(57)【要約】【課題】ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善しながらデバイス切断検出や認証テストに適切に対応できる回路装置等の提供。【解決手段】回路装置１０は、第１、第２の物理層回路１１、１２と、ＵＳＢ規格の第１、第２のバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続を第１の期間においてオンにし第２の期間においてオンにするバススイッチ回路４０と、第１のバスＢＳ１、第１、第２の物理層回路１１、１２、第２のバスＢＳ２の転送経路でのパケットの転送処理を第２の期間において行う処理回路２０を含む。第２の物理層回路１２は第２のバスＢＳ２でのデバイス切断の検出を行う第２のバス側の切断検出回路９４を含む。バススイッチ回路４０は、第１、第２のバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフであるときに、第２のバス側の切断検出回路９４によりデバイス切断が検出された場合に、第１、第２のバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続をオフからオンに切り替える。【選択図】図３
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【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、
一端が前記第１のバスに接続され、他端が前記第２のバスに接続され、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続を、第１の期間においてオンにし、第２の期間においてオフにするバススイッチ回路と、
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のバスに送信し、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のバスに送信する転送処理を、前記第２の期間において行う処理回路と、
を含み、
前記第２の物理層回路は、
前記第２のバスでのデバイス切断の検出を行う第２のバス側の切断検出回路を含み、
前記バススイッチ回路は、
前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続がオフであるときに、前記第２のバス側の切断検出回路により前記デバイス切断が検出された場合に、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続をオフからオンに切り替えることを特徴とする回路装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の物理層回路は、
前記第１のバスでのデバイス切断の検出を行う第１のバス側の切断検出回路を含み、
前記バススイッチ回路は、
前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続がオフであるときに前記第１のバス側の切断検出回路により前記デバイス切断が検出された場合に、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続をオフからオンに切り替えることを特徴とする回路装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第１の物理層回路は、
前記第１のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第１のアップストリームポート検出回路を含み、
前記第２の物理層回路は、
前記第２のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第２のアップストリームポート検出回路を含み、
前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第２のバス側の切断検出回路が前記第２のバスでの前記デバイス切断の検出を行い、
前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第１のバス側の切断検出回路が前記第１のバスでの前記デバイス切断の検出を行うことを特徴とする回路装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第２のバス側の切断検出回路を動作イネーブル状態に設定し、前記第１のバス側の切断検出回路を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定し、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第１のバス側の切断検出回路を動作イネーブル状態に設定し、前記第２のバス側の切断検出回路を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定する動作設定回路を含むことを特徴とする回路装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記第１のアップストリームポート検出回路は、
前記第１のバスから受信したパケットがＳＯＦのパケットであることが検出されたときに、前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断し、
前記第２のアップストリームポート検出回路は、
前記第２のバスから受信したパケットがＳＯＦのパケットであることが検出されたときに、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断す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、
前記処理回路は、
前記第１のバスからＳＯＦのパケットを受信した場合に、前記ＳＯＦのパケットのリピートパケットを前記第２のバスに送信する処理を行い、
前記第２のバス側の切断検出回路は、
前記ＳＯＦのパケットの前記リピートパケットにおけるＥＯＰの信号振幅を検出して、前記デバイス切断の検出を行うことを特徴とする回路装置。
【請求項７】
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、
一端が前記第１のバスに接続され、他端が前記第２のバスに接続され、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続を、第１の期間においてオンにし、第２の期間においてオフにするバススイッチ回路と、
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のバスに送信し、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のバスに送信する転送処理を、前記第２の期間において行う処理回路と、
前記第１のバスに第１のテスト信号が出力されたか否かを検出する第１のテスト信号検出回路と、
前記第１のバスに前記第１のテスト信号が出力されたことが前記第１のテスト信号検出回路により検出されたときに、前記第１のテスト信号のリピート信号を前記第２のバスに出力する第１のテスト信号出力回路と、
を含むことを特徴とする回路装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第２のバスに第２のテスト信号が出力されたか否かを検出する第２のテスト信号検出回路と、
前記第２のバスに前記第２のテスト信号が出力されたことが前記第２のテスト信号検出回路により検出されたときに、前記第２のテスト信号のリピート信号を前記第１のバスに出力する第２のテスト信号出力回路と、
を含むことを特徴とする回路装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１のテスト信号検出回路及び前記第２のテスト信号検出回路の動作設定を行う動作設定回路を含み、
前記第１の物理層回路は、
前記第１のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第１のアップストリームポート検出回路を含み、
前記第２の物理層回路は、
前記第２のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第２のアップストリームポート検出回路を含み、
前記動作設定回路は、
前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第１のテスト信号検出回路を動作イネーブル状態に設定し、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第２のテスト信号検出回路を動作イネーブル状態に設定することを特徴とする回路装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかにおいて、
前記第１のテスト信号検出回路は、
前記第１のバスの信号をサンプリングし、所与の期間にわたって、前記第１のテスト信号に対応する信号レベルが継続してサンプリングされたときに、前記第１のテスト信号が検出されたと判断する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を含み、
前記バススイッチ回路は、
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のバスとの間の接続をオン又はオフ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１３】
請求項１乃至１１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】
またＵＳＢにおいては、バスでのデバイス切断をホストが適正に検出できるようにする必要がある。またＵＳＢでは、認証テスト用のテストモードが用意されており、当該テストモードに対しても適正に対応できるようにする必要がある。
【０００７】
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しながらデバイス切断検出や認証テストに適切に対応できる回路装置、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】
【０００８】
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、一端が前記第１のバスに接続され、他端が前記第２のバスに接続され、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続を、第１の期間においてオンにし、第２の期間においてオフにするバススイッチ回路と、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のバスに送信し、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のバスに送信する転送処理を、前記第２の期間において行う処理回路と、を含み、前記第２の物理層回路は、前記第２のバスでのデバイス切断の検出を行う第２のバス側の切断検出回路を含み、前記バススイッチ回路は、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続がオフであるときに、前記第２のバス側の切断検出回路により前記デバイス切断が検出された場合に、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続をオフからオンに切り替える回路装置に関係する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、第１の期間においては、第１、第２のバスの間の接続がオンになることで、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。また第２の期間においては、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、処理回路を経由した転送経路で行われる。従って、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、上記の転送経路で転送されるパケットに対する所定の信号処理を、処理回路により実行できるようになり、信号特性の劣化を改善することが可能になる。そして本発明の一態様では、第２のバスでのデバイス切断の検出を行う第２のバス側の切断検出回路が更に設けられる。そして第１、第２のバスの間の接続がオフになる第２の期間において、第２のバス側の切断検出回路によりデバイス切断が検出されると、第１、第２のバスの間の接続がオフからオンに切り替わる。従って、第２のバスにおいてデバイス切断が発生した場合に、第１のバスに接続される第１の装置は、オンになったバススイッチ回路を介して、第２のバスでのデバイス切断を検出できるようになる。従って、ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善しながらデバイス切断検出にも対応できる回路装置等の提供が可能になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記第１の物理層回路は、前記第１のバスでのデバイス切断の検出を行う第１のバス側の切断検出回路を含み、前記バススイッチ回路は、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続がオフであるときに前記第１のバス側の切断検出回路により前記デバイス切断が検出された場合に、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続をオフからオンに切り替えてもよい。
【００１１】
このようにすれば、第１のバスがアップストリーム側になり、第２のバスがダウンストリーム側になった場合と、第２のバスがアップストリーム側になり、第１のバスがダウンストリーム側になった場合の両方において、デバイス切断を適正に検出できるようになる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記第１の物理層回路は、前記第１のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第１のアップストリームポート検出回路を含み、前記第２の物理層回路は、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第２のアップストリームポート検出回路を含み、前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第２のバス側の切断検出回路が前記第２のバスでの前記デバイス切断の検出を行い、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第１のバス側の切断検出回路が前記第１のバスでの前記デバイス切断の検出を行ってもよい。
【００１３】
このようにすれば、第１のバスがアップストリーム側のバスであることが検出された場合には、第２のバス側の切断検出回路によりデバイス切断を検出し、第２のバスがアップストリーム側のバスであることが検出された場合には、第１のバス側の切断検出回路によりデバイス切断を検出できるようになる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第２のバス側の切断検出回路を動作イネーブル状態に設定し、前記第１のバス側の切断検出回路を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定し、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第１のバス側の切断検出回路を動作イネーブル状態に設定し、前記第２のバス側の切断検出回路を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定する動作設定回路を含んでもよい。
【００１５】
このようにすれば、第１、第２のバスの一方のバスがアップストリーム側のバスであると判断されると、ダウンストリーム側である他方のバス側の切断検出回路が動作イネーブル状態に設定され、他方のバスでのデバイス切断の検出が可能になる。また一方のバス側の切断検出回路が動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定されることで、低消費電力化や誤検出の防止などを図れるようになる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記第１のアップストリームポート検出回路は、前記第１のバスから受信したパケットがＳＯＦのパケットであることが検出されたときに、前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断し、前記第２のアップストリームポート検出回路は、前記第２のバスから受信したパケットがＳＯＦのパケットであることが検出されたときに、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断されてもよい。
【００１７】
このようにすれば、アップストリーム側から定期的に受信されるＳＯＦのパケットを利用して、アップストリーム側のバスであるか否かを適切に検出できるようになる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記処理回路は、前記第１のバスからＳＯＦのパケットを受信した場合に、前記ＳＯＦのパケットのリピートパケットを前記第２のバスに送信する処理を行い、前記第２のバス側の切断検出回路は、前記ＳＯＦのパケットの前記リピートパケットにおけるＥＯＰの信号振幅を検出して、前記デバイス切断の検出を行ってもよい。
【００１９】
このようにすれば、ＳＯＦのパケットのＥＯＰのフィールドを利用してデバイス切断を検出できるようになる。
【００２０】
また本発明の一態様は、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、一端が前記第１のバスに接続され、他端が前記第２のバスに接続され、前記第１のバスと前記第２のバスとの間の接続を、第１の期間においてオンにし、第２の期間においてオフにするバススイッチ回路と、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のバスに送信し、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のバスに送信する転送処理を、前記第２の期間において行う処理回路と、前記第１のバスに第１のテスト信号が出力されたか否かを検出する第１のテスト信号検出回路と、前記第１のバスに前記第１のテスト信号が出力されたことが前記第１のテスト信号検出回路により検出されたときに、前記第１のテスト信号のリピート信号を前記第２のバスに出力する第１のテスト信号出力回路と、を含む回路装置に関係する。
【００２１】
本発明の一態様によれば、第１の期間においては、第１、第２のバスの間の接続がオンになることで、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。また第２の期間においては、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、処理回路を経由した転送経路で行われる。従って、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、上記の転送経路で転送されるパケットに対する所定の信号処理を、処理回路により実行できるようになり、信号特性の劣化を改善することが可能になる。そして本発明の一態様では、第１のバスに第１のテスト信号が出力されると、当該第１のテスト信号の出力が、第１のテスト信号検出回路により検出され、第１のテスト信号出力回路により、第１のテスト信号のリピート信号が第２のバスに出力されるようになる。従って、例えば第１、第２のバスの間の接続がオフになる第２の期間において、第１のバスに第１のテスト信号が出力された場合においても、第１のテスト信号のリピート信号を第２のバスに出力して、ＵＳＢの認証テストを行うことが可能になる。従って、ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善しながらＵＳＢの認証テストにも対応できる回路装置等の提供が可能になる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記第２のバスに第２のテスト信号が出力されたか否かを検出する第２のテスト信号検出回路と、前記第２のバスに前記第２のテスト信号が出力されたことが前記第２のテスト信号検出回路により検出されたときに、前記第２のテスト信号のリピート信号を前記第１のバスに出力する第２のテスト信号出力回路と、を含んでもよい。
【００２３】
このようにすれば、第１のバスがアップストリーム側になり、第２のバスがダウンストリーム側になった場合と、第２のバスがアップストリーム側になり、第１のバスがダウンストリーム側になった場合の両方において、ＵＳＢの認証テストに対して適切に対応できるようになる。
【００２４】
また本発明の一態様では、前記第１のテスト信号検出回路及び前記第２のテスト信号検出回路の動作設定を行う動作設定回路を含み、前記第１の物理層回路は、前記第１のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第１のアップストリームポート検出回路を含み、前記第２の物理層回路は、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであるか否かを検出する第２のアップストリームポート検出回路を含み、前記動作設定回路は、前記第１のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第１のテスト信号検出回路を動作イネーブル状態に設定し、前記第２のバスがアップストリーム側のバスであると判断されたときは、前記第２のテスト信号検出回路を動作イネーブル状態に設定してもよい。
【００２５】
このようにすれば、第１、第２のバスの一方のバスがアップストリーム側のバスであると判断されると、アップストリーム側である一方のバス側のテスト信号検出回路が動作イネーブル状態に設定され、一方のバスに出力されたテスト信号の検出が可能になる。
【００２６】
また本発明の一態様では、前記第１のテスト信号検出回路は、前記第１のバスの信号をサンプリングし、所与の期間にわたって、前記第１のテスト信号に対応する信号レベルが連続してサンプリングされたときに、前記第１のテスト信号が検出されたと判断してもよい。
【００２７】
このようにすれば、所与の期間にわたって、テスト信号に対応する信号レベルが継続してサンプリングされたことを条件に、テスト信号が検出されたと判断されるため、テスト信号が誤検出されてしまう事態の発生を防止できる。
【００２８】
また本発明の一態様では、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を含み、前記バススイッチ回路は、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のバスとの間の接続をオン又はオフにしてもよい。
【００２９】
このようにすれば、バスモニター回路により第１、第２のバスのモニター動作を行って、第１、第２のバスの間の接続をオンにするかオフにするかを判断できるようになる。
【００３０】
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。
【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、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】
【００３２】
【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第１の構成例。
【図４】回路装置の第１の構成例の詳細例。
【図５】本実施形態の回路装置の第２の構成例。
【図６】回路装置の第２の構成例の詳細例。
【図７】充電回路が接続される場合の回路装置の構成例。
【図８】充電回路が接続される場合の回路装置の詳細な構成例。
【図９】回路装置の動作説明図。
【図１０】回路装置の動作説明図。
【図１１】回路装置の動作説明図。
【図１２】回路装置の詳細な動作を説明する信号波形図。
【図１３】回路装置の詳細な動作を説明する信号波形図。
【図１４】回路装置の詳細な動作を説明する信号波形図。
【図１５】回路装置の第１の構成例の詳細例の説明図。
【図１６】回路装置の第１の構成例の詳細例の動作を説明する信号波形図。
【図１７】回路装置の第２の構成例の詳細例の説明図。
【図１８】回路装置の第２の構成例の詳細例の動作を説明する信号波形図。
【図１９】本実施形態の回路装置の第３の構成例。
【図２０】回路装置の第３の構成例の詳細例。
【図２１】スイッチ信号生成回路、バススイッチ回路の構成例。
【図２２】チャージポンプ回路の動作説明図。
【図２３】チャージポンプ回路の構成例。
【図２４】回路装置の第３の構成例の動作を説明する信号波形図。
【図２５】回路装置の第３の構成例の動作を説明する信号波形図。
【図２６】回路装置の第３の構成例の動作を説明する信号波形図。
【図２７】バスモニター回路の詳細な動作の説明図。
【図２８】物理層回路の詳細な構成例。
【図２９】ＵＳＢ−ＨＵＢでのパケットの転送処理の説明図。
【図３０】ＵＳＢ−ＨＵＢでのパケットの転送処理の説明図。
【図３１】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３２】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３３】パケットのビットの再同期化処理の説明図。
【図３４】パケットのビットの再同期化処理の説明図。
【図３５】電子機器の構成例。
【図３６】ケーブルハーネスの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
またＵＳＢにおいては、デバイス切断を適正に検出する必要がある。例えば図１において、ユーザーが、ＵＳＢレセプタクル２２６への携帯型端末装置２５０の接続を取り外したとする。この場合に、ホストであるメインコントローラー２００が、デバイスである携帯型端末装置２５０のＵＳＢからの切断を適正に検出できるようにする必要がある。また図２で説明したような認証テストを行うために、ＵＳＢでは認証テスト用のテストモードが設けられている。このテストモードでは、ホストであるメインコントローラー２００が、テスト用のパケットを出力したり、ＤＣレベル測定用の信号を出力するが、このテストモードにも適正に対応できるようにする必要がある。
【００４０】
２．第１の構成例
図３に本実施形態の回路装置１０の第１の構成例を示す。第１の構成例の回路装置１０は、物理層回路１１、１２と、処理回路２０と、バススイッチ回路４０を含み、物理層回路１２が切断検出回路９４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、エラスティックバッファーや、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】
バススイッチ回路４０は、一端がバスＢＳ１に接続され、他端がバスＢＳ２に接続される。そしてバスＢＳ１とバスＢＳ２との間の接続（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との間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。
【００４４】
具体的には後述の図９に示すように、バススイッチ回路４０は、バスＢＳ１とバスＢＳ２との間の接続を、期間Ｔ１（第１の期間）においてオンにする。即ち、バススイッチ回路４０は、バスＢＳ１とバスＢＳ２との間に設けられるスイッチ素子を有し、期間Ｔ１において、当該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１０に示すように、バススイッチ回路４０は、バスＢＳ１とバスＢＳ２との間の接続を、期間Ｔ２（第２の期間）においてオフにする。即ち、期間Ｔ２において、バスＢＳ１とバスＢＳ２との間に設けられるスイッチ素子がオフになる。処理回路２０は、この期間Ｔ２において、下述する転送処理を行うことになる。
【００４５】
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。
【００４６】
そして処理回路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に送信（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に送信（転送）する転送処理を、期間Ｔ２（少なくとも期間Ｔ２の一部において）において行う。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、所定の信号処理を行う。所定の信号処理は、パケット転送のための信号処理であり、受信したパケットのリピートパケットを転送するための信号処理である。例えば処理回路２０は、所定の信号処理として、所定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。処理回路２０を経由した転送経路ＴＲ２（図１０）でパケット転送を行う際に、処理回路２０が所定の信号処理を行うことで、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。
【００４７】
そして図３では、物理層回路１２が、バスＢＳ２でのデバイス切断の検出を行う切断検出回路９４（第２のバス側の切断検出回路）を含む。切断検出回路９４はバスＢＳ２側の切断検出回路であり、バスＢＳ２でのデバイス切断の検出に用いられる回路である。切断検出回路９４は、バスＢＳ２に接続されていたデバイスが取り外されてバスＢＳ２との接続が切断された場合に、デバイス切断の検出（ＨＳの切断検出）を行う。このデバイス切断の検出は、バスＢＳ２のＤＰ、ＤＭの信号振幅を検出することで実現できる。例えばＵＳＢではデバイスやホストの物理層回路に終端抵抗が設けられており、デバイスが切断されるとデバイスの終端抵抗が見えなくなるため、信号ＤＰ、ＤＭの信号振幅が増加する。従って、この信号振幅（信号レベル）が所定のしきい値を超えたことを検出することで、デバイス切断を検出できる。具体的には、後述するようにＳＯＦ（Start Of Frame）のパケットのリピートパケットにおけるＥＯＰ（End Of Packet）の信号振幅を検出することなどで、デバイス切断を検出できる。
【００４８】
そしてバススイッチ回路４０は、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフであるときに切断検出回路９４によりデバイス切断が検出された場合に、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続をオフからオンに切り替える。即ち、図１０のような物理層回路１１、処理回路２０、物理層回路１２を介した転送経路ＴＲ２での転送が行われている際に、デバイス切断が検出された場合に、図９のようなバススイッチ回路４０を介した、即ち処理回路２０を介さない転送経路ＴＲ１に切り替える。
【００４９】
即ち本実施形態では、バススイッチ回路４０は、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続を、期間Ｔ１においてオンにし、期間Ｔ２においてオフにする。そして期間Ｔ２では物理層回路１１、処理回路２０、物理層回路１２を介した転送経路ＴＲ２でのパケット転送を行っている。こうすることで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。しかしながら図１０の転送経路ＴＲ２でのパケット転送が行われている際に、バスＢＳ２に接続されていたペリフェラルデバイス２６０が取り外されて、バスＢＳ２から切断された場合に、バススイッチ回路４０でのバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続はオフになっているため、メインコントローラー２００は、このデバイス切断を検出できない。
【００５０】
そこで本実施形態では、図３の切断検出回路９４が、バスＢＳ２でのペリフェラルデバイス２６０のデバイス切断を検出する。そしてデバイス切断が検出された場合には、バススイッチ回路４０でのバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続をオフからオンに切り替えて、図９の転送経路ＴＲ１でのＵＳＢの信号転送ができるようにする。このようにすれば、バスＢＳ１とバスＢＳ２が電気的に接続されるようになり、メインコントローラー２００は、例えばＤＰ、ＤＭの信号振幅を検出することで、ペリフェラルデバイス２６０のデバイス切断を検出できるようになる。従って、ホストであるメインコントローラー２００がデバイス切断を適正に検出できるようになり、ＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善しながら、デバイス切断についても適切に対応できるようになる。
【００５１】
図４に回路装置１０の第１の構成例の詳細例を示す。図４では、回路装置１０はバスモニター回路３０を含む。バスモニター回路３０は、バスＢＳ１、ＢＳ２のモニター動作を行う。例えばバス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。具体的にはバスモニター回路３０は物理層回路１１、１２を用いてバスＢＳ１、ＢＳ２のモニター動作を行う。即ち、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、ＢＳ２の間の接続（電気的な接続）をオン又はオフにする。例えばバススイッチ回路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、ＢＳ２の間の接続を期間Ｔ１においてオンにし、期間Ｔ２においてオフにする。そして処理回路２０は、期間Ｔ２において図１０に示す転送処理を行う。これにより、パケットのビットの再同期化処理等の所定の信号処理（パケットのリピート処理）が、処理回路２０により実行され、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。
【００５２】
また図４では、物理層回路１１は、バスＢＳ１でのデバイス切断の検出を行う切断検出回路９３（第１のバス側の切断検出回路）を含む。切断検出回路９３はバスＢＳ１側の切断検出回路であり、バスＢＳ１でのデバイス切断の検出に用いられる回路である。そして切断検出回路９３は、バスＢＳ１に接続されていたデバイスが取り外されてバスＢＳ１との接続が切断された場合に、デバイス切断の検出を行う。デバイス切断の検出は、バスＢＳ１のＤＰ、ＤＭの信号振幅を検出することで実現できる。例えばＳＯＦのパケットのリピートパケットにおけるＥＯＰの信号振幅を検出することでデバイス切断を検出する。
【００５３】
そしてバススイッチ回路４０は、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフであるときに切断検出回路９３によりデバイス切断が検出された場合に、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続をオフからオンに切り替える。即ち、図１０のような転送経路ＴＲ２での転送が行われている際に、デバイス切断が検出された場合に、図９のようなバススイッチ回路４０を介した転送経路ＴＲ１に切り替える。
【００５４】
例えば前述した図３は、バスＢＳ１がアップストリーム側のバスであり、バスＢＳ２がダウンストリーム側のバスである場合の例である。即ち図１において、ホストであるメインコントローラー２００と、デバイスである携帯型端末装置２５０の間に、本実施形態の回路装置１０が設けられる。そしてメインコントローラー２００が、アップストリーム側のバスＢＳ１に接続され、携帯型端末装置２５０が、ダウンストリーム側のバスＢＳ２に接続される。
【００５５】
このようにバスＢＳ２がダウンストリーム側である場合には、図３に示すようにダウンストリーム側であるバスＢＳ２側だけに切断検出回路９４を設ければよい。デバイス切断の検出はダウンストリーム側で行われるものだからである。しかしながら、後述するようにＣａｒＰｌａｙやＵＳＢのＯＴＧでは、ホスト（マスター）の役割とデバイス（スレーブ）の役割が交換できるようになっている。従って、図１において携帯型端末装置２５０がホストの役割となり、メインコントローラー２００がデバイスの役割になる場合がある。この場合にはバスＢＳ１がダウンストリーム側となり、バスＢＳ１側においてデバイス切断の検出を行う必要がある。
【００５６】
この点、図４では、バスＢＳ２側の切断検出回路９４に加えて、バスＢＳ１側にも切断検出回路９３が設けられている。従って、例えばホストとデバイスの役割が交換されて、バスＢＳ１がダウンストリーム側になった場合にも、バスＢＳ１でのデバイス切断を適正に検出できるようになる。従って、例えばホストとデバイスの役割の交換が可能なシステムに適切な回路装置１０の提供が可能になる。
【００５７】
また図４では物理層回路１１は、バスＢＳ１がアップストリーム側（アップストリームポート側）のバスであるか否かを検出するアップストリームポート検出回路９１（第１のアップストリームポート検出回路）を含む。物理層回路１２は、バスＢＳ２がアップストリーム側のバスであるか否かを検出するアップストリームポート検出回路９２（第２のアップストリームポート検出回路）を含む。アップストリームポート検出回路９１、９２は、各々、例えばバスＢＳ１、ＢＳ２から受信したパケット（ＳＯＦのパケット等）に基づいて、バスＢＳ１、ＢＳ２がアップストリーム側なのか否かを検出する。
【００５８】
そしてバスＢＳ１がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、切断検出回路９４がバスＢＳ２でのデバイス切断の検出を行う。即ちバスＢＳ１がアップストリーム側である場合には、バスＢＳ２がダウンストリーム側（ダウンストリームポート側）になるため、バスＢＳ２側の切断検出回路９４が、バスＢＳ２でのデバイス切断を検出する。一方、バスＢＳ２がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、切断検出回路９３がバスＢＳ１でのデバイス切断の検出を行う。即ちバスＢＳ２がアップストリーム側である場合には、バスＢＳ１がダウンストリーム側になるため、バスＢＳ１側の切断検出回路９３が、バスＢＳ１でのデバイス切断を検出する。
【００５９】
このようにすれば、例えば図１においてメインコントローラー２００がＵＳＢのホストであり、携帯型端末装置２５０がＵＳＢのデバイスである場合には、アップストリームポート検出回路９１が、メインコントローラー２００から受信したパケット（ＳＯＦのパケット等）に基づいて、バスＢＳ１がアップストリーム側であることを検出する。そして切断検出回路９４が、ダウンストリーム側であるバスＢＳ２でのデバイス切断を検出するようになる。一方、携帯型端末装置２５０がホストの役割であり、メインコントローラー２００がデバイスの役割である場合には、アップストリームポート検出回路９２が、携帯型端末装置２５０から受信したパケット（ＳＯＦのパケット等）に基づいて、バスＢＳ２がアップストリーム側であることを検出する。そして切断検出回路９３が、ダウンストリーム側であるバスＢＳ１でのデバイス切断を検出するようになる。
【００６０】
また回路装置１０には、切断検出回路９３、９４の動作設定を行う動作設定回路３１が設けられる。例えばバスモニター回路３０に動作設定回路３１が設けられる。そして動作設定回路３１は、バスＢＳ１がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、バスＢＳ２側の切断検出回路９４を動作イネーブル状態に設定する。例えばバスＢＳ１がアップストリーム側であることがアップストリームポート検出回路９１により検出されると、切断検出回路９４の動作が有効になって、ダウンストリーム側であるバスＢＳ２でのデバイス切断の検出が可能になる。例えば動作設定回路３１（バスモニター回路３０）が、切断検出回路９４の動作イネーブル信号（有効信号）をアクティブにすることで、切断検出回路９４が動作イネーブル状態（有効状態）になる。一方、動作設定回路３１は、バスＢＳ２がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、バスＢＳ１側の切断検出回路９３を動作イネーブル状態に設定する。例えばバスＢＳ２がアップストリーム側であることがアップストリームポート検出回路９２により検出されると、切断検出回路９３の動作が有効になって、ダウンストリーム側であるバスＢＳ１でのデバイス切断の検出が可能になる。例えば動作設定回路３１が、切断検出回路９３の動作イネーブル信号をアクティブにすることで、切断検出回路９３が動作イネーブル状態になる。
【００６１】
このようにすれば、バスＢＳ１、ＢＳ２の一方のバスがアップストリーム側であると判断されると、ダウンストリーム側である他方のバスの切断検出回路が動作イネーブル状態に設定され、他方のバスでのデバイス切断の検出が可能になる。そしてデバイス切断が検出されると、バススイッチ回路４０でのバスＢＳ１とバスＢＳ２の電気的接続がオンになる。これにより、バスＢＳ１とバスＢＳ２が、回路装置１０をバイパスして直結されたような状態になり、一方のバスに接続されるホストが、他方のバスでのデバイス切断を検出できるようになる。
【００６２】
また動作設定回路３１は、バスＢＳ１がアップストリーム側であると判断された場合に、バスＢＳ１側の切断検出回路９３を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定する。このようにすれば、デバイス切断の検出が不要となる切断検出回路９３が、その動作を停止したり、省電力状態に移行するようになるため、低消費電力化や誤検出の防止を図れる。また動作設定回路３１は、バスＢＳ２がアップストリーム側であると判断された場合には、バスＢＳ２側の切断検出回路９４を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定する。このようにすれば、デバイス切断の検出が不要となる切断検出回路９４が、その動作を停止したり、省電力状態に移行するようになるため、低消費電力化や誤検出の防止を図れる。またアップストリームポート検出回路９１、９２がアップストリーム側のバスを検出した後や、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオンにされた後において、動作設定回路３１が、アップストリームポート検出回路９１、９２を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定してもよい。このようにすることで、更なる低消費電力化を図れる。
【００６３】
なお、例えば動作設定回路３１が動作ディスエーブル信号又は省電力設定信号をアクティブにすることで、動作ディスエーブル状態又は省電力状態の設定が行われる。また動作イネーブル状態は、切断検出回路９３、９４のデバイス切断検出の動作が有効（可能）になる状態であり、動作ディスエーブル状態は、切断検出回路９３、９４のデバイス切断検出の動作が無効（不能）になる状態である。また省電力状態は、切断検出を通常に行う通常状態に比べて、消費電力が少なくなる状態である。
【００６４】
またアップストリームポート検出回路９１は、バスＢＳ１から受信したパケットがＳＯＦのパケットであることが検出されたときに、バスＢＳ１がアップストリーム側のバスであると判断する。またアップストリームポート検出回路９２は、バスＢＳ２から受信したパケットがＳＯＦのパケットであることが検出されたときに、バスＢＳ２がアップストリーム側のバスであると判断する。
【００６５】
例えばバスＢＳ１がアップストリーム側である場合には、ＨＳモード時に、図９、図１０のメインコントローラー２００がホスト（マスター）としてＳＯＦのパケットを送信する。この場合には回路装置１０のバスＢＳ１側のアップストリームポート検出回路９１が、メインコントローラー２００からのＳＯＦのパケットを検出することで、バスＢＳ１がアップストリーム側であることを検出する。そしてバスＢＳ２側の切断検出回路９４がバスＢＳ２でのデバイス切断を検出する。一方、バスＢＳ２がアップストリーム側である場合には、ＨＳモード時に、ペリフェラルデバイス２６０がホスト（マスター）としてＳＯＦのパケットを送信する。この場合には回路装置１０のバスＢＳ２側のアップストリームポート検出回路９２がペリフェラルデバイス２６０からのＳＯＦのパケットを検出することで、バスＢＳ２がアップストリーム側であることを検出する。そしてバスＢＳ１側の切断検出回路９４がバスＢＳ１でのデバイス切断を検出する。このようにすれば、ホスト側から受信したＳＯＦのパケットを利用して、アップストリーム側のバスであるか否かを適切に検出できるようになる。ＳＯＦのパケットはホスト側から定期的に送られてくるため、アップストリーム側か否かを検出する信号として好適である。但し、ＳＯＦのパケットの代わりに、ホスト側からしか到来しない他の信号を検出して、アップストリーム側か否かを検出してもよい。
【００６６】
また処理回路２０は、バスＢＳ１からＳＯＦのパケットを受信した場合に、ＳＯＦのパケットのリピートパケットをバスＢＳ２に送信する処理を行う。即ち処理回路２０がリピーター回路として動作して、ＳＯＦのパケットのリピートパケットを物理層回路１２を用いてバスＢＳ２側に送信する。そしてバスＢＳ２側の切断検出回路９４は、ＳＯＦのパケットのリピートパケットにおけるＥＯＰの信号振幅を検出して、デバイス切断の検出を行う。即ちバスＢＳ１がアップストリーム側であり、バスＢＳ２がダウンストリーム側であると判断された場合には、物理層回路１２により送信されるリピートパケットの信号振幅を、切断検出回路９４がモニターして、デバイス切断を検出する。例えば切断検出回路９４は、信号振幅が所定のしきい値（例えば４００ｍＶと８００ｍＶの間の電圧レベル）を越えたか否かを検出することで、デバイス切断を検出する。このようにすればＳＯＦのパケットのＥＯＰのフィールドを利用してデバイス切断を適切に検出できるようになる。
【００６７】
また処理回路２０は、バスＢＳ２からＳＯＦのパケットを受信した場合に、ＳＯＦのパケットのリピートパケットをバスＢＳ１に送信する処理を行う。そしてバスＢＳ１側の切断検出回路９３は、ＳＯＦのパケットのリピートパケットにおけるＥＯＰの信号振幅を検出して、デバイス切断の検出を行う。即ち、物理層回路１１により送信されるリピートパケットの信号振幅を、切断検出回路９３がモニターして、デバイス切断を検出する。
【００６８】
３．第２の構成例
図５に本実施形態の回路装置１０の第２の構成例を示す。第２の構成例の回路装置１０は、物理層回路１１、１２と、処理回路２０と、バススイッチ回路４０と、テスト信号検出回路９５と、テスト信号出力回路９８を含む。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。また図３、図４で説明した回路部分（物理層回路、処理回路、バススイッチ回路、バスモニター回路等）については、詳細な説明を省略する。
【００６９】
図５では回路装置１０がテスト信号検出回路９５とテスト信号出力回路９８を含む。テスト信号検出回路９５（第１のテスト信号検出回路）は、バスＢＳ１にテスト信号（第１のテスト信号）が出力されたか否かを検出する。例えば後述するように、Ｔｅｓｔ＿Ｊ状態やＴｅｓｔ＿Ｋ状態のＤＣレベル測定のためのテスト信号が、バスＢＳ１に接続されるホスト（メインコントローラー２００）から出力された否かを検出する。例えばバスＢＳ１のＤＰ、ＤＭの信号のサンプリングを行うことなどによりテスト信号の検出を行う。
【００７０】
そしてテスト信号出力回路９８（第１のテスト信号出力回路）は、バスＢＳ１にテスト信号（第１のテスト信号）が出力されたことがテスト信号検出回路９５により検出されたときに、テスト信号のリピート信号をバスＢＳ２に出力する。例えばバスＢＳ１に出力されたテスト信号に対応する信号を、テスト信号のリピート信号としてバスＢＳ２に出力する。例えばバスＢＳ１に対してＴｅｓｔ＿Ｊ状態の測定用のテスト信号が出力されたことが検出された場合には、テスト信号出力回路９８は、Ｔｅｓｔ＿Ｊ状態の測定用のテスト信号を、リピート信号としてバスＢＳ２に出力する。またバスＢＳ１に対してＴｅｓｔ＿Ｋ状態の測定用のテスト信号が出力されたことが検出された場合には、テスト信号出力回路９８は、Ｔｅｓｔ＿Ｋ状態の測定用のテスト信号を、リピート信号としてバスＢＳ２に出力する。
【００７１】
このようにすれば、図１０の転送経路ＴＲ２での転送処理を行うことでＵＳＢの信号の信号特性の劣化を改善しながら、ＵＳＢの認証テスト用のテストモードにも対応できるようになる。例えば図１のシステムの認証テストの際に、ホストであるメインコントローラー２００が、Ｔｅｓｔ＿Ｊ、Ｔｅｓｔ＿Ｋなどのテストモードにおいて、ＤＣレベル測定用のテスト信号を出力する場合がある。例えばメインコントローラー２００は、Ｔｅｓｔ＿Ｊのテストモードでは、ＤＰ＝４００ｍＶ、ＤＭ＝０ｍＶのテスト信号をバスＢＳ１に出力する。またＴｅｓｔ＿Ｋのテストモードでは、ＤＰ＝０ｍＶ、ＤＭ＝４００ｍＶのテスト信号をバスＢＳ１に出力する。この場合に、このようなテスト信号が出力されたことを回路装置１０が認識できないと、認証テストをパスすることができなくなってしまう。この点、本実施形態によれば、テスト信号検出回路９５が、Ｔｅｓｔ＿Ｊ、Ｔｅｓｔ＿Ｋなどのテストモード用のテスト信号がバスＢＳ１に出力されたことを検出する。そしてテスト信号の出力が検出された場合には、テスト信号出力回路９８が、バスＢＳ１に接続されるメインコントローラー２００（ホスト）に代わって、テスト信号のリピート信号をバスＢＳ２に出力する。例えばＴｅｓｔ＿Ｊのテスト信号がバスＢＳ１において検出された場合には、テスト信号出力回路９８は、ＤＰ＝４００ｍＶ、ＤＭ＝０ｍＶのテスト信号をバスＢＳ２に出力する。またＴｅｓｔ＿Ｋのテスト信号がバスＢＳ１において検出された場合には、テスト信号出力回路９８は、ＤＰ＝０ｍＶ、ＤＭ＝４００ｍＶのテスト信号をバスＢＳ２に出力する。こうすることで、本実施形態のような回路装置１０を、メインコントローラー２００とＵＳＢレセプタクル２２６との間に設けた場合にも、ＵＳＢの認証テストに適正に対応できるようになる。
【００７２】
図６に回路装置１０の第２の構成例の詳細例を示す。図６では回路装置１０はバスモニター回路３０を含む。またアップストリームポート検出回路９１、９２、テスト信号検出回路９５、９６、テスト信号出力回路９７、９８が更に設けられている。例えば物理層回路１１にアップストリームポート検出回路９１とテスト信号出力回路９７が設けられ、物理層回路１２にアップストリームポート検出回路９２とテスト信号出力回路９８が設けられている。またバスモニター回路３０にテスト信号検出回路９５、９６が設けられている。なおアップストリームポート検出回路９１、９２、テスト信号検出回路９５、９６、テスト信号出力回路９７、９８が設けられる場所はこれに限定されず、種々の変形実施が可能である。また図３、図４、図５で説明した回路部分については詳細な説明を省略する。
【００７３】
図６の回路装置１０は、バスＢＳ２にテスト信号（第２のテスト信号）が出力されたか否かを検出するテスト信号検出回路９６（第２のテスト信号検出回路）を含む。また回路装置１０は、バスＢＳ２にテスト信号が出力されたことがテスト信号検出回路９６により検出されたときに、テスト信号のリピート信号をバスＢＳ１に出力するテスト信号出力回路９７（第２のテスト信号出力回路）を含む。
【００７４】
このようにすれば、例えばバスＢＳ２がアップストリーム側のバスであるときに、テスト信号検出回路９６が、バスＢＳ２にテスト信号が出力されたか否かを検出できるようになる。そしてバスＢＳ２にテスト信号が出力された場合には、テスト信号出力回路９７が、当該テスト信号のリピート信号をバスＢＳ１に出力する。こうすることで、バスＢＳ２がアップストリーム側であった場合にも、ＵＳＢの認証テストに適切に対応することが可能になる。即ち、バスＢＳ１がアップストリーム側である場合には、バスＢＳ１側のテスト信号検出回路９５が、バスＢＳ１に出力されたテスト信号を検出し、バスＢＳ２側のテスト信号出力回路９８が、テスト信号のリピート信号をバスＢＳ２に出力する。一方、バスＢＳ２がアップストリーム側である場合には、バスＢＳ２側のテスト信号検出回路９６が、バスＢＳ２に出力されたテスト信号を検出し、バスＢＳ１側のテスト信号出力回路９７が、テスト信号のリピート信号をバスＢＳ１に出力する。このようにすれば、バスＢＳ１がアップストリーム側になり、バスＢＳ２がダウンストリーム側になった場合と、バスＢＳ２がアップストリーム側になり、バスＢＳ１がダウンストリーム側になった場合の両方において、ＵＳＢの認証テストに対して適切に対応できるようになる。
【００７５】
また図６では、回路装置１０に動作設定回路３１が設けられる。例えばバスモニター回路３０に動作設定回路３１が設けられる。また物理層回路１１は、バスＢＳ１がアップストリーム側のバスであるか否かを検出するアップストリームポート検出回路９１を含み、物理層回路１２は、バスＢＳ２がアップストリーム側のバスであるか否かを検出するアップストリームポート検出回路９２を含む。これらのアップストリームポート検出回路９１は、ＳＯＦのパケットを検出することなどで、アップストリーム側のバスか否かを検出する。そして動作設定回路３１は、バスＢＳ１がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、テスト信号検出回路９５を動作イネーブル状態に設定する。これにより、バスＢＳ１にテスト信号が出力された場合に、動作イネーブル状態に設定されたテスト信号検出回路９５を用いて、テスト信号を適切に検出できるようになる。そしてこのテスト信号に対応するリピート信号を、テスト信号出力回路９８によりバスＢＳ２に出力できるようになる。一方、動作設定回路３１は、バスＢＳ２がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、テスト信号検出回路９６を動作イネーブル状態に設定する。これにより、バスＢＳ２にテスト信号が出力された場合に、動作イネーブル状態に設定されたテスト信号検出回路９６を用いて、テスト信号を適切に検出できるようになる。そしてこのテスト信号に対応するリピート信号を、テスト信号出力回路９７によりバスＢＳ１に出力できるようになる。なお、動作設定回路３１は、バスＢＳ１がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、ダウンストリーム側のテスト信号検出回路９６を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定してもよい。またバスＢＳ２がアップストリーム側のバスであると判断されたときは、ダウンストリーム側のテスト信号検出回路９５を動作ディスエーブル状態又は省電力状態に設定してもよい。動作イネーブル状態は、テスト信号検出回路９５、９６のテスト信号の検出動作が有効（可能）になる状態であり、動作ディスエーブル状態は、テスト信号の検出動作が無効（不能）になる状態である。省電力状態は、テスト信号の検出を通常に行う通常状態に比べて、消費電力が少なくなる状態である。
【００７６】
またテスト信号検出回路９５は、バスＢＳ１の信号をサンプリングする。そして所与の期間（例えば１フレーム以上の期間）にわたって、テスト信号に対応する信号レベル（例えばＴｅｓｔ＿Ｊ、Ｔｅｓｔ＿Ｋの信号レベル）が継続（連続）してサンプリングされたときに、テスト信号が検出されたと判断する。同様にテスト信号検出回路９６は、バスＢＳ２の信号をサンプリングし、所与の期間にわたって、テスト信号に対応する信号レベルが継続してサンプリングされたときに、テスト信号が検出されたと判断する。このようにすれば、バスＢＳ１、ＢＳ２の信号（信号レベル）をサンプリングしてモニターすることで、バスＢＳ１、ＢＳ２に対してテスト信号が出力されたか否かを検出できるようになる。そして、所与の期間にわたって、テスト信号に対応する信号レベルが継続してサンプリングされたことを条件に、テスト信号が出力されたと判断されるため、テスト信号が出力されていないのに、テスト信号が出力されたと誤判定されてしまう事態を防止できる。
【００７７】
４．回路装置の詳細
次に本実施形態の回路装置１０の詳細について説明する。図７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７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（ホスト）の役割になり、メインコントローラー２００がスレーブ（デバイス）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。
【００７８】
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１２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）との間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２６０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。
【００７９】
図８は回路装置１０の詳細な構成例である。図８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。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３３に示すような多相のクロック信号を生成する。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。
【００８０】
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３３、図３４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）などの所定の信号処理が実現される。
【００８１】
図９、図１０、図１１は本実施形態の回路装置１０の動作説明図である。図９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の間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。一方、図１０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、ＢＳ２の間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、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などの所定の信号処理が行われて、信号品質の改善が実現される。
【００８２】
図１１は、図７の構成例での回路装置１０の動作説明図である。図１１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、ＢＳ２の間の接続をオンにする。例えばバスＢＳ３、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９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１０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。
【００８３】
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の間の接続のオン、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１０の転送経路ＴＲ２でのパケットのビットの再同期化処理などの所定の信号処理により、信号特性の劣化を改善できるようになる。
【００８４】
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。
【００８５】
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の間の接続のオン、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９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１０に示すように、バスＢＳ１、ＢＳ２の間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。
【００８６】
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。
【００８７】
また信号特性の劣化を改善する回路装置として、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１０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。
【００８８】
また図９〜図１１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、ホスト（マスター）の役割とデバイス（スレーブ）の役割を交換できるものであってもよい。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、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がホストになった場合には、ＵＳＢ−ＨＵＢのダウンストリームポートに、ホスト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。
【００８９】
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９〜図１１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、ホスト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。例えばホストやデバイス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の役割がホスト又はデバイスに決定した後に、期間Ｔ２において図１０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。
【００９０】
次に本実施形態の詳細な動作例について説明する。図１２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１２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。
【００９１】
図１２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１１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１０の転送経路ＴＲ２での転送処理のオフ、オンを示している。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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）。
【００９５】
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１２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１１において、ＢＣスイッチがオンになることで、バスＢＳ３、ＢＳ２の間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、ＢＳ２の間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。
【００９６】
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、ＢＳ２の間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、ＢＳ２の間の接続がオフになる。これにより図９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１０の転送経路ＴＲ２での転送処理はオフになっている。
【００９７】
そして本実施形態では、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続のオン、オフの切替タイミング（期間Ｔ１、Ｔ２の切替タイミング）が、図１２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、ＢＳ２の間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、ＢＳ２の間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、ＢＳ２の間の接続がオンからオフに切り替わり、図１０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。
【００９８】
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、ＢＳ２の間の接続がオンになる。そして図９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、ＢＳ２の間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１０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１２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。
【００９９】
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、ＢＳ２の間の接続をオンからオフに切り替え、処理回路２０が図１０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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、ＢＳ２の間の接続をオンからオフに切り替え、処理回路２０が図１０の転送経路ＴＲ２での転送処理を開始してもよい。
【０１０３】
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。
【０１０４】
このように図１２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１２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。
【０１０５】
以上のように本実施形態では、図１２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。
【０１０６】
また図１２の期間Ｂ１に示すような図１１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１１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。
【０１０７】
図１３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。
【０１０８】
図１３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。即ちホストにより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、ＢＳ２の間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。
【０１０９】
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１３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。
【０１１０】
図１４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。
【０１１１】
図１４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。即ちホストにより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、ＢＳ２の間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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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１４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、ホストにより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、ＢＳ２の間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。
【０１１４】
５．第１の構成例の動作の詳細
次に図３、図４の第１の構成例の動作の詳細について、図１５、図１６等を用いて説明する。本実施形態では図１２のＢ５の範囲内のタイミングで、バススイッチ回路４０を介した転送経路ＴＲ１（図９）から、処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２（図１０）に切り替えて、ＨＳモードの通信を行っている。また図１３のＣ１に示すタイミングで、処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２から、バススイッチ回路４０を介した転送経路ＴＲ１に切り替えている。そしてホスト、デバイスがバスＢＳ１、ＢＳ２に接続された状態であれば、このようなタイミングでの転送経路の切替で問題なく動作が行われるが、デバイスが抜き取られて切断状態となった場合には問題が生じる。
【０１１５】
例えば図１２のデバイスチャープの実行中（ｔ４〜ｔ５）にデバイスが切断されると、デバイスチャープの長さが所望の時間（１ｍｓ）を満たさなくなるため、ホストはデバイスの切断を検出できる。またホストチャープの実行中（ｔ６〜ｔ８）にデバイスが切断されると、ホストチャープの信号レベルが所望の信号レベル（４００ｍＶ）にならないため、ホストはデバイスの切断を検出できる。一方、チャープの終了後（ｔ８の後）にデバイスが切断されると、ホストはデバイスの切断を検出することができない。なぜなら、チャープ終了後は、ホストと処理回路２０との間でＨＳ接続が確立しているため、バスＢＳ２で生じたデバイス切断による波形変化がバスＢＳ１側で生じないため、ホストはデバイスの切断を検出することができない。
【０１１６】
また３ｍｓ以上のＳＥ０状態が検出された後（ｔ１３の後）において、更にＳＥ０状態が検出され、デバイスチャープが検出できなければ、ホストはデバイス切断を検出できる。
【０１１７】
このように、処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２に切り替わった後において、ＨＳモードの通信が行われると、ホストと処理回路２０との間でＨＳ接続が確立しており、ＨＳパケットの波形に変化が生じないため、デバイスが切断されても、ホストはそれを検出することができない。ホストがデバイスに対して何らかのコマンドを発行して、デバイスが無応答であればデバイス切断とみなすという手法も考えられるが、この手法では、切断検出用のコマンドを定期的に発行しなければならず、ホストのソフトウェア制御が複雑になってしまう。
【０１１８】
そこで本実施形態では、ＨＳモードの通信時にデバイスが切断された場合、ホストがそのデバイス切断を検出できるようにしている。具体的には図１５に示すように、バスＢＳ１に接続されている物理層回路１１に、アップストリームポート検出回路９１と切断検出回路９３を設ける。またバスＢＳ２に接続されている物理層回路１２に、アップストリームポート検出回路９２と切断検出回路９４を設ける。アップストリームポート検出回路９１、９２は、バスモニター回路３０から出力されるＨＳモード信号（ＨＳモードへの切替信号）により動作イネーブル状態（有効）になる。即ちＦＳモードからＨＳモードに切り替わると動作イネーブル状態になる。そしてアップストリームポート検出回路９１、９２は、バスＢＳ１、ＢＳ２から入力されるＨＳパケットのＰＩＤを逐一解析し、アップストリームポート検出回路９１、９２のいずれか一方が、ホストが送出したＳＯＦ（ＳＯＦのパケット）を検出する。そしてアップストリームポート検出回路９１、９２は、ＳＯＦの検出信号ＳＤＥＴ１、ＳＤＥＴ２を用いて、ＳＯＦの検出結果をバスモニター回路３０に通知する。これにより、バスモニター回路３０は、ホストが接続されているアップストリーム側のバスが、バスＢＳ１、ＢＳ２のどちらのバスであるかを認識する。
【０１１９】
バスモニター回路３０は、ＳＯＦの検出信号ＳＤＥＴ１、ＳＤＥＴ２を、クロック同期された動作イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２（有効信号）として出力する。動作イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２は、切断検出回路９３、９４に入力される。この場合に、ＳＯＦが検出されていないダウンストリーム側の切断検出回路（ホストが接続されていない側の切断検出回路）が動作イネーブル状態になる。
【０１２０】
切断検出回路９３、９４は、動作イネーブル状態になると、処理回路２０を介してバスＢＳ１、ＢＳ２に出力されるＳＯＦのリピート波形のＥＯＰの信号振幅を検定する。そしてＥＯＰの信号振幅が６２５ｍＶを超えると、デバイスが切断されたと判断し、切断検出信号ＤＤＥＴ１、ＤＤＥＴ２を用いてバスモニター回路３０に通知する。なお切断検出の判断の際に使用する信号振幅のしきい値は、５２５ｍＶ〜６２５ｍＶの範囲内で設定可能である。バスモニター回路３０は、切断検出信号ＤＤＥＴ１、ＤＤＥＴ２によりデバイス切断が通知された場合は、動作モードをＨＳモードからＦＳモードに設定して、処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２からバススイッチ回路４０を介した転送経路ＴＲ１に切り替える。
【０１２１】
図１６は第１の構成例の動作を詳細に説明する信号波形例である。ここではバスＢＳ１にホストが接続され、バスＢＳ２にデバイスが接続されており、ＨＳモードの通信が行われているものとする。なお、前述したようにバスＢＳ２にホストが接続され、バスＢＳ１にデバイスを接続される接続態様も可能である。
【０１２２】
ＨＳモードでは１２５μｓ毎に、フレームの先頭を示すＳＯＦのパケットがホストから送出される。このＳＯＦのパケットは他のトークンパケットとは異なり、ホストからＦｒａｍｅＮｕｍｂｅｒを示すために用いられ、デバイスはこれに応じる必要はない。また他のパケットとは異なりＳＯＦのパケットのＥＯＰは４０ｂｉｔ分の長さを持つ。
【０１２３】
図１６のＪ１に示すように、ホストが送出するＨＳパケットは、バスＢＳ１から入力されて、処理回路２０を介してバスＢＳ２にリピート出力される。このホストからのＨＳパケットに応じてデバイスが送出するＨＳパケットは、バスＢＳ２から入力されて、処理回路２０を介してバスＢＳ１にリピート出力される。ＨＳ動作時は、バスモニター回路３０からのＨＳモード信号により、アップストリームポート検出回路９１、９２が動作イネーブル状態になっており、アップストリームポート検出回路９１、９２は、各々、バスＢＳ１、ＢＳ２からのＨＳパケットのＰＩＤを逐一解析する。図１６では、アップストリームポート検出回路９１が、ホストから送出されるＳＯＦ１を受信したため、Ｊ２に示すように、ＳＯＦの検出信号ＳＤＥＴ１＝Ｈレベルを出力している。一方、アップストリームポート検出回路９２はＳＯＦを受信していないため、検出信号ＳＤＥＴ２＝Ｌレベルを出力している。
【０１２４】
バスモニター回路３０は、入力された検出信号ＳＤＥＴ１＝Ｈレベルと検出信号ＳＤＥＴ２＝Ｌレベルとから、ホストが接続されているアップストリーム側のバスは、バスＢＳ１であると認識する。そして、検出信号ＳＤＥＴ１、ＳＤＥＴ２をクロック同期して、Ｊ３に示すように、動作イネーブル信号ＥＮＢ１＝Ｌレベル、ＥＮＢ２＝Ｈレベルを出力する。動作イネーブル信号ＥＮＢ１＝Ｌレベル、ＥＮＢ２＝Ｈレベルは、各々、切断検出回路９３、９４に入力される。これによりダウンストリーム側の切断検出回路９４が動作イネーブル状態になり、アップストリーム側の切断検出回路９３は動作ディスエーブル状態になる。動作イネーブル状態になった切断検出回路９４は、バスＢＳ２にリピート出力されるＳＯＦのＥＯＰの信号振幅を検知し続けるが、図１６のＳＯＦ１〜ＳＯＦ３を転送する期間では、デバイスが接続された状態であるため、切断検出信号ＤＤＥＴ２＝Ｌレベルを出力する。そして、Ｊ４に示すように、デバイスが切断された後のＳＯＦ４を転送する期間以降では、デバイスのＨＳターミネーションが失われて、ＥＯＰの信号振幅レベルが増大し、６２５ｍＶを超えるため、Ｊ５に示すように、切断検出信号ＤＤＥＴ２＝Ｈレベルを出力する。
【０１２５】
バスモニター回路３０は、入力された切断検出信号ＤＤＥＴ１＝Ｌレベル、ＤＤＥＴ２＝Ｈレベルから、ダウンストリーム側のバスＢＳ２でデバイスが切断されたことを認識する。そしてＪ６に示すように、動作モードをＨＳモードからＦＳモードにして、処理回路２０の転送経路ＴＲ２からバススイッチ回路４０の転送経路ＴＲ１に切り替える。そのため、ＳＯＦ５を転送する期間以降のＨＳパケットは、Ｊ７に示すように、バススイッチ回路４０を経由してバスＢＳ１からバスＢＳ２に送られる。これによりＳＯＦ５以降は、ＥＯＰの信号振幅レベルが増大した波形が、ホストのＵＳＢバス（ＤＰ／ＤＭ）に直接伝わる。従って、ホストは、内蔵する切断検出回路を用いて、ＳＯＦ５を転送する期間以降のＥＯＰの信号振幅レベルを検知することで、デバイスが切断されたことを認識できるようになる。
【０１２６】
以上のように本実施形態によれば、ＨＳモードの通信時にデバイスが切断された場合に、デバイスのＨＳターミネーションが失われて信号振幅が増大したＳＯＦの波形を、直接にホストが検出することができ、ホストは、デバイスが切断されたことを容易に判定することが可能になる。
【０１２７】
６．第２の構成例の動作の詳細
次に図５、図６の第２の構成例の動作の詳細について、図１７、図１８等を用いて説明する。本実施形態の回路装置１０では、ＨＳモードにおける転送経路は処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２である。この回路装置１０においては、バスＢＳ１及びバスＢＳ２の一方から入力されたＨＳのパケットを、処理回路２０の内部で一旦受信し、受信したデータを内部で同期化して、バスＢＳ１及びバスＢＳ２の他方に出力するという動作を行っている。これにより、劣化した信号に含まれるジッタの除去や波形改善を行い、特性の優れたＨＳ波形を提供することが可能となる。
【０１２８】
そしてホスト及びデバイスとの間で一般的なＨＳパケットが送受信される通常使用時においては、このような処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２での転送により、問題なく動作する。しかしながら、ＵＳＢの規格（ＵＳＢ２．０）では、ＨＳモードのＵＳＢ認証テスト用にテストモードが設けられており、これらのテストモードの中には、対応することができないテストモードがあることが判明した。
【０１２９】
例えばＴｅｓｔ＿Ｐａｃｋｅｔのテストモードは対応可能である。このテストモードは、ＨＳ送信波形の品質判定のために、アイパターン測定に用いられる。回路装置１０を組み込んだシステム構成においては、ホストから入力したＴｅｓｔＰａｃｋｅｔをリピート出力し、ダウンストリーム側で波形観測することが考えられる。本実施形態の回路装置１０では、ＴｅｓｔＰａｃｋｅｔは、通常のＨＳパケットと同様に受信して同期化し、ダウンストリーム側に出力することが可能であるため、問題なく対応することができる。
【０１３０】
Ｔｅｓｔ＿ＳＥ０＿ＮＡＫのテストモードも対応可能である。このテストモードは、ＨＳ動作時のＳＥ０状態のＤＣレベル測定に用いられる。回路装置１０を組み込んだシステム構成においては、ホストから入力したＳＥ０をリピート出力し、ダウンストリーム側でＤＣレベル測定することが考えられる。本実施形態の回路装置１０では、ＳＥ０状態（ＤＰ＝０ｍＶ、ＤＭ＝０ｍＶ）は、バスアクティビティーがない状態であるため、処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２ではなく、バススイッチ回路４０を介した転送経路ＴＲ１が選択される。従って、ホスト側のＳＥ０が、そのままダウンストリーム側に送られるため、問題なく対応することができる。
【０１３１】
Ｔｅｓｔ＿Ｊのテストモードは対応不可である。このテストモードは、ＨＳ動作時のＴｅｓｔ＿Ｊ状態のＤＣレベル測定に用いられる。回路装置１０を組み込んだシステム構成においては、ホストから入力したＴｅｓｔ＿Ｊをリピート出力し、ダウンストリーム側でＤＣレベル測定することが考えられる。本実施形態の回路装置１０では、Ｔｅｓｔ＿Ｊ状態（ＤＰ＝４００ｍＶ、ＤＭ＝０ｍＶ）は、バスアクティビティーがある状態であるため、処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２が選択される。しかし、処理回路２０を介して送受信することができるのは、ＨＳパケットであり、ＤＣ的な信号であるＴｅｓｔ＿Ｊは通過できないため、対応することができない。
【０１３２】
Ｔｅｓｔ＿Ｋのテストモードも対応不可である。このテストモードは、ＨＳ動作時のＴｅｓｔ＿Ｋ状態のＤＣレベル測定に用いられる。回路装置１０を組み込んだシステム構成においては、ホストから入力したＴｅｓｔ＿Ｋをリピート出力し、ダウンストリーム側でＤＣレベル測定することが考えられる。本実施形態の回路装置１０では、Ｔｅｓｔ＿Ｋ状態（ＤＰ＝０ｍＶ、ＤＭ＝４００ｍＶ）は、バスアクティビティーがある状態であるため、処理回路２０を介した転送経路ＴＲ２が選択される。しかし、処理回路２０を介して送受信することができるのは、ＨＳパケットであり、ＤＣ的な信号であるＴｅｓｔ＿Ｋは通過できないため、対応することができない。
【０１３３】
このように、ＤＣ的な信号であるＴｅｓｔ＿Ｊ、Ｔｅｓｔ＿Ｋを受信しても、それを通過するができないため、回路装置１０を組み込んだシステム機器では、ＵＳＢの認証テストの項目を満足することができないという課題がある。そこで本実施形態では、ＨＳモードの通信時に、ＤＣ的な信号であるＴｅｓｔ＿Ｊ、Ｔｅｓｔ＿Ｋがホストから入力された場合に、これを検出してデバイスに出力できるようにしている。
【０１３４】
具体的には図１７に示すように、バスＢＳ１に接続される物理層回路１１に、アップストリームポート検出回路９１とテスト信号出力回路９７を設ける。またバスＢＳ２に接続される物理層回路１２に、アップストリームポート検出回路９２とテスト信号出力回路９８を設ける。またバスモニター回路３０に、テスト信号検出回路９５、９６とタイマー９９を設ける。アップストリームポート検出回路９１、９２はバスモニター回路３０から出力されるＨＳモード信号で有効になる。そしてアップストリームポート検出回路９１、９２は、バスＢＳ１、ＢＳ２から入力されるＨＳパケットのＰＩＤを逐一解析し、いずれか一方が、ホストが送出したＳＯＦを検出する。アップストリームポート検出回路９１、９２は、検出信号ＳＤＥＴ１、ＳＤＥＴ２により、ＳＯＦの検出結果をバスモニター回路３０に通知する。これにより、バスモニター回路３０は、ホストが接続されているアップストリーム側のバスが、バスＢＳ１、ＢＳ２のどちらのバスであるかを認識する。
【０１３５】
検出信号ＳＤＥＴ１、ＳＤＥＴ２は、バスモニター回路３０のテスト信号検出回路９５、９６に入力される。そしてテスト信号検出回路９５、９６のうち、ホストが接続されているアップストリーム側のテスト信号検出回路が動作イネーブル状態になる。ここで、テスト信号検出回路９５をアップストリーム側のテスト信号検出回路として説明する。テスト信号検出回路９５は、動作イネーブル状態になると、バスＢＳ１から入力されるＨＳ信号を、タイマー９９から得られるサンプリングクロックを用いて検出し続ける。そしてテスト信号検出回路９５は、Ｔｅｓｔ＿Ｊ又はＴｅｓｔ＿Ｋを検出したら、ダウンストリーム側のテスト信号出力回路９８に対して、Ｔｅｓｔ＿Ｊの検出信号ＴＪＤＥＴ１、或いはＴｅｓｔ＿Ｋの検出信号ＴＫＤＥＴ１を出力する。テスト信号出力回路９８は、Ｔｅｓｔ＿Ｊの検出信号ＴＪＤＥＴ１又はＴｅｓｔ＿Ｋの検出信号ＴＫＤＥＴ１が入力されたら、バスＢＳ２に対してＴｅｓｔ＿Ｊの出力又はＴｅｓｔ＿Ｋの出力を行う。
【０１３６】
図１８は第２の構成例の動作を詳細に説明する信号波形例である。ここではバスＢＳ１にホストが接続され、バスＢＳ２にデバイスが接続されており、ＨＳモードの通信が行われているものとする。
【０１３７】
ＨＳモードでは、フレームの先頭を示すＳＯＦのパケットが１２５ｕｓ毎にホストから送出される。図１８のＫ１に示すように、ホストが送出するＨＳパケットは、バスＢＳ１から入力されて、処理回路２０を介してバスＢＳ２にリピート出力される。このホストからのＨＳパケットに応じてデバイスが送出するＨＳパケットは、バスＢＳ２から入力されて、処理回路２０を介してバスＢＳ１にリピート出力される。ＨＳ動作時は、バスモニター回路３０からのＨＳモード信号により、アップストリームポート検出回路９１、９２が動作イネーブル状態になっており、アップストリームポート検出回路９１、９２は、各々、バスＢＳ１、ＢＳ２からのＨＳパケットのＰＩＤを逐一解析する。図１８では、アップストリームポート検出回路９１が、ホストから送出されるＳＯＦ１を受信したため、Ｋ２に示すように、アップストリームポート検出回路９１が検出信号ＳＤＥＴ１＝Ｈレベルを出力し、アップストリームポート検出回路９２が検出信号ＳＤＥＴ２＝Ｌレベルを出力する。
【０１３８】
バスモニター回路３０は、入力された検出信号ＳＤＥＴ１＝ＨレベルとＳＤＥＴ２＝Ｌレベルとから、ホストが接続されているアップストリーム側のバスは、バスＢＳ１であると認識する。また検出信号ＳＤＥＴ１、ＳＤＥＴ２は、テスト信号検出回路９５、９６に入力され、アップストリーム側のテスト信号検出回路９５が動作イネーブル状態に設定され、ダウンストリーム側のテスト信号検出回路９６が動作ディスエーブル状態に設定される。動作イネーブル状態に設定されたテスト信号検出回路９５は、バスＢＳ１から入力されるアップストリームポートのＨＳ信号を、タイマー９９から得られるサンプリングクロックＳＭＣＫでサンプリングし続ける。具体的にはＨＳ＿Ｊ又はＨＳ＿Ｋが、１フレーム（１２５ｕｓ）を超える期間の間、サンプリングされ続けたら、Ｔｅｓｔ＿Ｊ又はＴｅｓｔ＿Ｋを検出したと判断する。図１８の例では、ＳＯＦ２の後に、Ｋ３に示すように、ホストからＴｅｓｔ＿Ｊが送出されている。テスト信号検出回路９５は、送出されたＴｅｓｔ＿ＪをサンプリングクロックＳＭＣＫによりサンプリングし続け、Ｋ４に示すように、１フレーム以上、Ｔｅｓｔ＿Ｊが継続した場合に、Ｋ５に示すように、Ｔｅｓｔ＿Ｊの検出信号ＴＪＤＥＴ１＝Ｈレベルを出力する。そしてホストがＴｅｓｔ＿Ｊの送出を開始すると、通常のＨＳパケットは停止するため、処理回路２０を介したＨＳパケットのリピート出力は行われなくなる。この状態でダウンストリーム側のテスト信号出力回路９８に、Ｔｅｓｔ＿Ｊの検出信号ＴＪＤＥＴ１＝Ｈレベルが入力されると、Ｋ６に示すように、テスト信号出力回路９８はバスＢＳ２に対してＴｅｓｔ＿Ｊを出力することになる。
【０１３９】
このように本実施形態によれば、ＨＳモードの通信時にホストがＤＣ的なＴｅｓｔ＿Ｊ又はＴｅｓｔ＿Ｋの信号を送出しても、それを検出してダウンストリーム側に出力することが可能になるため、回路装置１０を組み込んだシステム機器はＵＳＢの認証テストに適合することが可能となる。
【０１４０】
７．第３の構成例
図１９に本実施形態の回路装置１０の第３の構成例を示す。第３の構成例の回路装置１０は、物理層回路１１、１２と、処理回路２０と、バススイッチ回路４０と、スイッチ信号生成回路７０を含む。スイッチ信号生成回路７０はチャージポンプ回路８０を含む。なお図３〜図８で説明した回路部分については、詳細な説明を省略する。また第１、第２、第３の構成例の少なくとも２つの構成例の組合わせについても、本実施形態の範囲内に含まれる。
【０１４１】
図１９の回路装置１０はスイッチ信号生成回路７０を含み、スイッチ信号生成回路７０は、バスＢＳ１とバスＢＳ２との間の接続のオン及びオフを制御するスイッチ信号ＳＷＳを生成して、バススイッチ回路４０に供給する。そしてスイッチ信号ＳＷＳにより、図９の期間Ｔ１ではバススイッチ回路４０のスイッチ素子がオンになり、図１０の期間Ｔ２では当該スイッチ素子がオフになる。なおバススイッチ回路４０が複数のスイッチ素子を有する場合には、スイッチ信号生成回路７０は、これらの複数のスイッチ素子をオン又はオフにする複数のスイッチ信号ＳＷＳを供給する。
【０１４２】
そしてスイッチ信号生成回路７０は、クロック信号に基づきチャージポンプ動作を行うチャージポンプ回路８０を有する。チャージポンプ動作は、電荷を遷移させ、入力電圧と、キャパシターに充電された電圧とを重畳させることで出力電圧を得る方式の回路動作である。スイッチ信号生成回路７０は、チャージポンプ回路８０により昇圧された昇圧電源電圧に基づいてスイッチ信号ＳＷＳを生成する。例えばチャージポンプ回路８０は、通常の電源電圧よりも高い電圧の昇圧電源電圧をチャージポンプ動作により生成する。例えばバススイッチ回路４０のスイッチ素子を構成するトランジスターのしきい値電圧をＶｔｈとし、電源電圧をＶＤとした場合に、チャージポンプ回路８０は、ＶＨ＞ＶＤ＋Ｖｔｈとなる昇圧電源電圧ＶＨを生成する。スイッチ信号生成回路７０は、この昇圧電源電圧に基づいてスイッチ信号ＳＷＳを生成する。チャージポンプ回路８０は、スイッチ信号生成回路７０が有する回路（バッファー回路又はレベルシスター等）の電源電圧として、昇圧電源電圧を供給し、これらの回路はこの昇圧電源電圧に基づき動作する。
【０１４３】
このように本実施形態では、バスＢＳ１、ＢＳ２の間を電気的に接続又は非接続にするバススイッチ回路４０を設けている。そしてスイッチ信号生成回路７０は、チャージポンプ回路８０により昇圧された昇圧電源電圧に基づいてスイッチ信号ＳＷＳを生成して、バススイッチ回路４０に供給している。このように昇圧電源電圧に基づくスイッチ信号ＳＷＳを用いれば、バススイッチ回路４０のスイッチ素子を適切にオン又はオフにすることが可能になり、例えば図９の期間Ｔ１の転送経路ＴＲ１での信号の適切なやり取りが可能になる。即ちスイッチ素子を構成するトランジスターのゲートに、昇圧電源電圧に基づくスイッチ信号ＳＷＳを供給することで、当該トランジスターを適切なオン状態にすることが可能になる。例えば前述のように昇圧電源電圧をＶＨ＞ＶＤ＋Ｖｔｈとすることで、スイッチ素子を通過する電圧範囲に制限ができるのを防止できる。またトランジスターのオン抵抗を十分に小さくすることが可能なる。またスイッチ素子を例えば第１導電型（例えばＮ型）のトランジスターだけで構成することで、当該第１導電型トランジスターのドレイン容量等に起因する寄生容量を低減することが可能になり、図１０の期間Ｔ２での通信品質の劣化を抑制できるようになる。
【０１４４】
また本実施形態ではチャージポンプ回路８０は、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオンであるときにチャージポンプ動作を行うと共に、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフであるときにもチャージポンプ動作を行う。ここでチャージポンプ動作は、連続的な動作だけではなく、間欠的な動作であってもよい。
【０１４５】
例えば図９の期間Ｔ１において、チャージポンプ回路８０がチャージポンプ動作を行い、チャージポンプ回路８０の昇圧電源電圧に基づくスイッチ信号ＳＷＳがバススイッチ回路４０のスイッチ素子に供給され、当該スイッチ信号ＳＷＳによりバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオンになる。スイッチ素子がＮ型トランジスターである場合にはハイレベル（アクティブ）のスイッチ信号ＳＷＳがＮ型トランジスターのゲートに供給されてＮ型トランジスターがオンになる。一方、図１０の期間Ｔ２のようにバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフであるときにも、チャージポンプ回路８０がチャージポンプ動作を行い、チャージポンプ回路８０の昇圧電源電圧に基づくスイッチ信号ＳＷＳがバススイッチ回路４０のスイッチ素子に供給される。スイッチ素子がＮ型トランジスターである場合にはローレベル（非アクティブ）のスイッチ信号ＳＷＳがＮ型トランジスターのゲートに供給される。
【０１４６】
このように期間Ｔ２においてもチャージポンプ回路８０がチャージポンプ動作を行うようにすれば、期間Ｔ２から期間Ｔ１に切り替わった場合にも、適切な電圧レベルのスイッチ信号ＳＷＳをバススイッチ回路４０のスイッチ素子に供給できるようになる。即ち、期間Ｔ２においてチャージポンプ動作をオフにしてしまうと、期間Ｔ２から期間Ｔ１の切り替わり時にチャージポンプ動作をオフからオンに切り替えた場合に、チャージポンプ動作による昇圧電圧は直ぐには立ち上がらないため、バススイッチ回路４０のスイッチ素子を適切にオフできないおそれがある。スイッチ素子がＮ型トランジスターである場合には、スイッチ信号ＳＷＳをハイレベルの昇圧電圧に立ち上げるのに時間を要してしまい、期間Ｔ１においてＮ型トランジスターを適切にオンできなくなってしまう。
【０１４７】
この点、本実施形態では、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフである期間Ｔ２においても、チャージポンプ回路８０がチャージポンプ動作を行うため、期間Ｔ２から期間Ｔ１に切り替わった際に、適切な昇圧電源電圧のレベルとなるスイッチ信号ＳＷＳを、バススイッチ回路４０のスイッチ素子に供給できるようになる。
【０１４８】
またチャージポンプ回路８０は、図９の期間Ｔ１において、周波数ｆ１（第１の周波数）のクロック信号ＣＫに基づきチャージポンプ動作を行い、図１０の期間Ｔ２において、周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２（第２の周波数）のクロック信号ＣＫに基づきチャージポンプ動作を行う。
【０１４９】
例えば期間Ｔ１においては、チャージポンプ回路８０が、高い周波数ｆ１のクロック信号ＣＫに基づきチャージポンプ動作を行うことで、適切に昇圧された昇圧電源電圧に基づくスイッチ信号ＳＷＳをバススイッチ回路４０に供給できる。一方、期間Ｔ２においては、チャージポンプ回路８０が、遅い周波数ｆ２のクロック信号ＣＫに基づきチャージポンプ動作を行うことで、チャージポンプ動作に起因するスイッチノイズを低減でき、チャージポンプ回路８０がノイズ源となり期間Ｔ２での通信（ＨＳモード）の特性が劣化するのを抑制できる。例えば期間Ｔ２においては、バススイッチ回路４０のスイッチ素子をオフできればよいため、周波数ｆ２が低いことが原因で昇圧電源電圧のレベルが低下するのはある程度許容される。例えばスイッチ素子がＮ型トランジスターである場合には、期間Ｔ１においては、適切に昇圧されたハイレベルのスイッチ信号ＳＷＳをＮ型トランジスターに供給して、Ｎ型トランジスターをオンにする必要がある。これに対して期間Ｔ２においては、スイッチ信号ＳＷＳの電圧レベルはローレベルになるため、周波数ｆ２が低くなることで昇圧電源電圧の電圧レベルが低下しても、それほど大きな悪影響はない。そして周波数ｆ２が低くなることで、チャージポンプ動作に起因するスイッチノイズを低減でき、期間Ｔ２での通信特性が劣化するのを抑制できる。
【０１５０】
またスイッチ信号生成回路７０は、バスアクティビティーがなくなってから所与の期間が経過した後に、クロック信号ＣＫの周波数（クロック周波数）を、周波数ｆ２から周波数ｆ１に変化させる。即ち低い周波数ｆ２から高い周波数ｆ１に変化させる。この所与の期間は、例えば２ｍｓ以上の長さの期間（例えば２ｍｓ以上で３ｍｓ未満の長さの期間）である。バスアクティビティーがなくなるとは、例えばパケットがバス上で転送されていない状態である。例えばＵＳＢでは、バスアクティビティーがなくなってから３ｍｓが経過すると、リセット要求又はサスペンド要求のいずれが行われたかの判定が行われる。このため例えば２ｍｓ程度の期間が経過した場合には、クロック信号ＣＫの周波数を、周波数ｆ２から周波数ｆ１に戻す。即ち、チャージポンプのクロック周波数を高い周波数ｆ１に戻して、適切な昇圧電源電圧が生成されるようにする。これにより、期間Ｔ１において、バススイッチ回路４０のスイッチ素子を適正にオンさせることが可能になり、スイッチ素子を通過する電圧範囲に制限ができてしまう事態の発生を抑制できる。
【０１５１】
図２０は第３の構成例の回路装置１０の詳細な構成例である。図２０では、回路装置１０が、バスモニター回路３０とクロック信号生成回路５０を更に含んでいる。また充電回路２２１用のバスＢＳ３が更に設けられている。充電回路２２１、バスＢＳ３等については図７で説明した通りであるため、詳細な説明は省略する。
【０１５２】
図２０では、バスモニター回路３０は、スイッチ制御のための制御信号をスイッチ信号生成回路７０に出力する。即ちバスモニター回路３０は、期間Ｔ１においてバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続をオンにし、期間Ｔ２においてバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続をオフにすることを指示する制御信号を、スイッチ信号生成回路７０に出力する。スイッチ信号生成回路７０は、バスモニター回路３０からの制御信号（モニター結果）に基づいて、期間Ｔ１において、スイッチ信号ＳＷＳ（スイッチング制御信号）をアクティブ（例えばハイレベル）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からの制御信号に基づいて、期間Ｔ２において、スイッチ信号ＳＷＳを非アクティブ（例えばローレベル）にして、スイッチ素子をオフにする。
【０１５３】
また回路装置１０は、チャージポンプ用のクロック信号ＣＫを生成して、チャージポンプ回路８０に供給するクロック信号生成回路５０を含む。クロック信号生成回路５０は、期間Ｔ２において、バスＢＳ１及びバスＢＳ２により転送されるパケットの信号に基づいて、チャージポンプ用のクロック信号ＣＫを生成する。具体的にはＳＯＦのパケットに基づいてクロック信号ＣＫを生成する。例えばＥＯＰ（End Of Packet）に基づいてクロック信号ＣＫを生成する。またクロック信号生成回路５０は、データパケットの転送期間において、チャージポンプ回路８０に供給するクロック信号ＣＫを停止する。そしてクロック信号ＣＫを停止してから所与の設定期間が経過したときに、クロック信号ＣＫの信号レベルを、第１、第２の電圧レベルの一方の電圧レベルから他方の電圧レベルに変化させる。これらの詳細については後述する。
【０１５４】
図２１にスイッチ信号生成回路７０、バススイッチ回路４０の詳細な構成例を示す。スイッチ信号生成回路７０は、チャージポンプ回路８０とコントロール回路７２を含む。チャージポンプ回路８０は、チャージポンプのイネーブル信号ＥＮＣＰとクロック信号ＣＫが入力され、電源電圧ＶＤ、ＶＳに基づいて昇圧電源電圧ＶＨを生成する。そして生成された昇圧電源電圧ＶＨを、コントロール回路７２の対応する回路に供給する。
【０１５５】
コントロール回路７２は、インバーター回路ＩＶ１〜ＩＶ４、レベルシフター７４、７６、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１、ＮＡ２を含む。ＮＡＮＤ回路ＮＡ１、ＮＡ２、インバーター回路ＩＶ３、ＩＶ４によりバッファー回路が構成されている。
【０１５６】
スイッチ信号生成回路７０には、スイッチ信号生成のイネーブル信号ＥＮＳＷとセレクト信号ＳＥＬが入力される。レベルシフター７４は、イネーブル信号ＥＮＳＷとその反転信号が入力され、チャージポンプ回路８０からの昇圧電源電圧ＶＨに基づいてレベルシフト動作を行い、レベルシフトされたイネーブル信号ＥＮＨを出力する。レベルシフター７６は、セレクト信号ＳＥＬとその反転信号が入力され、チャージポンプ回路８０からの昇圧電源電圧ＶＨに基づいてレベルシフト動作を行い、レベルシフトされたセレクト信号ＳＥＬＨ、ＸＳＥＬＨを出力する。ＸＳＥＬＨはＳＥＬＨの反転信号である。レベルシフター７４、７６の、「Ｉ」、「ＸＩ」は、各々、正転入力端子、反転入力端子を表し、「Ｑ」、「ＸＱ」は、各々、正転出力端子、反転出力端子を表す。
【０１５７】
そしてバッファー回路を構成するＮＡＮＤ回路ＮＡ１、ＮＡ２、インバーター回路ＩＶ３、ＩＶ４は、レベルシフター７４、７６からのイネーブル信号ＥＮＨ、セレクト信号ＳＥＬＨ、ＸＳＥＬＨに基づいて、スイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２（図１９、図２０のスイッチ信号ＳＷＳ）を生成して、バススイッチ回路４０に出力する。
【０１５８】
バススイッチ回路４０は、トランジスターＴＮ１、ＴＮ２、ＴＮ３、ＴＮ４を含む。トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４はバススイッチ回路４０のスイッチ素子を構成する。
【０１５９】
具体的にはトランジスターＴＮ１、ＴＮ２は、図１９、図２０のバスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続をオン又はオフするスイッチ素子に対応する。例えばトランジスターＴＮ１は、バスＢＳ１のＤＰ１の信号線とバスＢＳ２のＤＰ２の信号線の間に設けられる。トランジスターＴＮ２は、バスＢＳ１のＤＭ１の信号線とバスＢＳ２のＤＭ２の信号線の間に設けられる。
【０１６０】
トランジスターＴＮ３、ＴＮ４は、図２０のバスＢＳ２、ＢＳ３の間の接続をオン又はオフするスイッチ素子に対応する。例えばトランジスターＴＮ３は、バスＢＳ２のＤＰ２の信号線とバスＢＳ３のＤＰ３の信号線の間に設けられる。トランジスターＴＮ４は、バスＢＳ２のＤＭ２の信号線とバスＢＳ３のＤＭ３の信号線の間に設けられる。
【０１６１】
そしてイネーブル信号ＥＮＳＷ（ＥＮＨ）がローレベルになると、スイッチ信号の生成動作がディスイネーブルに設定される。この場合には、スイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２がローレベルになることで、Ｎ型のトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４がオフになり、バスＢＳ１とバスＢＳ２の間及びバスＢＳ２とバスＢＳ３の間の接続がオフになる。
【０１６２】
一方、イネーブル信号ＥＮＳＷ（ＥＮＨ）がハイレベルになると、スイッチ信号の生成動作がイネーブルに設定される。この状態で、セレクト信号ＳＥＬがハイレベル（ＶＤレベル）になると、レベルシフト後のセレクト信号ＳＥＬＨがローレベル（ＶＳレベル）になり、セレクト信号ＸＳＥＬＨがハイレベル（ＶＨレベル）になる。これにより、スイッチ信号ＳＷＳ１がハイレベル（ＶＨレベル）になり、スイッチ信号ＳＷＳ２がローレベル（ＶＳレベル）になる。この結果、トランジスターＴＮ１、ＴＮ２がオンになると共にトランジスターＴＮ３、ＴＮ４がオフになり、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオンになり、バスＢＳ２、ＢＳ３の間の接続がオフになる。従って、図９に示すような期間Ｔ１でのメインコントローラー２００とペリフェラルデバイス２６０との間での信号のやり取りが可能になる。
【０１６３】
一方、イネーブル信号ＥＮＳＷがハイレベルになって、スイッチ信号の生成動作がイネーブルに設定された状態で、セレクト信号ＳＥＬがローレベル（ＶＳレベル）になると、レベルシフト後のセレクト信号ＳＥＬＨがハイレベル（ＶＨレベル）になり、セレクト信号ＸＳＥＬＨがローレベル（ＶＳレベル）になる。これにより、スイッチ信号ＳＷＳ１がローレベル（ＶＳレベル）になり、スイッチ信号ＳＷＳ２がハイレベル（ＶＨレベル）になる。この結果、トランジスターＴＮ３、ＴＮ４がオンになると共に、トランジスターＴＮ１、ＴＮ２がオフになり、バスＢＳ２、ＢＳ３の間の接続がオンになり、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフになる。従って、図１１に示すようなペリフェラルデバイス２６０と充電回路２２１との間での信号のやり取りが可能になる。
【０１６４】
また本実施形態ではバススイッチ回路４０は、第１導電型トランジスターにより構成されるスイッチ素子を有している。第１導電型トランジスターは、Ｎ型及びＰ型の一方の導電型のトランジスターである。図２１では、バススイッチ回路４０が有する第１導電型トランジスターは、Ｎ型のトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４になっている。例えばトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４の基板はＶＳの電圧レベルに設定されている。
【０１６５】
例えばバススイッチ回路４０のスイッチ素子のオン抵抗を下げるためには、スイッチ素子をトランスファーゲート（ＣＭＯＳ構造の伝送ゲート）で構成する手法が考えられる。トランスファーゲートではＮ型トランジスターとＰ型トランジスターが並列に接続されるため全体のオン抵抗を下げることができる。
【０１６６】
しかしながら、トランスファーゲートを用いると、Ｎ型トランジスターとＰ型トランジスターが並列に接続される構成になるため、バスＢＳ１、ＢＳ２に付加される寄生容量が大きくなってしまい、図１０の期間Ｔ２でのＨＳモードの通信特性が劣化してしまう。
【０１６７】
この点、図２１では、Ｎ型トランジスターなどの片チャンネルの第１導電型トランジスターだけでバススイッチ回路４０のスイッチ素子が構成されている。従って、バスＢＳ１、ＢＳ２に付加される寄生容量を小さくでき、トランスファーゲートを用いる手法に比べて、図１０の期間Ｔ２でのＨＳモードの通信特性の劣化を低減できる。
【０１６８】
そして本実施形態では、チャージポンプ回路８０からの昇圧電源電圧ＶＨに基づくスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２（ＳＷＳ）を用いて、Ｎ型のトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のオン、オフが制御される。従って、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のゲートに、例えばＶＨ＞Ｖｔｈ＋ＶＤとなる電圧レベルのスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２が入力されるようになるため、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４を通過する電圧範囲に制限ができるのを抑制できる共にトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のオン抵抗を低減できる。なお本実施形態ではスイッチ素子としてトランスファーゲートを用いる変形実施も可能である。
【０１６９】
図２２はチャージポンプ回路８０の動作説明図である。図２２ではチャージポンプ回路８０は、キャパシターＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢを用いてチャージポンプ動作を行う。キャパシターＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢは、回路装置１０に内蔵のキャパシターであることが望ましいが、外付けのキャパシター（コンデンサー）であってもよい。内蔵キャパシターである場合には、キャパシターＣＡ１、ＣＡ２は、例えばＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）のキャパシターなどにより実現できる。キャパシターＣＢは、ゲート容量によるキャパシター、ポリシリコン−ポリシリコンのキャパシター、或いはＭＩＭのキャパシターなどにより実現できる。
【０１７０】
図２２のＨ１では、ＶＤ（高電位側電源電圧）のノードとＶＳ（低電位側電源電圧）のノードの間にキャパシターＣＡ１、ＣＡ２が直列に接続される。またキャパシターＣＢは、一端がＶＨのノードに接続され、他端がＶＳのノードに接続されている。従って、ＶＳ＝０Ｖであり、ＣＡ１、ＣＡ２の容量値が同じであるとすると、ＣＡ１、ＣＡ２の各キャパシターの端子間電圧はＶＤ／２になる。次に、Ｈ２に示すように、ＶＨのノードとＶＤのノードの間に並列にキャパシターＣＡ１、ＣＡ２が接続される。これにより、ＶＨ＝ＶＤ＋ＶＤ／２の昇圧動作が行われるようになる。そしてチャージポンプ動作では、クロック信号ＣＫに基づいて図２２のＨ１の接続状態とＨ２の接続状態が交互に切り替わる。
【０１７１】
図２３はチャージポンプ回路８０の詳細な構成例である。チャージポンプ回路８０は、トランジスターＴＡ１〜ＴＡ３、ＴＢ１〜ＴＢ５、キャパシターＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢを含む。トランジスターＴＡ３はＮ型トランジスターであり、それ以外はＰ型トランジスターである。クロック信号ＡＰ、ＢＰ、ＡＮは、クロック信号ＣＫに対応するチャージポンプ用のクロック信号であり、クロック信号ＣＫに基づき生成される。クロック信号ＡＰ、ＢＰは、互いに排他的にローレベル又はハイレベルになり、例えば互いにノンオーバラップの信号になっている。クロック信号ＡＮはクロック信号ＡＰの反転信号である。またイネーブル信号ＥＮＣＰがローレベル（非アクティブ）になり、トランジスターＴＢ５がオンになると、ＶＨのノードとＶＤのノードが接続され、チャージポンプ回路８０の動作がディスエーブルに設定される。
【０１７２】
キャパシターＣＢは、ＶＨのノードとＶＳのノードの間に設けられ、例えば容量値が可変のキャパシターとなっている。クロック信号ＡＰ、ＡＮがアクティブになると、トランジスターＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３がオンになる。ＡＰは、ローレベルがアクティブのレベルとなる信号であり、ＡＮは、ハイレベルがアクティブのレベルとなる信号である。トランジスターＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３がオンになることで、図２２のＨ１に示す接続状態になる。即ち、ＶＤのノードとＶＳのノードの間にキャパシターＣＡ１、ＣＡ２が直列に接続された状態になる。
【０１７３】
一方、クロック信号ＢＰがアクティブになると、トランジスターＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３、ＴＢ４がオンになる。ＢＰは、ローレベルがアクティブのレベルとなる信号である。トランジスターＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３、ＴＢ４がオンになることで、図２２のＨ２に示す接続状態になる。即ち、ＶＨのノードとＶＤのノードの間にキャパシターＣＡ１、ＣＡ２が並列に接続された状態になる。そしてクロック信号ＣＫに基づいて、クロック信号ＡＰ、ＡＮ、ＢＰがアクティブ又は非アクティブになることで、図２２のＨ１の接続状態とＨ２の接続状態が交互に切り替わり、ＶＤを昇圧した昇圧電源電圧ＶＨ＝ＶＤ＋ＶＤ／２が生成される。例えばＶＤ＝３．０Ｖ〜３．６Ｖであれば、ＶＨ＝４．５Ｖ〜５．４Ｖになり、図２１のバススイッチ回路４０のトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のゲートに対して、ＶＤ＋Ｖｔｈ以上（例えばＶｔｈ＝０．６〜１．０Ｖ）の電圧を印加できるようになる。従って、バスを通過する信号の電圧範囲がＶＳ（＝０Ｖ）〜ＶＤである場合に、ＶＤ＋Ｖｔｈよりも高い昇圧電源電圧ＶＨ＝ＶＤ＋ＶＤ／２を、Ｎ型のトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のゲートに印加して駆動できるため、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４を通過する電圧範囲に制限ができてしまうのを抑制できる。即ち、バスＢＳ１側からＶＳ〜ＶＤの電圧範囲の信号が入力された場合に、バスＢＳ２側にＶＳ〜ＶＤの電圧範囲の信号として出力できるようになる。またバスＢＳ２側からＶＳ〜ＶＤの電圧範囲の信号が入力された場合に、バスＢＳ１側にＶＳ〜ＶＤの電圧範囲の信号として出力できるようになる。
【０１７４】
図２４はＦＳモードからＨＳモードへの切り替え時の第３の構成例の動作を説明する図である。図９に示す期間Ｔ１では、図１２で説明したように、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ＦＳモード（ＬＳモード）での信号転送が行われる。即ち転送経路ＴＲ１において信号ＤＰ、ＤＭを用いたＦＳモードの信号転送が行われる。一方、図１０に示す期間Ｔ２では、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ＨＳモードの信号転送が行われる。即ち転送経路ＴＲ２においてＨＳモードのパケット通信が行われる。
【０１７５】
そして図２４のＥ１ではバスステートがＦＳモードからＨＳモードに切り替わっているが、このＥ１の切り替えタイミングの前の期間Ｔ１では、Ｅ２に示すようにチャージポンプ用のクロック信号ＣＫが周波数ｆ１（第１の周波数）に設定されている。例えば１０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ程度の周波数ｆ１のクロック信号ＣＫに基づいて、図２２、図２３で説明したチャージポンプ回路８０がチャージポンプ動作を行う。このように高い周波数ｆ１でチャージポンプ動作を行うことで、チャージポンプ回路８０が、十分な電源供給能力で、コントロール回路７２のバッファー回路（ＩＶ３、ＩＶ４、ＮＡ１、ＮＡ２）やレベルシフター７４、７６に対して、昇圧電源電圧ＶＨを供給できるようになる。従って、適切に電圧レベルが昇圧されたスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２をバススイッチ回路４０のトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４に供給できる。これにより、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４を通過する電圧範囲に制限ができてしまうのを抑制できると共に、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のオン抵抗を低減できるようになる。例えば期間Ｔ１での信号転送を適正に行うためには、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のオン抵抗を小さくする必要があり、そのためにはトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のゲート幅Ｗを十分に大きくする必要がある（例えばＷ＝１００μｍ〜１０００μｍ）。そしてゲート幅が大きくなると、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４のゲート容量が大きくなるため、コントロール回路７２のバッファー回路（ＩＶ３、ＩＶ４、ＮＡ１、ＮＡ２）に昇圧電源電圧ＶＨを供給するチャージポンプ回路８０の電源供給能力を高める必要がある。図２４のＥ２に示すようにチャージポンプ用のクロック信号ＣＫを高い周波数ｆ１に設定することで、チャージポンプ回路８０の電源供給能力を高めることができる。
【０１７６】
また本実施形態では、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオンになる期間Ｔ１（ＦＳモード）において、Ｅ２に示すようなクロック信号ＣＫを用いてチャージポンプ回路８０にチャージポンプ動作を行わせると共に、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフになる期間Ｔ２（ＨＳモード）においても、Ｅ３に示すようなクロック信号ＣＫを用いてチャージポンプ回路８０にチャージポンプ動作を行わせている。
【０１７７】
即ち、バスＢＳ１、ＢＳ２の間の接続がオフになる期間Ｔ２では、図２１のトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４をオフさせるために、スイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２がローレベルになるため、本来ならばチャージポンプ回路８０による昇圧電源電圧ＶＨの生成は不要である。しかしながら、チャージポンプ回路８０が起動して、適正な昇圧電源電圧ＶＨを供給できるようになるまでには、例えば数十ｍｓ程度というような長い起動時間が必要になる。従って、期間Ｔ２においてチャージポンプ回路８０を完全に停止してしまうと、期間Ｔ２から期間Ｔ１に切り替わった際に、チャージポンプ回路８０の長い起動時間がタイムラグとなって、適正な昇圧電圧レベル（ＶＨ）のスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２をトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４に供給できなくなってしまう。このため、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４を通過する電圧範囲に制限が生じたり、オン抵抗が高くなってしまい、期間Ｔ１（ＦＳモード）での信号転送に不具合が発生してしまう。
【０１７８】
これに対して本実施形態では図２４のＥ３に示すように、期間Ｔ２（ＨＳモード）においても、クロック信号生成回路５０がチャージポンプ用のクロック信号ＣＫをチャージポンプ回路８０に供給して、チャージポンプ回路８０を動作させている。従って、期間Ｔ２から期間Ｔ１に切り替わった際に、適正な昇圧電圧レベルのスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２をトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４に供給することが可能になる。これにより、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４を通過する電圧範囲に制限が生じる事態や、オン抵抗が高くなってしまう事態を防止でき、期間Ｔ１での適正な信号転送を実現できるようになる。
【０１７９】
更に本実施形態ではチャージポンプ回路８０は、期間Ｔ１においては図２４のＥ２に示すように周波数ｆ１のクロック信号ＣＫに基づきチャージポンプ動作を行い、期間Ｔ２においては、Ｅ３に示すように周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２のクロック信号ＣＫに基づきチャージポンプ動作を行う。即ち期間Ｔ２では期間Ｔ１に比べてクロック信号ＣＫの周波数を低くする。例えば図１２においてホストチャープＫ／Ｊ後のＨＳアイドルの期間において、バススイッチ回路４０のスイッチ素子をオンからオフに切り替える場合には、この切り替えタイミングにおいて、クロック信号ＣＫを周波数ｆ１からｆ２に切り替える。
【０１８０】
このようにすればチャージポンプ回路８０のチャージポンプ動作によるスイッチノイズが、期間Ｔ２でのＨＳモードのパケット通信に及ぼす悪影響を低減できるようになる。即ち、ＨＳモードでは小振幅の差動信号を用いてパケット通信が行われるため、期間Ｔ１のような高い周波数ｆ１でチャージポンプ動作が行われると、チャージポンプ動作によるスイッチノイズが原因で通信エラー等の不具合が生じるおそれがある。
【０１８１】
この点、本実施形態では期間Ｔ２においては図２４のＥ３に示すようにクロック信号ＣＫを低い周波数ｆ２に設定している。これによりスイッチノイズが原因で通信エラーの不具合が生じるのを抑制できるようになる。一方、ＦＳ（ＬＳ）の通信が行われる期間Ｔ１では、バススイッチ回路４０のスイッチ素子をオンにするが、スイッチ素子を通過する信号は電圧駆動であるため、チャージポンプ動作のスイッチノイズの影響は少ない。このため、速い周波数ｆ１のクロック信号ＣＫで通常通りにチャージポンプ動作を行わせる。
【０１８２】
例えば本実施形態では、期間Ｔ２において、バスＢＳ１、ＢＳ２により転送されるパケットの信号に基づいて、チャージポンプ用のクロック信号ＣＫを生成する。例えば図２４のＥ４に示すように、ＳＯＦ（Start Of Frame）のパケットに基づいて、クロック信号ＣＫを生成する。具体的にはＳＯＦのＥＯＰ（End Of Packet）に基づいてクロック信号ＣＫを生成する。例えばＵＳＢでは、ＨＳモードのアイドル期間において１２５μｓ毎にＳＯＦのパケットが送出され、ＳＯＦの最後にはＥＯＰが設定される。ＨＳモードでは、ＥＯＰはビットスタッフィング無しの８ビットのＮＲＺの０１１１１１１１で示される。このＳＯＦの例えばＥＯＰによりトグルカウンターを動作させる。例えばトグルカウンターのトグル動作を行わせて、トグル動作のタイミングで、クロック信号ＣＫを第１の電圧レベル（例えばローレベル）から第２の電圧レベル（例えばハイレベル）に変化させたり、第２の電圧レベルから第１の電圧レベルに変化させる。例えば、立ち上がりタイミングや立ち下がりタイミングがＳＯＦ（ＥＯＰ）に同期するようにクロック信号ＣＫを生成する。このようにすることで、期間Ｔ２において、ＳＯＦなどのパケットを有効利用して、低い周波数ｆ２のクロック信号ＣＫを生成し、チャージポンプ回路８０にチャージポンプ動作を行わせることが可能になる。そしてＥＯＰを用いることで、ＳＯＦの送出期間を避けたタイミングでクロック信号ＣＫを動作させることが可能になる。
【０１８３】
また本実施形態ではＨＳモードの通信期間であるデータパケットの転送期間において、チャージポンプ回路８０に供給されるクロック信号ＣＫを停止する。クロック信号ＣＫを停止するとは、例えばクロック信号ＣＫの電圧レベルを第１、第２の電圧レベルの一方の電圧レベルから他方の電圧レベルに変化させないことである。例えば図２４のＥ５、Ｅ６では、バスアクティブとなって、ＨＳのデータパケットの通信が行われている。このようなＨＳモードの通信期間においては、Ｅ７に示すようにクロック信号ＣＫを、例えばローレベルなどの所定電圧レベルに固定して停止する。即ち、クロック信号ＣＫをマスクして、チャージポンプ回路８０が動作しないようにする。こうすることで、チャージポンプ回路８０のチャージポンプ動作が停止し、チャージポンプ動作に起因するスイッチノイズが、ＨＳモードのパケット通信に悪影響を及ぼすのを抑制できるようになる。そしてデータパケットの通信が終了し、ＨＳアイドル期間になったら、Ｅ８、Ｅ９に示すようにＳＯＦのパケットに基づきクロック信号ＣＫを動作させる。
【０１８４】
図２５はＨＳモードの通信期間での本実施形態の詳細な動作を説明する図である。本実施形態では図２４のＥ７に示すようにＨＳモードの通信期間においてクロック信号ＣＫをマスクして停止している。しかしながら、この通信期間が長くなった場合に、クロック信号ＣＫを停止したままにすると、図２１のコントロール回路７２でのリーク電流等が原因となって、昇圧電源電圧ＶＨの電圧レベルが徐々に低下してしまう。この結果、期間Ｔ２から期間Ｔ１に切り替わる際のチャージポンプ回路８０の起動時間が長くなってしまい、この長い起動時間がタイミングラグとなって、適正な昇圧電圧レベルのスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２をトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４に供給できなくなってしまう。
【０１８５】
そこで本実施形態ではクロック信号ＣＫを停止してから所与の設定期間が経過したときに、クロック信号ＣＫの信号レベルを、第１、第２の電圧レベルの一方の電圧レベルから他方の電圧レベルに変化させる。
【０１８６】
例えば図２５のＦ１ではバスアクティブとなってＨＳモードの通信期間が開始している。この場合に、例えばトグルカウンターの最後のトグル動作のタイミングの後、Ｆ２に示すような所与の設定期間ＴＳが経過すると、Ｆ３に示すようにクロック信号ＣＫの信号レベルを、例えばローレベル（第１、第２の電圧レベルの一方の電圧レベル）からハイレベル（他方の電圧レベル）に変化させる。その後、設定期間ＴＳが経過すると、Ｆ４に示すようにクロック信号ＣＫの信号レベルを、例えばハイレベルからローレベルに変化させる。このようにすれば、ＨＳモードの通信期間が長くなってしまった場合にも、必要最小限の周波数のクロック信号ＣＫを用いてチャージポンプ動作を行うことが可能になる。従って、期間Ｔ２から期間Ｔ１に切り替わった際に、適正な昇圧電圧レベルのスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２をトランジスターＴＮ１〜ＴＮ４に供給することが可能になり、上記したような問題が発生するのを防止できるようになる。
【０１８７】
例えばＨＳモードの通信期間中には、回路装置１０のレジスターに設定される通信中フラグが立ち、チャージポンプ回路８０に供給されるクロック信号ＣＫが停止する。一方、クロック信号ＣＫに対しては最大停止時間（最小クロック周波数）を設定し、停止時間が最大停止時間以上（最小クロック周波数以下）にならないように、クロック信号ＣＫを管理する。例えばチャージポンプ回路８０の安定化容量の値やリーク電流値から、昇圧電源電圧ＶＨの電圧変化の時定数τを求める。そしてこの時定数τに基づいて、昇圧電源電圧ＶＨが、例えばＶＤ＋Ｖｔｈを下回らないような時間を、最大停止時間として求め、図２５の設定期間ＴＳを、最大停止時間以下の長さに設定する。具体的には設定期間ＴＳを例えば１ｍｓ程度の長さに設定する。こうすることで、ＨＳモードの通信期間中にクロック信号ＣＫを停止した場合にも、昇圧電源電圧ＶＨが例えばＶＤ＋Ｖｔｈを下回らないようになり、上記したような問題が発生するのを防止できる。
【０１８８】
また本実施形態では、バスアクティビティーがなくなってから所与の期間が経過した後に、クロック信号ＣＫの周波数を、周波数ｆ２から周波数ｆ１に変化させる。この所与の期間は例えば２ｍｓ以上の長さの期間である。例えば図２６のＧ１では、ＳＯＦの送出が停止し、バスがＳＥ０の状態になり、バスアクティビティーがなくなった状態になっている。ＵＳＢでは、バスアクティビティーがなくなってから３ｍｓ以上経過すると、リセット要求が行われたか、或いはサスペンド要求が行われたかが判断される。そこで図２６のＧ２では、ＳＯＦの送出が停止し、バスアクティビティーがなくなってから、所与の期間ＴＷＡ（例えば２ｍｓ以上で３ｍｓ未満の期間）が経過すると、Ｇ３、Ｇ４に示すように、クロック信号ＣＫを、周波数ｆ２から周波数ｆ１に変化させる。即ち図２４のＥ２、Ｅ３でｆ１からｆ２に変化した周波数を、ｆ２からｆ１に戻す。このように高い周波数ｆ１のクロック信号ＣＫをチャージポンプ回路８０に供給することで、チャージポンプ回路８０は、適正な電源供給能力で昇圧電源電圧ＶＨを図２１のコントロール回路７２に供給できるようになる。これにより、適正な昇圧電圧レベルのスイッチ信号ＳＷＳ１、ＳＷＳ２により、トランジスターＴＮ１〜ＴＮ４を適正にオン状態に設定できるようになる。以上のようにすることで、低ノイズで高品質なＨＳ通信を実現するバススイッチ制御手法を実現できるようになる。
【０１８９】
８．バスモニター回路、物理層回路の詳細
図２７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２７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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
例えば図１２〜図１４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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
そして図１０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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
図２８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。
【０１９７】
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２８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１２、図１３、図１４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。
【０１９８】
また本実施形態では図２８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２７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の間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。
【０１９９】
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。
【０２００】
９．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２９、図３０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３０には、図２９のＵＳＢ−ＨＵＢ２１０のアップストリーム側の信号ＵＰＰ、ダウンストリーム側の信号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。
【０２０１】
この場合に図２９のＵＳＢ−ＨＵＢ２１０では、図３０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３０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。
【０２０２】
図３１、図３２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。
【０２０３】
図３２には図３１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３２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３１、図３２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。
【０２０４】
そして図３２では、図３０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。
【０２０５】
即ち、図２９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３０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。
【０２０６】
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３０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１０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３１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。
【０２０７】
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１０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１０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。
【０２０８】
図３３、図３４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３３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。
【０２０９】
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３４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。
【０２１０】
図３４は、図３３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３４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３４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３３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３３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。
【０２１１】
図３３、図３４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３２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３２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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
この点、本実施形態によれば、例えば図３１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１０の提供が可能になる。
【０２１４】
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９に示すように、バススイッチ回路４０により、バスＢＳ１、ＢＳ２の間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１２〜図１４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。
【０２１５】
１０．電子機器、ケーブルハーネス
図３５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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
図３６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。
【０２２０】
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、切断検出処理、アップストリームポート検出処理、テスト信号検出処理、テスト信号出力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】
【０２２１】
ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３…バス（第１、第２、第３のバス）、
ＳＷＳ、ＳＷＳ１、ＳＷＳ２…スイッチ信号、ＣＫ…クロック信号、
ＴＮ１〜ＴＮ４…トランジスター、ＩＶ１〜ＩＶ４…インバーター回路、
ＮＡ１、ＮＡ２…ＮＡＮＤ回路、ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ…キャパシター、
ＴＡ１〜ＴＡ３、ＴＢ１〜ＴＢ５…トランジスター、
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、２２…リンク層回路、
２４…リピーターロジック回路、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、３１…動作設定回路、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、７０…スイッチ信号生成回路、
７２…コントロール回路、７４、７６…レベルシフター、８０…チャージポンプ回路、
９１、９２…アップストリームポート検出回路、９３、９４…切断検出回路、
９５、９６…テスト信号検出回路、９７、９８…テスト信号出力回路、
９９…タイマー、２００…メインコントローラー、２１０…ＵＳＢ−ＨＵＢ、
２２０…ケーブルハーネス、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、２６０…ペリフェラルデバイス、
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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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