一种一转二type-c线及主从设备双路充电方法

摘要

本发明提供了一种一转二type‑c线及主从设备双路充电方法，所述一种一转二type‑c线包括：第一接口、第二接口、电源接口、电源线组以及数据线组，所述第一接口分别连接电源线组一端部以及数据线组一端部，所述数据线组的另一端部连接至所述第二接口，所述电源线组的另一端部分别连接第二接口以及电源接口；使得在两个type‑c设备进行正常通讯的同时可以使用外部电源同时对两者进行充电。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种一转二type-c线及主从设备双路充电方法。

【背景技术】

在过去银行、医院以及证券公司等服务类窗口大都使用有线的柜面固定型的终端业务设备。随着终端设备的快速发展，越来越多带电池的移动型高集成化手持设备被越来越多企业所使用。

与此同时，这些移动型高集成化手持设备之间的组合，也被越来越多的采用，比如银行、证券公司在商用平板上开发业务自己的业务程序与数据库，对外提供指令接口，各大厂商设计并提供多功能性底座工业平板设备，集成密码按键、指纹仪、身份证识别、磁条卡刷卡，活体检测以及电磁屏签名等各种商业平板上无法实现或者不容易实现的模块功能，这两者进行组合办理业务。商用平板做业务上位机与底座工业平板之间多通过Type-c接口进行通讯，商用平板下发指令，底座平板响应动作并上传数据。

众所周知，无论是银行、证券这些公司使用的上位机商用平板，还是各大厂商研发的底座工业平板，都是带电池的设备，并且，按照常规设计，他们的充电口和通讯口都是同一个口。那么问题来了，一旦任何一方的电池不够用，就需要拔掉连接双方的通讯线，然后分别插上2个充电器进行充电，此时就无法同时办理业务，进度也会被耽误。如果需要业务衔接，就需要多带一套设备，这样也会增加成本和耗损。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种一转二type-c线及主从设备双路充电方法，使得在两个type-c设备进行正常通讯的同时可以使用外部电源同时对两者进行充电。

本发明之一是这样实现的：一种一转二type-c线，包括第一接口、第二接口、电源接口、电源线组以及数据线组，所述第一接口分别连接电源线组一端部以及数据线组一端部，所述数据线组的另一端部连接至所述第二接口，所述电源线组的另一端部分别连接第二接口以及电源接口。

进一步的，所述数据线组包括usb3数据通道、usb2数据通道以及CC配置通道。

进一步的，所述电源线组包括电源线缆和地线缆。

本发明之二是这样实现的：一种主从设备双路充电方法，所述方法需提供一种一转二type-c线，包括第一接口、第二接口、电源接口、电源线组以及数据线组，所述第一接口分别连接电源线组一端部以及数据线组一端部，所述数据线组的另一端部连接至所述第二接口，所述电源线组的另一端部分别连接第二接口以及电源接口；具体包括如下步骤：

步骤1、所述第一接口连接至上位机，所述第二接口连接至下位机，电源接口连接电源，所述上位机以及下位机均设有充电控制芯片；

步骤2、上位机处于Source+DFP状态，下位机发送PD控制消息给上位机，上位机接受所述PD控制消息，将VBUS电源关闭并打开充电通道；

步骤3、上位机变为Sink+DFP状态，所述Sink+DFP状态为接受充电且数据上保持着主设备属性，下位机变为Source+UFP状态，所述Source+UFP状态转为VBUS对外供电，且数据上保持着从设备UFP属性；

步骤4、将下位机的VBUS关闭，打开充电通道，完成双向充电。

进一步的，所述步骤2进一步具体为：上位机处于Source+DFP状态，下位机发送PD控制消息给上位机，上位机接受所述PD控制消息，将VBUS电源关闭并打开充电通道；在发送PD控制消息的同时，告知上位机，下位机的充电属性不止500mA，使上位机设置自身的充电能力在1～1.5A电流。

进一步的，还包括步骤3进一步具体为：若上位机与下位机完成电源角色翻转，即上位机变为Sink+DFP状态，所述Sink+DFP状态为接受充电且数据上保持着主设备属性，下位机变为Source+UFP状态，所述Source+UFP状态转为VBUS对外供电，且数据上保持着从设备UFP属性；若上位机与下位机完成电源角色未完成翻转，则进行纠错或强制进行DRS，完成电源角色翻转，上位机变为Sink+DFP状态，下位机变为Source+UFP状态。

本发明的优点在于：本发明的一种一转二type-c线及主从设备双路充电方法，该方案在双方设备都只有一个type-c口共用通讯和充电的情况下，通过发送PD控制消息在不改变双方数据角色的前提下翻转电源角色，并在下位机底座平板上通过特殊手段开放接口强制关闭VBUS供电并配置充电信息，实现在双方正常usb通讯的同时，也可以使用外部充电器给双方一同供电的设计。

在软件设计上，通过多端容错纠错，动画引导等手段，实现逻辑状态的稳定和正常运作。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中Type-c线材结构示意图。

图2是本发明一种一转二type-c线的示意图。

图3是本发明type-c连接的power role和data role的示意图。

图4是本发明PRS成功后的连接状态示意图。

图5是本发明从充电控制芯片强行关闭Source方的VBUS供电，用外部电源双路供电示意图。

图6是本发明客户引导界面示意图。

图7是本发明一种主从设备双路充电方法流程图。

【具体实施方式】

本发明实施例通过提供一种一转二type-c线及主从设备双路充电方法，解决了现有技术中无法同时充电同时进行数据传输的技术问题，实现了使得在两个type-c设备进行正常通讯的同时可以使用外部电源同时对两者进行充电的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

将连接双type-c设备接口的线材并联出电源接口，制作成一转二type-c拓展线材。使用一转二拓展线材连接主从双type-c设备进行通讯，相当于在常规type-c线材中间开了一个电源口。然后在底座工业平板的软件中，通过重新设计cc控制芯片驱动、pmu充电控制芯片驱动以及usb控制器驱动的工作流程，以软硬件配合的方式实现在两个type-c设备进行正常通讯的同时，使用外部电源同时对两者进行充电。

硬件线材设计；具体如下：

1)type-c线，是由数据线组和电源线组缠绕构成，如图1所示，接口正反面为顺序相反的线序。数据线组包括usb3数据通道、usb2数据通道以及CC配置通道，电源线组包括电源线缆和地线缆。

2)一转二的线，是将电源线组从中并联出来到一个专门的充电口，而另一个通讯接口保留完整的数据线组和电源线组。

3)如图2所示，正常通讯时，1号接口接上位机商用平板或者下位机底座工业平板其中的任何一台设备都可以，3号通讯接口接另一个设备的type-c口，整体效果与单根双头type-c线连接两台设备相同。

如图3所示，软件设计：

1)Type-c标准线完全支持PD协议，在PD协议中，定义了电源角色Source(供给端)和Sink(消费端)，以及数据角色DFP(下行端口，类似于USB主设备概念)和UFP(上行端口，类似于USB从设备概念)。

2)如图4所示，由于业务软件调用方式已经规定，由商业平板下发指令调用底座工业平板这边执行操作和返回数据，所以底座工业平板在设计的时候，就会强制让自身处于UFP数据角色。

在正常连接type-c线之后，根据PD协议的默认情况，上位机商业平板检测到对方为UFP设备后，会将自身置为DFP设备(DFP(DownstreamFacing Port):下行端口，可以理解为Host，DFP提供VBUS，也可以提供数据。典型的DFP设备是电源适配器，因为它永远都只是提供电源)，并打开Vcon电源和Vbus电源，同时将自身设置为Source供电方，而下位机底座工业平板在沟通后，会将自身的电源角色定位为Sink消费方。以上都是常规连接建立的情况。

3)如图5所示，为了实现双向供电的目的，首先要做的就是想办法让Source+DFP的上位机商业平板将VBUS电源收回去并打开充电通道，这个过程称作PRS(Power RoleSwap)，需要下位机底座工业平板通过发送PD控制消息给对方，并且对方也要支持并接受这个控制消息才可以做到，这就意味着连接双方都必须是完整的全功能Type-c控制器并支持PD协议。

需要考虑到的是，在PRS进行过程中，可能会出现某些原因导致的写上错误出现Hard reset动作导致电源角色和数据角色混乱，需要在驱动中有容错和纠错的判断，必要时甚至需要强制进行DRS(Data Role Swap)操作纠正状态。

PRS过程成功之后，上位机商业平板就变成了Sink+DFP状态，这个状态接受充电但是在数据上还保持着主设备属性，下位机底座工业平板就变成了Source+UFP状态，这个状态转为VBUS对外供电，但在数据上还保持着从设备UFP属性。与此同时，需要在发送控制消息的同时，告知对方自身的充电属性不止500mA，使上位机商用平板设置自身的充电能力在1～1.5A电流大小，为后续外部适配器供电做准备。

4)如图6所示，接下来就是需要将下位机底座平板的VBUS再次关闭，也打开充电通道，就可以同时给双方设备充电了。但是这里有两个问题：

一是如果双方都不供电了，数据通道也会断开连接，所以，需要在此之前，接入外部充电器电源维持供电，也就是将适配器电源，接入一转二拓展线的2号口。同时在软件界面上，需要弹出提示引导客户接入外部电源后，再进行下一步操作。

二是如果电源角色Source发生了变化，对端的Sink设备势必会对应变化，所以不能在PD控制上改变电源角色，改为从下位机底座工业平板的电源控制芯片上入手，在驱动中增加接口，强行关闭VBUS电源输出并自定义充电属性(因为之前的充电属性是上位机平板端给的，可能只配置了0.5A的充电电流大小)，重新设定充电属性为AC属性，可以接收1～1.5A的供电电流，为后续外部适配器供电做准备。

当然这里需要考虑到容错，也就是如果没有按要求接入外部充电器供电也进行了下一步的话，在驱动上需要有逻辑恢复默认连接状态，避免角色混乱和usb驱动卡死。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

请参阅图1至图3所示，本实施例提供一种一转二type-c线，包括第一接口、第二接口、电源接口、电源线组以及数据线组，所述第一接口分别连接电源线组一端部以及数据线组一端部，所述数据线组的另一端部连接至所述第二接口，所述电源线组的另一端部分别连接第二接口以及电源接口。

所述数据线组包括usb3数据通道、usb2数据通道以及CC配置通道。

所述电源线组包括电源线缆和地线缆。

实施例二

本实施例提供一种主从设备双路充电方法，所述方法需提供一种一转二type-c线，包括第一接口、第二接口、电源接口、电源线组以及数据线组，所述第一接口分别连接电源线组一端部以及数据线组一端部，所述数据线组的另一端部连接至所述第二接口，所述电源线组的另一端部分别连接第二接口以及电源接口；具体包括如下步骤：

步骤1、所述第一接口连接至上位机，所述第二接口连接至下位机，电源接口连接电源，所述上位机以及下位机均设有充电控制芯片；

步骤2、上位机处于Source+DFP状态，下位机发送PD控制消息给上位机，上位机接受所述PD控制消息，将VBUS电源关闭并打开充电通道；在发送PD控制消息的同时，告知上位机，下位机的充电属性不止500mA，使上位机设置自身的充电能力在1～1.5A电流；

步骤3、若上位机与下位机完成电源角色翻转，即上位机变为Sink+DFP状态，所述Sink+DFP状态为接受充电且数据上保持着主设备属性，下位机变为Source+UFP状态，所述Source+UFP状态转为VBUS对外供电，且数据上保持着从设备UFP属性；若上位机与下位机完成电源角色未完成翻转，则进行纠错或强制进行DRS，完成电源角色翻转，上位机变为Sink+DFP状态，下位机变为Source+UFP状态；

步骤4、将下位机的VBUS关闭，打开充电通道，完成双向充电。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。