可攜式設備中電源線通信的裝置的製作方法
2023-05-18 23:09:11
專利名稱：可攜式設備中電源線通信的裝置的製作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及用於共享主設備和從設備之間的信號線的裝置和方法。
相關技術背景
圖1是說明相關技術的可攜式終端和電池之間電源線和數據通信線的示圖。如圖1所示，電池單元10和終端主體20之間的通信線包括將電池功率Vcc提供給終端主體20的電源線「a」、基於I2C(inter IC)協議在電池單元10和終端主體20之間同步傳遞串行時鐘信號(SCL)的第一通信線「b」和傳遞串行數據信號(SDA)的第二通信線「c」以及接地線「d」。
圖2是相關技術的可攜式終端中電池和終端主體之間的通信協議的示圖。如圖2所示，I2C協議一般用作電池單元和終端主體之間雙向通信的通信協議。
將參考圖1和2描述相關技術的操作。在相關技術的可攜式終端中，需要通過終端主體20的顯示單元(例如，圖1的顯示單元21)將電池數據(諸如電池安裝狀態、電池的容量檢查以及電池的充電或放電狀態)傳遞給用戶。基於特定的通信協議(例如，I2C協議)，在可攜式終端和電池之間雙向通信電池數據，從而用戶可以獲得所需的電池數據。
通信協議由串行時鐘信號(SCL)和串行數據信號(SDA)構成。按各種數據速率進行數據通信。在標準模式中，按100Kbps進行數據通信。在快速模式中，按400Kbps進行數據通信，在高速模式中，按3.4Mbps進行。
如圖2所示，當通過圖1的第一通信線「b」傳遞的串行時鐘信號SCL的信號電平是高且在通過第二通信線「c」傳遞的串行數據信號SDA的信號電平是低時，開始通信。在串行時鐘信號的電平是低時，進行數據的電平轉換，而在串行時鐘信號的電平是高時，傳遞有效數據，且第二通信線「c」是穩定的。
但是，如上所述，相關技術具有各種缺點。在相關技術的可攜式終端中，因為串行信號線(例如，第一通信線)和數據信號線(例如，第二通信線)被分別連接，在電池單元10和終端主體20之間提供了兩個接觸點。因此，由於多個信號線觸點之間的幹擾以及系統的使用(例如，長時間使用)，會產生短路問題。
通過這裡的參考結合以上參考，其適於附加或可選細節、特點和/或技術背景的合適教導。
發明內容
本發明的目的在於解決至少以上問題和/或缺點或者提供至少以下所述的優點。
本發明的另一個目的在於提供一種裝置和方法，其用於共享主設備和從設備之間的電源線和數據通信線，這解決了至少相關技術的問題和/或缺點或者提供至少以下所述的優點。
本發明的另一個目的在於提供一種用於共享電源線和數據通信線的裝置和方法，它能使用可攜式終端的終端主體和電池之間的電源線實現數據通信。
本發明的另一個目的在於提供一種用於共享電源線和數據通信線的裝置和方法，它能提供被設計成分離功率和數據的新穎電路結構。
本發明的另一個目的在於提供一種用於共享電源線和數據通信線的裝置和方法，它能基於用於數據發送和接收操作的新穎控制方法得以實現。
本發明的另一個目的在於通過電源線提供數據通信，而不使用用於電池和主體之間的通信的信號線。
本發明的另一個目的在於提供連接終端，它被安裝用於電池和主體之間的信號線，以減少或避免信號線之間的幹擾或者由於斷路/短路引起的故障。
為了至少整體或部分地實現以上目的，提供了一種裝置，它包括電池通信單元，它被配置成通過電源線將電池數據和電源提供到可攜式終端主體並通過電源線從該終端主體接收通信數據；以及主體通信單元，它被配置成將通信數據發送到電池通信單元並通過電源線從電池通信單元接收電池數據。
為了進一步至少整體或部分地實現以上目的，提供了一種用於將功率提供給可攜式終端的方法，它包括提供電源線，通過該電源線將電池功率耦合到可攜式終端；通過電源線將電池數據發送到可攜式終端；以及通過電源線發送來自可攜式終端的通信數據。
為了進一步至少整體或部分地實現以上目的，提供了一種用於使用通信線路在電池和終端主體之間傳遞功率和數據通信的方法，它包括提供用於耦合電池和可攜式終端主體的通信線路；以及通過通信線路發送電池數據和功率。
為了進一步至少整體或部分地實現以上目的，提供了一種用於使用通信線路在電池和終端主體之間傳遞功率和數據通信的方法，它包括提供用於電池和可攜式終端主體之間的連接的通信線路；以及通過該通信線路發送終端通信數據和功率。
為了進一步至少整體或部分地實現以上目的，提供了一種用於共享可攜式終端中的功率和數據通信線路的裝置，它被配置成將電池的充電功率提供到終端主體，該裝置包括電池通信裝置，它用於通過單個電源線供應電池數據，其中放電功率通過該單個電源線提供給終端主體，並用於通過電源線接收來自終端主體的通信數據；以及主體通信裝置，它用於通過單個電源線將通信數據發送到電池通信裝置並用於通過電源線接收來自電池通信裝置的電池數據。
本發明的其它優點、目的和特點將在以下的描述中闡述，且通過以下內容的審查或者通過實施本發明中的學習將為本技術領域內的熟練技術人員顯而易見。可以如所附權利要求書中特別指出地實現和獲得本發明的優點和目的。
附圖概述將參考附圖詳細描述本發明，其中相同標號表示相同元素，其中圖1是說明相關技術可攜式終端的主體和電池之間電源線和通信線的示圖；圖2是相關技術可攜式終端中電池和主體之間的通信協議的示圖；圖3A是說明根據本發明的較佳實施例中將電池功率提供給終端主體的電源線的示圖；圖3B是說明根據本發明的較佳實施例中將數據從電池單元傳遞到終端主體的數據通信線的示圖；圖3C是說明根據本發明的較佳實施例中將數據從終端主體傳遞到電池單元的數據通信線的示圖；圖4A是實例性波形的示圖，它表示用於通過主體和電池之間的電源線和數據通信的提供給主體的Vcc電池功率的Vcc+5V；圖4B是示出根據本發明的較佳實施例的適於電源線通信裝置的實例性通信協議的示圖；圖5A是示出根據本發明實施例的主體的主設備和電池單元的從設備之間的數據發送和接收的數據格式的示圖；圖5B是示出基於圖5A的通信分組的實例性數據發送和接收過程的流程圖；以及圖6是示出根據本發明的主體的主設備和電池的從設備之間數據發送和接收過程的實施例的流程圖。
具體實施例方式
將參考附圖描述根據本發明的用於共享電源線和數據通信線的裝置和方法實施例。
圖3A是說明根據本發明實施例的將電池功率提供給終端主體的電源線的示圖。圖3B是說明根據本發明實施例的將電池單元的特定數據傳遞給終端主體的數據通信線的示圖。圖3C是說明根據本發明實施例的將數據從終端主體傳遞到電池單元的數據通信線的示圖。
如圖3A-3C所示，電池單元100可以包括電池通信單元，它將電池數據通過適於提供電池功率的電源線提供到終端主體200並從主體200接收通信數據。主體200中的主體通信單元可以通過電源線將通信數據傳遞到電池通信單元並接收電池數據。
電池通信單元可以包括電池邏輯單元103、檢查單元106、編碼單元104、電池通信數據分離單元102以及解碼單元105。電池邏輯單元103可以接收來自檢測單元106的信號，它被配置成例如檢測充電或放電電池的安裝狀態、電池容量以及電池的充電或放電狀態，並產生電池的當前狀態數據。編碼單元104可以將電池邏輯單元103產生的數據轉換成特定通信協議信號，以便傳輸到終端主體。電池通信數據分離單元102可以分離和接收來自電源線P的通信數據，而解碼單元105可以解碼來自終端主體200的通信數據。至少一個電池101可以包含在電池單元100內。
電池通信數據分離單元102可以包括由電阻器R1和電容器C1構成的高通濾波器，它被配置成濾波以分離與通過電源線P傳輸的通信數據匹配的電源信號。此外，適於電池通信數據分離單元102的高通濾波器可以進行濾波，從而由低頻構成的充電或放電電池101的輸出功率不被施加到解碼單元105上。
適於電池通信數據分離單元102的高通濾波器可以執行匹配操作，從而從主體200通過電源線P施加到電池單元100的通信協議的頻率被轉換成預設的頻率通帶。因此，來自主體200的通信數據可以從電池功率中分離並應用到解碼單元105。
編碼單元104可以將來自電池邏輯單元103的電池數據轉換成預設通信協議信號並用於應用到電源線P上以便傳輸到主體200。
主體通信單元可以包括主體編碼單元204，它可以將被編碼成特定或所選通信協議信號格式的通信數據傳遞到電源線P；主體通信數據分離單元202，它可以從來自電源的電源線P中分離電池數據並接收信號；以及主體解碼單元205。主體解碼單元205可以接收來自主體通信數據分離單元202的電池數據並將所接收的信號解碼。
主體編碼單元204可以基於預設的通信協議編碼來自控制器203的通信數據。可以將被編碼的通信數據應用於電源線P。
主體通信數據分離單元202可以從功率中分離應用於電源線P的電池數據。通過主體通信數據分離單元202分離的電池數據可以應用於主體解碼單元205。
本發明的實施例可以提供指定(例如，高通)濾波器，它基於與通過電源線P傳輸的電池數據的匹配，從功率中分離電池數據。但是，本發明不限於此。
如圖3A-3C所示，主體通信數據分離單元202可以去耦或避免具有所選(例如，低)頻率的充電功率被應用於主體解碼單元205。較佳地，可以將從電池單元100傳遞的高頻電池數據與功率分離並被應用於主體解碼單元205。
在適於主體通信數據分離單元202的實例性高通濾波器中，電阻器R2和電容器C2具有預設的通帶，從而來自主體編碼單元204的通信數據不被應用於主體解碼單元205。因此，從電池單元100應用於主體200上的功率可以通過實例性低通濾波器201被應用於電源軌，且通信數據可以分別通過主體通信數據分離單元202應用於電源線P和電池通信數據分離單元102。因此，根據本發明的實施例，可以減少主體和電池通信單元之間的信號線或接觸點。
如上所述，例如針對主體通信數據分離單元202和電池通信數據分離單元102，描述實例性濾波器。但是，本發明不限於此，因為其它電路或濾波器(例如，帶通濾波器等等)也可用於提供所選的或對應於可攜式終端(諸如PDA、網絡墊、膝上電腦、可攜式計算機等)的數據分離功能。
如上所述，如3A-3C的實施例說明分離電池邏輯單元103。但是，本發明不限於此，因為可以使用其它實例性實施方式。例如，電池邏輯單元103的功能可包含於分離的控制器電路中或與一個或多個檢測邏輯106、編碼單元104、解碼單元105和電池通信數據分離單元102組合。此外，可以將電池通信單元的功能的各種組合組合入單個控制器或電路中。根據本發明的實施例，功能的類似組合或分配可以設置於主體通信單元中。
圖4A是示出根據本發明實施例的實例性波形的示圖，它表示通過主體和電池之間的電源線和數據通信提供給主體的Vcc電池功率的Vcc+5V。
如圖4A所示，電壓5V可以通過電源線P從電池101施加到主體。此外，基於編碼Vcc+5V的AC電壓，可以通過電池和主體分離單元102和202實現主體和電池之間的數據發送和接收。
圖4B是示出根據本發明實施例的適於電源線通信裝置的實例性通信協議的示圖。如圖3A-3C和4A所示，電池通信單元的編碼單元104和主體編碼單元204可以將數據的輸出轉換成預設的通信協議格式，且電池數據和主體通信數據可以分別被傳輸到電源線P。通信協議優選被稱作用於高通濾波器的Manchester編碼。
圖4A-4B所示的實例性波形和通信協議可以應用於圖3A-3C所示的裝置並將使用其進行描述。但是，本發明的實施例不限於此，因為根據本發明實施例可以使用其它已知的通信協議。
如圖4B所示，在Manchester編碼中，假定在第一位段中保持高態(例如，值1)並在後續或後面的位段中高態被變為低態(例如值0)時，可以使用值0。假定在第一位段中保持低態(例如，值0)而在第二或後面的位段中將低態變成高態(例如，值1)時，可以使用值1。
在本發明的實施例中，主體200和電池單元100之間的數據發送和接收期間使用的預設通信協議頻率可以是不同的，因為一原理，即通信頻率被設定為不同以避免或減少數據幹擾或提供數據分離，因為數據是通過一條線路(例如，電源或信號線)雙向發送和接收的。從主體編碼204傳遞的預設通信協議的頻率帶寬優選與從電池編碼單元104傳遞的預設通信協議的頻率帶寬不同。
例如，當來自主體編碼單元204的通信數據(例如，Manchester編碼信號的信號)是1位元組的數據狀態檢查信號(AAH)時，在通過電源線P將信號施加到電池通信數據分離單元102時，信號也可以以主體通信數據分離單元202的頻率帶寬被傳遞到主體解碼單元205。
即，主體編碼單元204的頻率可以被設定為與通過主體通信數據分離單元202的頻率帶寬不同並可以與電池通信數據分離單元102的預設頻率帶寬相匹配。因此，在本實例中，將AAH信號應用於電池通信單元的解碼單元105。
基於與通過電池編碼單元104的電池通信數據分離單元102的頻率帶寬差，電池通信單元可以避免具有Manchester編碼信號格式的開始信號55H/數據發送信號xxH/結束信號FFH被應用到解碼單元105。此外，電池通信單元可以允許與主體通信數據分離單元202的預設頻率帶寬匹配。通過主體通信數據分離單元202將開始信號55H/數據發送信號xxH/結束信號FFH應用到主體解碼單元205並由主體解碼單元205進行解碼。
圖5A是示出根據本發明實施例的主體的主設備和電池單元的從設備之間的數據發送和接收的數據格式的示圖。圖5B是基於圖5A的通信分組的實例性數據發送和接收過程的流程圖。
以下將描述圖5B的流程圖操作1.響應於開始信號55H開始數據發送。
2.主設備可以檢查是否周期性地從從設備輸入數據(AAH)。
3.當從主設備接收分組時，對其的從設備響應可以是ACK信號(F5H)。
4.優選要被發送的數據數目優選被傳遞到分組的開始部分。
5.可以將校驗和用於錯誤檢測。
6.可以使用結束信號FFH形成數據的末端。
7.當發送和接收數據時，可以操作計時器，而在檢測到超時時，數據發送和接收失敗。
8.在發送失敗時，再次嘗試。當發送再次失敗時(例如，兩次)，可以將其作為通信失敗處理。
圖6是示出根據本發明實施例的主體的主設備和電池單元的從設備之間的數據發送和接收過程的流程圖。如圖6所示，數據發送和接收過程的實施例可應用於圖3A-3C所示的裝置。但是，本發明不限於此。
如圖6所示，在過程開始後，主設備可以將數據發送開始信號發送到從設備(塊S601)。從設備可以將ACK信號發送到主設備(塊S602)。
可以在主設備和從設備之間進行數據發送和接收，且主設備周期性地檢查是否存在要從從設備發送到主設備的數據(塊S604)。作為檢查結果，當存在要從從設備發送到主設備的數據時，主設備接收來自從設備的數據(塊S605)。作為檢查結果，當沒有要從從設備發送到主設備的數據時，檢查是否存在要從主設備發送到從設備的數據。可以首先發送從主設備到從設備的數據(塊S603)。當發送所有數據時，可以發送數據結束信號(塊S605)。響應於數據結束信號，從設備優選將ACK信號發送給主設備(塊S606)。從塊S606，可以結束該過程。
如上所述，實施例針對使用電源線的雙向數據通信。但是，本發明不限於此，因為也可以在電源線上提供例如單向通信的其它通信。此外，在電池單元100或終端主體200的充電或放電功能/操作/狀況期間，可以提供電源線上的這種數據通信。此外，電源軌可以包括適配器等等，它可以包括可用於電池充電操作中的充電器邏輯。
如圖4A所示，通過5伏信號增加VCC電源電壓提供數據。但是，本發明不限於此，因為除了信號通信線路、輸入/輸出埠或針腳上的功率可以通過編碼功率的可測量可檢測信號(電壓)提供其它數據或信號。此外，雖然多個電源線可分別結合數據通信，但已示出單個電源線。
本說明書中對「一個實施例」、「一實施例」「實例性實施例」等等的參考意味著結合該實施例描述的特殊的特點、結構或特性包含於至少本發明的一個實施例中。說明書中各處出現的這些短語不必都涉及相同的實施例。此外，在結合任何實施例描述特殊特點、結構和特性時，其可以在本技術領域內的熟練技術人員的範圍內結合其它實施例實現這種特點、結構或特性。此外，為便於理解，已將特定的方法過程描述成分開的步驟；但是，這些分開描述的步驟不應限制成在其執行中必須按該順序。這樣，某些步驟能按交替、同時等方式執行。
如上所述，本發明的實施例具有各種優點。本發明的實施例涉及裝置和方法，它們被配置成使用主體(例如，主設備)和電池單元(例如，從設備)之間的一條線路實現數據發送和接收操作。根據本發明的實施例可適於便攜終端(諸如PDA、筆記本計算機等)或其它裝置中主設備和從設備之間的通信裝置。此外，實施例可以通過電源線而不使用適於電池和主體之間的通信的信號線實現數據通信裝置和方法。此外，可以減少或消除電池和主體之間信號線中使用的連接端子並減少或避免由於信號之間的幹擾或短路/斷路引起的錯誤操作。
前述實施例和優點僅僅是實例性的並不限制本發明。本教導可便於應用於其它類型的裝置。本發明的描述旨在是說明性的，並不限制權利要求書的範圍。許多可選方案、修改和變化將是本技術領域內的熟練技術人員顯而易見的。在權利要求書中，裝置加功能短語旨在覆蓋這裡所描述的結構。
權利要求
1.一種裝置，其特徵在於，包括電池通信單元，它被配置成通過電源線將電池數據和功率提供到可攜式終端主體並通過電源線從該終端主體接收通信數據；以及主體通信單元，它被配置成將通信數據發送到電池通信單元並通過電源線從電池通信單元接收電池數據。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述電池通信單元包括電池通信數據分離單元，它被配置成接收和分離通過電源線接收的通信數據。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述電池通信單元包括電池邏輯單元，它被配置成提供和控制電池數據的編碼，以及根據通信協議控制通信數據的解碼。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述電池通信單元包括電池編碼單元，它被配置成將按通信協議信號格式編碼的電池數據傳遞到電源線；電池控制器，它被配置成控制電池編碼單元，以根據當前電池狀態和通信協議編碼電池數據；電池通信數據分離單元，它被配置成分離通過電源線接收的通信數據；以及電池解碼單元，它被配置成解碼從電池通信數據分離單元接收的被分離的通信數據。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述電池通信數據分離單元是濾波器，它與通過電源線傳遞的通訊數據匹配，該濾波器能分離該通信數據。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述濾波器是高通濾波器。
7.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述電池通信單元包括電池邏輯單元，它被配置成控制電池數據的編碼，且其中電池邏輯單元被配置成分離隨後控制根據通信協議的通信數據的解碼。
8.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述主體通信單元包括主體編碼單元，它被配置成將按通信協議信號格式編碼的通信數據發送到電源線；主體通信數據分離單元，它被配置成將通信數據施加到電源線並將通過電源線從電源接收的電池數據去耦；以及主體解碼單元，它被配置成解碼從主體通信數據分離單元接收的電池數據。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，包括終端控制器，它被配置成控制主體編碼單元以根據通信協議編碼通信數據。
10.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述主體通信數據分離單元是濾波器，它與通過電源線傳遞的電池數據相匹配，該濾波器能分離來自電源的電池數據。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述濾波器是高通濾波器。
12.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，電池通信單元被配置成通過電源線將電池數據和電池放電功率供應到可攜式終端主體。
13.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，可攜式終端主體被配置成通過電源線將電池充電功率提供給電池通信單元中的至少一個電池。
14.一種用於將功率提供給可攜式終端的方法，其特徵在於，包括提供電源線，通過該電源線將電池功率耦合到可攜式終端；通過電源線將電池數據發送到可攜式終端；以及通過電源線發送來自可攜式終端的通信數據。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，包括根據按通信協議信號格式編碼的當前電池狀態將電池數據傳遞到電源線；分離通過電源線接收的通信數據；以及解碼被分離的通信數據。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，分離包括將通信數據與通過電源線提供的功率去耦。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，去耦包括使用與被編碼的通信數據匹配的相應濾波特性將通信數據濾波。
18.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，包括將按通信協議信號格式編碼的通信數據傳遞到電源線；分離通過電源線接收的電池數據；解碼該被分離的電池數據。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，包括將來自便攜終端的電池充電功率提供到電源線。
20.一種用於使用通信線路在電池和終端主體之間傳遞功率和數據通信的方法，其特徵在於，包括提供用於耦合電池和可攜式終端主體的通信線路；以及通過通信線路發送電池數據和功率。
21.一種用於使用通信線路在電池和終端主體之間傳遞功率和數據通信的方法，其特徵在於，包括提供用於電池和可攜式終端主體之間的連接的通信線路；以及通過該通信線路發送終端通信數據和功率。
22.一種用於共享可攜式終端中的功率和數據通信的裝置，它被配置成將電池的充電功率提供到終端主體，其特徵在於，該裝置包括電池通信裝置，它用於通過單個電源線供應電池數據，其中放電功率通過該單個電源線提供給終端主體，並用於通過電源線接收來自終端主體的通信數據；以及主體通信裝置，它用於通過單個電源線將通信數據發送到電池通信裝置並用於通過電源線接收來自電池通信裝置的電池數據。
全文摘要
本發明涉及用於在可攜式單元中共享主設備和從設備之間的電源線和數據通信線的裝置和方法。用於共享可攜式終端中的電源線和數據通信線的裝置被配置成提供電池的充電功率到終端主體並可以包括電池通信單元，它用於通過單個電源線供應電池數據，其中放電功率通過該單個電源線提供給主體，並接收來自主體的通信數據；以及主體通信單元，它用於通過單個電源線將通信數據發送到電池通信單元並用於接收來自電池通信單元的電池數據。
文檔編號H04B1/40GK1658177SQ20051000592
公開日2005年8月24日 申請日期2005年1月20日 優先權日2004年1月20日
發明者金瑞光 申請人:Lg電子株式會社