非对称串行协议的模式之间的取决于设备的选择

摘要

便携式通信设备(PCD)可取决于所连接的附件的类型而自动切换到非对称通信协议(例如USB)的不同操作模式中。例如，附件可利用诸如跨多引脚连接器的两个引脚的识别电阻器之类的硬件指示器和/或诸如命令协议之类的软件指示器，来用信号通知PCD是应当在第一模式还是第二模式中操作。PCD可检测到附件的信号，并且切换到附件所请求的操作模式。

说明书

相关申请信息

本申请要求2009年9月1日提交的题为“DEVICE-DEPENDENT  SELECTION BETWEEN MODES FOR ASYMMETRIC SERIAL  PROTOCOLS”的美国申请No.12/551,824的优先权。

技术领域

本公开总地涉及利用串行协议与附件设备(accessory device)通信的 便携式通信设备，具体而言涉及便携式通信设备在非对称串行协议的模式 (角色)之间作出的取决于设备的选择(device-dependent selection)。

背景技术

近年来，多种便携式通信设备(PCD)已被开发出来。PCD的示例例 如包括便携式媒体播放器、移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式电 子邮件设备、视频游戏播放器、依赖于全球定位系统(GPS)卫星数据的 便携式导航单元以及能够集成诸如媒体存储和重放、移动电话、因特网接 入、电子邮件、个人信息管理、玩游戏、GPS/导航能力等等之类的许多功 能的多功能设备。多功能PCD的示例包括由本申请的受让者苹果公司制造 和销售的各种iPhone和iPod，以及由其他制造商和发行商以其各自的品 牌名称制造和销售的其他便携式电子设备。

PCD经常被与在这里称为“附件”(accessory)的其他电子设备坞接 (dock)。例如，有时用户可将PCD与个人计算机坞接以同步媒体内容和 /或元数据、个人数据等等。用户在其他某时可将同一PCD与诸如车载媒 体系统、扬声器坞等等之类的其他电子设备坞接。用户还可将PCD与向 PCD提供电力、但不包括其他数据或信息共享能力的充电器坞接。

为了促进PCD与附件之间的通信，通常要依赖标准的点对点通信协 议，例如通用串行总线(USB)。USB规范(由USB实施者论坛颁布并 可在其网站www.usb.org获得)规定了两个信号触点，被称为D+和D-， 用于数据传输，以及用于电力的两个额外触点，被称为V_BUS并规定为5.0 伏(V)，以及接地。在USB连接中，“USB主机”向V_BUS触点递送电 力，而“USB设备”依赖于USB主机提供V_BUS电力。

发明内容

USB是一种非对称通信协议，因为USB主机和USB设备以不同方式 使用连接触点。当在不同时间将PCD连接到不同附件时，这可产生问题， 因为一些附件可偏好PCD充当USB主机，而其他附件则偏好PCD充当 USB设备。例如，当一些PCD经由USB连接到计算机时，计算机充当 USB主机并且提供可用于对PCD充电的电力。然而，如果PCD连接到另 一便携式电子装置，比如数字相机，则该另一装置可预期其将能够充当 USB设备，在此情况下PCD将需要充当USB主机。如果PCD不能切换到 USB主机模式，则其连接到不同附件的能力可受限。

本发明的某些实施例提供了能够取决于所连接的附件的类型而自动切 换到非对称通信协议的一个模式或另一模式中的PCD。在一些实施例中， 附件(其可以是任何连接到PCD的电子装置)可用信号通知其关于PCD 是应当在非对称协议的第一模式还是第二模式中操作的偏好。这种信号通 知可例如利用诸如识别电阻器之类的硬件机制或者诸如命令协议之类的软 件机制实现。PCD可检测此偏好并且将其自身配置在附件所识别的操作模 式中。从而，例如，如果非对称通信协议是USB协议，则附件可指示出 PCD是应当作为USB主机还是作为USB设备操作。

在一些实施例中，PCD当在第一模式(例如USB设备模式)中操作 时可精确地符合标准协议，例如USB，而当在另一模式(例如USB主机 模式)中操作时则可偏离该协议。例如，根据标准USB协议，USB主机 在V_BUS线路上向USB设备提供5.0V电力。PCD在作为USB设备操作时 可接收5.0V电力，但在作为USB主机操作时则提供较低的电压(例如 3.3V)。这可降低PCD的电力消耗。

以下详细描述以及附图将提供对本发明的性质和优点的更好理解。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例与计算机坞接的PCD。

图2示出了根据本发明实施例与音响系统坞接的PCD。

图3示出了根据本发明实施例与数字相机坞接的PCD。

图4是根据本发明实施例的系统的框图。

图5是示出根据本发明实施例可在附件与PCD之间提供的连接的简化 连接图。

图6是根据本发明实施例用于建立到附件的连接的过程的流程图。

具体实施方式

本发明的某些实施例提供了能够取决于所连接的附件的类型而自动切 换到非对称通信协议的一种模式或另一种模式中的PCD。在一些实施例 中，附件(其可以是任何连接到PCD的电子装置)可以用信号通知其关于 PCD是应当在非对称协议的第一模式还是第二模式中操作的偏好。这种信 号通知可例如利用诸如识别电阻器之类的硬件机制或者诸如命令协议之类 的软件机制实现。PCD可检测此偏好并将其自身配置到附件所识别的操作 模式中。从而，例如，如果非对称通信协议是USB协议，则附件可指示出 PCD是应当作为USB主机还是作为USB设备操作。

图1-3示出了根据本发明实施例的坞接(或连接)到附件的PCD。在 图1中，PCD 102经由线缆106与计算机104坞接。线缆106在此实施例 中可包括传送标准USB信号(D+、D-、VBUS和接地)的导线，并且还 可包括其他导线。在一个实施例中，连接器108将线缆106连接到PCD 102的底面上的配对插座(未明确示出)。PCD 102的配对插座可包括与 USB通信所需的相比更多的引脚(例如在一个实施例中是30个引脚)， 如下文参考图4所述。额外的引脚可增大PCD 102可与之坞接的附件的范 围以及PCD 102在坞接时可与附件交换的信息的类型。在一个实施例中， 连接器110将线缆106连接到计算机104的侧面的配对插座(未明确示 出)。连接器110例如可以是标准的USB连接器，并且配对插座可以是标 准的USB插座。在图1的配置中，计算机104可充当USB主机，而PCD 102充当USB设备。

在图2中，PCD 102与音响系统204坞接。坞接可通过在音响系统 204的顶面上提供坞接连接器206(在插入图208中示出)并且将坞接连 接器206插入到PCD 102的配对插座(未明确示出)中来实现。在此配置 中，坞接连接器206可包括与PCD 102的配对插座中的一些引脚或所有引 脚相对应的配对引脚。取决于音响系统204的实现方式，可能希望PCD 102表现出USB主机配置或USB设备配置。

在图3中，PCD 102经由线缆306与数字相机304坞接。在一些实施 例中，线缆306可与图1的线缆106类似。连接器308将线缆306连接到 PCD 102的配对插座(未明确示出)。数字相机304可提供USB插座或具 有额外引脚的插座以接收线缆306一端的连接器(未示出)。在一些实施 例中，数字相机304仅可作为USB设备操作，在此情况下希望PCD 102 表现出USB主机配置。

将会明白，这里描述的PCD/附件连接是例示性的，并且变化和修改 是可能的。PCD可连接到各种各样的其他电子装置，并且这里使用的“附 件”一词泛指可与PCD相连接的任何电子装置。PCD在连接到符合USB 的附件时可在USB主机或USB设备模式中操作。如下所述，可利用在 PCD 102的配对插座上提供的附件识别引脚以及线缆连接器106或坞接连 接器206上的相应引脚来控制PCD向附件表现出的操作模式。

图4是根据本发明实施例的系统400的框图。系统400可包括PCD 402(例如实现图1-3的PCD 102)和附件420(例如实现图1-3的附件 104、204、304中的任何一个)。

此实施例中的PCD 402可提供通信和/或媒体重放能力。PCD 402可包 括处理器404、存储设备406、用户接口408、电力控制模块410、电池 412以及附件输入/输出(I/O)接口414。PCD 402还可包括其他组件(未 明确示出)以提供各种增强的能力。例如，在一些实施例中，PCD 402可 包括射频(RF)收发器组件，用于接入无线语音和/或数据网络(例如利 用蜂窝电话技术、诸如3G或EDGE之类的高级数据网络技术、WiFi (IEEE 802.11家族标准)、或其他移动通信技术、或其任何组合)、GPS 接收器和/或其他组件。

存储设备406可例如利用盘、闪存或任何其他非易失性存储介质来实 现。在一些实施例中，存储设备406可存储可由PCD 402播放的媒体资 源，例如音频、视频、静止图像等等。存储设备406还可存储其他信息， 例如用户的联系人(姓名、地址、电话号码等等)；安排的约会和事件； 笔记；和/或其他个人信息。在一些实施例中，存储设备406可存储处理器 404将要运行的一个或多个应用程序(例如视频游戏程序、个人信息管理 程序等等)。

用户接口408可包括输入设备，例如触摸板、触摸屏、滚动轮、点击 轮、拨盘、按钮、开关、小键盘、麦克风等等，以及输出设备，例如视频 屏幕、指示灯、扬声器、耳机插孔等等，以及支持电子电路(例如数模或 模数转换器、信号处理器等等)。用户可操作用户接口408的输入设备以 调用PCD 402的功能并且可经由用户接口408的输出设备查看和/或听取 PCD 402的输出。

可实现为一个或多个集成电路(例如传统的微处理器或微控制器)的 处理器404可控制PCD 402的操作。在各种实施例中，处理器404可响应 于程序代码而运行多种程序并且可维持多个同时运行的程序或进程。在任 何给定时刻，要运行的程序代码中的一些或全部可存在于处理器404中和/ 或存在于诸如存储设备406之类的存储介质中。

通过适当的编程，处理器404可为PCD 402提供各种功能。例如，响 应于由用户接口408提供的用户输入信号，处理器404可作为数据库引擎 操作以响应于用户输入而巡览存储设备406中存储的媒体资源的数据库并 且显示所选择的资源的列表。处理器404可通过向也由处理器404操作的 重放引擎传送资源信息来响应用户对要播放的一个资源(或多个资源)的 选择，从而使得媒体内容可被播放。处理器404也可操作其他程序以控制 PCD 402的其他功能。

电力控制模块410提供PCD 402的电力管理能力。例如，电力控制模 块410可经由线路411将电力从电池412递送到附件I/O接口414并递送 到PCD 402的其他组件(未示出连接)。电力控制模块410还可经由附件 I/O接口414和线路413接收电力并将接收到的电力递送到PCD 402的各 种组件(未示出连接)；接收到的电力也可被递送到电池412，从而使得 电池412可经由附件I/O接口414被再充电。在一些实施例中，可利用响 应于由在处理器404上运行的程序代码所生成的控制信号而操作或者作为 单独的微处理器或微控制器操作的可编程或可控制电路来实现电力控制模 块410。

在一些实施例中，电力控制模块410响应来自附件I/O接口414中的 传感器416的信号。如下所述，传感器416可生成指示出所连接的附件的 类型的信号，并且电力控制模块410可使用此信息来判定例如是否分发来 自电池412的电力或从附件接收的电力。电力控制模块410还可提供其他 电力管理能力，例如基于可用电力的来源和数量调节PCD 402的其他组件 的电力消耗、监视电池412中存储的电力以及如果存储的电力降低到低于 最小电平则生成用户提醒，等等。

附件I/O接口414可允许PCD 402与各种附件通信。例如，附件I/O 接口414可支持与计算机(例如如图1中所示)、外部扬声器坞(例如如 图2中所示)、数字相机(例如如图3中所示)、收音机调谐器(例如 FM、AM和/或卫星)、车载娱乐系统、外部视频设备等等的连接。根据 本发明的一些实施例，附件I/O接口414可判定在连接到附件时是在USB 主机模式还是USB设备模式中操作。如下所述，传感器416可用于检测来 自所连接的附件的识别信息，并且此识别信息可用于选择操作模式。

在一些实施例中，附件I/O接口414可包括连接器，例如与iPod和 iPhone产品上使用的连接器相对应的30引脚连接器，以及支持电路。连 接器可提供用于电力和接地以及用于诸如USB、FireWire和/或通用异步接 收器/发送器(UART)之类的各种有线通信接口的连接。从而，附件I/O 接口414可支持多个通信信道，并且给定的附件可使用这些信道中的任何 或所有信道。

附件420包括控制器424、用户接口422和PCD I/O接口426。附件 420代表PCD 402可连接到的各种各样的电子装置，并且要理解附件在能 力、复杂度和外形参数方面可广泛变化。各种附件可包括图4中未示出的 组件，包括但不限于存储设备(盘、存储器等等)；视频屏幕、扬声器、 或者用于连接到外部音频/视频设备的端口；相机组件，例如镜头、图像传 感器及其控件(例如光圈、变焦、曝光时间、帧速率等等)；用于记录音 频的麦克风(单独或与视频记录相结合)；等等。

控制器424例如可包括运行程序代码以执行与附件420相关联的各种 功能的微处理器或微控制器。例如，在附件420是个人计算机系统的情况 下(例如如图1中所示)，程序代码可包括操作系统、与USB端口相关联 的驱动程序、以及使用户可以通过与附件420的用户接口422交互来控制 在PCD 402上存储什么内容的内容管理程序。在个人计算机的情况下，控 制器424运行的程序代码还可包括与PCD 402完全无关的各种应用程序。 在一些实施例中，在附件420是音响系统的情况下(例如如图2中所 示)，控制器424运行的程序代码可包括用于数字音频解码、模拟或数字 音频处理等等的程序。在附件420是数字相机的一些实施例中(例如如图 3中所示)，控制器424运行的程序代码可包括使用户可以控制相机以捕 捉图像、显示图像、传送图像数据到另一电子装置等等的程序。

用户接口422可包括输入控件，例如触摸板、触摸屏、滚动轮、点击 轮、拨盘、按钮、开关、小键盘、麦克风等等，以及输出设备，例如视频 屏幕、指示灯、扬声器、耳机插孔等等，以及支持电子电路(例如数模或 模数转换器、信号处理器等等)。用户可操作用户接口422的各种输入控 件以调用附件420的功能并且可经由用户接口422查看和/或听取附件420 的输出。

PCD I/O接口426可允许附件420与PCD 402(或另一PCD)通信。 根据本发明的一些实施例，PCD I/O接口426可包含USB接口。例如， PCD I/O接口426可提供标准USB端口、迷你USB端口或微USB端口。 在其他实施例中，PCD I/O接口426可包括与PCD 402中包括的连接器直 接配对的连接器，例如与在各种iPod产品上使用的连接器配对的30引脚 连接器。这种连接器可用于向PCD 202提供电力或从PCD 202接收电力， 接收模拟和/或数字格式的音频和/或视频信号，以与经由诸如USB、 UART和/或FireWire之类的各种接口传达信息。

附件420可以是任何与PCD 402交互的电子装置，包括但不限于图1- 3中所示的任何示例。在一些实施例中，附件420可提供对PCD 402的操 作的远程控制，或者可包括输入和输出控件(例如显示屏幕)的远程用户 接口。附件420在各种实施例中可控制PCD 402的任何功能，并且还可从 PCD 402接收媒体内容并将这种内容呈现给用户(例如通过音频扬声器和/ 或视频显示屏幕，这取决于媒体内容的类型)。在其他实施例中，PCD 402可控制附件420的操作，例如从包含在附件420中的数字相机取回图 像数据，发起图像捕捉操作，等等。

将会明白，这里描述的系统配置和组件是例示性的，并且变化和修改 是可能的。PCD和/或附件可具有这里没有具体描述的其他能力(例如移 动电话、全球定位系统(GPS)、宽带数据通信、因特网连通性，等 等)。

另外，虽然这里参考特定块描述了PCD和附件，但要理解这些块是为 了描述方便而定义的，而并不想要暗示组件部分的特定物理布置。另外， 这些块不需要对应于物理上区别开的组件。块可被配置为执行各种操作， 例如通过对处理器编程或提供适当的控制电路，并且取决于如何获得初始 配置，各种块可以是可重配置的，或者是不可重配置的。本发明的实施例 可实现在多种装置中，包括利用电路和软件的任何组合实现的电子设备。

PCD 402的附件I/O接口414和附件420的PCD I/O接口426使得 PCD 402可与附件420相连接并随后与附件420断开连接。就这里的用法 而言，一旦在PCD I/O接口426和附件I/O接口414之间打开了通信信 道，PCD 402和附件420就是“连接”的。这种连接可经由直接物理连接 实现，例如利用配对连接器；经由间接物理连接实现，例如经由线缆；和/ 或无线连接，例如经由蓝牙。一旦在PCD I/O接口426的引脚和附件I/O 接口414的相应引脚之间建立了电连接，就说PCD 402和附件420是“坞 接”的。坞接可直接实现，例如利用配对连接器，或者间接实现，例如经 由线缆。在间接连接的情况下，用于附件420和PCD 402的连接器不需要 具有对应的外形参数或引脚数目或布置。

在一些实施例中，PCD 402和附件420可通过根据PCD特定协议 (PCD-specific protocol)交换命令和数据来在连接(例如坞接)的同时通 信。可例如利用USB人机接口设备(HID)作为传输工具(transport)或 者利用由附件I/O接口414和PCD I/O接口426提供的另一传输工具来传 达命令和数据。PCD特定协议定义了在PCD 202和附件220之间交换的消 息的格式。例如，PCD特定协议可规定每个消息(这里也称为命令)是在 具有头部和可选的有效载荷的分组中发送的。头部提供基本信息(例如开 始指示符、分组长度、识别要由接收方处理的命令的命令代码)，而有效 载荷提供了与命令相关联的任何数据；相关联的数据的数量对于不同的命 令可以是不同的，并且一些命令可支持可变长度有效载荷。在一些实施例 中，命令可被定义成使得任何特定命令代码仅在一个方向上有效。分组还 可包括如本领域中已知的差错检测或差错校正码。

附件协议可定义数个“术语”(lingo)，其中“术语”是各种类别的 附件可支持(或不支持)的相关命令的群组。在一个实施例中，命令代码 可包括识别命令所属的术语的第一字节，以及识别该术语内的特定命令的 第二字节。也可使用其他命令结构。不要求所有附件或者附件可连接到的 所有PCD都支持附件协议内定义的每个术语。

在一些实施例中，使用PCD特定协议的每个附件420和每个PCD 402 至少支持包括对PCD和所有附件共通的命令的“一般”术语。一般术语可 包括使得PCD和附件能够相互识别和认证自身和提供关于其各自的能力的 一般信息(包括各自支持哪些(如果有的话)其他术语)的命令。一般术 语还可包括认证命令，PCD可使用这些认证命令来验证附件声称的身份和 能力(或者反之)，并且如果认证不成功，则附件(或PCD)可被阻止调 用某些(或全部)命令或术语。此外，在一些实施例中，如果认证不成 功，则PCD可阻止附件使用PCD的USB功能。

PCD特定协议还可包括各种其他术语，例如使得附件420可以发送指 示出要调用的PCD 402的功能的命令的简单远程术语、可用于传达与在附 件420上复制PCD 402的用户接口的全部或一部分(从而支持更高级的远 程控制)相关的命令和数据的远程用户接口术语、使用户可以通过操作 PCD 402来控制调谐器附件420的调谐器术语、使附件420可以在PCD 402上存储数据的存储术语，等等。任何术语或术语的组合或其他命令或 命令群组都可结合PCD特定协议使用。

在一些实施例中，PCD特定协议可提供基于软件的机制，该机制使得 附件可以将非对称协议的期望配置传达给PCD。例如，在非对称协议是 USB的情况下，命令可包括GetUSBMode命令、ReturnUSBMode命令和 SetUSBMode命令。GetUSBMode命令可由附件发送到PCD以请求PCD的 当前USB操作模式。PCD可利用ReturnUSBMode命令来响应，该命令的 有效载荷可包括指示出当前USB模式(例如USB主机、USB设备或未配 置)的参数。SetUSBMode命令可由附件发送来改变USB模式；此命令的 有效载荷可包括指示出期望USB模式的参数。还可提供其他命令，并且这 种命令根据需要可以是一般术语或专用术语的一部分。

在使用软件机制来控制USB配置的一个实施例中，PCD和附件可首 先利用除USB以外的传输工具(例如UART或无线传输工具)来连接。 附件随后可发送PCD特定协议的命令来确定PCD的当前USB模式和/或 请求PCD切换到期望的模式。

在其他实施例中，可以用硬件机制来控制非对称协议的配置。作为例 示，图5是示出根据本发明实施例可在附件和PCD之间提供的连接的简化 连接图。左侧表示附件侧连接器502，右侧表示PCD侧连接器504。在一 些实施例中，附件侧连接器502可以是图4的PCD 402的PCD I/O接口 426的一部分，并且PCD侧连接器504可以是图4的PCD 402的附件I/O 接口414的一部分。在其他实施例中，附件侧连接器502的特征可被包含 到例如图1的连接器108中，只有与附件的操作相关的引脚被连接到线缆 106的导线。

在此示例中，PCD侧连接器504提供数个引脚510。(这里，在需要 时，相似物体的多个实例用识别该物体的标号和识别该实例的带括号数字 表示)。这些引脚包括数个接地(GND)引脚510(1)、510(2)、510 (8)和510(10)；用于与附件交换USB信号的USB D+引脚510(2) 和D-引脚510(3)；可从附件接收电力(例如5.0V)的V_BUS引脚510 (4)；可向附件提供电力(例如3.3V)的V_P引脚510(5)；以及附件 识别引脚510(6)和510(7)。其他引脚，例如引脚510(9)可提供与 本描述不相关的信号，例如UART信号、FireWire信号、到附件的数字和/ 或模拟格式的音频和/或视频输出信号、来自附件的音频输入信号，等等。 在一个实施例中，PCD侧连接器504可具有总共30个引脚；引脚的数目 和布置可根据需要被改变。在一些实施例中，可以使接地引脚510(1)、 510(2)、510(8)和510(10)长于所有其他引脚510，以使得当PCD 侧连接器504与附件侧连接器502接合和脱离时首先进行接地连接并且最 后断开接地连接。这种配置可降低坞接和解除坞接期间对PCD造成电气损 坏的风险。

类似地，附件侧连接器502提供数个引脚512。这些引脚包括接地引 脚512(1)、512(2)、512(8)和512(10)；用于与附件交换USB信 号的USB D+引脚512(2)和D-引脚512(3)；可向PCD提供电力(例 如5.0V)的V_BUS引脚512(4)；可从PCD接收电力(例如3.3V)的V_P引脚512(5)；以及附件识别引脚512(6)和512(7)。其他引脚，例 如引脚512(9)可提供与本描述不相关的信号，例如UART信号、 FireWire信号、来自PCD的数字和/或模拟格式的音频和/或视频输入信 号、到PCD的音频输出信号，等等。在一个实施例中，附件侧连接器502 可具有总共30个引脚；引脚的数目和布置可根据需要被改变。

如图所示，PCD侧连接器504和附件侧连接器502提供标准USB连 接(双向D+和D-信号、V_BUS和接地)所要求的电连接，虽然不一定采取 符合USB标准的外形参数。提供具有标准外形参数的USB端口的附件可 利用将USB信号从附件侧连接器502传递到标准USB连接器(未示出) 的线缆(图5中未示出)来连接到PCD侧连接器504。附件侧连接器502 的任何未实际连接到附件的引脚可保持浮动或者被端接以适当地防止线路 噪声，或者可以简单地省略未使用的信号触点。

图5示出了在一个实施例中可用于利用在附件识别引脚510(6)和 510(7)上生成的信号来识别出PCD在连接到附件时应当在USB主机模 式中还是USB设备模式中操作的技术。具体而言，附件侧连接器502包括 连接在引脚512(6)和512(7)之间的识别电阻器520。在PCD侧连接 器504上，引脚510(6)经由上拉电阻器524连接到参考电压(例如 V_P，但也可使用不同的电压)。引脚510(7)连接到地。

在操作中，当附件侧连接器502连接到PCD侧连接器504时，在引脚 512(6)和510(6)之间以及引脚512(7)和510(7)之间实现电接 触。在节点526和528之间形成电压差，并且此差异被传感器530(例如 实现图4的传感器416)检测到。由于上拉电阻器524是固定的，所以该 电压差对应于识别电阻器520的电阻(R_ID)。从而，传感器530可检测电 阻R_ID。在一些实施例中，传感器530可输出指示该电阻的模拟或数字信 号。在图4的实施例中，此信号可被递送到电力控制模块410；该传感器 信号也可被递送到处理器404和/或PCD 402的其他组件。

在一个实施例中，不同的电阻值R_ID与PCD的不同的USB操作模式 相关联。例如，第一电阻值可指示出PCD应当在USB主机模式中操作， 而第二电阻值可指示出PCD应当在USB设备模式中操作。某些实施例还 可使用其他电阻值来提供其他信息。例如，USB标准定义了USB设备可 向USB主机表现的各种配置，例如“人机接口设备”(HID)配置或“大 容量存储设备”配置。不同的电阻值R_ID可与这些USB设备配置中的每一 个相关联。相应地，取决于传感器530在引脚510(6)和510(7)之间 检测到的电阻R_ID，同一PCD可向第一附件表现出USB主机模式，向第二 附件表现出HID配置中的USB设备模式，并且向第三附件表现出大容量 存储配置中的USB设备模式。

在一些实施例中，一些附件可具有不提供识别电阻器520的连接器 502。例如，引脚512(6)和512(7)可被短接在一起，或者它们可以相 互断开连接。在这种实施例中，电阻器520的不存在可被传感器530检测 到并且被解读为对PCD的“默认”操作模式的请求。在一个实施例中， PCD默认在大容量存储USB设备模式中操作，并且仅在检测到与PCD作 为USB主机配置相关联的特定电阻R_ID的情况下才切换到USB主机模 式。

将会明白，这里描述的连接器配置是例示性的，并且变化和修改是可 能的。可以替换不同数目和/或布置的引脚。连接器外形参数也可以变化。 在图5中所示的实施例中，PCD在其是USB主机时在一个引脚上提供电 力，但当其是USB设备时则在一不同的引脚上接收电力。不同的附件从而 可取决于该附件是USB设备还是USB主机而连接到一个电力引脚或另一 电力引脚，而不需要(但可以)连接到两者。在其他实施例中，同一引脚 可被双向操作，其中PCD取决于其是USB主机还USB设备而在该引脚上 接收或提供电压。另外，虽然在一些实施例中，电力电平在PCD作为 USB主机和PCD作为USB设备模式之间是不同的，但这也不是必需的。 如果PCD作为USB主机确实提供不同的电力，则作为USB设备操作的任 何附件可被配置为接受所提供的电力。例如，如果附件要求比PCD提供的 更多的电力，则附件可具有电池或连接到外部电源。另外，PCD可使用 USB D+/D-线路上的被限制到等于V_P线路的最大电压电平的信号电平，并 且附件可被配置为检测这些电压电平。

在一些实施例中，附件可简单地提供具有任何标准外形参数的带USB 连接端口的标准USB接口。附件可被固定地配置为作为USB主机或USB 设备操作。为了将附件连接到实现图5的识别方案的PCD，诸如图1的线 缆106或图3的线缆306之类的线缆可被配置有部署在PCD连接器(例如 图1的连接器108或图3的连接器308)内的适当电阻器。如果附件作为 USB主机操作，则连接器502的V_BUS引脚可连接到USB V_BUS引脚。如果 附件作为USB设备操作，则连接器502的V_P引脚可连接到USB V_BUS引 脚。

在一些实施例中，附件可选择或改变其识别电阻R_ID以在不同的时间 请求不同的USB模式。例如，可与PCD坞接的附件可提供用户输入设备 (例如键盘、鼠标)或其他表现为USB设备的装置以及到个人计算机或其 他表现为USB主机的装置的连通(pass-through)。除了当PCD实际与 USB主机通信时以外，其可被附件指令在USB主机模式中操作。在一些 实施例中，附件在操作期间可动态地切换电阻R_ID。PCD可监视识别引 脚，检测R_ID的变化，并且相应地切换其USB模式。

另外，一些附件可配备有标准的移动USB(USB On-the-Go)插座， 其除了包括四个标准USB引脚外还包括ID引脚；ID引脚向移动USB附 件指示出其是应当作为USB主机还是USB设备操作。为了将PCD耦合到 这种附件，可以提供特殊的角色选择适配器(例如以线缆或单一连接器的 形式)。该适配器的一端可包括与PCD配对的连接器，并且跨适当的引脚 提供电阻R_ID以指示出PCD应当在哪个USB模式中操作。该适配器的另 一端可包括与附件的移动USB插座配对并且连结ID引脚以指示出附件应 当在另一USB模式中操作的连接器。从而，例如，如果适配器一端的R_ID指示出PCD应当作为USB主机操作，则另一端的移动USB引脚将指示出 附件应当作为USB设备操作。

图6是根据本发明实施例用于建立到附件的连接的过程600的流程 图。过程600可以用例如在PCD 402(图4)的处理器404上运行的程序 代码、用附件I/O接口414内的专用控制逻辑或用其任何组合来实现。

当附件I/O 414检测到在其连接器引脚(图5中的连接器504的引脚 510)和附件连接器的相应引脚(例如连接器502的引脚512)之间建立了 接触时，过程600开始(块602)。在块604，传感器530可感测跨附件 识别引脚510(6)和510(7)的电阻R_ID。

在块606，判定感测到的电阻R_ID是否对应于与对PCD的USB主机模 式的请求相关联的电阻。如果是，则PCD进入USB主机模式。如果否， 则在块607，判定是否从附件接收到了主机模式命令(例如请求USB主机 模式的SetUSBMode命令)。如果USB连接当前未被配置成使得附件可使 用其来发送PCD特定协议命令，则已被配置的另一传输工具(例如UART 或无线传输工具)可用于该命令。如果在块607接收到主机模式命令，则 PCD可进入USB主机模式，即使在块606未感测到电阻R_ID或者感测到不 与主机模式相关联的电阻R_ID也是如此。

从而，PCD可响应于在块606感测到适当的电阻R_ID或者在块607接 收到请求主机模式的命令而进入USB主机模式。进入主机模式可包括各种 动作。例如，在块608，PCD可例如经由V_P引脚510(5)向附件提供电 力。提供给附件的电力可以与标准USB电力电平相同或不同，如上所述。 在块610，PCD可经由D+/D-引脚510(2)、510(3)接收来自附件(其 在USB设备模式中操作)的枚举(enumeration)数据。枚举可根据USB 标准实现，其中附件提供各种识别符，例如厂商识别符和型号识别符。在 一些实施例中，枚举数据还可包括依与PCD的交互而定的数据，例如附件 是否支持经由USB连接利用PCD特定协议的通信。

另一方面，如果块606的结果是判定感测到的电阻R_ID不对应于与对 PCD的USB主机模式的请求相关联的电阻并且块607的结果是判定没有 接收到请求USB主机模式的命令，则PCD可进入USB设备模式。例如， 在块612，PCD可例如经由V_BUS引脚510(4)从附件接收USB电力(例 如5V)。在块614，PCD可经由D+/D-引脚510(2)、510(3)向附件 (其充当USB主机)提供枚举数据。与PCD充当USB主机的情况类似， 枚举可根据USB标准来实现，在此情况下由PCD提供各种识别符，例如 厂商识别符和型号识别符。

在枚举完成后，PCD和附件可开始经由USB D+和D-引脚交换信号， 无论两者中的哪一个是USB主机。从而，例如，PCD可向附件提供USB 数字音频，或者附件可向或从PCD传送各种数据文件，等等。

在一些实施例中，PCD在枚举后可控制USB功能的可用性。例如， 在块620，无论是PCD还是附件充当USB主机，PCD都可判定附件是否 支持经由USB端口或在一些情况经由另一端口利用PCD特定协议的通 信。如果不支持PCD特定协议，则过程600可退出(块622)。在一些实 施例中，即使不支持PCD特定协议，PCD也可以许可附件使用至少一些 USB功能；在其他实施例中，PCD封锁与任何不支持PCD特定协议的附 件的进一步USB通信。

如果支持PCD特定协议，则在块624，PCD可从附件接收识别数据。 此数据可包括例如附件支持PCD特定协议的哪些术语的列表、关于附件对 于初始配置的偏好(例如是否应当使能或禁用各种输入和/或输出)的信 息，等等。在一些实施例中，附件可经由已建立的USB传输链路利用 PCD特定协议的一般术语的一个或多个命令来发送识别数据。

在块626，PCD可发起与附件的认证过程。在一些实施例中，认证操 作可包括验证由附件提供的数字证书并且对照与该数字证书相关联的公钥 来测试由附件提供的密码数字签名。在一些实施例中，可利用可嵌入到如 图4中所示的附件420的PCD I/O接口432中的认证控制器来协助认证操 作。在其他实施例中，认证控制器可嵌入在将附件连接到PCD的线缆中， 并且对于USB连接的认证可由利用除USB引脚以外的引脚通信的控制器 提供。

在块628，判定认证过程是否成功。如果是，则在块630，PCD可解 锁USB功能以供附件使用。例如，在一些实施例中，PCD可以许可附件 经由USB端口枚举和发送PCD特定协议的某些命令，而无需首先被成功 认证。在块630之后，通信可继续(块636)，直到连接终止为止。在一 些实施例中，在块636可使用已建立的USB连接来以USB作为传输工具 交换PCD特定协议的命令。

在一些实施例中，块636处的通信可包括改变USB连接的模式。在一 些实施例中，在最初建立用于USB连接的配置之后，附件可改变所建立的 配置，例如通过改变R_ID，或通过发送SetUSBMode命令。取决于实现方 式，可以支持或不支持利用USB作为传输工具对SetUSBMode命令的发 送；如果不支持，则可使用另一传输工具(例如UART或无线)。

如果在块628判定认证过程失败，则在块632，PCD可通知附件认证 失败，并且过程600可结束(块634)。在此情况下，PCD可阻止附件访 问PCD功能，例如PCD特定协议的命令，或者USB功能，比如文件访 问、数字音频传送，等等。未经授权的USB功能被阻止，例如通过PCD 拒绝响应来自附件的请求(或响应于这种请求发送差错消息)和/或通过 PCD不发起某些USB操作，例如音频输出。在一些实施例中，PCD可选 择性地阻止或许可对USB功能的访问，无论其当前是在USB主机还是 USB设备模式中操作。

将会明白，这里描述的过程是例示性的，并且变化和修改是可能的。 被描述为有顺序的步骤可被并行执行，步骤的顺序可被改变，并且步骤可 被修改、组合、添加或省略。例如，在一些实施例中，附件和PCD最初可 利用除USB以外的传输工具(例如UART或无线传输工具)来建立通 信，并且可在配置USB连接之前执行PCD特定协议的认证过程。在一些 这种实施例中，如果认证失败，PCD则可忽略附件对特定USB配置的请 求。

一些实施例可仅提供对USB模式的硬件控制(例如利用识别电阻 器)、仅提供软件控制(例如利用PCD特定协议的模式选择命令)或者提 供两者的组合。例如，识别电阻器可用于建立初始配置，该初始配置以后 可由模式选择命令改变。或者，PCD可忽略任何接收到的与基于识别电阻 器选择的模式相冲突的模式选择命令(或视其为差错)。

在一些实施例中，在USB主机模式中操作的PCD可支持多个同时连 接的USB设备。如果在这种布置中，在连接了其他USB设备的同时，附 件请求PCD切换到USB设备模式，则PCD可忽略该请求和/或向请求方 附件生成差错消息。

这里描述的实施例从而通过允许PCD在USB主机或USB设备模式中 操作并且允许附件将其优选模式用信号通知给PCD，提供了PCD与某个 范围的不同附件之间的灵活通信。

虽然已经针对特定实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将会认 识到许多修改是可能的。例如，“PCD”泛指具有任何形式的通信和/或媒 体重放能力的任何便携式电子设备；可以包含各种各样的功能。类似地， “附件”一词包括能够与PCD相坞接或以其他方式连接的任何电子设备。

USB在这里被用作非对称协议的示例，其中“非对称协议”一词泛指 用于连接两个电子设备的协议，其中每个电子设备扮演不同的角色。在 USB的上下文中，这些角色通常被称为“主机”和“设备”，并且该词语 在这里用于区分两个不同的角色。然而，要理解，存在多种非对称协议， 并且可按其他命名法来识别角色(例如“主控者”和“从属者”，或者 “A型”和“B型”，或者“第一模式”和“第二模式”)。与这里描述 的那些类似的技术可被应用到任何其他非对称协议，从而使得连接的PCD 可在每连接的基础上改变其角色。因此，本发明不限于USB的上下文，而 是可结合任何非对称协议以及包括有线和/或无线传输工具在内的任何传输 工具使用。

可利用专用组件和/或可编程处理器和/或其他可编程设备的任何组合 来实现本发明的实施例。这里描述的各种进程可在同一处理器或采取任何 组合的不同处理器上实现。因此，在将组件描述为被配置成执行某些操作 的情况下，例如可通过设计电子电路执行该操作、通过将可编程电子电路 (例如微处理器)编程为执行该操作或者其任何组合来实现这种配置。进 程可利用多种技术来通信，包括但不限于用于进程间通信的传统技术，并 且不同对的进程可使用不同的技术，或者同一对进程在不同的时间可使用 不同的技术。另外，虽然以上描述的实施例可涉及特定的硬件和软件组 件，但本领域的技术人员将会明白，也可使用硬件和/或软件组件的不同组 合，并且被描述为用硬件实现的特定操作也可用软件实现，反之亦然。

包含本发明的各种特征的计算机程序可被编码在各种计算机可读存储 介质上；适当的介质包括磁盘或磁带、诸如致密盘(CD)或DVD(数字 多功能盘)之类的光存储介质、闪存等等。编码有程序代码的计算机可读 介质可与兼容的电子设备一起封装，或者程序代码可与电子设备分开提供 (例如经由因特网下载)。

从而，虽然已经针对特定实施例描述了本发明，但将会明白，本发明 想要覆盖所附权利要求的范围内的所有修改和等同。