JP4337945B2 - USB controller - Google Patents
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Description
本発明は、ホストと周辺のデバイスとの間の通信インタフェースの一つであるＵＳＢ（Universal Serial Bus：ユニバーサルシリアルバス）インタフェースを提供するＵＳＢコントローラに関する。 The present invention relates to a USB controller that provides a USB (Universal Serial Bus) interface, which is one of communication interfaces between a host and peripheral devices.
デバイスに搭載されるＵＳＢインタフェースは、ホストと双方向通信を行うための２本の信号線を有している。この信号線の一方はデバイス側おいてデバイスの電源ラインにプルアップ抵抗を介して接続されており、ケーブルで接続された状態で電源投入されると、デバイスの電源投入と同時にプルアップされる。これによりホスト側はデバイスの電源投入を知る。デバイスの電源投入の後、ホスト又はＵＳＢハブは通信に先立ってバスリセット信号を発行する。デバイスのＵＳＢインタフェースは、バスリセット信号を受けると、以後通信が正常に行えるようデフォルト状態になる必要がある。その際、ＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラは、ＵＳＢインタフェースの動作を安定に行うために初期化を行う必要がある。そこで、従来のＵＳＢインタフェースは、バスリセット信号が入ってからそれが解除されるまでの期間（バスリセット期間）に初期化を行っている。バスリセット期間は１０ｍｓｅｃ程度である。 The USB interface mounted on the device has two signal lines for bidirectional communication with the host. One of the signal lines is connected to the power supply line of the device on the device side via a pull-up resistor. When the power is turned on while connected by a cable, the signal line is pulled up simultaneously with the power-on of the device. As a result, the host side knows that the device is powered on. After powering on the device, the host or USB hub issues a bus reset signal prior to communication. When receiving the bus reset signal, the USB interface of the device needs to be in a default state so that communication can be normally performed thereafter. At that time, the USB controller that provides the USB interface needs to be initialized in order to stably operate the USB interface. Therefore, the conventional USB interface is initialized in a period (bus reset period) from when a bus reset signal is input until it is canceled. The bus reset period is about 10 msec.
デバイスが正常に通信を行えるようになるためには、上述したＵＳＢコントローラの初期化だけでなく、それ以前にデバイス自体のＣＰＵやレジスタやメモリ等の初期化なども完了させておく必要があり、それにはバスリセット期間以上の相当の時間がかかる。ところが、ホスト側からは、デバイスの電源投入を知ると直ちにバスリセット信号を発行し、それに間髪を入れずに通信データを送り出してくる可能性がある。このような場合、デバイスでは、バスリセット期間だけでは全ての初期化が完了できず、よって、通信データが正常に受信できないという不具合が生じる。 In order for the device to communicate normally, it is necessary to complete not only the initialization of the USB controller described above, but also the initialization of the CPU, registers, memory, etc. of the device itself before that. This takes a considerable amount of time longer than the bus reset period. However, the host side may issue a bus reset signal as soon as it knows that the device is turned on, and may send out communication data without any delay. In such a case, in the device, all initialization cannot be completed only by the bus reset period, and therefore, there is a problem that communication data cannot be received normally.
従って、本発明の目的は、デバイスの電源投入を知って直ちにホストがバスリセット信号を発行した場合でも、バスリセット解除直後から確実に通信ができる、デバイスのＵＳＢインタフェースを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a USB interface of a device that can communicate reliably immediately after canceling the bus reset even when the host issues a bus reset signal immediately after knowing that the device is powered on.
本発明のＵＳＢコントローラは、ホストに電源オン、オフを知らせる信号線を制御して、デバイスの電源投入からＵＳＢコントローラの初期化が完了するまでの初期化期間中、ホストに対する擬似的な電源オフ状態を作り、初期化期間後に信号線を電源オン状態に移行させる。典型的には、前述のようにデバイスの電源で信号線がプルアップされると電源投入をホストに知らせることになるので、電源が投入されても初期化が終わるまで信号線をプルアップせず、初期化後にプルアップするようにする。このような制御を実現するため、後述する実施形態では、デバイスの電源ラインと信号線とを、トランジスタなどのスイッチング素子で接続し、初期化期間中はスイッチング素子をオフ状態に維持し、初期化後にスイッチング素子をターンオンして信号線をプルアップする。或いは、デバイスの電源ラインと信号線との間に初期化期間相当の遅延時間をもった遅延回路を介在させることにより、プルアップの開始を初期化完了時点後または完了時点近くまで遅延させるようにしてもよい。 The USB controller of the present invention controls a signal line that informs the host of power on / off, and during the initialization period from the power-on of the device to the completion of initialization of the USB controller, a pseudo power-off state for the host After the initialization period, the signal line is shifted to the power-on state. Typically, as described above, when the signal line is pulled up by the power supply of the device, the host will be notified of power-on, so the signal line is not pulled up until initialization is completed even if the power is turned on. Pull up after initialization. In order to realize such control, in the embodiments described later, the device power line and the signal line are connected by a switching element such as a transistor, and the switching element is maintained in the OFF state during the initialization period. Later, the switching element is turned on to pull up the signal line. Alternatively, by interposing a delay circuit having a delay time corresponding to the initialization period between the power supply line and signal line of the device, the start of pull-up can be delayed after the completion of initialization or close to the completion time. May be.
本発明によれば、デバイスの電源投入後ＵＳＢコントローラの初期化が終了してから、ホスト側がデバイスの電源投入を知るので、ホスト側が電源投入を知って直ちにバスリセット信号を発行して通信を開始しても、ＵＳＢコントローラは確実にその通信を行うことができる。 According to the present invention, after the initialization of the USB controller is completed after the device is turned on, the host side knows that the device is turned on, so the host side knows the power is turned on and immediately issues a bus reset signal to start communication. Even so, the USB controller can reliably perform the communication.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施形態にかかるデバイスの全体ブロック図である。 FIG. 1 is an overall block diagram of a device according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、デバイスは、外部のホスト（図示せず）に対してＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラ１と、このデバイスのファンクションを実現する装置、典型的にはＣＰＵ３を有している。ＵＳＢコントローラ１とＣＰＵ３とはバスで接続され、アドレス信号、データ、割り込み信号などのやり取りが行える。デバイスの電源投入時には、デバイスで発生するシステムリセット信号がＣＰＵ３及びＵＳＢコントローラ１に入る。
As shown in FIG. 1, the device includes a
ＵＳＢコントローラ１は前記ホストと双方向通信を行うための２本の信号線Ｄ＋、Ｄ−を有しており、これら信号線Ｄ＋、Ｄ−は抵抗Ｒ１、Ｒ３をそれぞれ通して、ホスト又はＵＳＢハブなどからのＵＳＢケーブル（何れも図示せず）と結合するためのコネクタ５に接続されている。２本の信号線Ｄ＋、Ｄ−は、通信データの伝送路としての役割だけでなく、デバイスの種類や電源状態をホスト側に知らせる役割ももっている。すなわち、信号線Ｄ＋は、デバイス側でその電位がハイレベルにプルアップされると、デバイスは高速デバイスであって、そのデバイスの電源が投入されていることをホスト側へ通知することになる。もう一方の信号線Ｄ−は、これがデバイス側でハイレベルにプルアップされると、そのデバイスは低速デバイスであり、その電源が投入されていることをホスト側へ知らせることになる。
The
本実施形態は、デバイスが高速デバイスである場合を例示しており、信号線Ｄ＋がプルアップ抵抗Ｒ５及びスイッチング素子、例えばＰＮＰトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタパス、を通じてデバイスの電源ライン（直流プラスライン）に接続されている。また、ＰＮＰトランジスタＱ１のベースは、ベース抵抗Ｒ７を通してＵＳＢコントローラ１の制御端子ＬＥＤＯＵＴに接続されている。従って、デバイスの電源が投入されただけでは信号線Ｄ＋はプルアップされず、その後ＵＳＢコントローラ１が制御端子ＬＥＤＯＵＴからＰＮＰトランジスタＱ１をターンオンして初めて、信号線Ｄ＋がプルアップされホスト側にデバイスの電源投入が通知されるようになっている。なお、デバイスが低速デバイスである場合は、信号線Ｄ−に対して同様のプルアップ回路が結合される。両方の信号線Ｄ＋、Ｄ−に同様にプルアップ回路を設け、いずれか一方がデバイスの種類に応じて選択できるようになっていてもよい。
This embodiment exemplifies a case where the device is a high-speed device, and the signal line D + is connected to the power supply line (DC plus line) of the device through the pull-up resistor R5 and the switching element, for example, the collector-emitter path of the PNP transistor Q1. It is connected to the. The base of the PNP transistor Q1 is connected to the control terminal LEDOUT of the
以下、上記構成の下でのデバイス電源投入後の動作を図２のフローチャートに従って説明する。 The operation after the device power is turned on under the above configuration will be described below with reference to the flowchart of FIG.
デバイスの電源が投入されると、デバイスのシステムリセット信号がＣＰＵ３及びＵＳＢコントローラ１に入力される。システムリセット信号が解除された時点（Ｓ１）から、まずＣＰＵ３が初期化（Ｓ２）を開始する。このシステムリセット解除時点では、ＵＳＢコントローラ１においては、トランジスタＱ１はＯＦＦ状態であり、割り込み機能はマスクされて割り込みディゼーブル状態であり、また、ハードウェア自動処理機能ＣＰＵ３に処理を任せた場合、ＵＳＢインタフェースとして時間的に間に合わない一部の処理を、ＵＳＢコントローラ１内のハードウェアが自動的に処理する機能もこの時点ではディセーブル状態である。
When the power of the device is turned on, a system reset signal of the device is input to the CPU 3 and the
ＣＰＵ３は、自身の初期化を終了すると、ＵＳＢコントローラ１の初期化（Ｓ３）を開始する。このＵＳＢコントローラ１の初期化では、ＣＰＵ３は、ＵＳＢコントローラ１内に記録されている割り込みのゴミを消して割り込み機能を初期化し、ＵＳＢコントローラ１のモード設定を行ってハードウエア自動処理機能をイネーブルにする。
When the CPU 3 finishes its initialization, it starts the initialization (S3) of the
その後、ＣＰＵ３は割り込み設定を行う（Ｓ４）。すなわち、ＣＰＵ３の割り込み受信をイネーブルにし、ＵＳＢコントローラ１の割り込み機能をイネーブルにする（Ｓ４）。以上でＵＳＢコントローラ１の初期化が完了する。すると、ＵＳＢコントローラ１は、制御端子ＬＥＤＯＵＴを介してトランジスタＱ１がターンオンして、ホストに対して電源投入を知らせる（Ｓ５）。
Thereafter, the CPU 3 performs interrupt setting (S4). That is, the interrupt reception of the CPU 3 is enabled and the interrupt function of the
以上ように、デバイスの電源が投入されても、ＵＳＢコントローラ１の初期化が完了するまでは、信号線Ｄ＋、Ｄ−をローレベルに保持して、ホスト側に対して擬似的な電源オフ状態を作っておく。そして、ＵＳＢコントローラ１の初期化が完了したときに初めて、ホスト側に電源投入を知らせる。電源投入を知って、ホストが直ちにバスリセット信号を発行し通信を開始しても、デバイス側は既に通信準備が整っているから正常に通信を行うことができる。
As described above, even if the power of the device is turned on, until the initialization of the
以上説明した実施の形態は、あくまで本発明の説明のための例示であり、本発明の技術的範囲を上記実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、上述の具体的な構成以外の様々な形態でも実施することが出来る。例えば、信号線のプルアップ回路の具体構成は上記実施例のようである必要はなく、要するに初期化終了時点近くまでプルアップを遅延させ得るものであるならば、例えば初期化に要する時間分の遅延時間をもった遅延回路や、その他の構成であっても構わない。 The embodiment described above is merely an example for explaining the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be implemented in various forms other than the above-described specific configuration without departing from the gist thereof. For example, the specific configuration of the pull-up circuit of the signal line does not need to be as in the above-described embodiment. In short, if the pull-up can be delayed to near the end of initialization, for example, the time required for initialization A delay circuit having a delay time or other configuration may be used.
１…ＵＳＢコントローラ、３…ＣＰＵ、５…コネクタ、Ｑ１…トランジスタ（スイッチング素子）、Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７…抵抗。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ＵＳＢコントローラは、
前記ホストと通信を行うための２本のデータ信号線と、
前記２本のデータ信号線のうちの所定の一方のデータ信号線をプルアップさせる回路と、
を備え、
前記ファンクション装置は、前記デバイスの電源投入後に初期化され、
前記回路は、該初期化後に、前記所定の一方のデータ信号線をプルアップさせる、
デバイス。 In a device comprising a USB controller that provides a communication function with a host, and a function device capable of enabling an interrupt function of the USB controller,
The USB controller
Two data signal lines for communicating with the host;
A circuit for pulling up a predetermined one of the two data signal lines;
With
The function device is initialized after powering on the device,
The circuit pulls up the predetermined one data signal line after the initialization.
device.
前記ＵＳＢコントローラは、
前記ホストと通信を行うための２本のデータ信号線と、
前記２本のデータ信号線のうちの所定の一方のデータ信号線をプルアップさせる回路と、
を備え、
前記ファンクション装置は、前記デバイスの電源投入後に初期化され、
前記回路は、該初期化後に、前記所定の一方のデータ信号線をプルアップさせる、
デバイス。 In a device comprising a USB controller that provides a communication function with a host and a function device capable of enabling its own interrupt reception,
The USB controller
Two data signal lines for communicating with the host;
A circuit for pulling up a predetermined one of the two data signal lines;
With
The function device is initialized after powering on the device,
The circuit pulls up the predetermined one data signal line after the initialization.
device.
前記ファンクション装置は、前記デバイスの電源投入後に初期化され、
前記ＵＳＢコントローラは、該初期化後に、前記デバイスの電源投入をデータ信号線を介して前記ホストに知らせる、
デバイス。 In a device comprising a USB controller that provides a communication function with a host, and a function device capable of enabling an interrupt function of the USB controller,
The function device is initialized after powering on the device,
After the initialization, the USB controller informs the host that the device is powered on via a data signal line.
device.
前記ファンクション装置は、前記デバイスの電源投入後に初期化され、
前記ＵＳＢコントローラは、該初期化後に、前記デバイスの電源投入をデータ信号線を介して前記ホストに知らせる、
デバイス。 In a device comprising a USB controller that provides a communication function with a host and a function device capable of enabling its own interrupt reception,
The function device is initialized after powering on the device,
After the initialization, the USB controller informs the host that the device is powered on via a data signal line.
device.
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2008
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| JP2009003959A (en) | 2009-01-08 |
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