(57)【要約】  説明される例は、制御回路（１３０）を備えるＵＳＢポートコントローラ（１２０−１、１２０−２）を含む。制御回路は、ポートマネージャ回路（１０４）からのコマンド（Ｉ２ＣＩｄｌｅ）に応答して、通常の第１電力モードから、削減された電力消費のための第２電力モード（ＬＰ）に切り換えるように、及び、通信接続（１０６、１０８）上の検出されたアクティビティ又はＵＳＢポートコネクタ（１０２−１、１０２−２）へのＵＳＢデバイスの検出された接続に応答して、第２電力モードから第１電力モードに切り換えるように構成される。検出された通信アクティビティに応答して第１電力モードに切り換わった後、第２電力モードから第１電力モードに切り換わった後のゼロでない或る時間内にＵＳＢポートコントローラにアドレスされる通信トランザクションが受信されない限り、制御回路は、ＵＳＢポートコントローラの動作を第２電力モードに自動で切り換える。
2018535493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートコネクタを介してＵＳＢデバイスをインターフェースするためのＵＳＢポートコントローラであって、
通信接続を介してポートマネージャ回路と通信するための通信インターフェース回路、及び
制御回路、
を含み、
前記制御回路が、
前記通信インターフェース回路が前記ポートマネージャ回路からコマンドを受信することに応答して、ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記ＵＳＢポートコントローラの通常動作のための第１の電力モードから、前記ＵＳＢポートコントローラによる削減された電力消費のための第２の電力モードに切り換えるように、
（ｉ）前記通信接続上の検出されたアクティビティ、または、（ｉｉ）前記ＵＳＢポートコネクタへのＵＳＢデバイスの検出された接続に応答して、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように、および、
前記通信接続上の検出されたアクティビティに応答して前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換わった後、前記ＵＳＢポートコントローラにアドレスされる通信トランザクションが、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換わった後のゼロでない或る時間内に受信されない限り、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を前記第２の電力モードに自動的に切り換えるように、
構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のＵＳＢポートコントローラであって、
電力回路をさらに含み、
前記電力回路が、
前記電力回路が前記ＵＳＢポートコネクタの電力ラインに電力を搬送する第１のポートモードと、
前記電力回路が前記電力ラインから電力を受け取る第２のポートモードと、
前記電力回路が、前記ＵＳＢポートコネクタへの前記ＵＳＢデバイスの接続をペンディングする前記電力ラインに電力を搬送することをやめる、または前記電力ラインから電力を受け取ることをやめる、第３のポートモードと、
の１つを含む、構成されたポートモードにおいて選択的に動作するように前記ポートマネージャ回路によって構成可能であり、
前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換わった後、前記電力回路が、前記構成されたポートモードで動作し続ける、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項３】
請求項２に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記第２の電力モードにおいて、前記電力回路が、
前記ＵＳＢポートコネクタへのパワーシンキングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコントローラが前記ＵＳＢポートコネクタの構成チャネルラインを監視する、未取り付けソース状態と、
前記ＵＳＢポートコネクタへのパワーソーシングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコントローラが前記構成チャネルラインを監視する、ディセーブル状態と、
の間でトグルするように前記第３のポートモードで動作する、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項４】
請求項３に記載のＵＳＢポートコントローラであって、
コンパレータであって、前記ＵＳＢポートコネクタへのＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコネクタの前記構成チャネルラインの電圧を比較するように前記第２の電力モードにおいて作用する前記コンパレータであって、前記構成チャネルラインの前記電圧が閾値電圧を超えることに応答してポート接続検出信号を提供するための出力を含む、前記コンパレータ、および、
バイアス制御回路であって、前記電力回路が、前記ディセーブル状態における前記第３のポートモードで動作するとき、および、前記電力回路が前記第２のポートモードで動作するとき、プルダウン抵抗器を前記構成チャネルラインに接続するように前記第２の電力モードにおいて作用するスイッチを含む、前記バイアス制御回路であって、前記プルダウン抵抗器が充分大きい抵抗を有し、そのため、前記プルダウン抵抗器が、前記ＵＳＢポートコネクタに接続されるソーシングＵＳＢデバイスによって検出されない、前記バイアス制御回路、
をさらに含む、ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項５】
請求項４に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記第１の電力モードにおいて、前記電力回路が、
前記ＵＳＢポートコネクタへのパワーシンキングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコントローラが前記ＵＳＢポートコネクタの構成チャネルラインを監視する、未取り付けソース状態と、
前記ＵＳＢポートコネクタへのパワーソーシングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコントローラが前記構成チャネルラインを監視する、未取り付けシンク状態と、
の間でトグルするように前記第３のポートモードで動作する、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項６】
請求項４に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記ＵＳＢポートコネクタへの前記ＵＳＢデバイスの接続に応答して、前記構成チャネルラインの前記電圧が前記閾値電圧を超えることを示す、前記コンパレータからの前記ポート接続検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項７】
請求項３に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記第１の電力モードにおいて、前記電力回路が、
前記ＵＳＢポートコネクタへのパワーシンキングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコントローラが前記ＵＳＢポートコネクタの構成チャネルラインを監視する、未取り付けソース状態と、
前記ＵＳＢポートコネクタへのパワーソーシングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコントローラが前記構成チャネルラインを監視する、未取り付けシンク状態と、
の間でトグルするように前記第３のポートモードで動作する、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項８】
請求項２に記載のＵＳＢポートコントローラであって、
コンパレータであって、前記ＵＳＢポートコネクタへのＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコネクタの構成チャネルラインの電圧を比較するように前記第２の電力モードにおいて作用する前記コンパレータであって、前記構成チャネルラインの前記電圧が閾値電圧を超えることに応答してポート接続検出信号を提供するための出力を含む、前記コンパレータ、および、
バイアス制御回路であって、プルダウン抵抗器を前記構成チャネルラインに接続するように前記第２の電力モードにおいて作用するスイッチを含む、前記バイアス制御回路であって、前記プルダウン抵抗器が充分大きい抵抗を有し、そのため、前記プルダウン抵抗器が、前記ＵＳＢポートコネクタに接続されるソーシングＵＳＢデバイスによって検出されない、前記バイアス制御回路、
をさらに含み、
前記ＵＳＢポートコネクタへの前記ＵＳＢデバイスの接続に応答して、前記構成チャネルラインの前記電圧が前記閾値電圧を超えることを示す、前記コンパレータからの前記ポート接続検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項９】
請求項８に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記制御回路が、前記通信接続の検出される信号エッジに応答して通信検出信号を提供するように前記第２の電力モードにおいて作用するコンパレータを含み、
前記通信接続の前記検出された信号エッジを示す前記通信検出信号に応答して、前記制御回路が、ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに前記切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１０】
請求項１に記載のＵＳＢポートコントローラであって、
コンパレータであって、前記ＵＳＢポートコネクタへのＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコネクタの構成チャネルラインの電圧を比較するように前記第２の電力モードにおいて作用する前記コンパレータであって、前記構成チャネルラインの前記電圧が閾値電圧を超えることに応答してポート接続検出信号を提供するための出力を含む、前記コンパレータ、および、
バイアス制御回路であって、プルダウン抵抗器を前記構成チャネルラインに接続するように前記第２の電力モードにおいて作用するスイッチを含み、前記プルダウン抵抗器が充分大きい抵抗を有し、そのため、前記プルダウン抵抗器が、前記ＵＳＢポートコネクタに接続されるソーシングＵＳＢデバイスによって検出されない、前記バイアス制御回路、
をさらに含み、
前記ＵＳＢポートコネクタへの前記ＵＳＢデバイスの接続に応答して、前記構成チャネルラインの前記電圧が前記閾値電圧を超えることを示す、前記コンパレータからの前記ポート接続検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記制御回路が、前記通信接続の検出される信号エッジに応答して通信検出信号を提供するように前記第２の電力モードにおいて作用するコンパレータを含み、
前記通信接続の前記検出された信号エッジを示す前記通信検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１２】
請求項１に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記制御回路が、前記通信接続の検出される信号エッジに応答して通信検出信号を提供するように前記第２の電力モードにおいて作用するコンパレータを含み、
前記通信接続の前記検出された信号エッジを示す前記通信検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１３】
請求項１に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記通信インターフェース回路および前記制御回路が、或る集積回路内に製造される、ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１４】
ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートコネクタを介してＵＳＢデバイスをインターフェースするためのＵＳＢポートコントローラであって、
通信接続を介してポートマネージャ回路と通信するための通信インターフェース回路、
制御回路であって、
前記ＵＳＢポートコントローラの通常動作のため第１の電力モードにおいて、または、前記ＵＳＢポートコントローラによる削減された電力消費のため第２の電力モードにおいて、前記ＵＳＢポートコントローラを選択的に動作させるように、および、
（ｉ）前記通信接続上の検出されたアクティビティ、または、（ｉｉ）前記ＵＳＢポートコネクタへのＵＳＢデバイスの検出された接続に応答して、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように、
構成される、前記制御回路、
コンパレータであって、前記ＵＳＢポートコネクタへのＵＳＢデバイスの接続を検出するために、前記ＵＳＢポートコネクタの構成チャネルラインの電圧を比較するように前記第２の電力モードにおいて作用する前記コンパレータであって、前記構成チャネルラインの前記電圧が閾値電圧を超えることに応答してポート接続検出信号を提供するための出力を含む、前記コンパレータ、ならびに、
バイアス制御回路であって、プルダウン抵抗器を前記構成チャネルラインに接続するように前記第２の電力モードにおいて作用するスイッチを含む、前記バイアス制御回路であって、前記プルダウン抵抗器が、前記第１の電力モードにおいて印加されるプルダウン抵抗より高い抵抗を有する、前記バイアス制御回路、
を含む、ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記ＵＳＢポートコネクタへの前記ＵＳＢデバイスの接続に応答して、前記構成チャネルラインの前記電圧が前記閾値電圧を超えることを示す、前記コンパレータからの前記ポート接続検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記制御回路が、前記通信接続の検出される信号エッジに応答して通信検出信号を提供するように前記第２の電力モードにおいて作用するコンパレータを含み、
前記通信接続の前記検出された信号エッジを示す前記通信検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１７】
請求項１４に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記制御回路が、前記通信接続の検出される信号エッジに応答して通信検出信号を提供するように前記第２の電力モードにおいて作用するコンパレータを含み、
前記通信接続の前記検出された信号エッジを示す前記通信検出信号に応答して、前記制御回路が、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えるように構成される、
ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１８】
請求項１４に記載のＵＳＢポートコントローラであって、前記通信インターフェース回路および前記制御回路が、或る集積回路内に製造される、ＵＳＢポートコントローラ。
【請求項１９】
ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートコントローラを動作させる方法であって、前記方法が、
前記ＵＳＢポートコントローラの通常動作のための第１の電力モードにおいて、または、前記ＵＳＢポートコントローラによる削減された電力消費のための第２の電力モードにおいて、前記ＵＳＢポートコントローラを選択的に動作させること、
（ｉ）通信接続上の検出されたアクティビティ、または、（ｉｉ）ＵＳＢポートコネクタへのＵＳＢデバイスの検出された接続に応答して、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換えること、及び
前記通信接続上の検出されたアクティビティに応答して前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換わった後、前記ＵＳＢポートコントローラにアドレスされる通信トランザクションが、前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換わった後のゼロでない或る時間内に受信されない限り、前記ＵＳＢポートコントローラの動作を前記第２の電力モードに自動的に切り換えること、
を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
前記ＵＳＢポートコントローラの電力回路を、前記ポートマネージャ回路からの構成設定に従って、構成されたポートモードにおいて選択的に動作するように動作させること、
をさらに含み、
前記構成されたポートモードが、
前記電力回路が前記ＵＳＢポートコネクタの電力ラインに電力を搬送する第１のポートモードと、
前記電力回路が前記電力ラインから電力を受け取る第２のポートモードと、
前記電力回路が、前記ＵＳＢポートコネクタへの前記ＵＳＢデバイスの接続をペンディングする前記電力ラインに電力を搬送することをやめる、または、前記電力ラインから電力を受け取ることをやめる、第３のポートモードと、
の１つを含み、
前記第２の電力モードから前記第１の電力モードに切り換わった後、前記電力回路が、前記構成されたポートモードで動作し続ける、
方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートおよびケーブルは、デスクトップコンピュータ、自動車ダッシュボードコンソール、および、バッテリー駆動ポータブルデバイス（例えば、ラップトップコンピュータ、タブレット、携帯電話、電子書籍、および、ＭＰ３プレーヤ）など、種々の互換電子デバイスの相互接続を提供する。ＵＳＢポートは、デバイス間のシリアル通信、ならびに、バッテリー駆動周辺デバイスを充電および動作させるための電力伝送を提供するために、標準化されたＵＳＢケーブル接続を用いてアクセスされる。ＵＳＢ互換システムは、電力回路やホストプロセッサなどのホストシステム回路要素にＵＳＢデータおよび電力接続をインターフェースするために、内部回路基板に搭載されるインターフェース集積回路（ＩＣ）を含むことがある。また、種々のポータブルデバイスを充電するための複数のＵＳＢポートを有する専用ＵＳＢ充電デバイスも利用可能である。また、ＵＳＢ充電器は、幾つかの周辺デバイスを急速充電するための回路要素を含み得る。多くのデスクトップコンピュータおよびラップトップコンピュータが、データ伝送および／または周辺デバイス充電のための複数のＵＳＢポートを含む。ＵＳＢ電力搬送（ＵＳＢ−ＰＤ）およびＴｙｐｅ−Ｃ（ＵＳＢ−Ｃ）仕様が、急速または高速充電能力のためなど、５Ｖ以上の充電電力に対応し得るデバイスのための汎用電力プラグを提供するために、ＵＳＢケーブルおよびコネクタを介した一層高い電力の搬送について記載している。ＵＳＢ−ＰＤ仕様は、ソースポートからシンクポートへの電力伝送について電圧および電流レベルをネゴシエートするための通信を定義し、電力ネゴシエーション通信は、通常のＵＳＢ通信とは無関係である。
【０００２】
バッテリー駆動デバイスなど、多くのＵＳＢポートシステムにおけるＵＳＢポートコントローラにとって、電力消費が課題である。また、マルチポートＵＳＢシステムは、ＵＳＢ互換デバイスに接続される他のポートと共に、一つまたは複数の未使用または未取り付けポートを含み得る。異なるＵＳＢポートは、関連ポートコントローラによって個別に管理され、ポートマネージャ回路が、データおよびクロックラインを備えるＩ２Ｃシリアルバスなどの通信相互接続を用いてポートコントローラと通信する。ＵＳＢ  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ  Ｆｏｒｕｍ（ＵＳＢ−ＩＦ）は、２０１５年１０月２０日にＩ２Ｃ仕様をリリースした。このＩ２Ｃ仕様は、ポートマネージャがポートコントローラと相互作用するために用い得るレジスタセットを規定している。Ｉ２Ｃは、シリアルインターフェースの一例である。ポートマネージャは、適切なコマンドを送信することによって、未使用ポートコントローラを低電力動作モードにし得る。しかし、ポートマネージャは、Ｉ２Ｃバスに沿って、マスタおよびマスタスレーブ通信アーキテクチャとして動作し、各ポートコントローラは、いつでも読み出しまたは書き込みトランザクションに迅速に反応するために、シリアルインターフェース回路要素を、給電された状態に保たなければならない。また、アイドルモードポートコントローラは、そのポートコントローラにアドレスされていない場合でも、検出された通信トランザクションに反応しなければならず、その後、ポートマネージャは、ポートコントローラをアイドルモードに戻すために別のコマンドを送信しなければならない。この状態は、複数のアイドルモードポートを有するシステムにおいて悪化され、アクティブポートへの通信が、全てのアイドルポートに応答させ、ポートマネージャは、これらのポートコントローラを再びアイドルモードにするために複数のコマンドを送信しなければならず、そうしたコマンドの各々が、別のアイドルモード中断を引き起こす。
【発明の概要】
【０００３】
開示される例には、ＵＳＢポートコントローラと、ＵＳＢポートコントローラの、削減された電力消費および低電力またはアイドルモード動作のための方法とが含まれる。ポートコントローラが、ポートマネージャ回路からのコマンドに応答して、通常の第１の電力モードから、削減された電力消費のための第２の電力モードに切り換わる。ポートコントローラは、通信接続上の検出されたアクティビティに応答して、または、ＵＳＢデバイスの検出された接続に応答して、第２の電力モードから第１の電力モードに切り換わる。低電力モード退出が、検出された通信アクティビティに起因する場合、ＵＳＢポートコントローラにアドレスされた通信トランザクションが或る時間内に受信されない限り、ポートコントローラは、第２の電力モードに自動で切り換わる。これにより、ポートコントローラが、ポートマネージャ回路からの特定のコマンドを待つことなく低電力動作モードに戻り得るようにすることによって、省電力が向上され、ポートマネージャ回路は、そのようなメッセージングを用いて他のポートコントローラを中断する必要がなく、それにより、アイドルモードポートコントローラが通信事象に応答するのを避けることが可能となる。
【０００４】
幾つかの例において、ＵＳＢポートコントローラは、ソース、シンクとして、および／または、デュアルロールパワー（ＤＲＰ）ポートコントローラとして動作するようにポートマネージャによって構成され得る。ポートコントローラは、通常電力モードおよび低電力モードの両方において、この構成されたポートモードに従って動作し、低電力モードを出た後、この構成されたポートモード動作を継続または再開する。幾つかの実装において、ＤＲＰ構成のポートコントローラが、通常電力モード動作の間、未取り付け（unattached）シンク状態と未取り付けソース状態との間でトグルする。低電力またはアイドルモード動作において、ＤＲＰ構成のポートコントローラは、未取り付けソース状態とディセーブル状態との間でトグルする。幾つかの例において、ポートコントローラは、シンプルなコンパレータ回路など、低電力接続または取り付け検出回路を含み、この検出回路は、パワーソーシングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、ＵＳＢポートコネクタの構成チャネル（ＣＣ）ラインの電圧を監視する。幾つかの例において、ポートコントローラは、低電力モードにおいて、ディセーブル状態のＣＣラインに、比較的高抵抗のプルダウン抵抗器を選択的に接続するために、スイッチを備えるバイアス制御回路を含む。これにより、コンパレータ回路は、ＵＳＢデバイス取り付け検出のために一層高い閾値電圧を用いることが可能となる。
【０００５】
さらに開示される例が、ＵＳＢポートコントローラを動作させるための方法を含み、この方法は、ポートマネージャ回路からのコマンドに応答して、コントローラの動作を第１の（通常）電力モードから第２の低電力モードに切り換えることを含む。また、幾つかの例は、通信接続上の検出されたアクティビティ、または、ＵＳＢポートコントローラへのＵＳＢデバイスの接続検出に応答して、第２の電力モードから第１の電力モードに切り換えることを提供する。また、この方法は、検出された通信アクティビティに応答して第１の電力モードに切り換わった後、ＵＳＢポートコントローラにアドレスされる通信トランザクションが或る時間内に受信されない限り、第２の電力モードに自動で切り換わることを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ＵＳＢ互換デバイスとインターフェースするために、ホストプロセッサ、ポートマネージャ、および、複数のＵＳＢポートコントローラＩＣを備えるホスト印刷回路基板の概略図である。
【０００７】
【図２】図１のポートコントローラに実装される状態機械の概略図である。
【０００８】
【図３Ａ】ＵＳＢポートコントローラを動作させるための方法のフローチャートである。
【図３Ｂ】ＵＳＢポートコントローラを動作させるための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面において、同様の参照数字は全体を通して同様の要素を指し、種々の特徴は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、用語「結合する（ｃｏｕｐｌｅ）」は、間接的もしくは直接的な電気接続、または、それらの組み合わせを含むことが意図される。例えば、第１のデバイスが、第２のデバイスに結合する、または、第２のデバイスと結合される場合、その接続は、直接的な電気接続を介したものであってもよく、または、一つまたは複数の介在デバイスおよび接続を介する間接的な電気接続を介したものであってもよい。
【００１０】
図１は、ＵＳＢ電力搬送（ＵＳＢ−ＰＤ）システムを実装する種々の回路を含むホスト印刷回路基板（ＰＣＢ）１００を用いて実装されるＵＳＢホストシステムを示す。ＵＳＢホストシステムは、関連するポートコントローラ集積回路（ＩＣ）１２０−１および１２０−２と共に、複数のポートコネクタ１０２−１および１０２−２を含む。ポートコントローラ１２０は、コネクタ１０２を介するデータおよび／または電力伝送のために、プロセッサ１１０などのホスト回路を、一つまたは複数のＵＳＢデバイス（図示せず）にインターフェースする。第１のＵＳＢポートコントローラＩＣ１２０−１は後述され、図示される第２のＵＳＢポートコントローラ１２０−２に対して、同様の構成要素および動作が提供される。ホストシステム１００は、ポートコントローラ１２０を用いて、ホストＰＣＢ１００と接続されるＵＳＢ互換デバイスとの間の電力伝送を制御する。一例において、コネクタ１０２は、対応するＵＳＢポートに関連するＴｙｐｅＣ（ＵＳＢ−Ｃ）ポートコネクタ１０２である。一例において、ＵＳＢコントローラ１２０は、ベースバンドトランシーバ１２４をＵＳＢケーブルコネクタ１０２の構成チャネルライン１１４と電気的に結合するために端子を含む。ベースバンドトランシーバ１２４は、ホストプロセッサ１１０からの伝達データ信号に従ってデータをＣＣライン１１４に伝達するために、および、構成チャネルライン１１４からデータを受信するために、Ｉ／Ｏ接続を含む。ホストプロセッサ１１０およびコントローラＩＣ１２０は、電力供給１０８によって給電され、電力供給１０８は、正電圧を、コントローラ１２０の第１の電圧ノードＩＮに提供する。また、コントローラＩＣ１２０は、ＩＣ１２０の出力端子ＯＵＴを介してＵＳＢコネクタ１０２のバス電圧ライン１１２（ＶＢＵＳ）に接続される電力回路１２２を含む。
【００１１】
一例において、ホストプロセッサ１１０は、プログラム可能なプロセッサまたはプログラムされたプロセッサであり、このプロセッサは、給電されているとき、関連する電子メモリ（図示せず）にストアされた命令を実行して、ＵＳＢ電力搬送パラメータを、ＵＳＢケーブル（図示せず）を介して対応するポートコネクタ１０２に接続される関連ＵＳＢ互換デバイスとネゴシエートするように動作可能である。その他の例において、ホスト１１０は、単一回路（例えば、集積回路もしくはＩＣ）として実装されようと、複数回路として実装されようと、任意の適切なプロセッサ、論理回路、または、それらの組み合わせであり得る。一例において、ホストＰＣＢ１００は、コントローラＩＣ１２０からホストプロセッサ１１０にＤＰ＿ＯＵＴ接続およびＤＭ＿ＯＵＴ接続を提供し、ＵＳＢコントローラ１２０は、コネクタ１０２のＤ＋ラインおよびＤ−ラインに接続するためにＤＭ＿ＩＮ端子およびＤＰ＿ＩＮ端子を提供し、これにより、ホストプロセッサ１１０がデータパケットを送信および受信することが可能となる。また、コントローラＩＣ１２０は、ＵＳＢケーブル１０２の接地ラインへの接続のため接地端子ＧＮＤを提供する。幾つかの例において、ホストプロセッサ１１０が提供されず、ポートインターフェースは、コネクタ１０２のＤ＋ラインおよびＤ−ラインを使用せず、ＤＭ＿ＩＮ端子およびＤＰ＿ＩＮ端子は用いられないかまたは省かれ得る。幾つかの例において、ポートコントローラ１２０は、ポートマネージャ回路１０４とデータを交換するために、一つまたは複数の構成チャネルライン１１４に沿って、接続されるＵＳＢデバイスとの通信を実装する。
【００１２】
ポートコントローラ１２０は各々が、通常モードで通信接続を介してポートマネージャ回路１０４と通信するために通信インターフェース回路１４２を含む。一例において、ポートマネージャ１０４は、ホストプロセッサ１１０と通信し、通信接続に沿ったメッセージ交換のため、接続されたＵＳＢポートコントローラ１２０の動作を指示または制御する。別の実装において、ポートマネージャ回路１０４はホスト回路１１０に含まれる。さらに別の実装において、ポートマネージャ回路１０４およびポートコントローラ回路は、同じＩＣ内にある。さらに別の実装において、複数のポートコントローラが同じＩＣ内にある。図示される例では、シリアルクロックライン１０６（ＳＣＬ）およびシリアルデータライン（ＳＤＡ）を含む、Ｉ２Ｃシリアルバス接続が提供されている。この例では、ポートコントローラ１２０は、低電力モード動作の間選択的に電源が落とされる、Ｉ２Ｃインターフェース回路１４２を提供する。一例において、ポートマネージャ回路１０４は通信マスタとして動作し、ポートコントローラＩＣ１２０は各々、互いと通信するためにＩ２Ｃバスライン１０６および１０８を用いてマスタスレーブ通信構成におけるスレーブとして動作する。特に、ポートマネージャ１０４は、メッセージパケットをバスに提供し得る。接続されたポートコントローラ１２０は各々、固有アドレスを割り当てられ、各ポートコントローラ１２０は、受信したメッセージパケットのアドレスフィールドを評価して、自身が意図された受信者であるかを判定する。この構成を用いて、幾つかの例において、ポートマネージャ１０４は、ポートコントローラ１２０の幾つかの動作を制御するためにデータを交換するため、各個別のポートコントローラＩＣ１２０のレジスタ１３７〜１３９にデータを書き込み得、および、レジスタ１３７〜１３９からデータを読み出し得る。
【００１３】
また、ポートコントローラ１２０は、通信インターフェース回路１４２を用いる低電力モード制御回路１３０を含む。制御回路１４２は、プログラム可能である場合もそうでない場合でも、本明細書においてさらに詳述されるようにポートコントローラ１２０の高度な電力モードおよびポートモード動作を実装するための任意の適切な論理回路であり得る。一例において、制御回路１３０は状態機械１４０を含み、状態機械１４０は、ファームウェアもしくはプログラム命令の実行によって、または、種々の例における専用論理回路要素によって実装され得る。また、制御回路１３０は、タイマー回路１４１、警告レジスタ１３７（ＡＬＥＲＴ）、ロール制御レジスタ１３８（ＲＯＬＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ）、および、コマンドレジスタ１３９（ＣＯＭＭＡＮＤ）を含み、これらはポートマネージャ回路１０４とのインターフェースとして用いられる。
【００１４】
制御回路１３０は、ポートコントローラ１２０の電力モードを制御する。一例において、低電力制御回路１３０は、ＵＳＢポートコントローラ１２０の通常動作のための第１の電力モード（ＮＯＲＭＡＬモード）、または、ＵＳＢポートコントローラ１２０による削減された電力消費のための第２の電力モード（ＬＰモード）を選択的に実装するように電力回路１２２を制御する。一例において、図示される低電力モード制御回路１３０の構成要素の全てまたは一部が、第２の電力モードでの動作の間、給電されたままであり、ポートコントローラ１２０の残りの回路要素の一部または全てが、第２の電力モードで電源を落とされる。一つの実装において、低電力モード制御回路要素１３０は二つのセグメントを含み、一方のセグメントが、スイッチＳ１およびＳ２を動作させるためのスイッチ回路要素、およびコンパレータ回路１５０を含み、これらの回路のみが低電力モードで電源を投入される。通常モード動作の始まりにおいて、Ｉ２Ｃインターフェース回路１４２、ならびに、レジスタ１３７〜１３９および１４１は、アクティブになる。この例では、低電力消費が促進され、ＵＳＢデバイス（例えば、プルアップ／プルダウンおよびコンパレータ）の接続を監視するために用いられる回路のみがアクティブである。一例において、電力回路１２２は、電力モード制御回路１３０の制御下でポートコントローラＩＣ１２０内の種々の回路に電力を提供するために、電力変換回路要素を含む。ポートマネージャ回路１０４は、コマンドレジスタ１３９を書き込むことによってポートコントローラ１２０を低電力モードに入らせるように、制御回路１３０に指示し得る。また、幾つかの実装において、ポートマネージャ回路１０４は、制御回路１３０に、低電力モードから通常電力モードに切り換えるように命令し得るが、これは、開示される例の全ての実装の厳格な要件ではない。制御回路１３０は、低電力アイドルモードを実装するためにポートコントローラ１２０内の幾つかの回路の選択的なシャットダウンまたはアイドリングを制御するためなど、接続１３２によって電力回路１２２に動作可能に結合される。
【００１５】
また、制御回路１３０は、ポートコントローラ１２０の「ポートモード」を制御する。幾つかの例において、ポートモードは、制御回路１３０のロール制御レジスタ１３８への書き込み動作を用いてポートマネージャ回路１０４によって指示される。ポートマネージャ回路１０４が、構成されるポートモードにおいて電力回路１２２を選択的に動作するように構成させ得るように、制御回路１３０は、接続１３２を介して制御信号またはコマンドメッセージを提供する。一例において、構成されたポートモードは、第１のポートモード（ＳＯＵＲＣＥポートモード）を含み、第１のポートモードにおいて、電力回路１２２は、ＵＳＢポートコネクタ１０２の電力ライン１１２に電力を搬送する。第２のポートモード（ＳＩＮＫポートモード）において、電力回路１２２は、電力ライン１１２から電力を受け取る。第３のポートモード（ＤＵＡＬ  ＲＯＬＥ  ＰＯＷＥＲまたはＤＲＰモード）において、電力回路１２２は、コネクタ１０２へのＵＳＢデバイスの接続をペンディングする電力ライン１１２に電力を搬送すること、または、電力ライン１１２から電力を受け取ることをやめる。
【００１６】
ポートマネージャ回路１０４は、種々の異なる構成を実装するため関連ＵＳＢポートのインターフェースを選択的に制御するために、Ｉ２Ｃインターフェース回路１４２を介して、制御回路のロール制御レジスタ１３８に適切なビットを書き込む。ＵＳＢ−ＰＤ規格は、プロバイダのみ、プロバイダ−消費者、消費者−プロバイダ、および、消費者のみを含む、四種類のＵＳＢ互換デバイスを規定する。プロバイダのみ、プロバイダ−消費者、または、消費者−プロバイダであるデバイスは、消費またはシンクのため、遠端デバイス用にＶＢＵＳライン１１２上にＤＣ電圧を提供するために、ソースロールである場合もあり得る。ＵＳＢ−Ｃは、下向きポート（ＤＦＰ）、上向きポート（ＵＦＰ）、および、デュアルロールポートまたはデュアルロールパワー（ＤＲＰ）の、三種類のＵＳＢデバイスを認識する。ＵＳＢ−ＰＤメッセージが無い場合、ＤＦＰは電力の源であり、ＵＦＰは電力をシンクする。ＵＳＢ−Ｃケーブルおよびコネクタは、電力構成のため、および、ベースバンド通信のため、構成チャネル（ＣＣ）ライン１１４または複数の構成チャネルラインを含む。ＵＳＢ−ＰＤ仕様は、構成チャネルライン１１４を介するメッセージ交換のため、Ｂｉｐｈａｓｅ  Ｍａｒｋ  Ｃｏｄｉｎｇ（ＢＭＣ）を用いてベースバンド通信を提供する。ＵＳＢ−Ｃシステムは、二つの構成チャネルラインＣＣ１およびＣＣ２を備えるＴｙｐｅ−Ｃプラグを用いる。本開示の様々な態様が、単一の構成チャネルライン１１４に関連して説明され、これらの技法は、種々の実装において、複数の構成チャネルラインに対して適用され得る。ＵＳＢ−ＰＤ仕様は、情報を交換するためにＵＳＢ−ＰＤケーブルおよびコネクタを介して接続されるポート間の半二重パケットベース通信リンクを規定し、この通信リンクにより、二つのポートが、ソースポートからシンクポートに提供される電圧および電流を通信およびネゴシエートし得る。ポートは、ロールを切り換えるように（ソースからシンク、およびその逆）ネゴシエートし得る。ＣＣライン上のＢＭＣ通信は、ＵＳＢケーブルのＤ＋ラインおよびＤ−ラインを通る通常のＵＳＢ通信とは無関係である。一つまたは複数の構成チャネルラインが、アナログ信号レベルを用いて、接続されるデバイスの電力伝送構成をネゴシエートするために用いられ得る。例えば、構成チャネルライン１１４上のＤＣ電圧を制御することによって、ＵＳＢ−ＰＤメッセージなしで、最大１５Ｗの電力がＵＳＢ  Ｔｙｐｅ−Ｃケーブルのために搬送され得る。構成チャネルライン１１４の公称電圧は、（例えば、プルアップ抵抗器ＲＰまたは電流源を用いる）ＤＦＰデバイスからのプルアップ電流、および、ＵＦＰデバイスからのプルダウン抵抗器ＲＤ（またはプルダウン電流源）によって決定される。それゆえ、ＣＣライン電圧値は、プルアップレベルおよびプルダウンレベルの組み合わせに起因して、多くの実例において０．３Ｖから２．４Ｖまで変化し得る。
【００１７】
図２は、制御回路１３０によって実装される例示の状態機械１４０の更なる詳細を示す。制御回路１３０は、通信ライン１０６もしくは１０８上のノイズ、または、その他の偽トリガアラームに起因する低電力モードの退出を検出し、ポートマネージャ１０４による更なるアクションを伴わずに、ポートコントローラ１２０を低電力モードに戻す。第１の（ＮＯＲＭＡＬ）電力モードの間のＤＲＰポートモードにおいて、状態機械１４０は、ｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＲＣ状態２０１とｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＮＫ状態２０２との間でトグルする。ｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＲＣ状態２０１において、ＵＳＢポートコントローラ１２０は、図１におけるスイッチＳ４を閉じることによって、プルアップ抵抗器ＲＰ１を、ＵＳＢポートコネクタ１０２の構成チャネルライン１１４に接続し、通常モードコンパレータ回路要素（図示せず）が、ＵＳＢポートコネクタ１０２へのパワーシンキングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、構成チャネルライン１１４の電圧を監視する。ｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＮＫ状態２０２において、ＵＳＢポートコントローラ１２０は、比較的低い抵抗のプルダウン抵抗器ＲＤｌを構成チャネルライン１１４に接続するためにスイッチＳ３を閉じ、通常モードコンパレータ回路要素は、構成チャネルライン電圧が閾値を上回って遷移することによって示される、ＵＳＢポートコネクタ１０２へのパワーソーシングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、構成チャネルライン１１４を監視する。スイッチＳ３およびＳ４は、一度に一つのみが閉じるように、単極双投である。一例において、通常モード回路要素は、０．２５Ｖ程度に低い構成チャネル電圧を検出することが可能である。
【００１８】
ポートコントローラ１２０の低電力モード動作の間のＤＲＰポートモードにおいて、状態機械１４０は、ＵＳＢポートコネクタ１０２へのパワーソーシングＵＳＢデバイスの接続を検出するために、ＵＳＢポートコントローラ１２０が、異なるプルアップ抵抗器ＲＰ２（または電流源）を適用し、構成チャネルライン１１４を監視する、ｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＲＣ状態２０１と、ＵＳＢポートコントローラ１２０が、異なるプルダウン抵抗器ＲＤ２を適用し、構成チャネルライン１１４を監視する、ディセーブル状態２０３との間でトグルする。一例において、低電力制御回路１３０はスイッチング回路１４６を含み、スイッチング回路１４６は、ＲＤ２を構成チャネルライン１１４に接続するために、ディセーブル状態２０３の間閉じられる第１のスイッチＳ１を備える。この構成では、第１の低電力コンパレータ回路１４４が、構成チャネルライン１１４の電圧ＣＣを閾値電圧ＶＴＨ２と比較し、ＣＣ電圧が、ポート１０２−１へのＵＳＢデバイスの接続を示す閾値ＶＴＨ２を超えたことを示す信号ＷＡＫＥ２を、コンパレータ出力１４５において提供する。
【００１９】
また、一例において、低電力回路要素１３０はスイッチＳ２を含み、スイッチＳ２は、ｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＲＣ状態２０１における低電力モード動作の間、選択的に閉じられる。スイッチＳ２を閉じると、第２のプルアップ抵抗器ＲＰ２が、供給電圧Ｖ＋および構成チャネルライン１１４間に、並びに、ＣＣライン電圧を第３の閾値電圧ＶＴＨ３と比較する更なる低電力コンパレータ１５０に接続される。この動作条件において、ＣＣ電圧が、デバイスポート１０２−１の接続を示す閾値電圧ＶＴＨ３を下回ったことを示すために、コンパレータ１５０は、出力１５１において信号ＷＡＫＥ３を提供する。また、ポートコントローラ１２０は、第２の電力モードから第１の電力モードに切り換わった後、構成されたポートモード（例えば、ＳＯＵＲＣＥ、ＳＩＮＫ、またはＤＲＰ）で動作し続ける。このようにして、ポートコントローラ１２０は、ホストシステム１００の電力消費を削減し、通信バス１０６、１０８上または構成チャネルライン１１４上に偽トリガ事象が生じたとき、アイドル状態のポートコントローラ１２０が迅速に低電力モードに戻ることを可能にする。パワーシンキングＵＳＢデバイスがポートコネクタ１０２に取り付けられ、一方で、ポートコントローラ状態機械１４０がｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＲＣ状態２０１である場合、状態機械１４０はＡｔｔａｃｈＷａｉｔ．ＳＲＣ状態２０４に移り、その後、状態機械１４０を実装し続ける。一方、ディセーブル状態２０３において、構成チャネルライン１１４上の電圧が、ＶＴＨ２によって設定された検出閾値を超えて上昇する場合、状態機械１４０は、ｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＮＫ状態２０２に遷移する。Ｓ１およびＳ２を交互に閉じて、ＣＣライン１１４への接続をＲＰおよびＲＤ間で切り換える場合、構成チャネルライン１１４上の電圧は、ハイからローまたはローからハイへ変化し、遷移の間、ＷＡＫＥ２信号或いはＷＡＫＥ３信号によって、ポートコントローラ１２０が低電力動作モードを出ることのないように、コンパレータ回路は、この予期される遷移を無視する。
【００２０】
一例において、通信インターフェース回路１４２がポートマネージャ回路１０４からコマンド（例えば、Ｉ２Ｃアイドルコマンド）を受信することに応答して、低電力モード制御回路１３０は、ポートコントローラ１２０によって、ポートコントローラ１２０の動作を、ポートコントローラ１２０の通常動作のための第１の電力モードから、削減された電力消費のための第２の電力モードに切り換える。制御回路１３０は、通信接続１０６、１０８上の検出されたアクティビティ、または、ＵＳＢポートコネクタ１０２へのＵＳＢデバイスの検出された接続に応答して、ＵＳＢポートコントローラ１２０の動作を、第２の電力モードから第１の電力モードに切り換える。また、検出された通信接続アクティビティによって低電力モード退出が生じた場合、制御回路１３０は、タイマー１４１を開始し、第２の電力モードから第１の電力モードに切り換わった後（例えば、タイマー１４１が切れるとき）、ＵＳＢポートコントローラ１２０にアドレスされる通信トランザクションが、ゼロでない或る時間内に受信されない場合、ポートコントローラ１２０の動作を第２の電力モードに自動で切り換える。このようにして、タイマー１４１が切れる前に、ポートマネージャ回路１０４が、読み出しトランザクション或いは書き込みトランザクションを駆動しない場合、ポートコントローラ１２０は低電力モードに戻る。これにより、回路１２０は、通信ライン１０６または１０８上のノイズによって低電力モード退出が生じる状況を含め、迅速に低電力動作に戻ることが可能となり、ポートマネージャ１０４はポートコントローラ１２０との通信を試みない。実際の通信トランザクションが、ポートマネージャ１０４によって試みられた場合、低電力Ｉ２Ｃモードポートコントローラ１２０は、クロックライン１０６および／またはデータライン１０８上の立ち上がりエッジおよび／または立ち下りエッジを検出し、ポートマネージャ回路１０４からの別の読み出しまたは書き込みを処理することができるように、５ｍｓ以内に通常電力モード動作を再開する。
【００２１】
また、図１の例示のポートコントローラＩＣ１２０は、コントローラ１３０が第２の電力モードを出る通信または取り付け事象を検出するために、専用低電力検出回路を用いて、低電力モード動作の間、構成チャネルライン１１４を監視するための削減された電力を提供する。一例において、低電力回路要素１３０は、一つまたは複数のエッジ検出回路を含み、エッジ検出回路は、ライン１０６（クロック）および１０８（データ）の電圧における立ち上がりエッジを識別するために、第２の（低）電力モードで動作する。図１の例では、低電力回路要素１３０はコンパレータ１４８を含み、コンパレータ１４８は、シリアルクロックラインの立ち上がりエッジまたは立ち下りエッジを検出するために、シリアルクロックラインＳＣＬの電圧を閾値電圧ＶＴＨ１と比較する。コンパレータ回路１４８は、通信接続１０６、１０８の検出される信号エッジに応答して通信検出信号ＷＡＫＥ１を提供するために、第２の電力モードＬＰで動作する出力１４３を含む。通信接続１０６、１０８の検出された信号エッジを示す通信検出信号ＷＡＫＥ１に応答して、制御回路１３０は、ポートコントローラ１２０の動作を、第２の電力モードから第１の電力モードに切り換える。
【００２２】
また、ポートコントローラ１２０は、第２の電力モードで給電されたままの専用低電力取り付けまたは接続検出回路要素を含む。コンパレータ１４４は、ＵＳＢポートコネクタ１０２へのＵＳＢデバイスの接続を検出するために、構成チャネルライン１１４の電圧ＣＣを基準電圧ＶＴＨ２と比較する。構成チャネルライン１１４の電圧ＣＣが閾値電圧ＶＴＨ２を超えることに応答して、コンパレータ出力１４５はポート接続検出信号ＷＡＫＥ２を提供する。また、ポートコントローラ１２０は、構成チャネルライン１１４上の電圧ＣＣを選択的にプルアップまたはプルダウン（例えば、バイアス）するために、制御接続１３４上の一つまたは複数の制御信号によって制御されるスイッチ回路要素を備えるバイアス制御回路１４６を含む。一例において、バイアス回路１４６は、低電力動作モードのため、図１においてスイッチＳ１およびＳ２として示される単極双投スイッチを実装する。ポートコントローラ１２０の通常モード回路要素は、通常電力モード動作の間、図２のｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＮＫ状態２０２においてスイッチＳ３を閉じて、５．１ＫΩ抵抗器ＲＤ１を、構成チャネルライン１１４と回路接地基準ＧＮＤとの間に接続する。接続しているＵＳＢソースデバイスが、電流を構成チャネルライン１１４に提供して、ＣＣライン電圧を約０．４Ｖにする。
【００２３】
低電力モードにおいて、制御回路１３０はスイッチＳ１を閉じて、より一層大きな抵抗器ＲＤ２（例えば、１２５ＫΩ以上、２００ＫΩなど）を、構成チャネルライン１１４とＧＮＤとの間に接続する。プルダウン抵抗器ＲＤ２は、第１の電力モードで印加されるプルダウン抵抗よりも高い抵抗を有する。この一層大きなプルダウン抵抗ＲＤ２は、幾つかの例において、ポートコントローラ１２０がシンクポートモードで動作するとき、または、第２の電力モードでのＤＲＰポートモード動作の間のディセーブル状態２０３において、印加される。好ましくは、抵抗器ＲＤ２は、ＵＳＢケーブルの他方の端部においてプルアップ抵抗器Ｒｐを適用している接続されたＵＳＢソースに対して、構成チャネルライン１１４が開いているように見えるように、十分大きな抵抗値を有する。幾つかの例において、プルダウン抵抗器ＲＤ２は、ケーブルの他方の端部に接続されたソーシングＵＳＢデバイスによって検出されないように十分大きな抵抗値を有し、これによって、ＣＣライン電圧は、電圧ｖＯｐｅｎを上回ったままとなる。電圧ｖＯｐｅｎは、プルアップＲｐの強度に依存するが、幾つかの例において１．６Ｖまたは２．６Ｖであり得る。また、パワーソーシングＵＳＢデバイスがポートコネクタ１０２に接続する場合、ＲＤ２の一層大きな抵抗は、構成チャネルライン電圧ＣＣを増加させる。これにより、低電力モードの間、０．２５ボルトより著しく高い閾値比較電圧ＶＴＨを有する、低コストのシンプルなコンパレータ１４４の使用が促進されて、実際のデバイス接続の正確な検出が可能となり、一方で、構成チャネルライン１１４上のノイズによって引き起こされる偽検出の可能性が低減される。制御回路１３０は、ＵＳＢポートコネクタ１０２へのＵＳＢデバイスの接続に応答して、構成チャネルライン１１４の電圧ＣＣが閾値電圧ＶＴＨ２を超えること示す、コンパレータ１４４からのポート接続検出信号ＷＡＫＥ２に応答して、スイッチポートコントローラ１２０を、第２の電力モードから第１の電力モードに切り換えるように構成される。
【００２４】
図３Ａおよび図３Ｂは、ＵＳＢポートコントローラを動作させるための方法３００を図示する。この方法は、上述のポートコントローラ１２０において実装され得る。方法３００は、図３Ａにおいて第１の（ＮＯＲＭＡＬ）電力モードの３０２で始まる。３０２で、ポートコントローラ１２０は、ポートマネージャ１０４によって命じられるポートモードに従って、構成された、ソース、シンク、または、ＤＲＰポートモードで動作する。３０４で、構成されたソースポートモードのために、プルアップ抵抗器ＲＰが、（例えば、制御回路１３０が図１における第３のスイッチＳ３を閉じることによって）、または、電流源（図示せず）をライン１１４に接続することによって、構成チャネルライン１１４に接続される。３０６で、構成されたシンクポートモードのために、ポートコントローラ１２０は、５．１ＫΩプルダウン抵抗器（図１におけるＲＤ１）を構成チャネルライン１１４に接続する。３０８で、構成されたデュアルロールパワーポートモードのために、ポートコントローラ１２０は、図２におけるｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＲＣ状態２０１とｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＮＫ状態２０２との間でトグルする。３１０で、制御回路１３０は、ポートマネージャ回路１０４からＩ２Ｃアイドルコマンドが受信されたかどうかを判定する。受信されていない場合（３１０でＮＯ）、方法３００は、３０２〜３０８の、上述した通常電力モード動作を継続する。
【００２５】
ポートマネージャ回路１０４からＩ２Ｃアイドルコマンドが受信された場合（図３Ａの３１０でＹＥＳ）、方法３００は図３Ｂにおいて継続し、図３Ｂは、ポートコントローラ１２０による削減された電力消費のため、３１２の、第２の電力モードへのスイッチング動作を含む。第２の電力モードにおいて、ポートマネージャ回路１０４によって設定される予め構成されたポートモードに従って、ポートコントローラ１２０は、３１４、３１６、または、３１８において、低電力動作を実装する。３１４で、ソースポートモードのために、電力回路１２２は電力を電力ライン１１２に搬送し、バイアス回路１４６は、４７ＫΩプルアップ抵抗器ＲＰ１（または電流源、図示せず）を、スイッチＳ４を介して構成チャネルライン１１４に接続する。３１６で、シンクポートモードのために、電力回路１２２は、電力ライン１１２から電力を受け取り、バイアス回路１４６は、２００ＫΩプルダウン抵抗器ＲＤ２を、図１におけるスイッチＳ１を介して構成チャネルライン１１４に接続する。３１８で、ＤＲＰポートモードのために、電力回路１２２は、ＵＳＢポートコネクタ１０２へのＵＳＢデバイスの接続をペンディングする電力ライン１１２に電力を搬送すること、または、電力ライン１１２から電力を受け取ることをやめ、ｕｎａｔｔａｃｈｅｄ．ＳＲＣ状態２０１とディセーブル状態２０３との間でトグルする。ここで、バイアス回路１４６は、ディセーブル状態２０３において、２００ＫΩプルダウン抵抗器ＲＤ２を、スイッチＳ１を介して構成チャネルライン１１４に接続する。
【００２６】
３２０で、制御回路１３０は、ポート接続アクティビティまたはＩ２Ｃ通信アクティビティが検出されたかどうかを判定する。検出されていない場合（３２０でＮＯ）、プロセス３００は、３１２〜３１８の第２の電力モードにおいて継続する。３１０で通信アクティビティが検出される場合、方法３００は３２２に進み、３２２は、第１の電力モードに戻ること、および、構成されたポートモード動作を継続することを含む。３２２で、制御回路１３０はタイマーを始動させ、３２４で、タイマーが切れる前に、マッチングアドレスを用いてＩ２Ｃパケットが受信されたかどうかを判定する。Ｉ２Ｃパケットが受信されていない場合（３２４でＮＯ）、３２８で、制御回路１３０は、ポートコントローラ１２０を低電力モードに自動で戻し、プロセスは、上述されるように、構成されたポートモードを用いて３１２〜３１８に戻る。Ｉ２Ｃパケットが受信された場合（３２４でＹＥＳ）、ポートコントローラ１２０は、Ｉ２Ｃメッセージに応答し、上述したように図３Ａにおける３０２〜３０８で通常電力モード動作を継続する。
【００２７】
３２０でポート取り付けまたは接続が検出される場合（３２０でＹＥＳ）、３３０で、ポートコントローラ１２０は、同じ構成されたポートモードに従って第１の電力モードに戻り、制御回路１３０は、例えば、図１における警告レジスタ１３７において適切なフラグビットを書き込むことなどによって、ポートマネージャ回路１０４に警告する。３３０で低電力モードを出るとき、ポートコントローラ１２０は、ポートコントローラ１２０がポート接続を検出したときの最後のポートモード（例えば、ソース／シンク）のままである。例えば、ポートコントローラ１２０が低電力モードでＲＰ２を適用していた場合、ポートコントローラ１２０は、通常モードでＲＰｌを接続し、その後、ＲＰ２を接続解除し、そのため、事実上シームレスな遷移が起こる。同様に、ポートコントローラ１２０は、通常電力モードに遷移する際、低電力モードでのＲＤ２の接続からＲＤ１の接続に切り換わる。その後、プロセス３００は、上述したように通常モード動作のために図３Ａにおける３０２〜３０８に戻る。
【００２８】
特許請求の範囲内で、説明された実施形態における改変が可能であり、その他の実施形態が可能である。
【図１】
2018535493.tif 000003
【図２】
2018535493.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【国際調査報告】
2018535493.tif 000007