ＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイス
【課題】ホストに応じて消費電力を抑えることができるＵＳＢデバイスを提供する。
【解決手段】複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイス１００において、ＵＳＢデバイス１００に接続されたホスト１５０から供給される電源の電位レベルに応じて、ＵＳＢデバイス１００が有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路として、電源の電圧値を識別する電圧デテクタ１２４と、機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御するスイッチ１３０と、ＵＳＢデバイス１００に関するディスクリプタを保存するメモリ１２６、メモリ１４４とを有し、電圧デテクタ１２４による電源の電圧値の識別結果に応じて、スイッチ１３０により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、メモリ１２６、メモリ１４４に保存されたディスクリプタをホスト１５０に転送する。
【解決手段】複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイス１００において、ＵＳＢデバイス１００に接続されたホスト１５０から供給される電源の電位レベルに応じて、ＵＳＢデバイス１００が有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路として、電源の電圧値を識別する電圧デテクタ１２４と、機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御するスイッチ１３０と、ＵＳＢデバイス１００に関するディスクリプタを保存するメモリ１２６、メモリ１４４とを有し、電圧デテクタ１２４による電源の電圧値の識別結果に応じて、スイッチ１３０により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、メモリ１２６、メモリ１４４に保存されたディスクリプタをホスト１５０に転送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスの技術に関し、特に、起動時にＵＳＢデバイス内で電圧を印加するモジュールを選択する方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＵＳＢデバイスの技術においては、パソコンとその周辺デバイスとの間の通信インタフェースとしてＵＳＢインタフェースがある。ＵＳＢ対応の周辺デバイスとしてキーボードやＵＳＢメモリなどがある。これらのデバイスは、内部に電源を持たずにパソコンなどのホストが電源を供給するのが一般的である。キーボードのように、ある特定の機能しか持たないデバイスの場合、その内部動作に必要な消費電力も小さいため、小容量のバッテリしか持たないＰＤＡや携帯電話で使用しても問題にならない。
【０００３】
しかし、多くの機能を持ったＵＳＢデバイスの場合、その動作に必要な消費電力も大きくなるため、バッテリの容量の面からＰＤＡや携帯電話で使用することは難しい。
【０００４】
そこで、動作に必要な消費電力を抑えるようにした技術として、例えば特許文献１〜３に記載される技術などが挙げられる。特許文献１には、ＵＳＢと接続されている時は、必要としないブロックへの電力供給をスイッチにより遮断する技術が記載されている。特許文献２には、ホストがハイパワーデバイスとの接続を拒否すると、使用機能をユーザに選択させ、ローパワーデバイスとなるように設定変更する技術が記載されている。特許文献３には、起動時のホストとデバイス間のネゴシエーションで、デバイスの動作形態と消費電力を決定する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−７１２７４号公報
【特許文献２】特開２００４−３４１６９９号公報
【特許文献３】特開２００４−８６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＰＤＡや携帯電話で多機能なＵＳＢデバイスを使用する場合、全ての機能を使用するパソコンとは異なり、特定の機能しか使用しない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、特定の機能しか使用しない場合があることに着目し、前記特許文献１〜３とは異なる方法として、ホストによって使用できる機能を限定し、使用しない機能を実行するためのモジュールには電源を供給しない方法を用いるものである。そして、本発明の目的は、ホストに応じて消費電力を抑えることができるＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスを提供するものである。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００９】
本発明は、ホストから供給される電圧値やデータを用いて、全てのモジュールに電源を供給するか、一部のモジュールのみに電源を供給するかを決定する。これにより、使用できる機能は限定されるが、ホストに応じてＵＳＢデバイスの消費電力を抑えることができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１１】
本発明によれば、ホストに応じて消費電力を抑えることができるＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００１５】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００は、インタフェース１１０と、ＵＳＢコントローラ１２０と、スイッチ１３０と、演算モジュール１４０を含むデバイスである。ＵＳＢデバイス１００は、２本の信号線（Ｄ＋線１０１、Ｄ−線１０２）と、２本の電源線（Ｖｃｃ線１０３、ＧＮＤ線１０４）でホスト１５０と接続される。データは、Ｄ＋線１０１と、Ｄ−線１０２を使用した差動信号によって転送される。送信したいデータが「０」であるときはＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２のそれぞれが反転し、「１」であるときは反転しないという方式でデータが転送される。
【００１６】
インタフェース１１０は、ホスト１５０から転送されてきたデータをデジタル化する、もしくはＵＳＢデバイス１００からホスト１５０に転送するデータをアナログ化するモジュールである。
【００１７】
ＵＳＢコントローラ１２０は、エンドポイントと呼ばれるＦＩＦＯ１２１〜１２３と、電圧デテクタ１２４と、メモリ１２６と、データ構造解析部１２８を含むモジュールである。ホスト１５０とＵＳＢデバイス１００がデータの送受信する際には、エンドポイントを介して行われる。電圧デテクタ１２４は、Ｖｃｃ線１０３の電圧値を識別するためのモジュールである。メモリ１２６は、ホスト１５０から送信されたデータの他にディスクリプタＡ１２７を保存することができる。ディスクリプタとは、ＵＳＢデバイス１００の種類・特性などを示す情報である。ＵＳＢデバイス１００の種類には、メモリ、キーボード、マウスなどがある。ＵＳＢデバイス１００の特性には、データ転送方法などがある。ホスト１５０は、起動時にこのディスクリプタを手に入れることにより、ＵＳＢデバイス１００の使用用途に応じて、どのエンドポイントにどのような形式のデータを送信すればよいかなど、ＵＳＢデバイス１００に関する情報を知ることができる。データ構造解析部１２８は、ホスト１５０から送信されたデータの形式がディスクリプタＡ１２７に適した構造か否かを確認することや、ホスト１５０に送信するデータをディスクリプタＡ１２７に適したデータ形式にするなどの処理を行う。
【００１８】
スイッチ１３０は、演算モジュール１４０に流れるＶｃｃ線１０３とＧＮＤ線１０４を制御するモジュールである。ＵＳＢデバイス１００の起動時は、演算モジュール１４０に電圧が印加されないようにスイッチ１３０をＯＦＦの状態にする。
【００１９】
演算モジュール１４０は、ＣＰＵ１４２と、メモリ１４４と、データ構造解析部１４６を含むモジュールである。ＣＰＵ１４２は、ＵＳＢデバイス１００とホスト１５０間で送受信が行われるデータの処理などを行うモジュールである。メモリ１４４は、メモリ１２６と同様にホスト１５０から送信されたデータの他にディスクリプタＢ１４５を保存することができる。データ構造解析部１４６は、ホスト１５０から送信されたデータの形式がディスクリプタＢ１４５に適した構造か否かを確認することや、ホスト１５０に送信するデータをディスクリプタＢ１４５に適したデータ形式にするなどの処理を行う。データ構造解析部１４６の機能を、ＵＳＢコントローラ１２０内のデータ構造解析部１２８の機能に追加してもよい。
【００２０】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００において、電圧デテクタ１２４は電源の電圧値を識別する識別手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００に関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、これらの各機能モジュールにより、ＵＳＢデバイス１００に接続されたホスト１５０から供給される電源の電位レベルに応じて、ＵＳＢデバイス１００が有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路が構成される。
【００２１】
図２を参照して、ＵＳＢデバイス１００の起動時におけるＶｃｃ線１０３、Ｄ＋線１０１、Ｄ−線１０２の動作について説明する。図２は、ＵＳＢデバイス１００の起動時における電源線とデータ線の動作タイミングを示す図である。
【００２２】
ＵＳＢデバイス１００の起動時には、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、値が安定してからｔ１後、ホスト１５０がＤ＋線１０１もしくはＤ−線１０２のどちらか（図２ではＤ＋線１０１）をＨｉｇｈにする（２０１）。Ｈｉｇｈにした端子が安定してからｔ２後、ホスト１５０がＨｉｇｈにした端子をＬｏｗにする（２０２）。さらにｔ３後、ホスト１５０が再びＬｏｗにした端子をＨｉｇｈにする（２０３）。この動作のことをリセットと呼ぶ。リセット終了後、ＵＳＢデバイス１００は、ホスト１５０にディスクリプタを転送する。以上が、ＵＳＢデバイス１００の起動時にみられる各線の動作である。
【００２３】
図３を参照して、ホスト１５０がＶｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００がメモリ１２６もしくはメモリ１４４に保存してあるディスクリプタをホスト１５０に転送する流れを説明する。図３は、ＵＳＢデバイス１００の起動時における動作フローを示す図である。
【００２４】
まず始めに、ホスト１５０が、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７を用いてＵＳＢデバイス１００を低消費電力で動作させたい場合を説明する。
【００２５】
ホスト１５０は、ＵＳＢデバイス１００起動のため、Ｖｃｃ線１０３に電圧Ｖａを印加する（３０１）。電圧が安定した後、ホスト１５０は図２で説明したようにＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２にデータを送信する（３０２）。ＵＳＢコントローラ１２０は、電圧デテクタ１２４を用いてリセット時のＶｃｃ線１０３の電圧値を測定する（３０３）。
【００２６】
この測定の結果、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖａを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００の一部の機能のみしか使用できないように（図１では、インタフェース１１０およびＵＳＢコントローラ１２０を使用可能で演算モジュール１４０を使用不可）、スイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０に転送する（３０４）。一方、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖａを測定できなかった場合、ホスト１５０は数ｍｓの間エンドポイント０のＦＩＦＯにディスクリプタが設定されるのを待つ（３０５）。
【００２７】
数ｍｓ後、Ｖｃｃ線１０３に電圧Ｖｂを印加する（３０６）。電圧が安定した後、ホスト１５０は、再び図２で説明したようなデータを送信する（３０７）。ＵＳＢコントローラ１２０は、電圧デテクタ１２４を用いてリセット時のＶｃｃ線１０３の電圧値を測定する（３０８）。
【００２８】
この測定の結果、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖｂを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００の全ての機能を使用できるように（図１では、インタフェース１１０、ＵＳＢコントローラ１２０および演算モジュール１４０を使用可能）、ＵＳＢコントローラ１２０はスイッチ１３０をＯＮにし、演算モジュール１４０に電圧を印加する（３０９）。電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０に転送する（３１０）。なお、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０に転送するのはＵＳＢコントローラ１２０でもよい。この際、ＵＳＢコントローラ１２０は、ディスクリプタＢ１４５が保存されているメモリ１４４のアドレスを事前に知っておく必要がある。一方、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖｂを測定できなかった場合、ＵＳＢデバイス１００は動作しない（３１１）。
【００２９】
なお、電圧デテクタ１２４が測定する電圧値は、リセット時のＶｃｃ線１０３の値のように安定した電圧値とする。
【００３０】
次に、ホスト１５０が、ＵＳＢデバイス１００を低消費電力では動作させたくない場合の流れは、上記の３０６〜３１０の流れと同じであるため、説明を省略する。
【００３１】
以上が、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００がディスクリプタをホスト１５０に転送するまでの流れである。
【００３２】
従って、本実施の形態によれば、電圧デテクタ１２４、スイッチ１３０、メモリ１２６、メモリ１４４などを有することで、ＵＳＢデバイス１００に印加する電圧がＶａの場合、演算モジュール１４０は動作しないため、機能は限定されるが、ＵＳＢデバイス１００の消費電力を抑えることができる。また、従来の電圧値によってＵＳＢデバイス１００の機能を切り替える方式は、ＵＳＢメモリからＵＳＢトークンに変更するようなＵＳＢデバイス１００の種類を変更することはできないが、複数のディスクリプタとデータ構造解析部を持つことにより、ＵＳＢデバイス１００の種類そのものを変更することができるようになる。一般的なＵＳＢデバイスは５Ｖで動作する。そのため、Ｖａを３〜４Ｖ、Ｖｂを５Ｖと設定するのが望ましい。ホスト１５０には、図３のように電圧が動作するようなデバイスドライバをインストールしておく必要がある。
【実施例２】
【００３３】
前記第１の実施の形態ではＶｃｃ線の値を元にスイッチの選択を行ったが、第２の実施の形態では、信号線（Ｄ＋線、Ｄ−線）の動作を元にスイッチの動作を選択する例を示す。
【００３４】
本発明の第２の実施の形態を、図４〜図６を参照して詳細を説明する。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００３６】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００ａにおいて、図１との違いは、ＵＳＢコントローラ１２０ａ内に、電圧デテクタの代わりに、時間計測モジュール４２４と発信器４２８が追加されたことである。時間計測モジュール４２４は、クロックを元に時間計測を行うモジュールである。この際に用いるクロックは、発信器４２８で生成される。発信器４２８は、スイッチ１３０がＯＦＦの状態で動作すれば、ＵＳＢコントローラ１２０ａの内部にあっても外部にあってもよい。
【００３７】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００ａにおいて、時間計測モジュール４２４はデータ線のリセット時間を測定する測定手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００ａに関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、発信器４２８はリセット時間を測定するために用いるクロックを生成する発信手段として機能し、これらの各機能モジュールにより制御回路が構成される。
【００３８】
図５を参照して、ホスト１５０ａがＶｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ａがメモリ１２６もしくはメモリ１４４に保存してあるディスクリプタをホスト１５０ａに転送する流れを説明する。
【００３９】
まず始めに、ホスト１５０ａが、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７を用いてＵＳＢデバイス１００ａを低消費電力で動作させたい場合を説明する。
【００４０】
ホスト１５０ａは、ＵＳＢデバイス１００ａの起動のため、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加する（５０１）。電圧が安定した後、ホスト１５０ａは、図２で説明したようにＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２にデータを送信する（５０２）。このとき、リセット時の時間がＴａとなるデータとする。リセット時の時間とは、図６に示すＲｅｓｅｔ区間（６０１）のことを指す。ＵＳＢコントローラ１２０ａは、時間計測モジュール４２４と発信器４２８を用いてリセット時の時間を測定する（５０３）。
【００４１】
この測定の結果、時間計測モジュール４２４がリセット時間Ｔａを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００ａの一部の機能のみしか使用できないように、スイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０ａに転送する（５０４）。一方、時間計測モジュール４２４がリセット時間Ｔａを測定できなかった場合、ホスト１５０ａは数ｍｓの間、ディスクリプタが転送されるのを待った後（５０５）、Ｄ＋線１０１、Ｄ−線１０２にリセット時の時間がＴｂとなるようなデータを送信する（５０６）。ＵＳＢコントローラ１２０ａは、時間計測モジュール４２４と発信器４２８を用いてリセット時の時間を測定する（５０７）。
【００４２】
この測定の結果、時間計測モジュール４２４がＴｂを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００ａの全ての機能を使用できるように、ＵＳＢコントローラ１２０ａはスイッチ１３０をＯＮにし、演算モジュール１４０に電圧を印加する（５０８）。電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ａに転送する（５０９）。なお、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ａに転送するのはＵＳＢコントローラ１２０ａでもよい。この際、ＵＳＢコントローラ１２０ａは、ディスクリプタＢ１４５が保存されているメモリ１４４のアドレスを事前に知っておく必要がある。一方、時間計測モジュール４２４がＴｂを測定できなかった場合、ＵＳＢデバイス１００ａは動作しない（５１０）。
【００４３】
なお、時間計測モジュール４２４が測定する時間は、Ｒｅｓｅｔ区間の時間の他に、Ｈｉｇｈになった信号線が安定してからリセットまでの時間でもよい（図６に示す６０２の区間）。
【００４４】
以上が、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ａがディスクリプタをホスト１５０ａに転送するまでの流れである。
【００４５】
従って、本実施の形態によれば、時間計測モジュール４２４、発信器４２８、スイッチ１３０、メモリ１２６、メモリ１４４などを有することで、Ｒｅｓｅｔ区間の時間がＴａの場合、演算モジュール１４０は動作しないため、機能は限定されるが、ＵＳＢデバイス１００ａの消費電力を抑えることができる。この場合、ホスト１５０ａには、図６のようにＲｅｓｅｔ区間の時間が動作するようなデバイスドライバをインストールしておく必要がある。
【実施例３】
【００４６】
前記第１の実施の形態ではＶｃｃ線の値を元にスイッチの選択を行ったが、第３の実施の形態では、ユーザが設定することができる外部スイッチを元にスイッチの選択を行う例を示す。
【００４７】
本発明の第３の実施の形態を、図７、図８を参照して詳細を説明する。
【００４８】
図７は、本発明の第３の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００４９】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００ｂにおいて、図１との違いは、ＵＳＢコントローラ１２０ｂの電圧デテクタの代わりに、外部スイッチ７６０を追加したことである。外部スイッチ７６０は、ＵＳＢデバイス１００ｂを使用するユーザが任意に切り替えることのできるスイッチである。
【００５０】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００ｂにおいて、ＵＳＢコントローラ１２０ｂは外部スイッチ７６０の状態を識別する識別手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００ｂに関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、これらの各機能モジュールにより制御回路が構成される。
【００５１】
図８を参照して、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ｂがメモリ１２６もしくはメモリ１４４に保存してあるディスクリプタをホスト１５０ｂに転送する流れを説明する。
【００５２】
ホスト１５０ｂは、ＵＳＢデバイス１００ｂの起動のため、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加する（８０１）。電圧が安定した後、ホスト１５０ｂは、図２で説明したようにＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２にデータを送信する（８０２）。ＵＳＢコントローラ１２０ｂは、外部スイッチ７６０の状態を判断し、これを元にスイッチ１３０の動作を選択する（８０３）。
【００５３】
もし、外部スイッチ７６０がＯＦＦの場合、ＵＳＢデバイス１００ｂの一部の機能のみしか使用できないように、ＵＳＢコントローラ１２０ｂはスイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０ｂに転送する（８０４）。もし、外部スイッチ７６０がＯＮの場合、ＵＳＢデバイス１００ｂの全ての機能を使用できるように、ＵＳＢコントローラ１２０ｂはスイッチ１３０をＯＮにし、演算モジュール１４０に電圧を印加する（８０５）。電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ｂに転送する（８０６）。なお、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ｂに転送するのはＵＳＢコントローラ１２０ｂでもよい。この際、ＵＳＢコントローラ１２０ｂは、ディスクリプタＢ１４５が保存されているメモリ１４４のアドレスを事前に知っておく必要がある。
【００５４】
以上が、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ｂがディスクリプタをホスト１５０ｂに転送するまでの流れである。
【００５５】
従って、本実施の形態によれば、外部スイッチ７６０、スイッチ１３０、メモリ１２６、メモリ１４４などを有することで、外部スイッチ７６０でスイッチ１３０の動作を選択するため、ホスト１５０ｂはデバイスドライバをインストールする必要がない。
【実施例４】
【００５６】
前記第３の実施の形態では外部スイッチの状態を元にスイッチの選択を行ったが、第４の実施の形態では、ホストからの選択線の信号を元にスイッチの選択を行う例を示す。
【００５７】
本発明の第４の実施の形態を、図９、図１０を参照して詳細を説明する。
【００５８】
例えば、図９のようなＩＣカードのＰＩＮ配置９００を持つＵＳＢデバイスの場合、Ｃ１端子９０１をＶｐｐ線、Ｃ４端子９０４はＤ＋線、Ｃ５端子９０５をＧＮＤ線、Ｃ８端子９０８はＤ−線にそれぞれ割り当て、残りの未使用端子（Ｃ２端子９０２、Ｃ３端子９０３、Ｃ６端子９０６、Ｃ７端子９０７）を、図７の外部スイッチのように使用することができる。
【００５９】
図１０は、本発明の第４の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００６０】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００ｃにおいては、未使用端子のＣ６端子９０６をＳｅｌ線１００５の選択線として用いる。
【００６１】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００ｃにおいて、ＵＳＢコントローラ１２０ｃはＳｅｌ線１００５の状態を識別する識別手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００ｃに関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、これらの各機能モジュールにより制御回路が構成される。
【００６２】
以上のような構成により、もし、Ｓｅｌ線１００５がＯＦＦの場合、ＵＳＢデバイス１００ｃの一部の機能のみしか使用できないように、ＵＳＢコントローラ１２０ｃはスイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０ｃに転送する。もし、Ｓｅｌ線１００５がＯＮの場合、ＵＳＢデバイス１００ｃの全ての機能を使用できるように、ＵＳＢコントローラ１２０ｃはスイッチ１３０をＯＮにし、電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ｃに転送する。
【００６３】
従って、本実施の形態によれば、Ｓｅｌ線１００５を用いることにより、外部スイッチと同じようにスイッチ１３０の動作を選択することができる。ただし、図１０のような構成図の場合、ホスト１５０ｃはデバイスドライバをインストールする必要がある。
【００６４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、ＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスの技術に関し、特に、ＰＤＡや携帯電話で多機能なＵＳＢデバイスを使用する場合などに、起動時にＵＳＢデバイス内で電圧を印加するモジュールを選択する技術に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における電源線とデータ線の動作タイミングを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における動作フローを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における動作フローを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における電源線とデータ線の動作タイミングを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における動作フローを示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態において、ＩＣカードのＰＩＮ配置を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…ＵＳＢデバイス、１０１…Ｄ＋線、１０２…Ｄ−線、１０３…Ｖｃｃ線、１０４…ＧＮＤ線、１１０…インタフェース、１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ…ＵＳＢコントローラ、１２１〜１２３…ＦＩＦＯ、１２４…電圧デテクタ、１２６…メモリ、１２７…ディスクリプタＡ、１２８…データ構造解析部、１３０…スイッチ、１４０…演算モジュール、１４２…ＣＰＵ、１４４…メモリ、１４５…ディスクリプタＢ、１４６…データ構造解析部、１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ…ホスト、４２４…時間計測モジュール、４２８…発信器、７６０…外部スイッチ、９０１…Ｃ１端子、９０２…Ｃ２端子、９０３…Ｃ３端子、９０４…Ｃ４端子、９０５…Ｃ５端子、９０６…Ｃ６端子、９０７…Ｃ７端子、９０８…Ｃ８端子、１００５…Ｓｅｌ線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスの技術に関し、特に、起動時にＵＳＢデバイス内で電圧を印加するモジュールを選択する方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＵＳＢデバイスの技術においては、パソコンとその周辺デバイスとの間の通信インタフェースとしてＵＳＢインタフェースがある。ＵＳＢ対応の周辺デバイスとしてキーボードやＵＳＢメモリなどがある。これらのデバイスは、内部に電源を持たずにパソコンなどのホストが電源を供給するのが一般的である。キーボードのように、ある特定の機能しか持たないデバイスの場合、その内部動作に必要な消費電力も小さいため、小容量のバッテリしか持たないＰＤＡや携帯電話で使用しても問題にならない。
【０００３】
しかし、多くの機能を持ったＵＳＢデバイスの場合、その動作に必要な消費電力も大きくなるため、バッテリの容量の面からＰＤＡや携帯電話で使用することは難しい。
【０００４】
そこで、動作に必要な消費電力を抑えるようにした技術として、例えば特許文献１〜３に記載される技術などが挙げられる。特許文献１には、ＵＳＢと接続されている時は、必要としないブロックへの電力供給をスイッチにより遮断する技術が記載されている。特許文献２には、ホストがハイパワーデバイスとの接続を拒否すると、使用機能をユーザに選択させ、ローパワーデバイスとなるように設定変更する技術が記載されている。特許文献３には、起動時のホストとデバイス間のネゴシエーションで、デバイスの動作形態と消費電力を決定する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−７１２７４号公報
【特許文献２】特開２００４−３４１６９９号公報
【特許文献３】特開２００４−８６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＰＤＡや携帯電話で多機能なＵＳＢデバイスを使用する場合、全ての機能を使用するパソコンとは異なり、特定の機能しか使用しない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、特定の機能しか使用しない場合があることに着目し、前記特許文献１〜３とは異なる方法として、ホストによって使用できる機能を限定し、使用しない機能を実行するためのモジュールには電源を供給しない方法を用いるものである。そして、本発明の目的は、ホストに応じて消費電力を抑えることができるＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスを提供するものである。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００９】
本発明は、ホストから供給される電圧値やデータを用いて、全てのモジュールに電源を供給するか、一部のモジュールのみに電源を供給するかを決定する。これにより、使用できる機能は限定されるが、ホストに応じてＵＳＢデバイスの消費電力を抑えることができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１１】
本発明によれば、ホストに応じて消費電力を抑えることができるＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００１５】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００は、インタフェース１１０と、ＵＳＢコントローラ１２０と、スイッチ１３０と、演算モジュール１４０を含むデバイスである。ＵＳＢデバイス１００は、２本の信号線（Ｄ＋線１０１、Ｄ−線１０２）と、２本の電源線（Ｖｃｃ線１０３、ＧＮＤ線１０４）でホスト１５０と接続される。データは、Ｄ＋線１０１と、Ｄ−線１０２を使用した差動信号によって転送される。送信したいデータが「０」であるときはＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２のそれぞれが反転し、「１」であるときは反転しないという方式でデータが転送される。
【００１６】
インタフェース１１０は、ホスト１５０から転送されてきたデータをデジタル化する、もしくはＵＳＢデバイス１００からホスト１５０に転送するデータをアナログ化するモジュールである。
【００１７】
ＵＳＢコントローラ１２０は、エンドポイントと呼ばれるＦＩＦＯ１２１〜１２３と、電圧デテクタ１２４と、メモリ１２６と、データ構造解析部１２８を含むモジュールである。ホスト１５０とＵＳＢデバイス１００がデータの送受信する際には、エンドポイントを介して行われる。電圧デテクタ１２４は、Ｖｃｃ線１０３の電圧値を識別するためのモジュールである。メモリ１２６は、ホスト１５０から送信されたデータの他にディスクリプタＡ１２７を保存することができる。ディスクリプタとは、ＵＳＢデバイス１００の種類・特性などを示す情報である。ＵＳＢデバイス１００の種類には、メモリ、キーボード、マウスなどがある。ＵＳＢデバイス１００の特性には、データ転送方法などがある。ホスト１５０は、起動時にこのディスクリプタを手に入れることにより、ＵＳＢデバイス１００の使用用途に応じて、どのエンドポイントにどのような形式のデータを送信すればよいかなど、ＵＳＢデバイス１００に関する情報を知ることができる。データ構造解析部１２８は、ホスト１５０から送信されたデータの形式がディスクリプタＡ１２７に適した構造か否かを確認することや、ホスト１５０に送信するデータをディスクリプタＡ１２７に適したデータ形式にするなどの処理を行う。
【００１８】
スイッチ１３０は、演算モジュール１４０に流れるＶｃｃ線１０３とＧＮＤ線１０４を制御するモジュールである。ＵＳＢデバイス１００の起動時は、演算モジュール１４０に電圧が印加されないようにスイッチ１３０をＯＦＦの状態にする。
【００１９】
演算モジュール１４０は、ＣＰＵ１４２と、メモリ１４４と、データ構造解析部１４６を含むモジュールである。ＣＰＵ１４２は、ＵＳＢデバイス１００とホスト１５０間で送受信が行われるデータの処理などを行うモジュールである。メモリ１４４は、メモリ１２６と同様にホスト１５０から送信されたデータの他にディスクリプタＢ１４５を保存することができる。データ構造解析部１４６は、ホスト１５０から送信されたデータの形式がディスクリプタＢ１４５に適した構造か否かを確認することや、ホスト１５０に送信するデータをディスクリプタＢ１４５に適したデータ形式にするなどの処理を行う。データ構造解析部１４６の機能を、ＵＳＢコントローラ１２０内のデータ構造解析部１２８の機能に追加してもよい。
【００２０】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００において、電圧デテクタ１２４は電源の電圧値を識別する識別手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００に関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、これらの各機能モジュールにより、ＵＳＢデバイス１００に接続されたホスト１５０から供給される電源の電位レベルに応じて、ＵＳＢデバイス１００が有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路が構成される。
【００２１】
図２を参照して、ＵＳＢデバイス１００の起動時におけるＶｃｃ線１０３、Ｄ＋線１０１、Ｄ−線１０２の動作について説明する。図２は、ＵＳＢデバイス１００の起動時における電源線とデータ線の動作タイミングを示す図である。
【００２２】
ＵＳＢデバイス１００の起動時には、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、値が安定してからｔ１後、ホスト１５０がＤ＋線１０１もしくはＤ−線１０２のどちらか（図２ではＤ＋線１０１）をＨｉｇｈにする（２０１）。Ｈｉｇｈにした端子が安定してからｔ２後、ホスト１５０がＨｉｇｈにした端子をＬｏｗにする（２０２）。さらにｔ３後、ホスト１５０が再びＬｏｗにした端子をＨｉｇｈにする（２０３）。この動作のことをリセットと呼ぶ。リセット終了後、ＵＳＢデバイス１００は、ホスト１５０にディスクリプタを転送する。以上が、ＵＳＢデバイス１００の起動時にみられる各線の動作である。
【００２３】
図３を参照して、ホスト１５０がＶｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００がメモリ１２６もしくはメモリ１４４に保存してあるディスクリプタをホスト１５０に転送する流れを説明する。図３は、ＵＳＢデバイス１００の起動時における動作フローを示す図である。
【００２４】
まず始めに、ホスト１５０が、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７を用いてＵＳＢデバイス１００を低消費電力で動作させたい場合を説明する。
【００２５】
ホスト１５０は、ＵＳＢデバイス１００起動のため、Ｖｃｃ線１０３に電圧Ｖａを印加する（３０１）。電圧が安定した後、ホスト１５０は図２で説明したようにＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２にデータを送信する（３０２）。ＵＳＢコントローラ１２０は、電圧デテクタ１２４を用いてリセット時のＶｃｃ線１０３の電圧値を測定する（３０３）。
【００２６】
この測定の結果、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖａを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００の一部の機能のみしか使用できないように（図１では、インタフェース１１０およびＵＳＢコントローラ１２０を使用可能で演算モジュール１４０を使用不可）、スイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０に転送する（３０４）。一方、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖａを測定できなかった場合、ホスト１５０は数ｍｓの間エンドポイント０のＦＩＦＯにディスクリプタが設定されるのを待つ（３０５）。
【００２７】
数ｍｓ後、Ｖｃｃ線１０３に電圧Ｖｂを印加する（３０６）。電圧が安定した後、ホスト１５０は、再び図２で説明したようなデータを送信する（３０７）。ＵＳＢコントローラ１２０は、電圧デテクタ１２４を用いてリセット時のＶｃｃ線１０３の電圧値を測定する（３０８）。
【００２８】
この測定の結果、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖｂを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００の全ての機能を使用できるように（図１では、インタフェース１１０、ＵＳＢコントローラ１２０および演算モジュール１４０を使用可能）、ＵＳＢコントローラ１２０はスイッチ１３０をＯＮにし、演算モジュール１４０に電圧を印加する（３０９）。電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０に転送する（３１０）。なお、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０に転送するのはＵＳＢコントローラ１２０でもよい。この際、ＵＳＢコントローラ１２０は、ディスクリプタＢ１４５が保存されているメモリ１４４のアドレスを事前に知っておく必要がある。一方、電圧デテクタ１２４が電圧値Ｖｂを測定できなかった場合、ＵＳＢデバイス１００は動作しない（３１１）。
【００２９】
なお、電圧デテクタ１２４が測定する電圧値は、リセット時のＶｃｃ線１０３の値のように安定した電圧値とする。
【００３０】
次に、ホスト１５０が、ＵＳＢデバイス１００を低消費電力では動作させたくない場合の流れは、上記の３０６〜３１０の流れと同じであるため、説明を省略する。
【００３１】
以上が、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００がディスクリプタをホスト１５０に転送するまでの流れである。
【００３２】
従って、本実施の形態によれば、電圧デテクタ１２４、スイッチ１３０、メモリ１２６、メモリ１４４などを有することで、ＵＳＢデバイス１００に印加する電圧がＶａの場合、演算モジュール１４０は動作しないため、機能は限定されるが、ＵＳＢデバイス１００の消費電力を抑えることができる。また、従来の電圧値によってＵＳＢデバイス１００の機能を切り替える方式は、ＵＳＢメモリからＵＳＢトークンに変更するようなＵＳＢデバイス１００の種類を変更することはできないが、複数のディスクリプタとデータ構造解析部を持つことにより、ＵＳＢデバイス１００の種類そのものを変更することができるようになる。一般的なＵＳＢデバイスは５Ｖで動作する。そのため、Ｖａを３〜４Ｖ、Ｖｂを５Ｖと設定するのが望ましい。ホスト１５０には、図３のように電圧が動作するようなデバイスドライバをインストールしておく必要がある。
【実施例２】
【００３３】
前記第１の実施の形態ではＶｃｃ線の値を元にスイッチの選択を行ったが、第２の実施の形態では、信号線（Ｄ＋線、Ｄ−線）の動作を元にスイッチの動作を選択する例を示す。
【００３４】
本発明の第２の実施の形態を、図４〜図６を参照して詳細を説明する。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００３６】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００ａにおいて、図１との違いは、ＵＳＢコントローラ１２０ａ内に、電圧デテクタの代わりに、時間計測モジュール４２４と発信器４２８が追加されたことである。時間計測モジュール４２４は、クロックを元に時間計測を行うモジュールである。この際に用いるクロックは、発信器４２８で生成される。発信器４２８は、スイッチ１３０がＯＦＦの状態で動作すれば、ＵＳＢコントローラ１２０ａの内部にあっても外部にあってもよい。
【００３７】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００ａにおいて、時間計測モジュール４２４はデータ線のリセット時間を測定する測定手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００ａに関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、発信器４２８はリセット時間を測定するために用いるクロックを生成する発信手段として機能し、これらの各機能モジュールにより制御回路が構成される。
【００３８】
図５を参照して、ホスト１５０ａがＶｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ａがメモリ１２６もしくはメモリ１４４に保存してあるディスクリプタをホスト１５０ａに転送する流れを説明する。
【００３９】
まず始めに、ホスト１５０ａが、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７を用いてＵＳＢデバイス１００ａを低消費電力で動作させたい場合を説明する。
【００４０】
ホスト１５０ａは、ＵＳＢデバイス１００ａの起動のため、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加する（５０１）。電圧が安定した後、ホスト１５０ａは、図２で説明したようにＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２にデータを送信する（５０２）。このとき、リセット時の時間がＴａとなるデータとする。リセット時の時間とは、図６に示すＲｅｓｅｔ区間（６０１）のことを指す。ＵＳＢコントローラ１２０ａは、時間計測モジュール４２４と発信器４２８を用いてリセット時の時間を測定する（５０３）。
【００４１】
この測定の結果、時間計測モジュール４２４がリセット時間Ｔａを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００ａの一部の機能のみしか使用できないように、スイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０ａに転送する（５０４）。一方、時間計測モジュール４２４がリセット時間Ｔａを測定できなかった場合、ホスト１５０ａは数ｍｓの間、ディスクリプタが転送されるのを待った後（５０５）、Ｄ＋線１０１、Ｄ−線１０２にリセット時の時間がＴｂとなるようなデータを送信する（５０６）。ＵＳＢコントローラ１２０ａは、時間計測モジュール４２４と発信器４２８を用いてリセット時の時間を測定する（５０７）。
【００４２】
この測定の結果、時間計測モジュール４２４がＴｂを測定できた場合、ＵＳＢデバイス１００ａの全ての機能を使用できるように、ＵＳＢコントローラ１２０ａはスイッチ１３０をＯＮにし、演算モジュール１４０に電圧を印加する（５０８）。電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ａに転送する（５０９）。なお、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ａに転送するのはＵＳＢコントローラ１２０ａでもよい。この際、ＵＳＢコントローラ１２０ａは、ディスクリプタＢ１４５が保存されているメモリ１４４のアドレスを事前に知っておく必要がある。一方、時間計測モジュール４２４がＴｂを測定できなかった場合、ＵＳＢデバイス１００ａは動作しない（５１０）。
【００４３】
なお、時間計測モジュール４２４が測定する時間は、Ｒｅｓｅｔ区間の時間の他に、Ｈｉｇｈになった信号線が安定してからリセットまでの時間でもよい（図６に示す６０２の区間）。
【００４４】
以上が、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ａがディスクリプタをホスト１５０ａに転送するまでの流れである。
【００４５】
従って、本実施の形態によれば、時間計測モジュール４２４、発信器４２８、スイッチ１３０、メモリ１２６、メモリ１４４などを有することで、Ｒｅｓｅｔ区間の時間がＴａの場合、演算モジュール１４０は動作しないため、機能は限定されるが、ＵＳＢデバイス１００ａの消費電力を抑えることができる。この場合、ホスト１５０ａには、図６のようにＲｅｓｅｔ区間の時間が動作するようなデバイスドライバをインストールしておく必要がある。
【実施例３】
【００４６】
前記第１の実施の形態ではＶｃｃ線の値を元にスイッチの選択を行ったが、第３の実施の形態では、ユーザが設定することができる外部スイッチを元にスイッチの選択を行う例を示す。
【００４７】
本発明の第３の実施の形態を、図７、図８を参照して詳細を説明する。
【００４８】
図７は、本発明の第３の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００４９】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００ｂにおいて、図１との違いは、ＵＳＢコントローラ１２０ｂの電圧デテクタの代わりに、外部スイッチ７６０を追加したことである。外部スイッチ７６０は、ＵＳＢデバイス１００ｂを使用するユーザが任意に切り替えることのできるスイッチである。
【００５０】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００ｂにおいて、ＵＳＢコントローラ１２０ｂは外部スイッチ７６０の状態を識別する識別手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００ｂに関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、これらの各機能モジュールにより制御回路が構成される。
【００５１】
図８を参照して、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ｂがメモリ１２６もしくはメモリ１４４に保存してあるディスクリプタをホスト１５０ｂに転送する流れを説明する。
【００５２】
ホスト１５０ｂは、ＵＳＢデバイス１００ｂの起動のため、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加する（８０１）。電圧が安定した後、ホスト１５０ｂは、図２で説明したようにＤ＋線１０１、Ｄ−線１０２にデータを送信する（８０２）。ＵＳＢコントローラ１２０ｂは、外部スイッチ７６０の状態を判断し、これを元にスイッチ１３０の動作を選択する（８０３）。
【００５３】
もし、外部スイッチ７６０がＯＦＦの場合、ＵＳＢデバイス１００ｂの一部の機能のみしか使用できないように、ＵＳＢコントローラ１２０ｂはスイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０ｂに転送する（８０４）。もし、外部スイッチ７６０がＯＮの場合、ＵＳＢデバイス１００ｂの全ての機能を使用できるように、ＵＳＢコントローラ１２０ｂはスイッチ１３０をＯＮにし、演算モジュール１４０に電圧を印加する（８０５）。電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ｂに転送する（８０６）。なお、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ｂに転送するのはＵＳＢコントローラ１２０ｂでもよい。この際、ＵＳＢコントローラ１２０ｂは、ディスクリプタＢ１４５が保存されているメモリ１４４のアドレスを事前に知っておく必要がある。
【００５４】
以上が、Ｖｃｃ線１０３に電圧を印加し、ＵＳＢデバイス１００ｂがディスクリプタをホスト１５０ｂに転送するまでの流れである。
【００５５】
従って、本実施の形態によれば、外部スイッチ７６０、スイッチ１３０、メモリ１２６、メモリ１４４などを有することで、外部スイッチ７６０でスイッチ１３０の動作を選択するため、ホスト１５０ｂはデバイスドライバをインストールする必要がない。
【実施例４】
【００５６】
前記第３の実施の形態では外部スイッチの状態を元にスイッチの選択を行ったが、第４の実施の形態では、ホストからの選択線の信号を元にスイッチの選択を行う例を示す。
【００５７】
本発明の第４の実施の形態を、図９、図１０を参照して詳細を説明する。
【００５８】
例えば、図９のようなＩＣカードのＰＩＮ配置９００を持つＵＳＢデバイスの場合、Ｃ１端子９０１をＶｐｐ線、Ｃ４端子９０４はＤ＋線、Ｃ５端子９０５をＧＮＤ線、Ｃ８端子９０８はＤ−線にそれぞれ割り当て、残りの未使用端子（Ｃ２端子９０２、Ｃ３端子９０３、Ｃ６端子９０６、Ｃ７端子９０７）を、図７の外部スイッチのように使用することができる。
【００５９】
図１０は、本発明の第４の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【００６０】
本実施の形態のＵＳＢデバイス１００ｃにおいては、未使用端子のＣ６端子９０６をＳｅｌ線１００５の選択線として用いる。
【００６１】
以上のように構成されるＵＳＢデバイス１００ｃにおいて、ＵＳＢコントローラ１２０ｃはＳｅｌ線１００５の状態を識別する識別手段として機能し、スイッチ１３０は機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段として機能し、メモリ１２６、メモリ１４４はＵＳＢデバイス１００ｃに関するディスクリプタを保存する記憶手段として機能し、これらの各機能モジュールにより制御回路が構成される。
【００６２】
以上のような構成により、もし、Ｓｅｌ線１００５がＯＦＦの場合、ＵＳＢデバイス１００ｃの一部の機能のみしか使用できないように、ＵＳＢコントローラ１２０ｃはスイッチ１３０をＯＮにせず、メモリ１２６に保存してあるディスクリプタＡ１２７をホスト１５０ｃに転送する。もし、Ｓｅｌ線１００５がＯＮの場合、ＵＳＢデバイス１００ｃの全ての機能を使用できるように、ＵＳＢコントローラ１２０ｃはスイッチ１３０をＯＮにし、電圧を印加された演算モジュール１４０は、メモリ１４４に保存してあるディスクリプタＢ１４５をホスト１５０ｃに転送する。
【００６３】
従って、本実施の形態によれば、Ｓｅｌ線１００５を用いることにより、外部スイッチと同じようにスイッチ１３０の動作を選択することができる。ただし、図１０のような構成図の場合、ホスト１５０ｃはデバイスドライバをインストールする必要がある。
【００６４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、ＵＳＢデバイスおよびコンピュータの周辺デバイスの技術に関し、特に、ＰＤＡや携帯電話で多機能なＵＳＢデバイスを使用する場合などに、起動時にＵＳＢデバイス内で電圧を印加するモジュールを選択する技術に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における電源線とデータ線の動作タイミングを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における動作フローを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における動作フローを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における電源線とデータ線の動作タイミングを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態において、ＵＳＢデバイスの起動時における動作フローを示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態において、ＩＣカードのＰＩＮ配置を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態によるＵＳＢデバイス、およびそのＵＳＢデバイスとホストとの接続を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…ＵＳＢデバイス、１０１…Ｄ＋線、１０２…Ｄ−線、１０３…Ｖｃｃ線、１０４…ＧＮＤ線、１１０…インタフェース、１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ…ＵＳＢコントローラ、１２１〜１２３…ＦＩＦＯ、１２４…電圧デテクタ、１２６…メモリ、１２７…ディスクリプタＡ、１２８…データ構造解析部、１３０…スイッチ、１４０…演算モジュール、１４２…ＣＰＵ、１４４…メモリ、１４５…ディスクリプタＢ、１４６…データ構造解析部、１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ…ホスト、４２４…時間計測モジュール、４２８…発信器、７６０…外部スイッチ、９０１…Ｃ１端子、９０２…Ｃ２端子、９０３…Ｃ３端子、９０４…Ｃ４端子、９０５…Ｃ５端子、９０６…Ｃ６端子、９０７…Ｃ７端子、９０８…Ｃ８端子、１００５…Ｓｅｌ線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイスであって、
前記ＵＳＢデバイスに接続されたＵＳＢホストから供給される電源の電位レベルに応じて、前記ＵＳＢデバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記電源の電圧値を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記ＵＳＢデバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記電源の電圧値の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記ＵＳＢホストに転送することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記有効にする機能モジュールに電源を供給するように切り替えることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項３】
請求項１記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記電源の電位レベルがＶａのときに前記ＵＳＢデバイスの一部の機能モジュールのみを有効にし、前記電源の電位レベルが前記Ｖａより大きいＶｂのときに前記ＵＳＢデバイスの全ての機能モジュールを有効にすることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項４】
複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイスであって、
前記ＵＳＢデバイスに接続されたＵＳＢホストからの前記ＵＳＢデバイスの起動時におけるデータ線のリセット動作に応じて、前記ＵＳＢデバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記データ線のリセット時間を測定する測定手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記ＵＳＢデバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記測定手段による前記データ線のリセット時間の測定結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記ＵＳＢホストに転送することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項５】
請求項４記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記リセット時間がＴａのときに前記ＵＳＢデバイスの一部の機能モジュールのみを有効にし、前記リセット時間が前記Ｔａと異なるＴｂのときに前記ＵＳＢデバイスの全ての機能モジュールを有効にすることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項６】
請求項４記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記リセット時間を測定するために用いるクロックを生成する発信手段を有することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項７】
請求項４記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記データ線は、差動信号線であることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項８】
複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイスであって、
前記ＵＳＢデバイスに接続されたＵＳＢホストからの前記ＵＳＢデバイスに接続された電源線ならびにデータ線以外の選択線を用いて前記ＵＳＢデバイスに送られるデータに応じて、前記ＵＳＢデバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記選択線の状態を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記ＵＳＢデバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記選択線の状態の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記ＵＳＢホストに転送することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項９】
請求項８記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記選択線がＯＦＦ状態のときに前記ＵＳＢデバイスの一部の機能モジュールのみを有効にし、前記選択線がＯＮ状態のときに前記ＵＳＢデバイスの全ての機能モジュールを有効にすることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項１０】
請求項８記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記選択線は、前記ＵＳＢデバイスのＣ２端子、Ｃ３端子、Ｃ６端子、またはＣ７端子に割り当てられることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項１１】
コンピュータに接続可能で、複数の機能モジュールを有する周辺デバイスであって、
前記コンピュータから供給される電源の電位レベルに応じて、前記周辺デバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記電源の電圧値を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記周辺デバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記電源の電圧値の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記コンピュータに転送することを特徴とする周辺デバイス。
【請求項１２】
コンピュータに接続可能で、複数の機能モジュールを有する周辺デバイスであって、
前記コンピュータからの前記周辺デバイスの起動時におけるデータ線のリセット動作に応じて、前記周辺デバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記データ線のリセット時間を測定する測定手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記周辺デバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記測定手段による前記データ線のリセット時間の測定結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記コンピュータに転送することを特徴とする周辺デバイス。
【請求項１３】
コンピュータに接続可能で、複数の機能モジュールを有する周辺デバイスであって、
前記コンピュータからの前記周辺デバイスに接続された電源線ならびにデータ線以外の選択線を用いて前記周辺デバイスに送られるデータに応じて、前記周辺デバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記選択線の状態を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記周辺デバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記選択線の状態の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記コンピュータに転送することを特徴とする周辺デバイス。
【請求項１】
複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイスであって、
前記ＵＳＢデバイスに接続されたＵＳＢホストから供給される電源の電位レベルに応じて、前記ＵＳＢデバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記電源の電圧値を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記ＵＳＢデバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記電源の電圧値の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記ＵＳＢホストに転送することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記有効にする機能モジュールに電源を供給するように切り替えることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項３】
請求項１記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記電源の電位レベルがＶａのときに前記ＵＳＢデバイスの一部の機能モジュールのみを有効にし、前記電源の電位レベルが前記Ｖａより大きいＶｂのときに前記ＵＳＢデバイスの全ての機能モジュールを有効にすることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項４】
複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイスであって、
前記ＵＳＢデバイスに接続されたＵＳＢホストからの前記ＵＳＢデバイスの起動時におけるデータ線のリセット動作に応じて、前記ＵＳＢデバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記データ線のリセット時間を測定する測定手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記ＵＳＢデバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記測定手段による前記データ線のリセット時間の測定結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記ＵＳＢホストに転送することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項５】
請求項４記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記リセット時間がＴａのときに前記ＵＳＢデバイスの一部の機能モジュールのみを有効にし、前記リセット時間が前記Ｔａと異なるＴｂのときに前記ＵＳＢデバイスの全ての機能モジュールを有効にすることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項６】
請求項４記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記リセット時間を測定するために用いるクロックを生成する発信手段を有することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項７】
請求項４記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記データ線は、差動信号線であることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項８】
複数の機能モジュールを有するＵＳＢデバイスであって、
前記ＵＳＢデバイスに接続されたＵＳＢホストからの前記ＵＳＢデバイスに接続された電源線ならびにデータ線以外の選択線を用いて前記ＵＳＢデバイスに送られるデータに応じて、前記ＵＳＢデバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記選択線の状態を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記ＵＳＢデバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記選択線の状態の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記ＵＳＢホストに転送することを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項９】
請求項８記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記制御回路は、前記選択線がＯＦＦ状態のときに前記ＵＳＢデバイスの一部の機能モジュールのみを有効にし、前記選択線がＯＮ状態のときに前記ＵＳＢデバイスの全ての機能モジュールを有効にすることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項１０】
請求項８記載のＵＳＢデバイスにおいて、
前記選択線は、前記ＵＳＢデバイスのＣ２端子、Ｃ３端子、Ｃ６端子、またはＣ７端子に割り当てられることを特徴とするＵＳＢデバイス。
【請求項１１】
コンピュータに接続可能で、複数の機能モジュールを有する周辺デバイスであって、
前記コンピュータから供給される電源の電位レベルに応じて、前記周辺デバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記電源の電圧値を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記周辺デバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記電源の電圧値の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記コンピュータに転送することを特徴とする周辺デバイス。
【請求項１２】
コンピュータに接続可能で、複数の機能モジュールを有する周辺デバイスであって、
前記コンピュータからの前記周辺デバイスの起動時におけるデータ線のリセット動作に応じて、前記周辺デバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記データ線のリセット時間を測定する測定手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記周辺デバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記測定手段による前記データ線のリセット時間の測定結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記コンピュータに転送することを特徴とする周辺デバイス。
【請求項１３】
コンピュータに接続可能で、複数の機能モジュールを有する周辺デバイスであって、
前記コンピュータからの前記周辺デバイスに接続された電源線ならびにデータ線以外の選択線を用いて前記周辺デバイスに送られるデータに応じて、前記周辺デバイスが有する機能モジュールの中から有効にする機能モジュールを切り替える制御回路を有し、
前記制御回路は、前記選択線の状態を識別する識別手段と、前記機能モジュールのそれぞれに流れる電源を制御する制御手段と、前記周辺デバイスに関するディスクリプタを保存する記憶手段とを有し、前記識別手段による前記選択線の状態の識別結果に応じて、前記制御手段により有効にする機能モジュールに流れる電源をＯＮ状態にして、前記記憶手段に保存されたディスクリプタを前記コンピュータに転送することを特徴とする周辺デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１４６４１９（Ｐ２００８−１４６４１９Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３３９２１（Ｐ２００６−３３３９２１）
【出願日】平成１８年１２月１２日（２００６．１２．１２）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１２日（２００６．１２．１２）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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