計算機系統(tǒng)及其通用序列總線裝置的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種計算機系統(tǒng)，特別是有關(guān)于能檢測通用序列總線(UniversalSerial Bus, USB)裝置的計算機系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大部分計算機系統(tǒng)用來執(zhí)行開機程序的基本輸入輸出系統(tǒng)(basicinput/output system, B1S)程序碼是儲存在計算機系統(tǒng)的只讀存儲器(read only memory, ROM)中，例如串行外圍接口(serial peripheral interface, SPI)閃存等。當計算機系統(tǒng)被啟動時，中央處理器會先根據(jù)基本輸入輸出系統(tǒng)程序碼來執(zhí)行開機自我測試(Power on selftest, POST)，以檢查每個基礎(chǔ)設備(主機板、顯示卡)是否正常，然后再進行后續(xù)程序。基本輸入輸出系統(tǒng)程序碼是用來管理系統(tǒng)日期、顯示模式、軟盤驅(qū)動裝置、硬盤類型、接口設備(例如通訊端口、打印端口等)、以及隨機存取存儲器(Random Access Memory, RAM)和高速緩存(Cache Memory)等的配置。因此，基本輸入輸出系統(tǒng)程序碼為計算機系統(tǒng)開機時重要的啟動程序。
[0003]通用序列總線(USB)裝置因為符合即插即用(Plug and Play)與裝置的通用性與便利性，長久來被廣泛地運用于計算機周邊裝置上。常見的計算機周邊裝置，例如鼠標、鍵盤、儲存裝置等，皆具有USB接口。在窗口(Windows)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)認證中更規(guī)定至少需配備一個USB接口，且可通過此USB接口來對操作系統(tǒng)進行開機與偵錯(Debug)程序。因此，在計算機系統(tǒng)中，通過USB接口作為開機磁盤系具有重要性。
[0004]對可攜式的計算機產(chǎn)品而言，系統(tǒng)開機時間常為系統(tǒng)效能的一項重要指標。在Windows8/ffindows8.1的系統(tǒng)認證中，對系統(tǒng)開機時間有著明確的規(guī)范。舉例來說，當儲存裝置為固態(tài)硬盤(Solid State Drive, SSD)或者混合式固態(tài)硬盤(Hybrid SSD)時,計算機系統(tǒng)需要在2秒內(nèi)完成開機程序。當儲存裝置為傳統(tǒng)的馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式硬盤，則計算機系統(tǒng)需要在4秒內(nèi)完成開機程序。
[0005]由于USB裝置的制造商眾多，且每一個USB裝置的初始化時間皆不相同，因此當計算機系統(tǒng)準備判斷是否有USB裝置插入時，若此時USB裝置尚未完成初始化，則會造成計算機系統(tǒng)誤判為無USB裝置插入。因此，需要能檢測通用序列總線裝置的計算機系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種計算機系統(tǒng)。上述計算機系統(tǒng)包括:一通用序列總線連接器，包括一電源接腳；一電壓產(chǎn)生器，用以提供一第一電壓至上述通用序列總線連接器的上述電源接腳；以及一檢測模塊，耦接于上述電壓產(chǎn)生器以及上述通用序列總線連接器之間，用以產(chǎn)生一檢測信號。上述檢測模塊包括:一阻抗元件，耦接于上述電壓產(chǎn)生器以及上述通用序列總線連接器的上述電源接腳之間；以及一判斷單元，用以根據(jù)上述阻抗元件的一跨壓而判斷是否有一通用序列總線裝置耦接于上述通用序列總線連接器，并提供上述檢測信號。
[0007]再者，本發(fā)明提供另一種計算機系統(tǒng)。上述計算機系統(tǒng)包括:一通用序列總線連接器，包括一電源接腳；一電壓產(chǎn)生器，用以提供一第一電壓至上述通用序列總線連接器的上述電源接腳；以及一檢測模塊，耦接于上述電壓產(chǎn)生器以及上述通用序列總線連接器之間，用以產(chǎn)生一檢測信號。上述檢測模塊包括:一阻抗元件，耦接于上述電壓產(chǎn)生器以及上述通用序列總線連接器的上述電源接腳之間；以及一判斷單元，用以根據(jù)流經(jīng)上述阻抗元件的一負載電流而判斷是否有一通用序列總線裝置耦接于上述通用序列總線連接器，并提供上述檢測信號。
[0008]再者，本發(fā)明提供一種通用序列總線裝置的檢測方法，適用于一計算機系統(tǒng)。根據(jù)基本輸入輸出系統(tǒng)碼，執(zhí)行一開機自我測試程序。在執(zhí)行上述開機自我測試程序時，檢測是否有一通用序列總線裝置的一負載電流存在。當上述通用序列總線裝置的上述負載電流存在時，延后對上述通用序列總線裝置進行列舉。
【附圖說明】
[0009]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的計算機系統(tǒng)。
[0010]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的檢測模塊。
[0011]圖3是顯示在計算機系統(tǒng)的開機自我測試程序中執(zhí)行USB裝置的識別的時間點的示意圖。
[0012]圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的計算機系統(tǒng)的檢測方法，用以檢測是否有USB裝置插入至計算機系統(tǒng)，其中計算機系統(tǒng)具有檢測模塊。
[0013][標號說明]
[0014]10?通用序列總線裝置；20、110?連接器；
[0015]22、24、26、28、112、114、116、118 ?接腳；
[0016]100?計算機系統(tǒng)；110?連接器；
[0017]120?電壓產(chǎn)生器；130、200?檢測模塊；
[0018]140?處理單元；150?存儲器；
[0019]155?基本輸入輸出系統(tǒng)碼；210?阻抗兀件；
[0020]220?放大電路；230?判斷單元；
[0021]DET?檢測信號；GND?接地端；
[0022]I1、12?電流；IL?負載電流；
[0023]N1-N3?節(jié)點；NM?晶體管；
[0024]PffR?電源端；R1-R5?電阻；
[0025]RT?等效阻抗；S410-S450?步驟；
[0026]USB_D+、USB_D-?差動對信號； USB_GND?接地信號；
[0027]USB_VBUS?電源信號；VAMP?放大信號；
[0028]VDD1、VDD2?電壓；以及Vdet?跨壓。
【具體實施方式】
[0029]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下:
[0030]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的計算機系統(tǒng)100。計算機系統(tǒng)100包括連接器110、電壓產(chǎn)生器120、檢測模塊130、處理單元140以及存儲器150。連接器110是兼容于通用序列總線(Universal Serial Bus,USB)規(guī)格的一插座(receptacle),其中連接器110包括接腳112、114、116與118。接腳112為電源接腳VBUS，用以傳送符合USB規(guī)格的電源信號USB_VBUS。接腳114與116為數(shù)據(jù)接腳D+與D-，用以傳送符合通用序列總線規(guī)格的差動對信號USB_D+與USB_D-。接腳118為接地接腳GND，用以提供接地信號USB_GND。電壓產(chǎn)生器120用以提供電壓VDDl，其中電壓VDDl的電壓電平為5V。在圖1中，當USB裝置10的連接器20插入至計算機系統(tǒng)100的連接器110時，電壓產(chǎn)生器120會產(chǎn)生5V電壓來作為USB裝置10的電源信號USB_VBUS。在USB裝置10中，連接器20亦包括接腳22、24、26與28，其中接腳22為電源接腳VBUS、接腳24與26為數(shù)據(jù)接腳D+與D-而接腳28為接地接腳GND。檢測模塊130耦接于電壓產(chǎn)生器120以及連接器110之間，其中檢測模塊130包括阻抗元件132、放大電路134與判斷單元136。阻抗元件132耦接于電壓產(chǎn)生器120以及連接器110的接腳112之間。放大電路134會根據(jù)阻抗元件132的兩端點的電壓VDDl以及電壓VDD2而提供放大信號VAMP至判斷單元136。接著，判斷單元136會根據(jù)放大信號VAMP來判斷是否有USB裝置10插入計算機系統(tǒng)100，并提供檢測信號DET至處理單元140。一般而言，處理單元140會將儲存在存儲器150中的基本輸入輸出系統(tǒng)(Basic Input/Output System, B1S)碼155提供給中央處理器，以便執(zhí)行開機自我測試程序(Power-onself-test, POST)。在執(zhí)行開機自我測試程序時，若檢測模塊130檢測到有USB裝置10插入計算機系統(tǒng)100，則檢測模塊130會提供檢測信號DET來通知處理單元140。于是，處理單元140會延后對USB裝置10進行存取，以確保USB裝置10已完成自我初始化之后，再對USB裝置10進行識別與列舉(Enumerate)。因此，可避免對于USB裝置是否插入的誤判情況。在一實施例中，處理單元140可以是南橋電路，以及電壓產(chǎn)生器120可以是電源管理模塊。
[0031]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的檢測模塊200。檢測模塊200包括阻抗元件210、放大電路220與判斷單元230。同時參考圖1與圖2，阻抗元件210耦接于節(jié)點NI與節(jié)點N2之間，其中節(jié)點NI是耦接于電壓產(chǎn)生器120而節(jié)點N2是耦接于連接器110的接腳112。當USB裝置20被插入至計算機系統(tǒng)100的連接器110時，USB裝置20會開始動作，于是會有負載電流IL流過阻抗元件210，其中阻抗元件210具有等效阻抗RT。因此，阻抗元件210的兩端會有跨壓Vdet存在，即Vdet=VDDl-VDD2，其中電壓VDDl是大于電壓VDD2)。在此實施例中，阻抗元件210可以是負載開關(guān)(load switch),其中負載開關(guān)導通時的阻抗為RT。一般而言，負載開關(guān)導通時的阻抗通常為幾十至幾百毫歐姆之間，因此跨壓Vdet為一微弱壓降。接著，放大電路220會將跨壓Vdet進行放大，以產(chǎn)生放大信號VAMP。放大電路220包括電阻R1-R4以及運算放大器225。電阻Rl是耦接于節(jié)點N2以及運算放大器225的反相輸入端之間。電阻R2是耦接于運算放大器225的反相輸入端與輸出端之間。電阻R3是耦接于節(jié)點NI以及運算放大器225的非反相輸入端之間。電阻R4是耦接于運算放大器225的非反相輸入端與接地端GND之間。當負載電流IL流過阻抗元件210時，運算放大器225的非反相輸入端上的電壓Vl為VDD1[R4/(R3+R4)]。由于運算放大器225具有輸入阻抗無限大的特性，所以可將運算放大器225的非反相輸入端上的電壓Vl以及反相輸入端上的電壓V2視為等電位，因此可得到流經(jīng)電阻Rl的電流II，即I1=[VDD2-V1]/Rl0此外，由于運算放大器225具有輸入阻抗無限大的特性，流經(jīng)電阻Rl的電流Il與流經(jīng)電阻R2的電流12可視為相等。因此，當電阻R2與Rl以及電阻R4與R3的比例相同時，即(R2/R1) = (R4/R3)，則可根據(jù)電壓V2以及電流12而得到放大信號VAMP，其中VAMP=[1+(R2/RDJxVdet0此外，判斷單元230包括晶體管匪以及電阻R5。晶體管匪耦接于接地