間Ｂ５内の切替タイミングは、少なくともデバイスチャープＫの開始タイミング後であればよい。但し、切替によるグリッジの発生による悪影響も考慮する必要がある。従って、切替タイミングは、信号ＤＰ、ＤＭの所定の電圧レベル（例えばＬレベル）に設定されている期間内であることが望ましい。例えば図９のタイミングｔ５〜ｔ６の間の期間やｔ８〜ｔ９の間の期間などである。
【００７９】
以上のように本実施形態では、図９の期間Ｂ５の切替タイミングの前においては、状態Ｂ３に示すようにＵＳＢスイッチをオンにすることで、ホスト側とデバイス側の間でＵＳＢのバス上での信号のやり取りが可能になる。バスモニター回路３０は、ＵＳＢのバス上での信号のやり取りをモニターする。そして、例えばデバイスチャープＫやホストチャープＫ／Ｊの検出により、ＨＳモードの転送が可能であると判断したら、ＵＳＢスイッチをオンからオフに切り替え、処理回路２０による転送処理をオフからオンに切り替える。こうすることで、ホスト側とデバイス側の間での信号のやり取りの後に、ＨＳモードの転送処理に適正に移行することが可能になる。
【００８０】
また図９の期間Ｂ１に示すような図８の充電回路２２１による充電調停期間においては、状態Ｂ２に示すようにＢＣスイッチをオンにして、ＵＳＢスイッチをオフにする。こうすることで、例えば図８において充電回路２２１とペリフェラルデバイス２６０との間での適正な充電の調停処理を実現することが可能になる。
【００８１】
図１０は、ＨＳモードの転送においてリセットが行われた場合の動作シーケンスを示す信号波形図である。ホスト側は、ＨＳモードでは、１２５μｓ（ｔ１１、ｔ１２）ごとにＳＯＦのパケットを送出する。ホスト側がリセットを開始すると（ｔ１２）、ＦＳモードに移行し、パケットがバス上に無くなってから３ｍｓ以上経過すると、デバイス側はＨＳターミネーションをオフし、プルアップ抵抗をオンにする（ｔ１３）。そしてデバイス側は、バスの状態がＳＥ０であることが確認されたため（ｔ１４）、リセットが開始されたと判断し、デバイスチャープＫを送出する。これに対してホスト側がホストチャープＫ／Ｊを送出することで、ＦＳモードからＨＳモードに移行する。
【００８２】
図１０のＣ１に示すように、本実施形態では、ホストがリセットを開始した場合に、ＵＳＢスイッチがオフからオンに切り替わり、処理回路２０の転送処理がオンからオフに切り替わる。即ち、リセットが行われた場合に、バススイッチ回路４０がバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオフからオンに切り替え、処理回路２０が転送処理を停止する。
【００８３】
このようにすれば、例えばＨＳモードの転送中にリセットが行われた場合に、バスＢＳ１、ＢＳ２を電気的に接続して、例えばメインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０との間で、信号ＤＰ、ＤＭを用いた信号転送を行うことが可能になる。その後、例えば図１０の期間Ｃ２に示す範囲内の切替タイミングにおいて、ＵＳＢスイッチがオンからオフに切り替わり、処理回路２０の転送処理がオフからオンに切り替わる。これにより、ホスト側とデバイス側の間での信号のやり取りの後に、ＨＳモードの転送処理に適正に移行することが可能になる。
【００８４】
図１１はＨＳモードの転送からサスペンド、レジュームに移行する場合の動作シーケンスを示す信号波形図である。ホスト側がサスペンドを開始すると（ｔ２２）、ＦＳモードに移行し、パケットがバス上に無くなってから３ｍｓ以上経過すると、デバイス側はＨＳターミネーションをオフし、プルアップ抵抗をオンにする（ｔ２３）。そしてデバイス側は、バスの状態がＪであることが確認されたため（ｔ２４）、サスペンドが開始されたと判断する。そしてホスト側がレジュームを開始し（ｔ２５）、レジュームが終了すると（ｔ２６）、デバイス側はレジュームの終了と同時に、サスペンドに入った時点のモードに戻す。そしてプルアップ抵抗をオフし、ＨＳターミネーションをオンにして、ＨＳモードに戻る。
【００８５】
図１１の状態Ｄ１に示すように、本実施形態では、ホストがサスペンドを開始した場合にも、ＵＳＢスイッチがオフからオンに切り替わり、処理回路２０の転送処理がオンからオフに切り替わる。即ち、サスペンドが行われた場合に、バススイッチ回路４０がバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオフからオンに切り替え、処理回路２０が転送処理を停止する。
【００８６】
このようにすれば、例えばＨＳモードの転送中にサスペンドが開始した場合に、バスＢＳ１、ＢＳ２を電気的に接続して、例えばメインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０との間で、信号ＤＰ、ＤＭを用いた信号転送を行うことが可能になる。
【００８７】
そしてサスペンドの後、ホスト側がレジュームを行うことで、図１１の状態Ｄ２に示すように、ＵＳＢスイッチがオンからオフに切り替わり、処理回路２０の転送処理がオフからオンに切り替わる。即ち本実施形態では、サスペンドが行われた後、リジュームが行われた場合に（レジュームの終了タイミングで）、バススイッチ回路４０がバスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオンからオフに切り替え、処理回路２０が転送処理を開始する。このようにすれば、サスペンド後のレジュームにより、ＨＳモードのデータ転送を適正に再開できるようになる。なお、サスペンドからリセットへの移行の動作シーケンスは、ケーブルアタッチからＦＳアイドルの後においてサスペンドからリセットに入る動作シーケンスと同様になる。
【００８８】
図１２はバスモニター回路３０の詳細な動作の説明図である。バスモニター回路３０はＵＳＢのバスのモニター動作を行うが、このモニター動作は物理層回路からの信号に基づき行われる。具体的には図１２に示すように、期間Ｔ１において、バスモニター回路３０は、物理層回路１１、１２の一方の物理層回路からの信号に基づいて、モニター動作を行う。即ち、物理層回路１１、１２の両方ではなく、いずれか一方の物理層回路からの信号（検出信号等）に基づいて、ＵＳＢのバスのモニター動作を行う。そして期間Ｔ１において、物理層回路１１、１２の他方の物理層回路が動作オフ又は省電力モードに設定される。
【００８９】
例えばバスモニター回路３０が、物理層回路１１からの信号に基づいてバスモニター動作を行った場合には、物理層回路１２が動作オフ又は省電力モードに設定される。或いは、バスモニター回路３０が、物理層回路１２からの信号に基づいてバスモニター動作を行った場合には、物理層回路１１が動作オフ又は省電力モードに設定される。物理層回路１１や物理層回路１２の動作オフ又は省電力モードの設定は、例えばバスモニター回路３０からの制御信号に基づいて行うことができる。或いは、処理回路２０からの制御信号に基づいて、物理層回路１１や物理層回路１２の動作オフ又は省電力モードの設定を行ってもよい。
【００９０】
ここで動作オフに設定とは、例えば物理層回路を構成するアナログ回路の動作をディスイネーブルに設定することである。例えばアナログ回路を構成するトランジスター等をオフにして、電力消費となる電流が流れないようにする。例えばＨＳモード用の送信回路（ＨＳＤ）は、ＡＶＤＤ（高電位側電源）の電源線と第１のノードの間に設けられる電流源と、第１のノードとＤＰの信号線、ＤＭの信号線、ＡＶＳＳ（低電位側電源）の電源線の間に設けられる第１、第２、第３のトランジスターを含むことができる。この場合に、ＨＳモード用の送信回路の動作オフの設定とは、例えば電流源を停止（電流源に流れる電流を停止）することである。また省電力モードに設定とは、物理層回路を構成するアナログ回路（演算増幅器等）に流れる電流を制限して、消費電力を低減することである。例えばアナログ回路に流れる電流を所与のしきい値以下の電流に制限する。例えば上記の電流源に流れる電流を所与のしきい値以下の電流に制限する。
【００９１】
例えば図９〜図１１に示すようなバス（信号ＤＰ、ＤＭ）の状態をモニターするためには、物理層回路を構成するアナログ回路からの信号を利用するのが有効である。従って、モニター動作を行う際には、これらのアナログ回路を動作させておく必要がある。
【００９２】
一方、本実施形態の回路装置１０では２つの物理層回路１１、１２が設けられており、モニター動作のためにこれらの物理層回路１１、１２の両方を動作させるのは、消費電力の面において無駄である。そこで物理層回路１１、１２の一方の物理層回路からの信号に基づきモニター動作を行い、他方の物理層回路については動作オフ又は省電力モードに設定する。このようにすれば、一方の物理層回路からの信号に基づいて、適正なバスのモニター動作を実現できると共に、他方の物理層回路を動作オフ又は省電力モードに設定することで、無駄な電力消費を抑えることができ、低消費電力化を図れるようになる。
【００９３】
そして図７に示すように期間Ｔ２においては、物理層回路１１、１２の両方の動作をオンにする。そしてバスＢＳ１、ＢＳ２の間で物理層回路１１、１２を介した転送経路ＴＲ２でのパケット転送を行うようにする。
【００９４】
なおバスモニター回路３０は、バスＢＳ１、ＢＳ２の一方だけではなく、バスＢＳ１、ＢＳ２の両方のモニター動作を行うことができる。例えばバスモニター回路３０は、物理層回路１１、１２の両方からの信号（検出信号等）に基づいて、ＵＳＢのバスのモニター動作を行う。例えばバスリセットを検出するためには、例えばメインコントローラー２００側のバスＢＳ１のモニター動作を行う必要がある。またＨＳ切断の検出のためには、ペリフェラルデバイス２６０側のバスＢＳ２のモニター動作を行う必要がある。従って、これらのバスリセットの検出やＨＳ切断の検出を行うために、バスモニター回路３０は、バスＢＳ１、ＢＳ２の両方のモニター動作を行う。つまり、物理層回路１１、１２の両方からの信号に基づいてモニター動作を行う。
【００９５】
図１３は物理層回路（１１、１２）の構成例である。この物理層回路は、プルアップ抵抗Ｒｐｕ、スイッチ素子ＳＷ＿Ｒｐｕ、ＳＷ＿Ｄｍ、プルダウン抵抗Ｒｐｄ１、Ｒｐｄ２を含む。スイッチ素子ＳＷ＿Ｒｐｕは制御信号Ｒｐｕ＿Ｅｎａｂｌｅに基づいてオン又はオフにされる。これによりプルダウン動作が実現される。また物理層回路は、ＨＳモード用の送信回路ＨＳＤ（カレントドライバー）、ＬＳ／ＦＳモード用の送信回路ＬＳＤ（ドライバー）、抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２を含む。また物理層回路は、ＨＳモード用の差動の受信回路ＨＳＲ（データレシーバー）、スケルチの検出回路ＳＱＬ（トランスミッションエンベロープディテクター）、ＬＳ／ＦＳモード用の差動の受信回路ＬＳＲ（データレシーバー）、切断の検出回路ＤＩＳ（ディスコネクションエンベロープディテクター）、シングルエンドの受信回路ＤＰ＿ＳＥＲ、ＤＭ＿ＳＥＲ（レシーバー）を含む。
【００９６】
そして本実施形態では物理層回路を構成するアナログ回路からの信号に基づいて、バスモニター回路３０でのバスのモニター動作が行われる。具体的には図１３に示すように、例えばＨＳモード用の差動の受信回路ＨＳＲ、スケルチ用の検出回路ＳＱＬ、ＬＳ／ＦＳモード用の差動の受信回路ＬＳＲ、切断の検出回路ＤＩＳ、或いはシングルエンドの受信回路ＤＰ＿ＳＥＲ、ＤＭ＿ＳＥＲからの信号に基づいて、バスモニター回路３０はバスのモニター動作を行う。即ち、これらのアナログ回路からの信号に基づいて、デバイスチャープＫ、ホストチャープＫ／Ｊ、アイドル、リセット、サスペンド、レジューム、ＳＥ０、Ｊ、Ｋ、バスリセット、或いはＨＳ切断などのバスの各状態を、バスモニター回路３０はモニターできる。そしてバスモニター回路３０は、モニター結果に基づいて、図９、図１０、図１１で説明したようにバススイッチ回路４０のスイッチ素子（ＵＳＢスイッチ、ＢＣスイッチ）をオン又はオフにする制御を行ったり、処理回路２０の転送処理をオン又はオフにする制御を行う。こうすることで、バスの状態を適切に判断した適正なバススイッチ回路４０のスイッチ制御や処理回路２０の転送制御を実現できるようになる。
【００９７】
また本実施形態では図１３に示すように、期間Ｔ１において、物理層回路１１、１２のＨＳモード用の送信回路ＨＳＤが動作オフ又は省電力モードに設定される。即ち本実施形態では図１２に示すように、期間Ｔ１においては、バススイッチ回路４０がバスＢＳ１、ＢＳ２の接続をオンにして、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０の間で転送経路ＴＲ１での直接の信号のやり取りを可能にしている。そしてバスモニター回路３０は、物理層回路１１、１２の一方の物理層回路からの信号に基づいてバスのモニター動作を行う。
【００９８】
この場合に、物理層回路１１、１２のＨＳモード用の送信回路ＨＳＤについては、ＨＳの転送処理が行われないため、動作する必要がない。そこで期間Ｔ１では、例えばバスモニター回路３０（又は処理回路２０）は、ＨＳモード用の送信回路ＨＳＤを動作オフ又は省電力モードに設定する。こうすることで、ＨＳモード用の送信回路ＨＳＤにおいて無駄に電力が消費されてしまうのを防止でき、低消費電力化を図れるようになる。ＨＳモード用の送信回路ＨＳＤは、カレントドライバーであり、多くの電流が流れる。従って、バスモニター回路３０（又は処理回路２０）が送信回路ＨＳＤを動作オフ又は省電力モードに設定することで、消費電力を大幅に低減できる。なお期間Ｔ１において、ＬＳ／ＦＳ用の送信回路ＬＳＤについても動作オフ又は省電力モードに設定されてもよい。こうすることで、更なる低消費電力化を図れるようになる。
【００９９】
４．転送処理の詳細
次に処理回路２０での転送処理の詳細について説明する。図１４、図１５は、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０の間にＵＳＢ−ＨＵＢ２１０を設けた場合のパケットの転送処理を説明する図である。図１５には、図１４のＵＳＢ−ＨＵＢ２１０のアップストリームポート側の信号ＵＰＰ、ダウンストリームポート側の信号ＤＷＰの信号波形が示されている。これらの信号ＵＰＰ、ＤＷＰのパケットは、ＳＯＦのパケットを例にとると、ＳＹＮＣ、ＰＩＤ、ＦｒａｍｅＮｕｍｂｅｒ、ＣＲＣ、ＥＯＰのフィールド（領域）を有している。例えばＳＹＮＣは同期のフィールド、ＰＩＤはパケットＩＤのフィールド、ＦｒａｍｅＮｕｍｂｅｒはフレーム番号のフィールド、ＣＲＣは巡回冗長検査のフィールド、ＥＯＰはパケット終了のフィールドである。
【０１００】
この場合に図１４のＵＳＢ−ＨＵＢ２１０では、図１５に示すように、信号ＤＷＰのパケットにおいて、ＳＹＮＣのフィールドは−３ビットというようにビット数が減り、ＥＯＰのフィールドのビット数は＋１ビットというようにビット数が増加している。図１５に示すようにＵＳＢの規格においては、ＳＹＮＣのフィールドは−４ビットまで許容され、ＥＰのフィールドは＋４ビットまで許容されている。
【０１０１】
図１６、図１７は、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０の間に本実施形態の回路装置１０を設けた場合のパケットの転送処理を説明する図である。
【０１０２】
図１７には図１６の回路装置１０のバスＢＳ１側の信号ＩＮＴ、バスＢＳ２側の信号ＥＸＴの信号波形が示されている。図１７に示すように、バスＢＳ１側から受信したパケットは、パケットのフォーマットが変更されずにそのままのフォーマットで、バスＢＳ２側に送信される。なお図１６、図１７では、バスＢＳ１側からバスＢＳ２側にパケットが転送される場合を示しているが、バスＢＳ２側からバスＢＳ１側にパケットが転送される場合も同様の信号波形になる。即ち、バスＢＳ２側から受信したパケットは、パケットのフォーマットが変更されずにそのままのフォーマットで、バスＢＳ１側に送信される。
【０１０３】
そして図１７では、図１５の場合とは異なり、信号ＥＸＴにおいて、ＳＹＮＣのフィールドのビット数も、ＥＯＰのフィールドのビット数も変更されていない。即ち、バスＢＳ１側から受信したパケットは、ＳＹＮＣのフィールドのビット数、ＥＯＰのフィールドのビット数が変更されずに、そのままバスＢＳ２側に送信される。バスＢＳ２側から受信したパケットをバスＢＳ１側に送信する場合も同様である。
【０１０４】
即ち、図１４に示すＵＳＢ−ＨＵＢ２１０は、ＵＳＢのプロダクトＩＤやベンダーＩＤを有しており、ＵＳＢのＨＵＢの規格に準拠したパケットの転送を行う。そしてＵＳＢの規格においては、ＳＹＮＣのフィールドでのビット数の変化が−４ビットまで許容され、ＥＯＰのフィールドでのビット数の変化が＋４ビットまで許容されている。このため、図１５の信号ＤＷＰの波形では、この規格に準拠するようにＳＹＮＣ、ＥＯＰのビット数が変化している。
【０１０５】
これに対して本実施形態の回路装置１０は、プロダクトＩＤやベンダーＩＤを有しておらず、図１５に示すようなＳＹＮＣ、ＥＯＰのフィールドでのビット数の変化は許容されていない。そこで本実施形態では、パケットのＳＹＮＣのフィールドのビット数とＥＯＰのフィールドのビット数を変更せずに、図７に示した転送経路ＴＲ２でのパケットの転送処理を行うようにしている。こうすることで、図１６のようにメインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０の間に本実施形態の回路装置１０を設けても、ＵＳＢ規格に準拠した適正なパケット転送を実現することが可能になる。即ち、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０の間には、あたかも何らの回路装置も存在していないかのようにＵＳＢのパケットを転送できるようになる。
【０１０６】
また本実施形態では、処理回路２０での転送処理において、パケットのビットの再同期化処理を行っている。再同期化処理（リシンクロナイズ）は、例えば受信したパケットの各ビットを、回路装置のクロック信号でサンプリングして取り込み、取り込まれた各ビットにより構成されるパケットを再構築し、再構築されたパケットを、回路装置のクロック信号に同期して出力することなどにより実現される。
【０１０７】
図１８、図１９は、パケットの再同期化処理の説明図であり、パケットの各ビットをサンプリングする処理の説明図である。図１８においてＰＬＬ回路５４は、周波数が同一で位相が互いに異なるクロック信号ＣＬＫ０、ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３、ＣＬＫ４（広義には第１〜第Ｎのクロック信号）を生成して出力する。例えばＰＬＬ回路５４は、そのＶＣＯ（発振周波数が可変に制御される発振手段）が含む５個（Ｎ個）の差動出力コンパレータ（広義には奇数段の第１〜第Ｎの反転回路）の出力を用いて、クロック信号ＣＬＫ０〜ＣＬＫ４を生成して出力する。
【０１０８】
ＤＬＬ回路２５はエッジ検出回路２６、クロック選択回路２７を含む。そして、このエッジ検出回路２６は、物理層回路（１１、１２）の受信回路により受信されたシリアルデータＤＩＮのエッジを検出し、そのエッジ検出情報をクロック選択回路２７に出力する。具体的には、図１９で説明するように、ＰＬＬ回路５４からのクロック信号ＣＬＫ０〜ＣＬＫ４のエッジ（立ち上がり又は立ち下がりエッジ）の中のいずれのエッジ間にシリアルデータＤＩＮのエッジがあるかを検出し、そのエッジ検出情報をクロック選択回路２７に出力する。クロック選択回路２７は、このエッジ検出情報に基づいて、クロック信号ＣＬＫ０〜ＣＬＫ４の中からいずれかのクロック信号を選択し、選択したクロック信号をサンプリングクロック信号ＳＣＬＫとして出力する。このサンプリングクロック信号ＳＣＬＫに基づいてシリアルデータをサンプリングすることで、受信したパケットの各ビットのサンプリングを実現できる。
【０１０９】
図１９は、図１８の回路動作を説明するためのタイミング波形図である。図１９に示すようにＣＬＫ０〜ＣＬＫ４は周波数が同一（４８０ＭＨｚ）となる多相のクロック信号である。またクロック信号の周期をＴとした場合に、各クロック間の位相がＴ／５（広義にはＴ／Ｎ）だけシフトしている。そして図１９では、サンプリング対象となるシリアルデータＤＩＮのエッジＥＤが、ＣＬＫ０とＣＬＫ１の間にあることが図１８のエッジ検出回路２６により検出される。すると、シリアルデータＤＩＮのエッジＥＤから例えば３個（広義には設定数Ｍ個）だけずれたエッジＥＣ３を有するクロック信号ＣＬＫ３が、図１８のクロック選択回路２７により選択され、この選択されたＣＬＫ３が、ＤＩＮのサンプリングクロック信号ＳＣＬＫとして後段の回路に出力される。
【０１１０】
図１８、図１９で説明した処理を行うことで、ＵＳＢのバスから受信したパケットの各ビットを適正にサンプリンできるようになる。即ち図１７の信号ＩＮＴのパケットの各ビットを適正にサンプリングできる。そして、サンプリングされた各ビットによりパケットを再構築し、図１７のように信号ＥＸＴのパケットとしてＵＳＢのバスに送信する。この際には、例えば回路装置１０のクロック信号にパケットの各ビットが同期するように、当該パケットを送信する。
【０１１１】
例えば図１で説明したようにケーブル長が長くなったり、大きな寄生容量、寄生抵抗が転送経路上に寄生すると、信号品質が劣化してしまい、図２のアイパターンの認証テストにパスできず、適正な信号転送を実現できないという課題がある。
【０１１２】
この点、本実施形態によれば、例えば図１６のバスＢＳ１側からのパケットの信号（ＩＮＴ）の信号品質が劣化している場合にも、回路装置１０により上述の再同期化処理が行われることで、信号品質が改善（浄化）されたパケットの信号（ＥＸＴ）が、バスＢＳ２側に転送される。同様に、バスＢＳ２側からのパケットの信号の信号品質が劣化している場合にも、回路装置１０により上述の再同期化処理が行われることで、信号品質が改善されたパケットの信号が、バスＢＳ１側に転送される。従って、ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善できる回路装置の提供が可能になる。
【０１１３】
しかも、このようなＨＳモードによる高速なパケット転送の前段階において、図６に示すように、バススイッチ回路４０により、バスＢＳ１とバスＢＳ２の接続をオンにすることができる。これによりバスＢＳ１に接続されるメインコントローラー２００と、バスＢＳ２に接続されるペリフェラルデバイス２６０の間で、図９〜図１１で説明したような各種の信号のやり取りを行うことが可能になる。従って、ＵＳＢの規格上は、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０の間には、あたかも回路装置１０が存在しないかのように種々の処理を行って、メインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０の間でＵＳＢ規格に準拠した適正な転送処理を実行できるようになる。
【０１１４】
５．電子機器、ケーブルハーネス
図２０に、本実施形態の回路装置１０を含む電子機器３００の構成例を示す。この電子機器３００は、本実施形態の回路装置１０とメインコントローラー２００（広義には処理装置）を含む。メインコントローラー２００はバスＢＳ１に接続される。例えばバスＢＳ１を介してメインコントローラー２００と回路装置１０は接続される。また回路装置１０のバスＢＳ２には例えばペリフェラルデバイス２６０が接続される。
【０１１５】
メインコントローラー２００（処理装置）は、例えばＣＰＵ又はＭＰＵ等のプロセッサーにより実現される。或いはメインコントローラー２００を各種のＡＳＩＣの回路装置により実現してもよい。またメインコントローラー２００は、複数の回路装置（ＩＣ）や回路部品が実装された回路基板により実現されてもよい。ペリフェラルデバイス２６０としては、例えば図１のような携帯型端末装置２５０などを想定できるが、これには限定されない。ペリフェラルデバイス２６０はウェアラブル機器などであってもよい。
【０１１６】
電子機器３００は、記憶部３１０、操作部３２０、表示部３３０を更に含むことができる。記憶部３１０は、データを記憶するものであり、その機能はＲＡＭやＲＯＭなどの半導体メモリーやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などにより実現できる。操作部３２０は、ユーザーが入力操作を行うためのものであり、操作ボタンやタッチパネルディスプレイをなどの操作デバイスにより実現できる。表示部３３０は、各種の情報を表示するものであり、液晶や有機ＥＬなどのディスプレイにより実現できる。なお操作部３２０としてタッチパネルディスプレイを用いる場合には、このタッチパネルディスプレイが操作部３２０及び表示部３３０の機能を兼ねることになる。
【０１１７】
本実施形態により実現される電子機器３００としては、例えば車載機器、印刷装置、投影装置、ロボット、頭部装着型表示装置、生体情報測定機器、距離、時間、流速又は流量等の物理量を計測する計測機器、基地局又はルーター等のネットワーク関連機器、コンテンツを配信するコンテンツ提供機器、或いはデジタルカメラ又はビデオカメラ等の映像機器などの種々の機器を想定できる。
【０１１８】
図２１に本実施形態の回路装置１０を含むケーブルハーネス３５０の構成例を示す。ケーブルハーネス３５０は、本実施形態の回路装置１０とケーブル３６０を含む。ケーブル３６０はＵＳＢ用のケーブルである。またケーブルハーネス３５０はＵＳＢレセプタクル３７０を含んでもよい。或いはケーブルハーネス３５０は図１の静電気保護回路２２２、短絡保護回路２２３などを含むものであってもよい。ケーブル３６０は例えば回路装置１０のバスＢＳ２に接続される。回路装置１０のバスＢＳ１側には例えばメインコントローラー２００（処理装置）等が接続される。このケーブルハーネス３５０は、例えば車内において配線を引き回すなどの用途に用いられる。なおケーブルハーネス３５０は車用以外のハーネスであってもよい。
【０１１９】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また回路装置、電子機器、ケーブルハーネスの構成・動作や、バスモニター処理、バススイッチ処理、転送処理等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
ＢＳ１、ＢＳ２…バス（第１、第２のバス）、
１０…回路装置、１１、１２…物理層回路（第１、第２の物理層回路）、
１３、１４…基準電流回路、２０…処理回路、
２５…ＤＬＬ回路、２６…エッジ検出回路、２７…クロック選択回路、
３０…バスモニター回路、４０…バススイッチ回路、５０…クロック信号生成回路、
５２…発振回路、５４…ＰＬＬ回路、６０…電源回路、６２…レギュレーター、
２００…メインコントローラー、２１０…ＵＳＢ−ＨＵＢ、
２２１…充電回路、２２２…静電気保護回路、２２３…短絡保護回路、
２２４…ケーブル、２２６…ＵＳＢレセプタクル、２５０…携帯型端末装置、
３００…電子機器、３１０…記憶部、３２０…操作部、
３５０…ケーブルハーネス、３６０…ケーブル、３７０…ＵＳＢレセプタクル
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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