專利名稱：用于電子設備的適配器的制作方法
技術領域：
本公開涉及用于電子設備的適配器。
背景技術：
在現階段，便攜式電子設備，諸如便攜式媒體播放器，已經普遍存在。隨著其迅速發展，被設計為與這些便攜式媒體播放器交互的硬件附件的數量和類型也迅速發展。這些附件的復雜度范圍很大，包括，例如簡單的揚聲器系統和復雜的汽車娛樂系統。這些附件通常使用連接器系統與便攜式媒體播放器通信。該連接器系統典型地包括位于附件上的插頭連接器和位于便攜式媒體播放器上的插座連接器。用戶將附件的插頭連接器插入到便攜式媒體播放器的插座連接器中，由此形成每個連接器的觸點之間的物理和電連接，其使得可以在設備之間交換數據和功率。用戶可擁有多個不同的便攜式媒體播放器。由于各種原因，這些便攜式媒體播放器可能具有不同尺寸的連接器。例如，這些媒體播放器可能由不同的生產商制造。而且，雖然這些媒體播放器可能是同一生產商制造的，但新款媒體播放器比同一公司制造的舊款媒體播放器可能具有更為先進、更小尺寸的連接器插座。由于這些和其它原因，用戶可能會遇到這種情況，其擁有一個便攜式媒體播放器，但該媒體播放器與被設計為與另一媒體播放器一起工作的某些附件不兼容。
發明內容
本發明的實施例提供了在不兼容的附件和諸如便攜式媒體播放器的電子設備之間提供兼容性的電路、方法和裝置。本發明的一個典型實施例提供適配器，其具有與附接到附件的插頭連接器相配合的插座連接器和與便攜式媒體插放器上的插座連接器相配合的插頭連接器。為了方便起見，這里有時將與適配器的插頭連接器相連的便攜式媒體播放器或其它電子設備稱為主機(host)。附件上的插頭連接器可能在至少兩方面與便攜式媒體播放器上的插座連接器不兼容。第一，這種不兼容是物理的；附件的插頭連接器與便攜式媒體播放器的插座連接器可能不匹配。第二，這種不兼容是電的；附件的插頭連接器處接收或提供的信號或功率可能與便攜式媒體播放器的插座連接器處所接收或提供的信號或功率在電學方面不兼容。在一些情況中，這種不兼容既是物理的也是電的。當這種不兼容是物理的時，本發明的實施例提供一種適配器，其具有與附件上的插頭連接器相配合的連接器插座和與便攜式媒體播放器上的插座連接器相配合的插頭連接器。在適配器上插頭連接器的引腳和插座連接器的引腳之間可以形成一個或多個電連接。當這種不兼容是電的時，本發明的實施例提供一個或多個轉換電路，其設置在適配器上插頭連接器的引腳和插座連接器的引腳之間的適配器中。當這種不兼容既是物理的也是電的時，本發明的實施例可同時采用這兩種技術手段。一些便攜式媒體播放器包括認證電路，其在對接事件期間與附件中的認證電路通信以便認證該附件。如果認證成功，便攜式媒體播放器和附件可交換數據并且附件可用來執行其想要的任何功能。然而，如果認證失敗，便攜式媒體播放器禁用與附件的通信。根據本發明的適配器的某些實施例包括執行兩個等級的認證的電路。在第一等級，適配器使用第一認證協議向便攜式媒體播放器認證自己，其中第一認證協議由便攜式媒體播放器使用來認證被設計為與之一起工作的附件。如果第一認證過程成功完成并且準許適配器與便攜式媒體播放器通信，那么可以進行第二等級的認證，適配器根據第二認證協議來認證連接到適配器的附件，其中當附件連接到該附件被設計為與之一起工作的主機時，該附件通常將采用第二認證協議。在一個實施例中，適配器中的電路也可將其插座連接器中所選擇的觸點設置為打開狀態并且在第一等級的認證完成后將打開的觸點連接互合適的電路。這一實施例防止了連接至插座連接器的附件認識到它被連接到適配器并且可能連接到主機，直到第一等級的認證完成。本發明的一個特定實施例涉及一種適配器，其包括30針插座連接器和八觸點插頭連接器，其中該30針插座連接器具有與蘋果iPod和iPhone設備兼容的引腳分配(pinout)，該八觸點插頭連接器包括被指定用于使用差分數據協議(例如USB2.0)的數據傳輸的第一對數據觸點，和被指定用于使用蘋果公司開發的Mikeybus協議或者UART協議的數據傳輸的第二對數據觸點。適配器中的轉換電路將從與30針插座連接器連接的附件設備接收到的信號和電壓轉換為可以通過八觸點插頭連接器傳輸并且由連接到八觸點插頭連接器的便攜式媒體播放器或其它主機設備處理的信號和電壓。轉換電路還可以將主機經由八觸點連接器發送給適配器的信號和電壓轉換為可以通過30針插座連接器傳輸并由附件處理的信號和電壓。在一個特定實施例中，適配器包括使用Mikeybus通信協議通過八觸點連接器的差分數據觸點傳輸數據的電路，該協議將數字音頻和USB數據一起封裝在單個數據流中。該電路從該數據流中提取出數字音頻數據并將其發送到數模轉換器，以便通過30針連接器的左右音頻輸出觸點來輸出。該電路還可以提取出USB數據并通過30針連接器的USB差分數據觸點將其傳輸。本發明的某些實施例提供一種適配器，其具有可用于與附件上的插頭連接器相配合的第一連接器。適配器還包括可用于與便攜式電子設備上的插座連接器相配合的第二連接器。如上所述，附件上的插頭連接器與便攜式電子設備上的插座連接器不兼容。適配器可進一步包括轉換電路，其適于將從附件接收的信號轉換為可被傳輸到便攜式電子設備并由便攜式電子設備處理的格式，并且將從便攜式電子設備接收的信號轉換為可被傳輸到附件并由附件處理的格式。另外，適配器還可包括認證電路，其適于執行第一等級的認證，該第一等級的認證向便攜式電子設備認證適配器。如果第一等級的認證成功，認證電路可隨后執行第二等級的認證，其向適配器認證附件。在一個實施例中，適配器的第一連接器包括:(i)配置為接收附件ID信號的第一觸點，( )配置為傳送通用串行總線(USB)信號的一對觸點，(iii)配置為將功率從便攜式電子設備傳送至附件的第二觸點，(iv)配置為傳送附件檢測信號來確定附件是否耦合至適配器的第三觸點，(V)第一組差分數據觸點，(vi)配置為傳送音頻信號的第二組觸點，和(vii)配置為傳送視頻信號的第三組觸點。在一個特定實施例中，適配器的第二連接器包括:(i)配置為傳送識別信號至便攜式電子設備的第一觸點，(ii)配置為傳送差分數據信號的第一對數據觸點，(iii)配置為將主機功率信號從附件傳送至便攜式電子設備的第二觸點，(iv)配置為將附件功率從便攜式電子設備傳送至附件的第三觸點，(v)配置為傳送差分數據信號的第二對數據觸點，和(Vi)耦合至接地路徑的第四觸點。本發明的一個實施例提供一種操作適配器的方法。該方法包括適配器將識別和認證信息發送至主機設備以向主機設備認證適配器。該方法進一步包括適配器檢測附件設備與適配器的連接并且接收來自附件的識別和認證信息。該方法進一步包括適配器認證附件并且適配器隨后基于對附件的認證使能附件和主機設備之間的功率路徑。本發明的另一個特定實施例提供一種用于使能便攜式電子設備和附件之間的連接的適配器。該適配器包括具有第一側和第二側的殼體。第一連接器設置在第一側并且第二連接器設置在第二側。適配器進一步包括識別設備和功率控制設備，識別設備設置在殼體內并耦合至第一連接器，功率控制設備設置在殼體內并耦合至第一和第二連接器。適配器進一步包括耦合至第一連接器和第二連接器的認證電路。適配器可以檢測主機設備與第一連接器的連接并且發送認證和識別信息至主機設備以便向主機設備認證適配器。此后，適配器可以檢測附件與第二連接器的連接并接收來自附件的認證信息。基于所接收的信息，適配器可以認證附件并且在認證了附件后使能附件和主機設備之間的通信。在一些實施例中，適配器的第一連接器可以具有4至16個觸點，它們被布置為兩排，以使得第一排觸點設置在印刷電路板(PCB)的上表面而第二排觸點設置在PCB的下表面。在特定實施例中，觸點暴露在環境中。第一排和第二排可具有相等數量的觸點。例如，如果第一連接器具有16個觸點，那么第一排和第二排可分別具有8個觸點，它們被布置為使得對于PCB上表面的每個觸點,在其正下方的PCB下表面上設置有另一個觸點。為了更好理解本發明的性質及優點，可參照下面的描述及其附圖。然而可以理解的是，所提供的每個附圖僅僅是示意性的，并非是對本發明范圍的限定。而且作為通用規貝U，除非明顯與描述的相反，否則不同附圖中的相同附圖標記所指代的部件通常相同或至少在功能或用途上相似。
圖1示出了通過結合本發明的實施例來改進的電子系統；圖2示出了電子系統，其包括根據本發明實施例的適配器40，適配器40允許附件20和便攜式媒體播放器30之間的通信。圖3示出了包括在根據本發明一個實施例的適配器中的插頭連接器100 ；圖4A示 出了根據本發明實施例的插頭連接器的典型引腳分配；圖4B示出了根據本發明另一個實施例的插頭連接器的典型引腳分配；圖5示出了插座連接器140，其與圖4A和4B示出的插頭連接器兼容；
圖6示出了 30針插座連接器的典型引腳分配120，該插座連接器被包括在根據本發明一個實施例中的便攜式電子設備中；圖7示出了根據本發明的包括圖3的插頭連接器100以及具有圖6所示的引腳分配的30針插座連接器的適配器；圖8是根據本發明另一個實施例的轉換電路200的示意圖；圖9是說明根據本發明實施例的適配器40的操作模式的狀態圖；圖10是根據本發明實施例的當適配器處于第一操作模式時轉換電路的示意圖；圖11是根據本發明實施例的當適配器處于第二操作模式時轉換電路的示意圖；以及圖12是根據本發明實施例的當適配器處于第三操作模式時轉換電路的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了通過結合本發明的實施例來改進的電子系統。圖1中示出了硬件附件20，用戶可能想要將其連接至兩個不同的便攜式電子設備10和30以便例如擴展每一個設備10和30的功能性。在該例子中，便攜式電子設備10為包括插座連接器14和觸摸屏16的第一便攜式媒體播放器。便攜式媒體播放器10可為由位于加利福尼亞州庫珀蒂諾的蘋果公司設計制造的iPod，iPhone或者類似設備，但可以理解的是本發明并不局限于任何特定類型的便攜式電子媒體播放器或其它設備。如圖1所示，附件20為時鐘收音機。在其它實施例中，附件可為車載無線電設備、發送器、電纜、音頻/視頻接收器、存儲設備、或其它設備。附件包括控制按鈕24，例如音量、調諧、音頻源等等，用于控制時鐘收音機和能夠顯示時間和其它信息的顯示器25。附件20還包括插頭連接器22，其包括傳送用于數據、音頻、視頻、控制功能和功率中的一個或多個的電信號的多個觸點(未示出)。在一個實施例中，插頭連接器22包括4到30個觸點，但本發明并不局限于任何特定觸點數目或配置。插座連接器14包括腔，其中設置有多個引腳或者觸點(未示出)。插頭連接器22和插座連接器14設計為彼此相配合以物理地和電地將連接器14中的觸點與連接器22中的觸點相耦合，由此可以在觸點之間傳輸信號。從而，插頭連接器22與插座連接器14可稱為彼此“兼容”。當連接器14和22對接時，便攜式媒體播放器10可與時鐘收音機20交換信息，以使得例如時鐘收音機可以播放媒體播放器10上存儲的音樂。各種便攜式媒體播放器和其它電子設備可能包括與插座連接器14具有不同形狀、尺寸或引腳配置的插座連接器，在這種情況下這些其它插座連接器可能與插頭連接器22無法兼容或“不兼容”。附件上的連接器插件與便攜式電子設備或便攜式媒體播放器上的連接器插座可能不兼容，是因為連接器插件被設計為與第一生產商制造的產品相配合，而便攜式媒體播放器是由第二生產商制造的。而且，便攜式媒體播放器的生產商可能改變某些產品(例如新一代產品)的連接器插座的設計。例如，更小型的連接器可能被結合到新一代產品中以實現更小型的便攜式媒體播放器的設計。而且，具有不同引腳分配的連接器可能支持新的數據通信協議，而該協議卻不能被較老的上一代連接器所支持。在附件上的插頭連接器和主機電子設備上的插座連接器之間可能存在至少兩種類型的不兼容。第一，插座連接器與插頭連接器可能在物理上不兼容，即，它們可能具有不兼容的尺寸并且在機械層面確實無法連接在一起。圖1提供了彼此物理不兼容的連接器示例。具體地，圖1所示的便攜式媒體播放器30包括有插座連接器34，該連接器34明顯小于結合在媒體播放器10中的插座連接器14。插頭連接器22太大而不能插入到連接器24中并且由此連接器34和22為不能彼此對接的“不兼容”連接器。不兼容連接器的第二種示例是，附件上的插頭連接器可能無法與便攜式電子設備或便攜式媒體播放器上的插座連接器兼容，是由于插頭連接器或插座連接器上的一個或多個信號或電源輸出與另一端的輸入不兼容。這可能在一個或多個信號傳輸級別上發生。例如，用于發送和接收信號的物理層可能在附件和媒體播放器之間不兼容。具體地，信號電壓和其它物理參數可能不同。而且，規定信號頻率和其它參數的傳輸等級在設備之間也可能不同。定義如何格式化命令和數據的包結構層以及定義命令序列的多包邏輯等級在設備之間也可能不同。本發明實施例提供允許在便攜式媒體播放器和附件之間通信的適配器，其中便攜式媒體播放器上的插座連接器和附件上的插頭連接器在上述一個方面或兩個方面都不兼容。圖2所示的一個示例示出了根據本發明實施例的電子系統。如圖2所示，根據本發明的適配器40可分別連接在附件20和便攜式媒體播放器30的原本不兼容的連接器22和34之間，以允許附件20和便攜式媒體播放器30彼此通信。適配器40包括形成于殼體41中的插座連接器44和插頭連接器42。插座連接器44被配置為與附件20上的插頭連接器22相配合并因而與之兼容。插頭連接器42被配置為與便攜式媒體描放器30上的插座連接器34相配合并因而與之兼容。適配器40還包括轉換電路(圖2中未示出)，其將經由插座連接器44從附件20接收的信號和電壓轉換為可經由插頭連接器42傳輸并且由便攜式媒體播放器30處理的信號和電壓。轉換電路還將便攜式媒體播放器30通過插頭連接器42發送到適配器的信號和電壓轉換為可經由插座連接器44傳輸并且由附件20處理的信號和電壓。在一個特定實施例中，插頭連接器42為圖3所示的八觸點(插頭接地觸點)一列式雙方向連接器，圖3是可用作插頭連接器42的插頭連接器100的簡化透視圖。如圖3所示，連接器100包括本體103和突舌部(tab portion) 104,突舌部104平行于連接器的長度方向從本體103縱向延伸。本體103可以是適配器40的殼體41的一部分或者為連接器100的使連接器可附接至殼體41的結構部件。此外，在一些實施例中，適配器40包括從殼體41延伸至插頭連接器42的線纜，其能夠更靈活地使插頭連接器與便攜式媒體設備對接。突舌104的大小被配置為在對接事件期間能插入到相應的插座連接器中，例如圖2所示的便攜式媒體播放器30的插座連接器34中，并且包括形成在第一主表面104a上的第一接觸區106a和形成在與表面104a相對的第二主表面104b (未示出)上的第二接觸區106b (圖3未示出)。表面104a，104b從突舌的遠端延伸至脊部109，當突舌104插入相應的插座連接器時，脊部與插座連接器的殼體或其中具有該插座連接器的主機的殼體緊鄰。突舌104還包括相對的第一和第二側面104c和104d，其在第一和第二主表面104a，104b之間延伸。在一個特定實施例中，突舌104為6.6mm寬，1.5mm厚，并且插入深度(突舌104端部到脊部109的距離)為7.9mm。突舌104的配置和形狀由接地環105限定，接地環105可以由不銹鋼或另一種硬質導電材料制成。連接器100包括保持結構102a，102b，其形成為位于接地環105側邊的弧形凹部,雙雙作為接地觸點。本體103在圖3中由透明部分(虛線)示出，以便看到本體內的某些部件。如圖所示，本體103內部為印刷電路板(PCB) 107，其朝向連接器100的遠端延伸進入接觸區106a和106b之間的接地環105中。一個或多個集成電路(ICs)，例如專用集成電路(ASIC)芯片108a和108b，可操作地耦合至PCB107以提供關于連接器100和適配器40的信息和/或執行具體功能，諸如認證、識別、觸點配置、和電流或功率調節。例如，在一個實施例中，ID模塊被包括在操作地耦合至連接器100觸點的IC中。該ID模塊可被編程有關于連接器和/或其相關聯的附件的識別和配置的信息，該信息可在對接事件期間傳送至主機設備。再例如，認證模塊可被包括在操作地耦合至連接器100的IC中，該認證模塊被編程為與主機設備上的電路一起執行認證例程，例如公鑰加密例程。ID模塊和認證模塊可被包括在相同的IC中或不同的IC中。又例如，在適配器40使附件能夠為連接至連接器42的主機設備充電的實施例中，電流調節器可被包括在IC108a和108b之一中。電流調節器可操作地耦合至能夠傳輸功率以便給主機設備中的電池充電的觸點，并且可調節通過這些觸點傳輸的電流，從而不論輸入電壓如何，甚至當輸入電壓瞬時變化時，都能夠保證電流恒定。PCB107端部附近的本體103內還可以形成結合片(bonding pad) 110。每一個結合片可連接至區域106a和106b中的觸點或觸點對。導線(未示出)然后可焊接至結合片以提供從觸點到適配器40中電路的電連接。然而，在一些實施例中，不需要使用結合片，而是，連接器100的觸點和部件與適配器40中其它電路之間的所有電連接通過位于耦接到該電路的PCB上的布線來實現，和/或由適配器40內的多個PCB之間的互連來實現。如圖3所示，八個外部觸點106(1)...106(8)在接觸區106a內沿著一排間隔開。一組相似的八個觸點在接觸區106b內沿著一排間隔開。這兩排觸點彼此正對，并且接觸區106a內的每個觸點與在連接器相對側的接觸區106b內的相應觸點電連接。觸點106(1)...106(8)可用于傳送各種各樣的信號，包括數字信號和模擬信號以及功率和地。圖4A示出了根據本發明實施例的插頭連接器100的引腳分配的一個特定實施方式。圖4A示出的引腳分配包括電耦接在一起作為專用于傳送功率的單一觸點的兩個觸點106⑷、106(5);附件ID觸點106(8);附件功率觸點106(1);和四個數據觸點106(2)、106(3),106(6)和106(7)。功率觸點106(4),106(5)的大小設計為可滿足用于便攜式電子設備的任何合理的功率需求，并且例如，其可設計為傳送來自附件的3-20伏電壓給連接至連接器100的主機設備充電。功率觸點106(4)、106(5)設置在接觸區106a、106b的中心，以通過將功率保持得盡可能遠離接地環105的側邊來提升信號完整性。附件功率觸點106(1)可用于從主機提供功率至附件的附件功率信號。附件功率信號典型地為比通過觸點106(4)和106(5)所接收的信號的功率更低的電壓信號，例如，相比于5伏或更高電壓，為3.3伏。附件ID觸點提供了通信通道，其使主機設備能夠認證附件并且使附件能夠將關于附件能力的信息傳送給主機設備，如下面更詳細描述的。采用若干通信協議中的一個或多個，數據觸點106 (2)、106 (3)、106 (6)和106(7)可被用來使能主機和附件之間的通信。數據觸點106(2)和106(3)位置相鄰并且位于功率觸點的一側，而數據觸點106(6)和106(7)位置相鄰但位于功率觸點的另一側。附件功率和附件ID觸點位于連接器的各自一端。數據觸點可以是高速數據觸點，其工作速率比通過附件ID觸點發送的任何信號快兩個或三個數量級，這使得附件ID信號相對于高速數據線看起來基本上像是DC信號。由此，將數據觸點設置在功率觸點和ID觸點之間通過將數據觸點夾在專用于DC信號或基本上DC信號的觸點之間來提升信號完整性。圖4B示出了根據本發明實施例的插頭連接器100的引腳分配的另一個特定實施方式。連接器101也可以是類似于連接器100的可反轉連接器。換句話說，基于連接器101與主機設備的相應連接器對接的方向，表面106a或者106b上的觸點與主機設備的相應連接器中的觸點物理和電接觸。如圖4B所示，連接器101可具有布置在PCB150上表面的八個觸點和布置在PCB150下表面的八個觸點。連接器101包括兩個觸點112(1)和114(4)，其可用作附件ID觸點以在附件和便攜式電子設備之間傳送識別信號。如圖4B所示，觸點112(1)和114(4)彼此電連接。連接器 101 可具有四對數據觸點，(a):112(2)和 112(3)，(b):112(6)和 112(7)，(c):114(2)和114(3)，和(d):114(6)和114(7)。在這個特定的實施例中，如圖4B所示，相對的數據觸點，例如112(2)和114(2)，通過PCB150彼此電連接。連接器101可進一步包括可彼此電連接的主機功率觸點112(4)或114(5)。主機功率觸點112(4)或114(5)可將功率傳送至與連接器101對接的主機設備。例如，插頭連接器101可以是被設計為向主機設備提供功率的電源系統的一部分。在這個例子中，觸點112(4)或114(5)可以將功率從電源傳送給主機設備，例如，以便對主機設備中的電池殼電。連接器101可進一步包括可以例如通過PCB150彼此電連接的附件功率觸點112(5)和114(8)。附件功率觸點將功率從主機設備傳送至所連接的附件。例如，在一些實例中，連接到主機設備的附件可能不是自供電的并且可以從主機設備獲取功率。在這個例子中，主機設備可以通過任一附件觸點將功率供應至附件，這取決于連接器101相對于主機設備的相應連接器的方向。連接器101可進一步包括兩個彼此電連接的地觸點112(8)和114(1)。地觸點為連接器101提供接地路徑。與圖4A的連接器100相似，連接器101的數據觸點可以為高速數據觸點，其工作速率比通過附件ID觸點發送的任何信號快兩個或三個數量級，這使得附件ID信號相對于高速數據線看起來基本上像是DC信號。由此，將數據觸點設置在主機功率觸點和附件ID觸點之間通過將數據觸點夾在專用于DC信號或基本上DC信號的觸點之間來提升信號完整性。圖5示出了連接器100可與之耦接的插座連接器140的一個實施例。例如，插座連接器140可作為連接器34被包括在便攜式媒體播放器30內。如圖5所示，插座連接器140包括在一排且間隔開的八個觸點146(1)...146(8)。觸點位于由殼體142限定的腔147內。插座連接器140還包括側邊保持機構146a、146b，一旦連接器相對接，側邊保持機構146a、146b與連接器100中的保持結構102a、102b嚙合以將連接器100固定在腔147中。插座連接器140還包括兩個觸點148(1)和148(2)，其設置在這一排觸點的略微后面并且可用于檢測何時連接器100插入到腔147中，還檢測當連接器彼此脫離時何時連接器100退出腔147。在插頭和插座連接器之間的對接事件期間，當連接器100的突舌104完全插入到插座連接器140的腔147中時，取決于連接器100相對于連接器140的插入方向，接觸區106a或者106b中的觸點106(1)...106(8)中的每一個與觸點146(1)...146(8)之一物理耦合。由此，取決于插入方向，觸點146(1)將物理連接到觸點106(1)或106(8);取決于插入方向，數據觸點146 (2)、146 (3)將與數據觸點106⑵、106⑶或者是數據觸點106(7)、106(6)相連接，等等。再參照圖2,在一個特定實施例中，插座連接器44是與蘋果iPod和iPhone設備(例如iPhone3和iPhone4)兼容的30針連接器。圖6示出了根據一個實施例的插座連接器44的引腳分配120。現在參照圖7，其示出了根據本發明的一個系統，其中根據本發明的適配器40可以使附件20與便攜式媒體播放器30通信，該附件20包括蘋果兼容的30針插頭連接器，而該便攜式媒體播放器30包括圖5所示的插座連接器140。適配器40包括圖3和4中所示的插頭連接器100和具有圖6所示的引腳分配44的30針插座連接器120。插座連接器120與附件20的插頭連接器22兼容，該附件被示出為塢站/時鐘收音機，但也可以是包括可耦合至適配器20的插頭連接器的任何電子附件。插頭連接器22與插座連接器140物理不兼容(并且由此插座連接器120與插頭連接器100也不兼容)。適配器40允許附件20與主機30通/[目。如圖7所示，適配器40還包括殼體204中的轉換電路200，其將附件20和主機30之間傳輸的信號和電壓轉換為附件20和主機30分別可以處理和操作的信號和電壓。在一個實施例中，轉換電路200包括音頻/視頻轉換器207、數據轉換器208和功率轉換器209。其它實施例包括轉換器207、208和209中的一個或兩個或者包括其它類型的轉換器。音頻/視頻轉換器207可為單向轉換器(例如，僅將主機發送的視頻和/或音頻數據轉換為可被附件接收和處理的格式或者僅將附件發送的視頻和/或音頻數據轉換為可被主機接收和處理的格式)或者雙向轉換器(即，對主機與附件之間兩個方向發送的視頻和/或音頻數據進行轉換)。在一個特定實施例中，音頻/視頻轉換器207是單向轉換器，其將通過連接器100的USB數據線發送的數字音頻和數字視頻數據轉換為模擬音頻和模擬視頻信號。在另一個實施例中，轉換器207僅轉換音頻數據并且適配器200不支持主機215和附件220之間視頻數據的轉換。相似地，數據轉換器208可為單向或雙向數據轉換器。在一個實施例中，數據轉換器208能夠將通過附件20和連接器205所使用的第一通信協議接收的數據信號轉換為連接器100和主機30使用的USB協議或UART協議的數據信號。在另一個實施例中，連接器100和120都支持USB和UART通信協議，并且數據轉換器208不需要轉換地在兩個連接器之間傳遞USB信號，但是將從主機30和附件20之一所接收的UART信號轉換為適合主機30和附件20中另一方的格式。數據轉換器208還能夠處理同附件通信可能需要的、通過連接器120接收的控制和ID信號。功率轉換器209可將通過連接器120從附件20接收的第一DC電壓轉換為能夠通過連接器100傳輸至主機30的第二 DC電壓，并且可將通過連接器100從主機30接收的第三DC電壓轉換為通過連接器120提供至附件20的第四DC電壓。如圖4A或4B所示，連接器100的引腳分配包括一組差分數據觸點(例如USB2.0觸點)和一組UART發送/接收觸點或Mikeybus觸點。ID觸點耦合至ID模塊108a，ID模塊108a包括存儲信息的存儲器以告知主機兩個數據觸點專用于USB2.0通信而其它兩個數據觸點專用于UART或者Mikeybus信號。電流調節器108b操作地耦合至兩個位于中心的功率觸點106 (4)、106 (5)，以便當連接器120連接至能夠充電的附件或其它設備時來調節至主機的電流。在一些實施例中，適配器40可包括兩個等級的認證。在第一等級，適配器40通過其經由連接器100和連接器140與主機的連接來向主機30認證自己。在一個實施例中，這一等級的認證可在主機的插座連接器中的觸點配置好之后，由認證模塊108c通過一組數據觸點(USB或UART觸點)來執行，而在另一個實施例中，這可以由連接至ID觸點的認證模塊來完成，作為主機和適配器40之間的握手算法的初始部分。在適配器被認證并且與主機通過連接器100通信之后，可以進行第二等級的認證，其中適配器40中的認證處理器201根據當附件20連接至它被設計為與之工作的主機時通常將使用的認證協議，來認證通過連接器120和連接器22連接到它的附件20。在一些實施例中，單個認證模塊可實現第一和第二等級的認證這兩者。在一個特定實施例中，圖7中的適配器40將通過連接器100所接收的數字視頻數據轉換為通過連接器120發送出去的模擬視頻數據，則如下面的表I所示，適配器40的電路連接至連接器100和120中的觸點。
權利要求
1.一種用于在第一電子設備和附件設備之間提供通信路徑的適配器，該適配器包括: 與附件設備上的插頭連接器相配合的第一連接器； 與第一電子設備上的插座連接器相配合的第二連接器，其中附件上的插頭連接器與第一電子設備上的插座連接器不兼容；和 轉換電路，適于將從附件接收的信號轉換為能夠發送到第一電子設備并且被第一電子設備處理的格式，以及將從第一電子設備接收的信號轉換為能夠發送到附件并且被附件處理的格式；和 認證電路，適于實施向第一電子設備認證適配器的第一等級的認證，并且如果第一等級的認證成功，實施向適配器認證附件設備的第二等級的認證。
2.如權利要求1所述的適配器，進一步包括開關電路，該開關電路在適配器向第一電子設備認證自己之前將第一連接器的至少一些觸點設置為打開狀態。
3.如權利要求2所述的適配器，其中在向第一電子設備認證了適配器之后，開關電路將第一連接器的所述至少一些觸點中的至少一些連接至適配器中的其它電路。
4.如權利要求3所述的適配器，其中第一連接器包括附件檢測觸點，該附件檢測觸點在適配器向第一電子設備認證自己之前被開關電路設置為打開狀態，并且隨后在適配器和第一電子設備操作地彼此耦合后被連接至其它電路。
5.如權利要求1所述的適配器，還包括識別電路，該識別電路被配置為指示適配器經由第二連接器的第一和第二數據觸點與電子設備進行通信所使用的通信協議。
6.如權利要求1所述的適配器，其中第一連接器具有30個觸點，包括:被配置為接收附件ID信號的第一觸點，被配置為傳送通用串行總線(USB)信號的一對觸點，被配置為將功率從便攜式電子設備傳送 至附件的第二觸點，被配置為傳送附件檢測信號以確定附件是否耦合至適配器的第三觸點，以及被配置為傳送音頻信號的一對觸點。
7.如權利要求1所述的適配器，其中第二連接器包括:被配置為傳送識別信號至便攜式電子設備的第一觸點，被配置為傳送差分數據信號的第一對數據觸點，被配置為將主機功率信號從附件傳送至便攜式電子設備的第二觸點，被配置為將附件功率從便攜式電子設備傳送至附件的第三觸點，第二對數據觸點，以及耦合至接地路徑的第四觸點。
8.如權利要求7所述的適配器，其中在第二連接器中，第一對數據觸點設置在第一觸點和第二觸點之間，并且第二對數據觸點設置在第三觸點和第四觸點之間。
9.如權利要求8所述的適配器，其中第一對和第二對數據觸點中每一對傳送的數據的傳輸速率比第一觸點傳送的信息的傳輸速率高兩個或更多個數量級。
10.如權利要求1所述的適配器，其中認證電路包括: 被配置為向便攜式電子設備提供適配器的識別信息的識別設備；和 被配置為控制附件和便攜式電子設備之間的功率路徑的功率控制設備。
11.如權利要求10所述的適配器，其中識別設備和功率控制設備均實施為單個集成電路(IC)芯片。
12.如權利要求1所述的適配器，其中第二連接器被配置為以彼此旋轉180度的兩個方向中的任一個方向與第一電子設備上的插座連接器相配合，其中第二連接器包括在第二連接器第一側上沿著第一排間隔開的第一組八個外部觸點和在第二連接器的與第一側相對的第二側上沿著第二排間隔開的第二組八個外部觸點，并且第一組觸點中的各個觸點分別耦合至第二組觸點中的觸點。
13.一種利用適配器來使得具有第一連接器的附件電子設備與具有第二連接器的主機電子設備能夠交換數據的方法，其中第二連接器與第一連接器不兼容，該方法包括: 從適配器發送識別和認證信息至主機設備，以使得主機能夠執行第一等級的認證，其中，第一等級的認證在適配器上的插頭連接器與主機設備的第二連接器對接時向主機設備認證適配器； 如果適配器被主機設備成功認證，那么從與該適配器相連的附件電子設備請求和接收識別和認證信息，并且在適配器處執行第二等級的認證以認證附件；以及 在第一和第二等級的認證成功完成后，使能附件設備和主機設備之間的功率路徑。
14.如權利要求12所述的方法，其中適配器包括用于與主機設備耦合的第一連接器和用于與附件耦合的第二連接器。
15.如權利要求14所述的方法，其中第二連接器包括30個觸點，第一連接器包括在第一連接器的第一側上沿著第一排間隔開的第一組八個外部觸點和在第一連接器的與第一側相對的第二側上沿著第二排間隔開的第二組八個外部觸點。
16.如權利要求12所述的方法，其中使能功率路徑進一步包括:基于從附件設備接收識別信息而將信號發送至設置在適配器中的功率控制設備。
17.一種適配器，包括: 與第一附件設備上的插頭連接器相配合的第一連接器； 與主機電子設備上的插座連`接器相配合的第二連接器，其中附件設備上的插頭連接器與主機電子設備上的插座連接器不兼容； 耦合至第二連接器的識別設備； 耦合至第一和第二連接器的功率控制設備；和 耦合至第一連接器和第二連接器的認證電路； 其中適配器配置為:(i)檢測主機設備與第二連接器的連接；(ii)發送認證和識別信息至主機設備以向主機設備認證適配器，作為第一等級的認證；(iii)檢測附件設備與第一連接器的連接；(iv)接收來自附件設備的認證信息；(V)認證附件設備，作為第二等級的認證；以及(vi)在完成第一和第二等級的認證后，使能附件設備和主機設備之間的通信并使能附件設備和主機設備之間的功率。
18.如權利要求17所述的適配器，其中識別設備和功率控制設備均實施為單個集成電路(IC)芯片。
19.如權利要求17所述的適配器，其中第一連接器具有30個觸點，第二連接器被配置為以彼此旋轉180度的兩個方向中的任一個方向與第一電子設備上的插座連接器相配合，并且第二連接器包括在第二連接器的第一側上沿著第一排間隔開的第一組八個外部觸點和在第二連接器的與第一側相對的第二側上沿著第二排間隔開的第二組八個外部觸點，其中第一組觸點中的各個觸點分別耦合至第二組觸點中的觸點。
20.如權利要求17所述的適配器，其中適配器進一步包括具有第一側和第二側的殼體，第一連接器設置在第一側并且第二連接器設置在第二側，并且識別設備、功率控制設備和認證電路都設置在殼體中。
全文摘要
本公開涉及用于電子設備的適配器。一種用于將附件連接至便攜式電子設備的適配器，包括與便攜式電子設備的連接器兼容的第一連接器和與附件的連接器兼容的第二連接器。附件和便攜式電子設備的連接器原本彼此不兼容。該適配器提供兩種等級的認證。第一，適配器向便攜式電子設備認證自己。如果該第一認證成功，則適配器向適配器認證附件。
文檔編號H01R13/66GK103138133SQ20121059627
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者J·J·特利茲, D·J·弗里奇曼, S·克魯格, T·提卡爾斯基, D·A·西爾曼, T·C·W·吳 申請人:蘋果公司