工业级通用串行总线usb芯片、其唤醒方法及电子设备
阅读说明：本技术 工业级通用串行总线usb芯片、其唤醒方法及电子设备 (Industrial-grade Universal Serial Bus (USB) chip, awakening method thereof and electronic equipment ) 是由 张倬 张敏 陈毓良 黄华成 于 2021-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供一种工业级通用串行总线USB芯片、其唤醒方法及电子设备。工业级通用串行总线USB芯片包括：USB控制器,用于当接收到来自与所述USB芯片连接的主机的中断信号时,控制所述USB芯片进入休眠状态；唤醒接口,连接到USB芯片的差分信号线上,并且与所述USB控制器电连接,所述唤醒接口用于根据在所述唤醒接口上的电平翻转唤醒所述USB芯片。通过连接到USB芯片的差分信号线上的唤醒接口,能够在USB芯片的各个部件/模块均进入休眠状态后,根据唤醒接口上发生电平翻转来自动触发USB芯片的唤醒,从而通过简单的结构和唤醒机制实现USB芯片的唤醒,降低了USB芯片的功耗,在工业级应用场景中实现超低功耗。(The embodiment of the invention provides an industrial Universal Serial Bus (USB) chip, a wake-up method thereof and electronic equipment. The industrial-grade universal serial bus USB chip comprises: the USB controller is used for controlling the USB chip to enter a dormant state when receiving an interrupt signal from a host connected with the USB chip; and the awakening interface is connected to a differential signal line of the USB chip and electrically connected with the USB controller, and is used for awakening the USB chip according to level turnover on the awakening interface. Through the awakening interface connected to the differential signal line of the USB chip, after all parts/modules of the USB chip enter a dormant state, awakening of the USB chip can be automatically triggered according to level turnover on the awakening interface, so that awakening of the USB chip is achieved through a simple structure and an awakening mechanism, power consumption of the USB chip is reduced, and ultra-low power consumption is achieved in an industrial application scene.)
技术领域
本发明实施例涉及低功耗电子设备，尤其涉及一种工业级通用串行总线USB芯片、其唤醒方法及电子设备。
背景技术
目前，越来越多的电子设备/器件采用支持即插即用的USB(通用串行总线)接口与连接主机进行交互，例如闪存、网银U盾、键盘、鼠标等电脑的外围设备。在这些设备/器件内集成有USB芯片以及用于连接主机的USB接口。
为了实现低功耗，连接主机进入休眠时，向(通过USB接口)连接的外围设备发送信号，如suspend(中断)信号，使这些外围设备进入低功耗状态，这些外围设备中的usb芯片进入休眠状态。连接主机结束休眠后可通过USB接口向外围设备发送resume(恢复)信号，唤醒usb芯片连同外围设备，使usb芯片连同外围设备恢复正常工作。
在现有的唤醒USB芯片的硬件实现方案中，如图1所示，当进入休眠状态后，USB模块(芯片)仍然需要对主机接口的差分信号线进行检测。当检测到差分信号线上发生电平翻转时，USB芯片退出休眠状态。因此，USB芯片不能完全进入休眠状态，影响了USB芯片的整体功耗。
发明内容
本发明实施例的目的在于，提供一种通过硬件实现的工业级USB芯片的唤醒方案，有效地降低工业级USB芯片的功耗。
根据本发明的一个方面，提供一种工业级通用串行总线USB芯片，包括：USB控制器，用于当接收到来自与所述USB芯片连接的主机的中断信号时，控制所述USB芯片进入休眠状态；唤醒接口，连接到USB芯片的差分信号线上，并且与所述USB控制器电连接，所述唤醒接口用于根据在所述唤醒接口上的电平翻转唤醒所述USB芯片。
可选地，所述差分信号线包括差分信号线DP和差分信号线DM。
可选地，所述唤醒接口为两个，所述两个唤醒接口分别连接到差分信号线DP上和差分信号线DM上。
可选地，所述唤醒接口为具有唤醒功能的通用输入输出GPIO接口。
根据本发明的另一个方面，提供一种工业级通用串行总线USB芯片的唤醒方法，其特征在于，所述USB芯片具有任一如前所述的USB芯片的结构，所述唤醒方法包括：当接收到来自与所述USB芯片连接的主机的中断信号时，所述USB控制器控制所述USB芯片进入休眠状态；在休眠状态下，当所述唤醒接口上发生电平翻转时，触发所述USB芯片被自动唤醒，使所述USB芯片进入工作状态。
可选地，所述差分信号线包括差分信号线DP和差分信号线DM，所述唤醒接口为两个GPIO接口，所述两个GPIO接口分别连接到差分信号线DP上和差分信号线DM上。其中，所述唤醒接口上发生电平翻转，包括：连接到所述差分信号线DP上的GPIO接口上发生电平翻转，以及/或者，连接到所述差分信号线DM上的GPIO接口上发生电平翻转。
根据本发明的又一方面，提供一种包括任一如前所述的工业级通用串行总线USB芯片的电子设备。
根据本发明实施例的工业级通用串行总线USB芯片、其唤醒方法及电子设备，利用连接到差分信号线上的具有唤醒功能的唤醒接口，可在整个USB芯片进入休眠状态后，根据唤醒接口上的电平翻转来唤醒USB芯片，而无需芯片在休眠状态下继续监测差分信号线的信号变化，从而能够降低USB芯片的功耗。
附图说明
图1是现有的唤醒USB芯片的硬件实现方案的示意图；
图2是示出根据本发明实施例的用于唤醒工业级USB芯片的硬件实现方案的示意图；
图3是根据本发明实施例的用于唤醒工业级USB芯片的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图(若干附图中相同的标号表示相同的元素)和实施例，对本发明实施例的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图2是示出根据本发明实施例的用于唤醒工业级USB芯片的硬件实现方案的示意图。
参照图2，根据本发明实施例的工业级通用串行总线USB芯片200至少包括USB控制器210和唤醒接口220。该USB芯片200还包括差分信号线230以及用于实现USB芯片必要功能的其他部件/模块。
其中，当接收到来自与USB芯片200连接的主机的中断信号时，USB控制器210用于控制USB芯片200进入休眠状态。
唤醒接口220与USB控制器210电连接并且连接到USB芯片的差分信号线230上，用于根据在所述唤醒接口上的电平翻转唤醒USB芯片200，使USB芯片200的各个部件/模块(包括差分信号线230)进入工作状态。
通常，差分信号线230包括差分信号线DP和差分信号线DM，其中，在差分信号线DP上传输正差分信号D+，而在差分信号线DM上传输负差分信号D–。
根据本发明的实施例，采用具有唤醒功能的通用输入输出GPIO接口作为唤醒接口220。利用连接到差分信号线230上的具有唤醒功能的GPIO接口，可在整个USB芯片200进入休眠状态后，根据GPIO接口上的电平翻转来唤醒USB芯片200，从而能够降低USB芯片的功耗，在工业级应用场景中实现超低功耗。
下面参照图3来具体说明本发明实施例用于唤醒工业级USB芯片的方法的处理。
图3是根据本发明实施例的用于唤醒工业级USB芯片的方法的流程图。这里，工业级USB芯片可以是具有前述任一结构的USB芯片200。
与USB芯片200连接的主机在进入休眠状态时，会向与其连接的外围设备(包括USB芯片)发送中断信号。例如，通过连接USB芯片的差分信号线发送该中断信号。
此时，参照图3，在步骤S310，当接收到来自与USB芯片200连接的主机的中断信号时，USB控制器210控制USB芯片200进入休眠状态。
可通过现有的信号检测方式来检测该中断信号，如suspend信号。当检测到来自与USB芯片200连接的主机的中断信号时，USB控制器210可控制USB芯片200的各个部件进入休眠状态，而无需对主机接口的差分信号线进行检测。
当USB芯片200连同与其连接的主机进入休眠状态后，主机被唤醒时，主机向与其连接的外围设备(包括USB芯片)发送恢复信号。例如，通过连接USB芯片的差分信号线发送该恢复信号(如resume信号)。此时，连接到USB芯片的差分信号线上的唤醒接口220上将发生电平翻转。
在步骤S320，在休眠状态下，当唤醒接口220上发生电平翻转时，触发唤醒USB芯片200被自动唤醒，使USB芯片200的各个部件进入工作状态。
具有唤醒功能的唤醒接口220在发生电平翻转时，可自动地触发USB芯片200被唤醒，从而USB芯片200无需在休眠状态下继续监控差分信号线上的信号，即可实现USB芯片的自动唤醒功能。
根据本发明的前述示例性实施方式，差分信号线230包括差分信号线DP和差分信号线DM，唤醒接口220为两个GPIO接口；两个GPIO接口分别连接到差分信号线DP上和差分信号线DM上。
具体地，唤醒接口220上发生电平翻转，可包括：连接到所述差分信号线DP上的GPIO接口上发生电平翻转，以及/或者，连接到所述差分信号线DM上的GPIO接口上发生电平翻转。
其中，连接到任一差分信号线上的GPIO接口上发生电平翻转可触发USB芯片200的唤醒，当然，也可在连接到差分信号线DP上的GPIO接口和连接到所述差分信号线DM上的GPIO接口上均发生电平翻转的情况下，唤醒该USB芯片200。
前述工业级通用串行总线USB芯片及其唤醒方法，通过连接到USB芯片的差分信号线上的唤醒接口，能够在USB芯片的各个部件/模块均进入休眠状态后，根据唤醒接口上发生电平翻转来自动触发USB芯片的唤醒，从而通过简单的结构和唤醒机制实现USB芯片的唤醒，降低了USB芯片的功耗，在工业级应用场景中实现超低功耗。
本发明实施例还提供一种包括前述任一工业级USB芯片的电子设备。
以上实施方式仅用于说明本发明实施例，而并非对本发明实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明实施例的范畴，本发明实施例的专利保护范围应由权利要求限定。