JP2004110169A - Ｕｓｂコントローラ及びｕｓｂデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】ＵＳＢ接地仕様を満足させながら、ＵＳＢデバイス回路ＧＮＤとホストＦＧ間の電位安定性を最大限にし、ＵＳＢケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めたＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスを提供する。
【解決手段】ＵＳＢデバイスに搭載され、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラ１において、ＵＳＢデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との２系統の電源を備え、ＵＳＢインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路２を外部電源で動作させるＵＳＢコントローラ。ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、ＵＳＢデバイス内部で信号を絶縁し、ＵＳＢコントローラ１をバスパワーで動作させ、その他の回路２を外部電源で動作させるＵＳＢデバイス。
【選択図】 図１
【解決手段】ＵＳＢデバイスに搭載され、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラ１において、ＵＳＢデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との２系統の電源を備え、ＵＳＢインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路２を外部電源で動作させるＵＳＢコントローラ。ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、ＵＳＢデバイス内部で信号を絶縁し、ＵＳＢコントローラ１をバスパワーで動作させ、その他の回路２を外部電源で動作させるＵＳＢデバイス。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスに関し、特に、ＵＳＢ接地仕様を満足させながら、ＵＳＢケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めたＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のホストとＵＳＢデバイスの接続状態を示し、ホストのＵＳＢコントローラ０とＵＳＢデバイスのＵＳＢコントローラ１とは、ＵＳＢケーブル６を介して接続されている。ここで、ＵＳＢケーブル６の内部の信号線は、ＵＳＢ仕様に従い、Ｄ＋、Ｄ−（データライン）、ＧＮＤ（グランド）、ＶＣＣ（電源電圧）、及びそれらをシールドするためのＦＧ（フレームグランド）で構成される。
【０００３】
ＵＳＢコントローラ１及び他回路デバイス２は、電源３より給電されて動作する。尚、バスパワー電源電圧（ＢｕｓＰｏｗｅｒＶＣＣ）は、使用、未使用のいずれでもよい。
【０００４】
この際、ＵＳＢ仕様により、ＵＳＢケーブル６のシールドであるＦＧ４（通常、ホスト内部でホスト回路ＧＮＤとＦＧ４とは、直流結合されている）とは、ＵＳＢデバイス回路のＧＮＤとは直流結合が許されないため、コンデンサ８による結合となっている。
【０００５】
すなわち、従来技術では、ホストのＦＧとＵＳＢデバイス回路のＧＮＤは、以下に示すＵＳＢ仕様（ｄ）項（接地仕様）があるため、ＵＳＢデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるＡＣ結合をしていた。
【０００６】
［ＵＳＢ接地仕様］
（ａ）完成したアセンブリでは、シールドをコネクタ・プラグに終端しなければならない。
（ｂ）ホスト・エンドではシールド、ＤＣ電源、及びシャーシ・グランドを相互に結合しなければならない。
（ｃ）完成したバスは、ホスト・エンドではＤＣ接地点が１つだけでなくてはならない。
（ｄ）他のいずれのデバイスも、シールドやＤＣリターンをシャーシ・グランドに接地してはならない。これにより低周波の電流が巡回することを防止する。但し、ＥＭＩ対策においては耐圧２５０Ｖａｃ（ｒｍｓ）のキャパシタによるＡＣ結合が許される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスにおいては、ＵＳＢデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるＡＣ結合をしているため、ＵＳＢケーブル６に外来ラインからのノイズが印加されると、ＵＳＢデバイス回路のＧＮＤと、ホストＦＧ間の電位の安定性が損なわれ、データエラーを誘発するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来のＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスにおける問題点に鑑みてなされたものであって、ホストＦＧとデバイスＧＮＤの直流結合をしないようにしてＵＳＢ接地仕様を満足させながら、ＵＳＢデバイス回路ＧＮＤとホストＦＧ間の電位安定性を最大限にし、ＵＳＢケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ＵＳＢデバイスに搭載され、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラにおいて、前記ＵＳＢデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との２系統の電源を備え、前記ＵＳＢインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、該ＵＳＢデバイス内部で信号を絶縁し、前記ＵＳＢコントローラをバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、ＵＳＢケーブルを介して該ＵＳＢデバイスに供給されるホストのフレームグランドを、前記ＵＳＢコントローラのグランドと該ＵＳＢデバイスの内部で直流結合することを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明によれば、ＵＳＢデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との２系統の電源を備え、デバイスのＵＳＢコントローラがホストＦＧとデバイス内部で結合されているため、ＵＳＢインタフェースの電位安定性が最大限となり、通信中にＵＳＢケーブルに外来ラインノイズが印加されてもデータエラーを最小限に抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態として、ＵＳＢコントローラ内部で絶縁を行う場合について説明する。
【００１５】
ＵＳＢデバイスは、大別して、ホストとのＵＳＢ通信を行うＵＳＢインタフェースとＣＰＵ等とのデータ通信を行うＣＰＵインタフェースから構成されるＵＳＢコントローラ１と、ＣＰＵを含む他回路デバイス２と、電源３の３つのブロックで構成される。
【００１６】
ＵＳＢコントローラ１の内部のＵＳＢインタフェースと、ＣＰＵインタフェースは、電気的に絶縁されているものとする（実施には、ＩＣ内でのフォトカプラ等によるアイソレーションデバイスを使用する）。ここで、ＵＳＢコントローラ１の内部のＵＳＢインタフェースの動作電源をバスパワー／ＧＮＤから給電し、ＣＰＵインタフェースと他回路デバイス２の動作電源を電源３から給電する。
【００１７】
これにより、ホストＦＧとＵＳＢインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来ＵＳＢラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってＵＳＢラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【００１８】
次に、図２を参照しながら、本発明の第２の実施の形態として、ＵＳＢデバイス回路で絶縁を行う場合について説明する。
【００１９】
ＵＳＢデバイスは、ホストとのＵＳＢ通信、ＣＰＵ等とのデータ通信を行うＵＳＢコントローラ１と、ＣＰＵを含む他回路デバイス２と、電源３と、ＵＳＢコントローラ１とＣＰＵ等を絶縁するためのフォトカプラ７の４つのブロックで構成される。
【００２０】
ここで、ＵＳＢコントローラ１とフォトカプラ７のＵＳＢ側の発光素子の動作電源をバスパワー／ＧＮＤから給電し、フォトカプラ７のＣＰＵ側のトランジスタと他回路デバイス２の動作電源を電源３から給電する（ＵＳＢコントローラ１と他回路デバイス２は電気的に絶縁されることとなる。また、逆方向のフォトカプラも図のように電源接続する）。
【００２１】
これにより、ホストＦＧとＵＳＢインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来ＵＳＢラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってＵＳＢラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＵＳＢ接地仕様を満足させながら、ＵＳＢデバイス回路ＧＮＤとホストＦＧとの間の電位安定性を最大限にし、ＵＳＢケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＵＳＢデバイスの内部のブロック図である。
【図２】本発明にかかるＵＳＢデバイスの内部のブロック図である。
【図３】従来のホストとＵＳＢデバイスの接続状態を示す図である。
【符号の説明】
０ ホストのＵＳＢコントローラ
１ ＵＳＢデバイスのＵＳＢコントローラ（または、ＳＩＥ（Ｓｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒ ｆａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅ））
２ ＣＰＵを含む他回路デバイス
３ 電源（バッテリーまたはＡＣ／ＤＣ）
４ ＦＧ（ホストのフレームグランド）
５ ＧＮＤ（ホストの回路グランド）
６ ＵＳＢケーブル
７ フォトカプラ
８ コンデンサ（結合コンデンサ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスに関し、特に、ＵＳＢ接地仕様を満足させながら、ＵＳＢケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めたＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のホストとＵＳＢデバイスの接続状態を示し、ホストのＵＳＢコントローラ０とＵＳＢデバイスのＵＳＢコントローラ１とは、ＵＳＢケーブル６を介して接続されている。ここで、ＵＳＢケーブル６の内部の信号線は、ＵＳＢ仕様に従い、Ｄ＋、Ｄ−（データライン）、ＧＮＤ（グランド）、ＶＣＣ（電源電圧）、及びそれらをシールドするためのＦＧ（フレームグランド）で構成される。
【０００３】
ＵＳＢコントローラ１及び他回路デバイス２は、電源３より給電されて動作する。尚、バスパワー電源電圧（ＢｕｓＰｏｗｅｒＶＣＣ）は、使用、未使用のいずれでもよい。
【０００４】
この際、ＵＳＢ仕様により、ＵＳＢケーブル６のシールドであるＦＧ４（通常、ホスト内部でホスト回路ＧＮＤとＦＧ４とは、直流結合されている）とは、ＵＳＢデバイス回路のＧＮＤとは直流結合が許されないため、コンデンサ８による結合となっている。
【０００５】
すなわち、従来技術では、ホストのＦＧとＵＳＢデバイス回路のＧＮＤは、以下に示すＵＳＢ仕様（ｄ）項（接地仕様）があるため、ＵＳＢデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるＡＣ結合をしていた。
【０００６】
［ＵＳＢ接地仕様］
（ａ）完成したアセンブリでは、シールドをコネクタ・プラグに終端しなければならない。
（ｂ）ホスト・エンドではシールド、ＤＣ電源、及びシャーシ・グランドを相互に結合しなければならない。
（ｃ）完成したバスは、ホスト・エンドではＤＣ接地点が１つだけでなくてはならない。
（ｄ）他のいずれのデバイスも、シールドやＤＣリターンをシャーシ・グランドに接地してはならない。これにより低周波の電流が巡回することを防止する。但し、ＥＭＩ対策においては耐圧２５０Ｖａｃ（ｒｍｓ）のキャパシタによるＡＣ結合が許される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスにおいては、ＵＳＢデバイス内部での直流結合が許されず、コンデンサによるＡＣ結合をしているため、ＵＳＢケーブル６に外来ラインからのノイズが印加されると、ＵＳＢデバイス回路のＧＮＤと、ホストＦＧ間の電位の安定性が損なわれ、データエラーを誘発するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来のＵＳＢコントローラ及びＵＳＢデバイスにおける問題点に鑑みてなされたものであって、ホストＦＧとデバイスＧＮＤの直流結合をしないようにしてＵＳＢ接地仕様を満足させながら、ＵＳＢデバイス回路ＧＮＤとホストＦＧ間の電位安定性を最大限にし、ＵＳＢケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に留めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ＵＳＢデバイスに搭載され、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラにおいて、前記ＵＳＢデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との２系統の電源を備え、前記ＵＳＢインタフェースに関わる回路をバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、該ＵＳＢデバイス内部で信号を絶縁し、前記ＵＳＢコントローラをバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、ＵＳＢケーブルを介して該ＵＳＢデバイスに供給されるホストのフレームグランドを、前記ＵＳＢコントローラのグランドと該ＵＳＢデバイスの内部で直流結合することを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明によれば、ＵＳＢデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との２系統の電源を備え、デバイスのＵＳＢコントローラがホストＦＧとデバイス内部で結合されているため、ＵＳＢインタフェースの電位安定性が最大限となり、通信中にＵＳＢケーブルに外来ラインノイズが印加されてもデータエラーを最小限に抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態として、ＵＳＢコントローラ内部で絶縁を行う場合について説明する。
【００１５】
ＵＳＢデバイスは、大別して、ホストとのＵＳＢ通信を行うＵＳＢインタフェースとＣＰＵ等とのデータ通信を行うＣＰＵインタフェースから構成されるＵＳＢコントローラ１と、ＣＰＵを含む他回路デバイス２と、電源３の３つのブロックで構成される。
【００１６】
ＵＳＢコントローラ１の内部のＵＳＢインタフェースと、ＣＰＵインタフェースは、電気的に絶縁されているものとする（実施には、ＩＣ内でのフォトカプラ等によるアイソレーションデバイスを使用する）。ここで、ＵＳＢコントローラ１の内部のＵＳＢインタフェースの動作電源をバスパワー／ＧＮＤから給電し、ＣＰＵインタフェースと他回路デバイス２の動作電源を電源３から給電する。
【００１７】
これにより、ホストＦＧとＵＳＢインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来ＵＳＢラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってＵＳＢラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【００１８】
次に、図２を参照しながら、本発明の第２の実施の形態として、ＵＳＢデバイス回路で絶縁を行う場合について説明する。
【００１９】
ＵＳＢデバイスは、ホストとのＵＳＢ通信、ＣＰＵ等とのデータ通信を行うＵＳＢコントローラ１と、ＣＰＵを含む他回路デバイス２と、電源３と、ＵＳＢコントローラ１とＣＰＵ等を絶縁するためのフォトカプラ７の４つのブロックで構成される。
【００２０】
ここで、ＵＳＢコントローラ１とフォトカプラ７のＵＳＢ側の発光素子の動作電源をバスパワー／ＧＮＤから給電し、フォトカプラ７のＣＰＵ側のトランジスタと他回路デバイス２の動作電源を電源３から給電する（ＵＳＢコントローラ１と他回路デバイス２は電気的に絶縁されることとなる。また、逆方向のフォトカプラも図のように電源接続する）。
【００２１】
これにより、ホストＦＧとＵＳＢインタフェースとの電気的結合強度は最大となり、外来ＵＳＢラインノイズに対する耐力も最大となる。従ってＵＳＢラインノイズに起因するデータエラーは減少する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＵＳＢ接地仕様を満足させながら、ＵＳＢデバイス回路ＧＮＤとホストＦＧとの間の電位安定性を最大限にし、ＵＳＢケーブルへ印加される外来ラインノイズに起因するデータエラーを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＵＳＢデバイスの内部のブロック図である。
【図２】本発明にかかるＵＳＢデバイスの内部のブロック図である。
【図３】従来のホストとＵＳＢデバイスの接続状態を示す図である。
【符号の説明】
０ ホストのＵＳＢコントローラ
１ ＵＳＢデバイスのＵＳＢコントローラ（または、ＳＩＥ（Ｓｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒ ｆａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅ））
２ ＣＰＵを含む他回路デバイス
３ 電源（バッテリーまたはＡＣ／ＤＣ）
４ ＦＧ（ホストのフレームグランド）
５ ＧＮＤ（ホストの回路グランド）
６ ＵＳＢケーブル
７ フォトカプラ
８ コンデンサ（結合コンデンサ）
Claims (3)
- ＵＳＢデバイスに搭載され、ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラにおいて、
前記ＵＳＢデバイスの電源として、ホストからのバスパワーと外部電源との２系統の電源を備え、
前記ＵＳＢインタフェースに関わる回路を前記バスパワーで動作させ、その他の回路を前記外部電源で動作させることを特徴とするＵＳＢコントローラ。 - ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、
該ＵＳＢデバイス内部で信号を絶縁し、前記ＵＳＢコントローラをバスパワーで動作させ、その他の回路を外部電源で動作させることを特徴とするＵＳＢデバイス。 - ホストに対するＵＳＢインタフェースを提供するＵＳＢコントローラを搭載したＵＳＢデバイスにおいて、
ＵＳＢケーブルを介して該ＵＳＢデバイスに供給されるホストのフレームグランドを、前記ＵＳＢコントローラのグランドと該ＵＳＢデバイスの内部で直流結合することを特徴とするＵＳＢデバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002268821A JP2004110169A (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | Ｕｓｂコントローラ及びｕｓｂデバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002268821A JP2004110169A (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | Ｕｓｂコントローラ及びｕｓｂデバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004110169A true JP2004110169A (ja) | 2004-04-08 |
Family
ID=32266940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002268821A Pending JP2004110169A (ja) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | Ｕｓｂコントローラ及びｕｓｂデバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004110169A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120031557A (ko) * | 2010-09-27 | 2012-04-04 | 엘지전자 주식회사 | 동글 |
| WO2015008782A1 (ja) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
| JP2020504440A (ja) * | 2016-12-08 | 2020-02-06 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | Ｕｓｂポート付きデバイス |
| JP2023096764A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | 株式会社リコー | 電子機器、及びシステム |
| JP2024524022A (ja) * | 2021-06-07 | 2024-07-05 | アイディーケイ・エルエルシー・ディービーエー・インディー・セミコンダクター | パワードメイン間の電気信号の低レイテンシ通信のインタフェースモジュール |
-
2002
- 2002-09-13 JP JP2002268821A patent/JP2004110169A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120031557A (ko) * | 2010-09-27 | 2012-04-04 | 엘지전자 주식회사 | 동글 |
| KR101701843B1 (ko) | 2010-09-27 | 2017-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 동글 |
| WO2015008782A1 (ja) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
| JP2015023699A (ja) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | シャープ株式会社 | 電子機器 |
| JP2020504440A (ja) * | 2016-12-08 | 2020-02-06 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | Ｕｓｂポート付きデバイス |
| US10997109B2 (en) | 2016-12-08 | 2021-05-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Device with USB port |
| JP2024524022A (ja) * | 2021-06-07 | 2024-07-05 | アイディーケイ・エルエルシー・ディービーエー・インディー・セミコンダクター | パワードメイン間の電気信号の低レイテンシ通信のインタフェースモジュール |
| JP2023096764A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | 株式会社リコー | 電子機器、及びシステム |
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|---|---|---|---|
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