本发明涉及移动通讯领域， 特别涉及一种基于 USB ( Universal Serial BUS , 通用串行总线） 的双向唤醒的方法、 设备及系统。 背景技术

MID ( Mobile Internet Device, 移动互联网设备） 首先由英特尔 2008 年在北京举行的 IDF ( Intel Developer Forum, 英特尔开发者论坛） 大会上 提出。 在英特尔的定义中， MID是一种体积小于笔记电脑， 但大于手机的 移动互联网装置。 MID与 UMPC ( Ultra-mobile Personal Computer, 超级移 动个人计算机）类似， 同样为便于携带的移动 PC ( Personal Computer , 个 人计算机）产品， 通过 MID, 用户可进入互联网， 随时享受娱乐、 进行信 息查询、 邮件收发等操作。 作为在笔记本电脑和手机之间的新产品形态， 其设计思路的核心是将移动多媒体与互联网无 缝联结， 实现消费者在任何 时间和任何地点都可以访问互联网的梦想。

MID 的设计目标是兼备笔记本和手机的功能， 其 CPU主频最高可达 1.6GHz,且集成的功能越来越多。例如， 除大屏幕液晶显示器、蓝牙、 GPS、 WIFI和多媒体等功能外， 还需实现网络接入、 电话和短信功能， 因此 MID 的功耗也越来越高。 而 MID 体积受限， 电池容量也受限， 所以如何提高 MID的使用时间， 是所有 MID都要面临的严峻问题。

MID 通过内置的无线模块实现接入网络、 语音和短信功能。 随着 3G 的到来， 市场上出现了各种网络制式的无线模块， 例如宽带码分多址 ( Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA )、 码分多址（Code Division Multiple Access , CDMA )、 时分同 步码分多 址 （ Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access, TD-SCDMA )。 而这些 无线模块普遍釆用 USB接口与移动上网终端连接，因此 MID为了能适配各 种制式的无线模块， 相应地也釆用 USB接口与内置的无线模块连接。

一般在 MID的应用中， 除接入网络、 语音和短信功能外， 其他的功能 不使用时， 均可以关掉以达到降低功耗的目的。 为了大大降低 MID的待机 功耗，可以使得 MID主机和无线模块通过 USB总线实现双向唤醒功能， 即 MID主机能休 Θ民 /唤醒无线模块， 当 MID需要访问网络、主叫 /被叫时， MID 主机和无线模块工作； 而当 MID不需要访问网络、没有电话接入或呼出时， MID主机和无线模块都维持在最小电流情况。

目前的实现双向唤醒功能的方法都是在 USB总线接口的基础上， 使用 多个通用输入输出（ General Purpose Input Output, GPIO )控制信号，在 USB 总线接口两端检测这些控制信号及匹配时序， 以实现双向休眠 /唤醒。 该方 法需要使用多个 GPIO,不仅占用大量的硬件资源，限制系统实现� ��多功能， 而且软件实现需要检测多个信号时序进行匹配 ， 流程较困难复杂。 发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于 USB的双向唤醒的方法、 设备及系 统， 旨在减少硬件资源， 实现第一装置与第二装置之间的双向唤醒。

为了达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于 USB的双向唤醒的方法， 该方法包括：

第一装置根据唤醒事件的触发进入唤醒状态， 并产生唤醒信号； 将所述唤醒信号通过 USB总线发送至第二装置， 以供第二装置检测到 USB总线上的唤醒信号后， 进入唤醒状态。

所述第一装置为移动互联网设备 MID主机， 第二装置为无线模块； 所 述唤醒事件包括： 唤醒按键、 定时唤醒触发信号或 MID唤醒指令；

或者， 所述第一装置为无线模块， 第二装置为 MID主机； 所述无线模块被触 发的唤醒事件包括： 语音接入 /呼出， 或短信接入 /呼出。

进一步包括：

所述 MID主机根据休眠事件的触发进入休眠状态， 并产生休眠信号； 所述休眠事件包括休眠按键、 定时休眠触发信号或 MID休眠指令；

将所述休眠信号通过 USB总线发送至无线模块， 以供无线模块检测到 USB总线上的休眠信号后， 进入休眠状态。

所述唤醒信号表达为：

当第二装置为全速设备时， 唤醒信号设置为： USB总线的正差分信号 端 D+与负差分信号端 D-的差值小于 200mV;

当第二装置为低速设备时， 唤醒信号设置为： USB总线的正差分信号 端 D+与负差分信号端 D-的差值大于 200mV。

所述休眠信号表达为：

当无线模块为全速设备时， 休眠信号设置为： USB总线的正差分信号 端 D+大于 2.0V; 负差分信号端 D-大于 0.8V;

当无线模块为低速设备时， 休眠信号设置为： USB总线的正差分信号 端 D-大于 2.0V; 负差分信号端 D+大于 0.8V。

一种基于 USB的双向唤醒的设备， 包括第一装置；所述第一装置包括： 信号产生模块， 用于根据唤醒事件的触发进入唤醒状态， 并产生唤醒 信号；

发送模块， 用于将所述唤醒信号通过 USB总线发送至第二装置， 以供 第二装置检测到 USB总线上的唤醒信号后， 进入唤醒状态。

所述唤醒信号表达为：

当第二装置为全速设备时， 唤醒信号设置为： USB总线的正差分信号 端 D+与负差分信号端 D-的差值小于 200mV; 当第二装置为低速设备时， 唤醒信号设置为： USB总线的正差分信号 端 D+与负差分信号端 D-的差值大于 200mV。

一种基于 USB的双向唤醒的系统， 包括：

第一装置， 用于根据唤醒事件的触发进入唤醒状态， 并发送唤醒信号 至 USB总线；

第二装置， 与所述第一装置通过 USB总线连接， 用于检测到 USB总 线上的唤醒信号后， 进入唤醒状态。

所述第一装置为 MID主机， 第二装置为无线模块； 所述 MID主机被 触发的唤醒事件包括： 唤醒按键、 定时唤醒触发信号或 MID唤醒指令； 或者，

所述第一装置为无线模块， 第二装置为 MID主机； 所述无线模块被触 发的唤醒事件包括： 语音接入 /呼出， 或短信接入 /呼出。

所述 MID主机， 还用于： 根据休眠事件的触发进入休眠状态， 并将产 生的休眠信号通过 USB总线发送至无线模块；

所述无线模块， 还用于： 在检测到 USB总线上的休眠信号后， 进入休 眠状态；

所述休眠事件包括休眠按键、 定时休眠触发信号或 MID休眠指令。 本发明使得 MID主机与无线模块可以分别检测 USB总线信号，并根据 该 USB总线信号进行休眠或唤醒， 不但 MID主机可以唤醒无线模块， 而且 当 MID主机与无线模块均处于休眠状态时， 无线模块被触发唤醒后可以通 过 USB总线唤醒 MID主机。 附图说明

图 1是本发明基于 USB的双向唤醒的系统一实施例的结构示意图； 图 2是本发明基于 USB的双向唤醒的系统一实施例中 MID主机与无线 模块的连接结构示意图； 图 3是本发明基于 USB的双向唤醒的设备一实施例的结构示意图； 图 4是本发明基于 USB的双向唤醒的方法一实施例的流程示意图； 图 5是本发明基于 USB的双向唤醒的方法一实施例中 MID主机的结构 示意图；

图 6是本发明基于 USB的双向唤醒的方法一实施例中 MID主机唤醒无 线模块的流程示意图；

图 7 是本发明基于 USB 的双向唤醒的方法一实施例中无线模块唤醒 MID主机的流程示意图；

图 8 是本发明基于 USB 的双向唤醒的方法一实施例中无线模块唤醒 USB模块的流程示意图；

图 9是本发明基于 USB的双向唤醒的方法一实施例中 MID主机休眠无 线模块的流程示意图。 具体实施方式

本发明实现了 MID主机与无线模块之间的双向唤醒。 为了能更清楚地 理解本发明， 首先介绍 MID和无线模块的双向唤醒原理：

USB总线 2.0协议规定： USB主机与 USB系统有相互独立的电源管理 系统， USB 的系统软件可以与主机的能源管理系统结合共 同处理各种电源 子件如挂起、 唤醒等。 而且， USB设备应用特有的电源管理特性可让 USB 系统软件控制其电源管理。

所有的 USB设备都必须能支持挂起状态， 并可从任何一个电平状态进 入挂起态。 当设备发现它们的上行总线上的空闲态持续时 间超 3.0ms 时， 它们便进入挂起态。

处在挂起状态的设备， 当它的上行端口接收到任何一个非空闲信号时 ， 它的操作将被唤醒。 特别地， 如果设备的远程唤醒功能被 USB系统软件开 启时， 它将自动发信号给系统来唤醒操作。 唤醒信号由主机或设备使用， 以使一个挂起的总线段回到活动态。

因此， 本发明利用 USB总线协议中特有的电源管理方式、 挂起和唤醒 机制， 无需额外的硬件 GPIO资源， 而通过现有的 USB总线接口即可实现 MID和无线模块之间的双向唤醒。

图 1是本发明基于 USB的双向唤醒的系统一实施例的结构示意图。 该基于 USB的双向唤醒的系统包括：

第一装置 10, 用于根据唤醒事件的触发进入唤醒状态， 并发送唤醒信 号至 USB总线；

第二装置 20, 与第一装置 10通过 USB总线连接， 用于检测到 USB总 线上的唤醒信号后， 进入唤醒状态。

其中一示例中， 第一装置 10为 MID主机， 第二装置 20为无线模块。 且第一装置 10被触发的唤醒事件包括： 唤醒按键、 定时唤醒触发信号或 MID唤醒指令。

另一示例中， 第一装置 10为无线模块， 第二装置 20为 MID主机。 且 第一装置 10被触发的唤醒事件包括： 语音接入 /呼出或短信接入 /呼出。

其中 MID主机与无线模块通过各自包含的 USB模块， 使用 USB总线 连接， 如图 2所示。 本发明中， USB总线信号状态定义如表 1所示：

表 1 在这里需要说明的是，本发明中的 MID主机与无线模块对 USB总线信 号的定义一致。 当然，如果 MID主机与无线模块对 USB总线信号的定义不 一致时， 则可以通过增加转换模块， 将检测到的 USB总线信号转换为自己 能识别的信号。

另外， MID主机还用于根据休眠事件进入休眠状态时， 将发送休眠信 号 IDLE至 USB总线， 使得无线模块检测到该休眠信号 IDLE后， 也进入 休眠状态。

本发明使得 MID主机与无线模块可以分别检测 USB总线信号，并根据 该 USB总线信号进行休眠或唤醒，不但 MID主机可以休眠或唤醒无线模块， 而且在 MID 和无线模块均处于休眠时， 无线模块被触发唤醒后可以通过 USB总线唤醒 MID主机。

图 3是本发明基于 USB的双向唤醒的设备一实施例的结构示意图。 本实施例基于 USB的双向唤醒的设备包括第一装置 10,且该第一装置 10进一步包括：

信号产生模块 101 , 用于根据唤醒事件的触发进入唤醒状态， 并产生唤 醒信号；

发送模块 102,用于将所述唤醒信号发送至 USB总线通过 USB总线发 送至第二装置， 以供第二装置检测到 USB总线上的唤醒信号后， 进入唤醒 状态。

检测模块 103 , 用于当第一装置 10处于休眠状态、且检测到 USB总线 上的唤醒信号时， 进入唤醒状态。

其中， 第一装置可以为 MID主机， 也可以为无线模块。 当 MID主机唤 醒无线模块时， MID主机中产生的唤醒信号通过发送模块 102发送至无线 模块， 无线模块中的检测模块 103检测到 MID主机发送的唤醒信号后， 进 入唤醒状态。 当无线模块唤醒 MID主机时， 无线模块中产生的唤醒信号通 过发送模块 102发送至 MID主机， MID主机中的检测模块 103检测到无线 模块发送的唤醒信号后， 进入唤醒状态。

上述信号产生模块 101 还用于根据休眠事件的触发进入休眠状态， 并 产生休眠信号； 发送模块 102还用于将所述休眠信号通过 USB总线发送至 第二装置 20, 以供第二装置 20检测到 USB总线上的休眠信号后， 进入休 眠状态。 该休眠事件包括休眠按键、 定时休眠触发信号或 MID休眠指令 本发明使得 MID主机与无线模块可以分别检测 USB总线信号，并根据 该 USB总线信号进行休眠或唤醒，不但 MID主机可以休眠或唤醒无线模块， 而且在 MID 和无线模块均处于休眠时， 无线模块被触发唤醒后可以通过 USB总线唤醒 MID主机。

图 4是本发明基于 USB的双向唤醒的方法一实施例的流程示意图。 本实施例基于 USB的双向唤醒的方法， 包括以下步骤：

步骤 S10、 第一装置 10根据唤醒事件的触发进入唤醒状态， 并产生唤 醒信号；

步骤 Sl l、 将所述唤醒信号通过 USB总线发送至第二装置 20, 以供第 二装置 20检测到 USB总线上的唤醒信号后， 进入唤醒状态。

该唤醒信号 K表达为：

当第二装置 20为全速设备时， 设置 USB总线的正差分信号端 D+与负 差分信号端 D-的差值小于 200mV;

当第二装置 20为低速设备时， 设置 USB总线的正差分信号端 D+与负 差分信号端 D-的差值大于 200mV。

一示例中， 第一装置为 MID 主机， 第二装置为无线模块。 其中 MID 主机的结构如图 5所示。 该 MID主机包括处理器平台、 人机接口模块、 多 媒体模块、 存储模块、 电源管理模块、 USB模块。 电源管理模块用于实现 MID的开机、 关机或充电， 并对处理器平台、 人机接口模块、 多媒体模块、 存储模块及 USB模块进行休眠或唤醒管理。 无线模块包括基带单元、 射频 单元， 用于实现 MID的网络接入和语音功能， 通过外部无线网络连接到互 联网。 具体功能包括： 搜索无线网络、 与无线网络进行信息同步、 建立与 无线网络之间的语音及数据链路、 与无线网络之间进行数据交互等。

参照图 6, MID主机唤醒无线模块的流程示意图。

该流程主要包括：

步骤 S101、 MID主机检测并响应唤醒事件；

该唤醒事件可以为特定的唤醒按键、 定时唤醒触发信号或 MID唤醒指 令等等。 MID主机根据唤醒事件的触发进入唤醒状态。

步骤 S102、 处理器平台进入唤醒状态， 恢复为正常工作模式； 首先， 处理器平台进入唤醒状态， 并置片上外设资源的电源和时钟于 正常工作值， 由低功耗模式恢复为正常工作模式。

步骤 S103、 USB模块被唤醒， 由挂起态恢复至正常工作态；

步骤 S104、 通过 USB模块发送唤醒信号 K至 USB总线；

步骤 S105、 无线模块检测到 USB总线上的唤醒信号 K后， 从低功耗 模式恢复至正常工作模式；

步骤 S106、 处理器平台唤醒外围模块。

处理器平台结合电源管理模块， 唤醒外围模块， 例如人机接口、 多媒 体及存储等模块。 MID唤醒无线模块过程结束。

另一示例中， 第一装置为无线模块， 第二装置为 MID主机。

参照图 7, 无线模块唤醒 MID主机的流程示意图。

该无线模块唤醒 MID主机的流程包括：

步骤 S201、 无线模块检测并响应唤醒事件；

该唤醒事件为无线模块接收到电话或短信， 无线模块响应该唤醒事件， 由低功耗模式恢复至正常工作模式； 步骤 S202、 无线模块发送唤醒信号 K至 USB总线；

步骤 S203、 MID主机的 USB模块检测到 USB总线的唤醒信号 K, 由 挂起态恢复至正常工作态；

步骤 S204、 USB模块唤醒处理器平台， 进入正常工作模式；

USB模块唤醒处理器平台， 处理器平台置片上外设资源的电源和时钟 于正常工作值， 并进入正常工作模式。

步骤 S205、 处理器平台唤醒外围模块。

处理器平台结合电源管理模块唤醒人机接口、 多媒体及存储等外围模 块。

在该无线模块唤醒 MID过程中， 无线模块唤醒 MID主机的 USB模块 为本发明的关键。 该 USB模块与无线模块内部连接结构如图 8所示。 USB 模块中的 USB HOST (主机控制器）通过内置的 ROOT HUB (根集线器） 的端口 2级联一个 HUB后， 在级联 HUB (集线器） 的端口 1连接无线模 块， 如图 8中的 DEVICE (设备）。

参照图 8, 该 USB模块与无线模块的唤醒过程示意图。

其中：

t0: 无线模块向 USB总线发送唤醒信号 K时刻；

tl： 级联 HUB检测到端口 1的唤醒信号时刻；

t2： 主机控制器 ROOT HUB检测到端口 1的唤醒时刻；

13: 无线模块停止发送唤醒信号；

14: 级联 HUB停止发送唤醒信号；

15: 主机控制器完成唤醒序列操作时刻；

t0至 t3为无线模块完成唤醒的时间； tl至 t4为级联 HUB完成唤醒的 时间； tl至 t4为 ROOT HUB完成唤醒的时间。

( 1 )无线模块检测到唤醒事件后进入唤醒状态， 由低功耗模式切换到 正常工作模式， 并在 t0时刻通过内部的 USB模块向 USB总线发送唤醒信 号 K;

( 2 ) MID级联的 HUB在 tl时刻检测到无线模块的唤醒信号 K后， 向 USB HOST的 ROOT HUB反馈唤醒信号 K, 同时， 级联 HUB从挂起工作 模式向正常工作模式切换；

( 3 ) USB HOST的 ROOT HUB在 t2时刻检测到级联 HUB的唤醒信 号后， 开始从挂起工作模式向正常工作模式切换；

( 4 )t5时刻 USB HOST的 ROOT HUB完成唤醒工作，然后 USB HOST 向 MID发送中断信号， MID处理器平台收到中断信号后， 从休眠模式转变 为正常工作模式。

在这里需要说明的是， 本实施例实施的前提是 MID主机与无线模块均 处于休眠状态。首先是 MID主机进入休眠状态，再通过 USB模块发送休眠 信号至无线模块， 使无线模块也进入休眠状态。

参照图 9, MID主机休眠无线模块的流程示意图；

该 MID主机与无线模块均进入休眠状态的过程包括 ：

步骤 S301、 MID主机检测并响应休眠事件， 进入休眠状态；

该休眠事件是特定的休眠按键、 定时休眠触发信号、 MID休眠指令等。 MID主机则根据该休眠事件进入休眠状态。

步骤 S302、 外围模块进入休眠状态；

MID主机通过处理器与电源管理模块的配合， 先将人机接口、 多媒体 及存储等外围模块进行休眠操作。

步骤 S303、 MID主机通过 USB模块发送休眠信号 IDLE至 USB总线；

MID主机将该休眠信号 IDLE发送至 USB总线， 且该休 Θ民信号 IDLE 将持续一定时间 （例如， 5ms )。

步骤 S304、 无线模块检测到该休眠信号 IDLE后， 由正常工作模式切 换为低功耗模式；

无线模块检测到 USB总线上的休眠信号 IDLE、 且持续一定时间时， 则由正常工作模式切换为低功耗模式。

步骤 S305、 USB模块进入休眠状态；

步骤 S306、 处理器平台进入休眠状态。

USB模块进入休眠状态后， 处理器平台也开始进入休眠状态， 并根据 系统性能要求关掉或降低片上外设资源的电源 和时钟， 使得处理器平台进 入深度睡眠模式， 消耗最少电流。

本发明使得 MID主机与无线模块可以分别检测 USB总线信号，并根据 该 USB总线信号进行休眠或唤醒，不但 MID主机可以休眠或唤醒无线模块， 而且在 MID 和无线模块均处于休眠时， 无线模块被触发唤醒后可以通过 USB总线唤醒 MID主机。

以上所述仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效 结构或等效流程变换， 或直 接或间接运用在其他相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范 围内。