(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢ周辺装置（２）に含まれている回路構成であって、
該回路構成は、
ハブ（１）に接続されている２つのデータ伝送線（５、６）に接続可能に構成されている２つのピン（８、９）を有する集積回路（７）と、
該２つのピンのうちの一方のピン（９）を動作電圧に接続する周辺機能情報抵抗器（１２）と
を備え、
該２つのピンのうちの該他方のピン（８）は、導電性構成部品（１５）を介して該動作電圧に少なくとも一時的に接続され、
該集積回路（７）は、該他方のピン（８）が該動作電圧に接続されている場合には、該他方のピン（８）上に存在する電位に基づいて、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されているか否かを識別する評価手段を有し、
該評価手段は、該他方のピン（８）上に存在する電位が該動作電圧と等しい場合には、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されていないと識別し、該他方のピン（８）上に存在する電位が該動作電圧と等しくない場合には、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されていると識別する、回路構成。
【請求項２】
前記ＵＳＢ周辺装置（２）が前記ハブ（１）に接続されているか否かを点検することが意図される場合には、前記他方のピン（８）が前記動作電圧に接続される、請求項１に記載の回路構成。
【請求項３】
前記集積回路（７）は、前記他方のピン（８）が前記動作電圧に接続されるように該他方のピン（８）の一時的な接続を制御し、
前記２つのピン（８、９）が前記２つのデータ伝送線（５、６）に接続されている場合には、該他方のピン（８）上に存在する前記電位が前記ハブ（１）によって制御される終端接続インピーダンスに対応するように、該終端接続インピーダンスが該他方のピン（８）に印加され、
該２つのピン（８、９）が前記２つデータ伝送線（５、６）に接続されていない場合には、前記動作電位が該他方のピン（８）上に存在する該電位に提供される、請求項１または２に記載の回路構成。
【請求項４】
前記評価手段は、前記２つピン（８、９）の両方が前記動作電位にあるか否かを点検する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路構成。
【請求項５】
前記導電性構成部品は、非リアクタンス性の抵抗器（１５）である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路構成。
【請求項６】
前記導電性構成部品は、トランジスタである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路構成。
【請求項７】
前記導電性構成部品は、前記他方のピン（８）と永久的に接続されており、
該導電性構成部品は、１００ｋΩ以上の電気抵抗を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回路構成。
【請求項８】
前記回路構成は、前記一方のピン（９）から前記周辺機能情報抵抗器（１２）を切断し、かつ、該周辺機能情報抵抗器（１２）を前記他方のピン（８）に接続する切り換えスイッチ手段を有し、
該一方のピン（９）は、導電性構成部品を介して前記動作電圧に少なくとも一時的に接続され、
前記集積回路（７）の前記評価手段は、該一方のピン（９）が該動作電圧に接続されている場合には、該一方のピン（９）上に存在する電圧に基づいて、前記ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されているか否かを識別する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回路構成。
【請求項９】
前記導電性構成部品（１５）は、前記集積回路（７）内に形成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の回路構成。
【請求項１０】
前記導電性構成部品（１５）は、前記集積回路（７）の外部に形成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の回路構成。
【請求項１１】
ＵＳＢ周辺装置（２）に含まれている集積回路であって、
該集積回路は、
ハブ（１）に接続されている２つのデータ伝送線（５、６）に接続可能に構成されている２つのピン（８、９）を備え、
該２つのピン（８、９）のうちの一方のピン（９）は、周辺機能情報抵抗器（１２）を介して動作電圧に接続されており、
該２つのピン（８、９）のうちの他方のピン（８）は、導電性構成部品（１５）を介して、該動作電圧に少なくとも一時的に接続され、
該集積回路（７）は、該他方のピン（８）が該動作電圧に接続されている場合には、該他方のピン（８）上に存在する電位に基づいて、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されているか否かを識別する評価手段を有し、
該評価手段は、該他方のピン（８）上に存在する電位が該動作電圧と等しい場合には、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されていないと識別し、該他方のピン（８）上に存在する電位が該動作電圧と等しくない場合には、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されていると識別する、集積回路。
【請求項１２】
前記評価手段は、前記２つのピン（８、９）の両方が前記動作電位にあるか否かを点検する、請求項１１に記載の集積回路。
【請求項１３】
ＵＳＢ周辺装置（２）がハブ（１）に接続されている否かを該ＵＳＢ周辺装置（２）内の集積回路（７）内で決定する方法であって、
該集積回路（７）は、該ハブ（１）に接続されている２つのデータ伝送線（５、６）に接続可能に構成されている２つのピン（８、９）を有し、
該２つのピン（８、９）のうちの一方のピン（９）は、周辺機能情報抵抗器（１２）を介して動作電圧に接続されており、
該２つのピン（８、９）のうちの他方のピン（８）は、導電性構成部品（１５）を介して、該動作電圧に少なくとも一時的に接続され、
該方法は、
該他方のピン（８）が該動作電圧に接続されている場合には、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されているか否かを識別するために、該集積回路（７）内の該他方のピン（８）上に存在する電位を評価する工程を含み、
該他方のピン（８）上に存在する電位が該動作電圧と等しい場合には、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されていないと識別され、該他方のピン（８）上に存在する電位が該動作電圧と等しくない場合には、該ＵＳＢ周辺装置（２）が該ハブ（１）に接続されていると識別される、方法。
【請求項１４】
前記ＵＳＢ周辺装置（２）が前記ハブ（１）に接続されているか否かを点検することが意図される場合には、前記他方のピン（８）が前記動作電圧に接続される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記集積回路（７）は、前記他方のピン（８）が前記動作電圧に接続されるように該他方のピン（８）の一時的な接続を制御し、
前記方法は、
前記２つのピン（８、９）が、前記データ伝送線（５、６）に接続されている場合には、該他方のピン（８）上に存在する前記電位が前記ハブ（１）によって制御される終端接続インピーダンスに対応するように、該終端接続インピーダンスを該他方のピン（８）に印加する工程と、
該２つのピン（８、９）が該２つのデータ伝送線（５、６）に接続されていない場合には、前記動作電位を該他方のピン（８）上に存在する該電位に提供する工程と
をさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記２つのピン（８、９）の両方の上に存在する前記電位は、前記評価工程中に点検される、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記評価工程の後、前記集積回路（７）は、該評価工程の後に前記他方のピン（８）が前記動作電圧から切断されるように、該他方のピン（８）の一時的な接続を制御する、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢの周辺装置の回路構成、ＵＳＢ周辺装置の集積回路、および周辺装置が、ＵＳＢ周辺の集積回路内のＵＳＢ接続と接続されているか否かを決定することを可能にする方法に関する。
【０００２】
ユニバーサルシリアルバス（以下の文面においてＵＳＢと呼ばれる）は、異なった電子機器を接続するためのシリアルバスである。ＵＳＢは、その汎用性ゆえに、近年、データ処理および通信システムにおいて益々用いられている。
【０００３】
ＵＳＢのシステムアーキテクチャは、３つの異なった構成素子（ホスト、ハブおよびデバイスと呼ばれる）を有する。ホストは、中央コンピュータである。ハブという表現は、ＵＳＢの配信ノードを示す。ＵＳＢと接続される、電話、コンピュータマウス、キーボード、プリンタ等といった周辺装置は、デバイスと呼ばれる。
【０００４】
ドイツ語文献において、上述のＵＳＢの３つの構成素子は、常に、英語化された名称で呼ばれ、一般的に適用可能なドイツ語の専門用語は存在しない。従って、この特許の本来のドイツ語版は、ホストおよびハブという用語を保持するが、ＵＳＢの「デバイス」と呼ばれる構成素子については「Ｐｅｒｉｐｈｅｒｉｅｇｅｒａｅｔ」というドイツ語の用語を用いる。
【０００５】
ハブは、複数の周辺装置と接続され得る。図２は、ハブ１と１つの周辺装置２との間の１つの接続を示す。ＵＳＢ仕様により、このような接続は、接続線を４つ、および４つだけ有する。４つの接続線のうちの２つ３、４は、電力を周辺装置２に供給するためのものであるが、用いられる必要はない。なぜなら、周辺装置２は、さらに、それ自身の電力供給を有し得るからである。電力供給接続線３は、接地電位（Ｖｓｓ）にあり、電力供給接続線４は、動作電圧電位（Ｖｄｄ）にある。２つのデータ線５、６は、Ｄ＋およびＤ−と示され、動作中に、接地電位Ｖｓｓと関連する電圧レベルであり、論理値０および１と関連付けられる。
【０００６】
周辺装置２は、集積回路７（チップ）を有し、この集積回路は、第１のピン８および第２のピン９それぞれを介して、データ線６および５と接続され得る。集積回路７は、通常、ＵＳＢインターフェース（図示せず）を含み、ピン８および９を介して受信されたデータ信号が、このインターフェースに供給される。２つのデータ線５、６上の電圧値は、接地電位Ｖｓｓを基準とするので、集積回路ＩＣには、さらに、多くのインプリメンテーションにおいて、図示されない方法で（図示されないピンを介して）接地電位Ｖｓｓが供給される。
【０００７】
周辺装置は、必要に応じて、ある時刻からある時刻に至るまでの間のみハブと接続されることがよくある。この目的のために、ＵＳＢ周辺装置２は、プラグ接点３ａ、４ａ、５ａ、６ａを有する。これらは、対応する線３、４、５および６と関連付けられる。集積回路７が、少なくともＵＳＢインターフェースを含む場合、集積回路は、周辺装置２がＵＳＢ接続ケーブル等を介してハブ１と接続されるか否かを識別することができなければならない。
【０００８】
１つの公知の解決策（図２を参照）において、この目的のために電力供給接続線４が用いられる。集積回路７は、第３のピン１０を有し、このピンは、ハブ１との接続の有無を集積回路７に送信するために用いられる。このピン１０は、従って、さらに、ｄａ（ｄｅｖｉｃｅ  ａｔｔａｃｈｅｄ：装置接続）ピンと呼ばれる。第３のピン１０は、電力供給接続線４（Ｖｄｄ）および高抵抗器１１と接続され得る。この抵抗器は周辺装置２内に収容され、第３のピン１０とグラウンドとの間に接続を作る。
【０００９】
ハブ１が周辺装置２と接続されない場合、第３のピン１０上に存在する電位は、高抵抗１１を介して、グラウンド、すなわち、Ｖｓｓに引き込まれる。これは、論理状態０に対応する。そうでない場合、すなわち、周辺装置２がハブ１と接続される場合、動作電圧電位Ｖｄｄは、第３のピン１０に存在し、これは論理状態１に対応する。その結果、集積回路７上の第３のピン１０に存在する電圧を測定することによって、周辺装置２とハブ１との間の接続の有無を決定することが可能である。
【００１０】
公知の解決策は、ハブ１が接続されているか否かを決定するために、集積回路７自体が、ピン１０を必要とするという不利な点を有する。ピンは費用がかかり、空間を必要とする。空間は、通常、例えば、携帯用機器または物理的大きさが小さい機器において非常に乏しい。
国際特許公開公報ＷＯ００／３４８７８  Ａ１号は、データ線の１つと動作電圧電位との間で、抵抗器およびスイッチが接続される、ＵＳＢ周辺装置を記載する。スイッチが抵抗器と動作電圧電位とを電気的に接続すると、関連するハブは、このハブが周辺装置と接続されているか否かを決定し得る。スイッチは、電界効果トランジスタによって形成される。
マザーボードとプラグインボードとの間のプラグ接続は、米国特許明細書ＵＳ５，６１２，６３４  Ａ号に記載される。プラグインボードは、電位測定に基づいて、マザーボードとプラグインボードとの間の電気的接続の有無を決定することを可能にする回路構成を有する。
【００１１】
本発明は、ＵＳＢ周辺装置に含まれる集積回路を低コストでインプリメントすることを可能にするＵＳＢ周辺装置の回路構成を明示するという目的に基づく。さらなる目的は、ＵＳＢ周辺装置の接続状態を識別することができる低コストの集積回路を提供することである。本発明のさらなる目的は、単純な方法を明示することである。この目的のために、この方法は、ハードウェアの複雑性をほとんど伴わない。
【００１２】
本発明に基づく目的は、独立請求項１、９および１１の特徴によって達成される。
【００１３】
本発明の１つの主要な局面は、接続状態を識別するために集積回路上でデータ伝送するためのピンが用いられることである。
【００１４】
この場合、実際に用いられるピンは、ＵＳＢ仕様により存在しなければならない、周辺装置の機能情報抵抗器に接続されないピンである。本発明（少なくとも、ＵＳＢ周辺装置の接続状態を点検しようとする場合）により、このピンは、導電性構成部品を介して動作電圧と接続される。構成部品は、この他方のピン上に存在する電位が、ＵＳＢ周辺装置とのＵＳＢ接続の有無に依存するようにされる。（接続が存在しない場合、このピンは、導電電位のため、動作電圧電位にある。接続が存在する場合は、終端接続インピーダンスに対応する電位が生じ、この電位は、ハブ、および導電性構成部品の抵抗器によって制御される）これは、次に、この他方のピン上に存在する電位に基づいて、集積回路がＵＳＢ接続状態（接続の存在または不在）を識別することを可能にする。従って、本発明は、特別なピンを必要とせずに、集積回路の接続を識別するという利点を有する。
【００１５】
集積回路内の接続状態を正しく評価するために、周辺装置の機能抵抗器と接続されているのは、２つのピンのうちのどちらか、および導電性構成部品と接続されているのはどちらかを知る必要がないことに言及される。これは、ＵＳＢ周辺装置がハブと接続されない場合、両方のピンが、必然的に、動作電圧電位になり、他方、他の状態において、ピンのうちの少なくと他方（すなわち、導電性構成部品と接続されるピン）が、異なった電位にあるからである。従って、評価は、好適には、評価手段は、両方のピンが動作電圧電位にあるか否かを点検するように実行される。
【００１６】
本発明の１つの有利な改良点による導電性構成部品は、非リアクタンス性の抵抗器またはトランジスタであり得る。
【００１７】
導電性構成部品が他方のピンと持続的に接続される場合、導電性構成部品は、１００ｋΩ以上の電気抵抗を有することが好ましい。電気抵抗が大きいほど、構成部品内で発生する電力損失は小さい。
【００１８】
本発明のさらなる有利な改良点は、回路構成が切り換えスイッチ手段を有する状態に関する。この手段を用いて、周辺装置の機能情報抵抗器は、一方のピンと切断され、この場合、他方のピンと接続される。この周辺装置が多機能機器であるか、または異なった動作モードで動作され得る場合、このような切り換えスイッチ手段は、例えば、ＵＳＢ周辺装置に含まれ得る。この場合、本発明の１つの有利な展開は、本来、機能情報抵抗器と接続されていた一方のピンが、導電性構成部品を介して動作電圧にさらに接続され得、請求項１に記載される効果を伴うという特徴を有することである。これは、周辺装置の機能情報抵抗器への切り換えが必要になった場合、本発明による、接続状態を識別する能力が失われるのではなく、ここで、第１のピンを介して取り扱われるという意味である。
【００１９】
原則的に、導電性構成部品は、集積回路内に、および、この集積回路の外部回路の形態での両方で提供され得る。特に、周辺装置の機能情報抵抗器が集積回路内に取り入れられる場合、導電性構成部品は、好適には、集積回路の集積構成部品でもある。
【００２０】
本発明による方法において、ＵＳＢ接続状態は、集積回路内の第２のピン上に存在する電位を評価することによって決定される。上述のように、これは、従来技術にて用いられるｄａピンを省くことを可能にする。
【００２１】
本発明は、以下において、例示の実施形態を用いて、および図面を参照して説明される。
【００２２】
図１は、ＵＳＢのシステムアーキテクチャを示す。ＵＳＢの中央ユニットはホストであり、コンピュータによって形成される。１つ以上のハブ（配信ノード）がコンピュータと接続される。各ハブは、ホスト方向に、いわゆる上流ポート（または次に上位のハブの方向に）、および複数の下流ポートを有する。ＵＳＢ周辺装置または次に下位のハブは、下流ポートと接続され得る。
【００２３】
図３は、ＵＳＢ接続を介して周辺装置２と接続されるハブ１を示す。同じ参照符号が、図２における符号と同じかまたは等価の部分に対して用いられる。図３は、データ線５、６（すなわちＤ＋、Ｄ−）のみを示す。以下の回路は、ＵＳＢ仕様によるデータ線５、６について明示される。
【００２４】
ハブ１の端部にて、データ線５、６の各々が、１５ｋΩ抵抗器１３、１４を介してグラウンドと接続されなければならない。ピン８、９のうちの１つ（この場合、ピン９）は、１．５ｋΩ抵抗器１２を用いて動作電圧（通常＋３、３Ｖ）と接続されなければならない。
【００２５】
１．５ｋΩ抵抗器１２は、周辺装置の機能情報抵抗器と呼ばれる。ＵＳＢ仕様は、２つのピン８、９のうちの１つと接続されることが、この抵抗器１２にとって不可欠であることを明示する。この抵抗器は、ＵＳＢ周辺装置２が接続されるハブに送信するために用いられ、抵抗器１２がピン８と接続されるか、ピン９と接続されるかに依存して、ＵＳＢ周辺装置２の特定の能力がハブ１に関して識別され得る。
【００２６】
図４は、本発明による回路構成を示す。再び、データ線５、６のみが図示され、同一または機能的に同様の構成部品は、図２および図３におけるものと同じ参照符号によって示される。
【００２７】
図４に示される例において、１．５ｋΩ周辺装置の機能情報抵抗器１２は、集積回路７のピン９と接続される。この場合、１５０ｋΩ抵抗器１５によって形成される導電性構成部品は、集積回路７に提供され、ピン８を動作電圧と持続的に接続する。回路設計の残り部分は、図３に示される回路設計に対応する。
【００２８】
抵抗器１５は、以下のように動作する。
【００２９】
周辺装置２がハブ１から切断される（すなわち、プラグ接点５ａおよび６ａが開いている）場合、抵抗器１５は、ピン８が動作電圧電位に「引き上げられる（ｄｒａｗｎ  ｕｐ）」ようにする。逆の状態において、すなわち、プラグ接続５ａおよび６ａが閉じている場合、ピン８は、データ線６を介して、および１５ｋΩ抵抗器１４を介してグラウンド（Ｖｓｓ）と接続される。ピン８上の電位は、実質的に、接地電位に「引き降ろされる（ｄｒａｗｎ  ｄｏｗｎ）」。なぜなら、電圧のほとんどは、ここで、抵抗器１５を介して降下し、この抵抗器の値は、抵抗器１４の値よりも著しく大きくなるからである。
【００３０】
ＵＳＢ接続状態は、ピン８上に存在する電位が評価されることによって集積回路７内で決定され得る。評価は、例えば、周辺装置２の初期設定時、または任意の他の時間に実行され得、集積回路７に格納される評価ルーチンを呼出し、および処理することによって支援される。
【００３１】
図４に示される回路構成への種々の改変が可能である。
【００３２】
図４に示される構成において、１５０ｋΩ抵抗器１５は、ピン８および動作電圧に持続的に接続される。別の選択肢は、抵抗器１５がピン８と一時的にのみ接続され、集積回路７の接続状態の点検を実行することが意図される場合はいつでも正確であることである。この場合、抵抗器１５は、さらに、より小さい値を有してもよい（抵抗器が１５ｋΩの値を有した場合、データ線６上の電位は、接続が終了する場合、動作電位レベルの単に半分に低減される）。
【００３３】
抵抗器１５は、スイッチングトランジスタを介して接続され得るか、または抵抗器それ自体がエミッタコレクタ経路の形態で、例えば、導電性が不十分なｐ型トランジスタ内にあり得る。
【００３４】
機能情報抵抗器１２および導電性構成部品１５の両方は、集積回路７の内部回路構成部品の形態、集積回路７用の外部回路の形態、または図４に示されるように、混合形態であり得る。
【００３５】
周辺装置２および集積回路７が切り換えスイッチを有する構成部品の機能を有し、このスイッチを用いて１．５ｋΩ機能情報抵抗器１２が、異なった時間に、ピン９またはピン８のどちらかと接続され得るという前提で、抵抗器１５に対応する抵抗器は、さらに、ピン９と接続され得る。この抵抗器は、同様に、持続的に接続され得るか、または接続可能および／またはトランジスタの形態であり得る。上述のように、集積回路７は、抵抗器１２、１５を有する抵抗器回路の特定の構成を知る必要がない。なぜなら、集積回路は、２つのピンの電位を評価することによって、いかなる場合でも、接続状態を決定し得るからである。
【００３６】
ＵＳＢ接続３、４、５、６は、４つのコアの接続ケーブルの形態であり得るか、または、さもなければ他の方法、例えば、無線リンクを介して実施され得る。この場合、周辺装置２は、アンテナ、変調器または復調器等のデバイスを、図示されない態様で、さらに有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】    図１は、ＵＳＢシステムアーキテクチャの模式図を示す。
【図２】  図２は、従来技術による、周辺装置の接続を識別するための回路構成の模式図を示す。
【図３】  図３は、２つのデータ線の、ＵＳＢ仕様により必要とされる回路の模式図を示す。
【図４】  図４は、本発明による回路構成の模式図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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