当在停止运转模式中时经由usb设备的usb主机唤醒的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  3

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当在停止运转模式中时经由usb设备的usb主机唤醒的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于在控制器和设备之间通信的系统和方法:控制器通过通信链路与设备通信。例如由于非活动参数,控制器切断被连接到通信链路的电源。当电源被切断时,设备生成唤醒信号并且将唤醒信号从设备传输到控制器。
【专利说明】当在停止运转模式中时经由USB设备的USB主机唤醒
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及用于在控制器和设备之间通信的系统和方法。
【背景技术】
[0002]最近,许多设备已经被切换到通用串行总线(USB)通信链路。甚至在苛刻的汽车环境中,USB通信链路也已经变成被接受的。USB通信发生在USB主机和USB设备之间。通常,主机将输送电压以通过USB通信链路给USB设备加电。于是主机可以读取数据线上的上拉/下拉电阻器以确定设备类别并且相应地通信。当没有总线活动时,USB主机可以进入挂起模式。设备可以通过发送数据来唤醒主机(例如USB鼠标或键盘)。这是可能的,因为在挂起模式中来自主机的5V VUSB仍然存在,所以设备可以唤醒主机。
[0003]考虑到以上,明显的是存在对于用于在控制器和设备之间通信的改进系统和方法的需要。

【发明内容】

[0004]在满足以上需要以及克服相关领域的所列举缺点和其他限制中,本发明提供用于在控制器和设备之间通信的系统和方法。控制器通过通信链路与设备通信。例如由于非活动参数,控制器可以切断被连接到通信链路的电源。当电源被切断时,设备生成唤醒信号并且将唤醒信号从设备传输到控制器。
[0005]如以上所讨论的,当没有总线活动时,USB主机可以进入挂起模式。通常,在挂起模式中来自主机的5V VUSB供应仍然存在,所以设备可以唤醒主机。在VUSB上在挂起模式中对于电流消耗(current drain)的规格是500 μ A,然而设备经常汲取ImA到IOmA并且实际上违反这个要求。此处描述的系统通过在没有失去从设备通过USB线唤醒主机控制器的能力的情况下完全使主机电源停止运转来节省电流。
[0006]这是有用的一个应用是在远程信息处理技术(telematics)中。在远程信息处理系统的情况下,可能值得期望的是在车辆中与包含远程信息处理控制单元(TCT)的盒子分离地具有网络访问设备(NAD)。从NAD到T⑶中的主机车辆处理器的唯一连接可能是标准USB电缆。当车辆停止运转时,NAD将在蜂窝式网络上在服务中,等待短消息服务(SMS)文本。因为车辆停止运转,T⑶的部分可以被启用(例如在挂起模式中的USB主机、VUSB、电源等等),从汽车电池抽取电流。如果SMS被接收,NAD可以通过USB接口唤醒车辆主机处理器并且正常操作可以恢复(例如T⑶于是可以通过控制器局域网(CAN)总线发送消息以解锁车门等等)。为了限制在这个模式中从车辆电池的电流消耗(the current drain off),可能值得期望的是使TCU的所有非必需功能如USB供应功率停止运转并且等待来自NAD的唤醒信号。该问题作为如果VUSB停止运转怎样通过USB唤醒T⑶而保留。
[0007]在一个解决方案中,附加引脚可以从NAD被连接到T⑶,被称作TCU_Wakeup。这是可以由NAD切换(toggle)用以唤醒T⑶来恢复正常操作的I/O。然而,在四导线USB接口上,额外的信号导体是不可用的。一个这样的解决方案是用USB信号线之一来多路复用TCU唤醒信号。
[0008]标准USB接口与附加功能性一起保留用以在不必在从汽车电池消耗电流的挂起模式中将VUSB保持得高的情况下或在不必将附加导线增加到标准USB接口的情况下唤醒TCU。
[0009]在参考被附到本说明书并且形成本说明书的一部分的图和权利要求回顾以下描述之后,本发明的此外的目的、特征和优点对于本领域技术人员将变得很显然。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1是包括远程信息处理控制器和网络访问设备的系统的示意图;
图2是具有被实现在机动车辆之内的远程信息处理控制器和网络访问设备的系统的示意图;
图3是具有被分离地安置的远程信息处理控制单元和网络访问设备的系统的示意图;

图4是说明在网络访问设备和远程信息处理控制器之间通信的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]现在参考图1,提供系统100。所述系统包括网络访问设备110和远程信息处理控制器112。网络访问设备110可以包括处理器114和存储设备116。处理器114可以是可编程微处理器或可替换地可以是专用集成电路(ASIC)或其他已知处理器。存储设备116可以是存储器,例如,随机存取存储器、静态存储器或其他数据存储设备。网络访问设备110也可以包括收发器118,所述收发器118包括发射器112和接收器120。可替换地,网络访问设备110可以包括独立的发射器和接收器。收发器118可以与天线124通信。收发器118可以与无线电塔128通信,如线126所指示的。在网络访问设备110和无线电塔128之间的通信126可以包括多个通信模式之一。
[0012]在网络访问设备110中的收发器118可以用于通过无线通信链路126向网络130和服务中心132发射上行链路通信和从网络130和服务中心132接收下行链路通信。无线通信链路126可以使用无线协议诸如标准蜂窝式网络协议,诸如高级移动电话服务(AMPS)、全球移动通信系统(GSM)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等等。为了在蜂窝式环境中传输数据,存在不同类型的标准承载服务,包括但不限于通用分组无线电服务(GPRS )、短消息服务(SMS )、电路交换数据服务(CSD )和高速电路交换数据服务(HSCSD )。此夕卜,也可以使用标准传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)以及卫星通信。在此外的示例中,收发器118可以使用诸如蓝牙技术的其他无线技术而被启用。蓝牙技术通过使设备能够通过通用短程无线电链路彼此通信可以供替换有线连接之用。
[0013]无线电塔128可以通过网络130与服务提供者132通信,所述服务提供者132包括例如网络服务器。网络130可以是诸如POTS的模拟网络或例如通过TCPIP协议的以太网的数字网络。在其他示例中,网络130可以是若干标准蜂窝式通信网络、基于卫星的网络、公用交换电信网络(PSTN)、互联网、综合服务数字网络(ISDN)和/或其他通信网络中之一。服务提供者可以包括服务中心用以向车辆提供远程信息处理应用和服务。例如,服务中心可以包含操作者、内容服务器和内容数据库。用于远程信息处理应用和服务的内容服务器可以包括流量服务器(traffic server)、地图服务器、用户配置文件服务器、位置信息服务器等等。用于远程信息处理应用和服务的内容数据库可以包括位置信息、用户配置文件、流量内容、地图内容、兴趣点内容、使用历史等等。
[0014]网络访问设备110可以通过通信接口 134与远程信息处理控制器112通信。在一些实现中,网络访问设备110可以在与远程信息处理控制器112相同的封装中。然而,其他实现,可以在与远程信息处理控制器112的封装分离的封装中提供网络访问设备110,并且因此所述网络访问设备110可以位于车辆的不同区域中。各种信息可以在远程信息处理控制器112和网络访问设备110之间被传送。
[0015]远程信息处理控制器112可以包括处理器136和存储设备138。处理器136可以是微处理器、专用集成电路、可编程门阵列或其他处理器。此外,存储设备138可以是存储设备,例如随机存取存储器、只读存储器、静态存储器或甚至可以是硬盘驱动器或光驱或其他数据存储装置。远程信息处理控制装置112可以通过线束(wire harness)或通过车辆总线与多个其他车辆传感器和设备通信,如线140所指示的。另外,远程信息处理控制器112可以与用户界面144通信,如线142所指示的。用户界面144可以包括显示器146和控制装置148,用于将诸如车辆参数的用户输入提供到远程信息处理控制器112中。同样,用户界面114可以包括元件诸如键盘或键区、一个或多个控制按钮、指示灯、一个或多个扬声器、麦克风和用于远程信息处理应用和服务的任何其他用户界面类型元件。可选地,远程信息处理控制器112也可以被连接到定位单元。定位单元可以是确定车辆的地理位置的系统,诸如全球定位系统(GPS)、航位推算系统等等。
[0016]此外,远程信息处理控制器112可以与其他车辆系统通信用以基于这样的系统的参数来实现远程信息处理控制器112或网络访问设备110的所述功能,所述其他车辆系统诸如引擎控制系统、车锁控制装置、车辆安全系统(例如安全带牵引器、气囊等等)、车辆娱乐系统或悬挂控制系统。
[0017]远程信息处理控制器112可以由车辆电池150供电,如线152和154所指示的。可替换地,电压变换器可以被提供以从车辆电池电压变换到可以适合用于运行远程信息处理控制器112的不同电压。电压变换器可以被包括在用于远程信息处理控制器112的封装中或可替换地可以在车辆电池150和远程信息处理控制器112之间的单独封装中。车辆电池150也可以向网络访问设备110提供功率。
[0018]电路158可以被包括在车辆电池150和网络访问设备110之间。电路158可以包括电压变换器用以改变在线路160和162中被提供到网络访问设备110的电压。另外,电路158可以被连接到网络访问设备电池156。网络访问设备电池156可以当车辆在运行时被充电并且可以例如当来自车辆功率系统(例如电池或交流发电机)的功率不可用时被切换以向网络访问设备110提供功率。此外,如果车辆长时段关断,电路158可以控制网络访问设备的监控和周期性供电。此外,电路158可以根据环境变量或车辆的预计使用周期在适当时间控制网络访问设备电池156的充电。
[0019]现在参考图2,在车辆230之内提供系统110的一种可能实现。可以在与远程信息处理控制器212分离的封装中提供网络访问设备210。网络访问设备210可以被连接到天线214。取决于所选择的特定通信模式,天线214可以代表多个天线或天线矩阵。如线216所指示的,用远程站228来促进网络访问设备210的通信。如之前所描述的,远程站228可以通过网络220与包括网络服务器的服务提供者222通信。如线238所指示的,远程信息处理控制器212可以通过车辆总线或定制连接(custom connection)与全球定位设备240通信。诸如卫星全球定位系统(GPS)的全球定位设备240可以与天线242通信。天线242可以是多个天线或天线矩阵中之一。此外,由参考数字242表示的天线或多个天线可以是与由参考数字214所指示的相同的天线。GPS单元可以与卫星48通信,如线246所指示的。同样地,GPS单元240可以为车辆检索(retrieve)位置数据或在其他实现中240也可以表示通用卫星接收器并且因此可以从卫星248接收其他通用广播信息或通信。如线234所指示的,远程信息处理控制器212也可以通过车辆总线、线束或其他无线连接与各种其他车辆设备和系统通信。各种其他设备236可以包括但不限于引擎控制系统、车锁、车辆安全系统(例如安全带牵引器、气囊等等)、车辆娱乐系统或悬挂控制系统。
[0020]图3是包括被分离地安置在独立外壳中的远程信息处理控制单元和网络访问设备的系统300的示意图。网络访问设备310可以对应于网络访问设备110、210并且如以上关于之前的图所描述的包括处理器、存储设备和收发器。类似地,远程信息处理控制器312可以对应于远程信息处理控制器112、212以及如以上关于之前的图所描述的包括处理器和存储设备。网络访问设备310通过多导体电缆与远程信息处理控制器312通信。例如,在一个实现中,网络访问设备310通过标准USB电缆与远程信息处理控制器312通信并且更具体地可以通过标准四引脚USB电缆通信。同样地,电缆314可以具有第一导体316,所述第一导体316被连接到远程信息处理处理器366上的VUSB连接和NAD处理器324上的VUSB连接。电缆314的第二导体318可以被连接到远程信息处理处理器336和NAD处理器324这两者上的正数据连接(D+)。电缆314的第三导体320可以被连接到远程信息处理处理器336和NAD处理器324这两者上的负数据连接(D-)。另外,第四导体322可以与远程信息处理处理器336和NAD处理器324这两者上的接地连接通信。
[0021]电缆340可以将网络访问设备310连接到车辆电池用以为唤醒程序提供最小功率。类似地,电缆束338可以被连接到远程信息处理控制单元312用以例如通过车辆总线向车辆电池和其他设备提供连接。车辆电池功率可以由电源334提供,例如功率调节器或充电泵,其可以通过VUSB导体上的标准USB连接提供功率。然而,当车辆停止运转时,可能有益的是禁用电源334以限制车辆电池上的消耗。例如,即使在电源334上没有负载的情况下,100微安培的汲取可能被用于生成VUSB线电压。
[0022]通常,当输入被接收时,通过标准USB电缆被连接的USB设备将需要通过VUSB连接的功率以唤醒远程信息处理控制器。然而,网络访问设备可以被配置以在没有通过标准USB电缆提供VUSB功率的情况下唤醒远程信息处理控制单元。在一个示例中,NAD处理器324可以包括收发器325用于与远程信息处理处理器336上的收发器335无线通信。当这个唤醒通信在起作用时,它对于功耗的减少可能不被优化。同样地,来自NAD处理器324的唤醒信号可以通过电缆314上的导体之一被传输并且被提供到远程信息处理处理器336,所述电缆314上的导体之一被分配用于另一个信号(例如数据线或功率线)。因此,NAD处理器324上的唤醒输出端326可以被连接到节点329,所述节点329被电连接到电缆314的导体之一。另外,远程信息处理控制器312中的节点331可以被连接到远程信息处理处理器336上的唤醒输入端332。因此,唤醒输出端326基本上通过诸如标准USB四引脚电缆的电缆314的导体之一被电连接到远程信息处理处理器336的唤醒输入端332。在这样的实现中,当可以使用任何导体时,将会优选的是使用VUSB导体、正数据导体或负数据导体。此夕卜,在四引脚USB实现中使用正数据导体318比其他导体可能更优选。
[0023]在唤醒输出端326和节点329之间也可以提供缓冲器328用以将唤醒信号与数据线隔离。类似地,缓冲器330可以被连接在节点331和唤醒输入端332之间用以将唤醒输入端332与数据线隔离并且反之亦然。此外,当唤醒信号不被预期并且正常数据传输例如在数据线被使用或VUSB线是激活的一定的时间段之内发生时,缓冲器330和328可以被禁用,从而在正常操作期间将导体与唤醒输入端332和唤醒输出端326隔离。同样,在一个实现中,唤醒输出端326被连接到缓冲器328的输入端并且缓冲器328的输出端被连接到节点329。节点329通过电缆314被连接到节点331。此外,节点331于是被连接到缓冲器330的输入端,而缓冲器330的输出端被连接到远程信息处理处理器336的唤醒输入端332。根据此方法来传送唤醒信号可以大大地减少在停止运转模式期间所需要的功率,例如,这样的方法可以需要少于500微安培。
[0024]现在参考图4,提供在网络访问设备和远程信息处理控制器之间通信的方法。方法400在框410中开始。在框412中,各种非活动参数被监控。例如,远程信息处理控制单元可以监控车辆是否已经被停止运转了一定的时间段。远程信息处理控制器于是可以确定是否使远程信息处理控制器或网络访问设备停止运转,如在框414中所指示的。如果作出确定不使远程信息处理控制器停止运转,所述方法跟随线416到框412,其中非活动参数被监控并且循环继续。如果在框414中,远程信息处理控制器确定停止运转,则所述方法跟随线418到框420。在框420中,远程信息处理控制器和电源被停止运转。根据各种参数,它们可以被同时停止运转或分别停止运转。例如,控制器可以被停止运转并且向USB电缆提供功率的电源可以在一定时间间隔之后被停止运转。在框442中,网络访问设备针对唤醒输入监控。唤醒输入可以是包括例如但不限于电话呼叫、文本(例如SMS)或其他在接收的消息的各种输入之一。
[0025]在框424中,网络访问设备确定是否唤醒远程信息处理控制器。如果网络访问设备决定不唤醒远程信息处理控制器,所述方法跟随线426到框422,其中循环继续。如果网络访问设备确定唤醒远程信息处理控制器,所述方法跟随线428到框430。在框430中,网络访问设备生成远程信息处理控制器唤醒信号。在框432中,远程信息处理控制器唤醒信号被传输到远程信息处理控制器。如之前所讨论的,这可以通过无线连接或可以更有利地经由网络访问设备和远程信息处理控制器之间的电缆的导体之一通过分段连接(piggy backconnection).所述方法然后跟随线434到框412,其中循环继续。
[0026]在其他实施例中,诸如专用集成电路、可编程逻辑阵列和其他硬件设备的专用硬件实现可以被构造以实现此处所述的一个或多个方法。可能包括各种实施例的装置和系统的应用可以广泛地包括各种电子和计算机系统。此处所述的一个或多个实施例可以使用两个或更多特定互连硬件模块或设备利用可以在模块之间和通过模块传送的相关的控制和数据信号或作为专用集成电路的部分来实现功能。因此,本系统包括软件、固件和硬件实现。
[0027]根据本公开的各种实施例,此处所述的方法可以通过由计算机系统可执行的软件程序实现。此外,在示范性、非限制性实施例中,实现可以包括分布式处理、组件/对象分布式处理和并行处理。可替换地,可以构造虚拟计算机系统处理来实现如此处所述的一个或多个方法或功能性。
[0028]此外,此处所述的方法可以在计算机可读介质中被具体化。术语“计算机可读介质”包括单一介质或多介质,诸如集中式或分布式数据库和/或存储一个或多个指令集的相关联的高速缓冲存储器和服务器。术语“计算机可读介质”也应当包括能够存储、编码或承载用于由处理器执行或使计算机系统执行此处所公开的任何一个或多个方法或操作的指令集的任何介质。
[0029]如本领域技术人员将容易地意识到的,以上描述意味着作为本发明的原理的说明。本描述不旨在限制本发明的范围或应用在于,本发明在不偏离如在以下权利要求中所限定的本发明的精神的情况下容许修改、变更和改变。
【权利要求】
1.一种用于传送唤醒信号的系统,包括: 具有通信链路和电源的控制器,所述电源与通信链路连接,所述控制器被配置以根据非活动参数来切断电源;和 被配置以通过通信链路与控制器通信的设备,所述设备被配置以当电源被切断时向控制器传送唤醒信号。
2.根据权利要求1的系统,其中通信链路是USB通信链路。
3.根据权利要求1的系统,其中USB通信链路是四导体电缆。
4.根据权利要求1的系统,其中控制器是远程信息处理控制器。
5.根据权利要求1的系统,其中设备是网络访问设备。
6.根据权利要求5的系统,其中车辆功率通过功率连接被提供到网络访问设备。
7.根据权利要求1的系统,其中电缆的导体被连接到设备的USB输出端,设备的唤醒输出端也被连接到导体以向控制器提供唤醒信号。
8.根据权利要求7的系统,其中缓冲器被连接在导体和唤醒输出端之间。
9.根据权利要求1的系统,其中电缆的导体被连接到控制器的USB输入端,控制器的唤醒输入端也被连接到导体以向控制器提供唤醒信号。
10.根据权利要求9的系统,其中缓冲器被连接在导体和唤醒输入端之间。
11.根据权利要求1的系统,其中导体被连接到USB输出端的数据线。
12.根据权利要求1的系统,其中导体被连接到USB输出端的USB电压线。
13.根据权利要求1的系统,其中设备通过无线连接向控制器提供唤醒信号。
14.一种与控制器通信的网络访问设备,所述控制器具有与USB通信链路连接的电源,所述网络访问设备包括: 处理器和USB输出端,所述USB输出端被连接到USB通信链路,处理器被配置以当电源被切断时向控制器传送唤醒信号。
15.根据权利要求14的系统,其中车辆功率通过功率连接被提供到网络访问设备。
16.根据权利要求14的系统,其中USB通信链路是四导体电缆。
17.根据权利要求16的系统,其中电缆的导体被连接到设备的USB输出端,设备的唤醒输出端也被连接到导体以向控制器提供唤醒信号。
18.根据权利要求17的系统,其中缓冲器被连接在导体和唤醒输出端之间。
19.一种与网络访问设备通信的远程信息处理控制器,所述远程信息处理控制器与USB通信链路连接,所述远程信息处理控制器包括: 处理器; 电源,所述处理器基于非活动参数切断电源;和 USB端口,所述USB端口被连接到USB通信链路,所述远程信息处理控制器被配置以当电源被切断时从网络访问设备接收唤醒信号。
20.根据权利要求19的系统,其中USB通信链路是四导体电缆。
21.根据权利要求19的系统,其中电缆的导体被连接到控制器的USB输入端,控制器的唤醒输入端也被连接到导体以向控制器提供唤醒信号。
22.根据权利要求21的系统,其中缓冲器被连接在导体和唤醒输入端之间。
23.一种用于在控制器和设备之间通信的方法,所述方法包括:在控制器和设备之间提供通信链路; 切断控制器的、被连接到通信链路的电源; 通过设备生成唤醒信号;和 当电源被切断时从设备向控制器传输唤醒信号。
24.在其中存储了由编程处理器可执行的指令用于在控制器和设备之间通信的计算机可读存储介质中,所述存储介质包括指令,用于: 在控制器和设备之间提供通信链路; 切断控制器的、被连接到通信链路的电源; 通过设备生成唤醒信号;和 当电源被切断时从设备向控制器传输唤醒信号。
【文档编号】G06F1/32GK103534663SQ201280022283
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年4月3日 优先权日:2011年5月9日
【发明者】P.萨拉丁, J.斯尼德 申请人:大陆汽车系统公司

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