[发明专利]一种通用串行总线端口功能的扩展装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及终端机通用串行总线通信技术领域，尤其涉及一种终端机通用串行总线端口功能的扩展装置及方法。

背景技术

目前通用串行总线技术广泛应用在消费类电子产品中，为人们的日常生活带来便捷，但是伴随着大数据量交换时代的到来，消费类电子产品原有通用串行总线的数量明显不足。

以金融系统为例，银行终端平台的使用过程中需要接入大量外设，如身份识别终端，密码输入终端，指纹采集终端，词条卡划卡器终端，扫描仪终端，打印机终端，无线路由终端等，这些外设均使用通用串行总线进行连接。然而银行终端平台通用串行总线资源却是有限的，在平台的使用中必然出现拔掉某根通信线缆的端口，而接入另一根通信线缆端口供其使用，这必将影响平台的使用效率，给操作平台的工作人员带来了不便。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种终端机通用串行总线端口功能的扩展装置及方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种通用串行总线端口功能扩展装置，包括：高速USB2.0集线控制器1、ESD保护电路2，所述高速USB2.0集线控制器1的输入端通过ESD保护电路2与电连接串行总线的一组USB2.0接口的信号线缆相连，高速USB2.0集线控制器1的若干数据分配端线缆③分别通过ESD保护电路2与对应的若干组USB2.0接口的信号线缆相连，所述的高速USB2.0集线控制器的若干控制端线缆②与对应的电源分配开关3输入端相连，电源分配开关3的电源端与5V直流电源线缆①相连，电源分配开关3的若干输出端分别通过供电线缆④与连接输出高速USB2.0端口的ESD保护电路2的电源端相连。

一种通用串行总线端口功能扩展装置，所述高速USB2.0集线控制器，由FE2.1集成电路U1、时钟源电路⑤和滤波电路⑥组成，

所述时钟源电路⑤是由频率为12MHz石英晶体谐振器Y1与并联接8pF的陶瓷电容C3和电容C4组成，石英晶振两端分别对电源地；

所述滤波电路⑥包括：电源滤波网路、输入信号杂波滤除电路，电源滤波网路由电解电容E3和E4分别组成了3.3V直流电源和1.8V直流电源的电源滤波网路组成；输入信号杂波滤除电路由电阻R4和电容C15组成。

一种通用串行总线端口功能扩展装置，所述ESD保护电路由集成模块PRTR5V0U2X与外围电路组成，外围电路由退耦合电路⑦a、滤波电路⑦b组成，所述的PRTR5V0U2X集成电路的4脚与滤波电路⑦b相连连接电源，集成电路D11的2脚和3脚分别接入高速数据或者高频率信号线，所述滤波电路⑦b另一端与集成电路D11的1脚连接接地；

所述滤波电路⑦b是由电解电容E12与陶瓷电容C13并联组成的滤波电路；用于将输入极的无用信号滤除，从而降低对后级电路的影响；

所述集成电路PRTR5V0U2X是一款超低容值轨对轨静电放电保护二极管。

一种通用串行总线端口功能扩展装置，所述电源分配开关3由集成电路U4和其外围电路组成，所述集成电路U4是高边沿型快速MOSFET双通道电源分配开关，每组单通道均支持连续电流500mA，型号为MIC2026；

所述MIC2026集成电路的外围电路由滤波电路⑧和通信线阻抗匹配电路⑨组成，

所述滤波电路⑧是由电解电容E11和陶瓷电容C12组成，用于滤除5V直流电源中的无用信号，保证MIC2026可靠工作；

所述通信线缆阻抗匹配电路⑨由电阻R7构成，其并接在电源与数据线之间，当数据线为高电平时，为其提供拉电流，保证数据线高电平可靠有效。

一种通用串行总线端口功能扩展装置的扩展方法，将一组USB2.0总线扩展为六组高速USB2.0总线，提供给外部设备扩展使用；其步骤如下：

1）首先通过一组线缆将USB2.0信号接入高速七端口USB2.0集线控制器；

2）由高速七端口USB2.0集线控制器(1)的控制端与电源分配开关(3)构成系统的电源分配电路，为六组USB2.0信号线缆提供电源；

3）在输入的一组USB2.0信号线缆与高速七端口USB2.0集线控制器输入端之间增加一套静电释放单元ESD保护电路(2)，输出的六组USB2.0信号线缆上与高速七端口USB2.0集线控制器输出端之间均增加一套静电释放单元ESD保护电路(2)，用于保护USB2.0中两条高速数据或者高频率信号免受静电放电和其它瞬变电信号的影响；

4）扩展时，