接口扩展模组及终端设备

技术领域

本公开涉及接口扩展技术领域，具体涉及一种接口扩展模组及终端设备。

背景技术

随着科学技术的进步，智能手机等终端设备的功能越来越丰富，同时结构也越来越优化。近年来，终端设备的壳体的封闭性越来越强，壳体的开孔越来越少，例如，充电的接口和耳机的接口集成为一个USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口，该USB接口既可以用来连接充电器进行充电，又可以用来连接耳机进行音频传输。但是，上述USB接口导致充电和音频传输无法同时进行。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种接口扩展模组及终端设备，用以解决相关技术中的缺陷。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种接口扩展模组，应用于终端设备，包括：

第一接口，用于与所述终端设备的USB接口连接；

充电元件，与所述第一接口连接，用于在所述第一接口和所述充电设备之间传输充电信号和电能；

音频接口，与所述第一接口连接，用于与音频设备连接，以在所述第一接口和所述音频设备之间传输音频信号。

在一个实施例中，所述充电元件包括充电接口和充电线圈中的至少一个；

所述充电接口用于与有线充电设备连接，以在所述第一接口和所述充电设备之间传输充电信号和电能；

所述充电线圈用于与无线充电设备发生电磁感应，以在所述第一接口与所述无线充电设备间传输充电信号和电能。

在一个实施例中，所述第一接口包括多个引脚，所述多个引脚与所述USB接口的多个引脚相匹配；

所述多个引脚用于传输充电信号和电能；或，所述多个引脚用于传输音频信号；或，所述多个引脚用于传输充电信号和电能，以及音频信号。

在一个实施例中，还包括第一控制器，用于检测所述第一接口的至少一个引脚的信号，并将所述检测结果发送至所述终端设备，以使所述终端设备调节所述USB接口的至少一个引脚的连接状态。

在一个实施例中，所述第一控制器与所述第一接口的至少一个引脚间设有外围电路和/或开关电路。

在一个实施例中，还包括与所述第一接口连接的视频接口，用于与视频设备连接，以在所述第一接口和所述视频设备间传输视频信号。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端设备，包括：

USB接口，用于与接口扩展模组的第一接口连接，以通过所述第一接口与所述接口扩展模组的充电元件传输充电信号，和/或，通过所述第一接口与所述接口扩展模组的音频接口传输音频信号，其中，所述充电信号为有线充电信号或无线充电信号；

电源管理芯片，分别与所述USB接口和电池连接，用于与所述USB接口传输所述有线充电信号或无线充电信号，以及向所述电池传输电能；

音频芯片，与所述UBS接口连接，用于与所述UBS接口传输音频信号。

在一个实施例中，所述USB接口与所述电源管理芯片间还设有参数调节芯片，用于调节所述USB接口与所述电源管理芯片之间传输的无线充电信号和电能的参数。

在一个实施例中，所述UBS接口还用于与所述第一接口传输视频信号；

所述终端设备还包括视频芯片，与所述USB接口连接，用于与所述USB接口传输视频信号。

在一个实施例中，还包括第二控制器，用于检测所述USB接口的至少一个引脚的信号，并根据所述检测结果控制所述USB接口的至少一个引脚的连接状态，其中，所述连接状态包括闲置、连接至电源管理芯片、连接至音频芯片或连接至视频芯片。

在一个实施例中，还包括分别与所述USB接口、所述电源管理芯片和所述音频芯片连接的开关模块，用于根据所述接口扩展模组的第一控制器、所述终端设备的第二控制器或所述终端设备的处理器发送的控制指令，调节所述USB接口的每个引脚的连接状态。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开通过设置用于与终端设备的USB接口连接的第一接口，能够实现该接口扩展模组与第一接口之间的充电信号和电能以及音频信号的传输，而通过设置与第一接口连接的充电元件和音频接口，能够分别实现该接口扩展模组与外部的充电设备以及音频设备的连接，进而实现充电设备与终端设备的USB接口间传输充电信号和电能，以及音频设备与终端设备的USB接口间传输音频信号，即能够通过充电元件和音频接口同时实现充电功能和音频传输功能，而且避免了在终端设备的壳体上开设更多的孔，即未降低壳体原有的封闭程度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本公开一示例性实施例示出的接口扩展模组的结构示意图；

图2是本公开一示例性实施例示出的第一接口的引脚示意图；

图3是本公开一示例性实施例示出的终端设备的结构示意图；

图4是本公开一示例性实施例示出的开关模块的连接示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

随着科学技术的进步，智能手机等终端设备的功能越来越丰富，同时结构也越来越优化。近年来，终端设备的壳体的封闭性越来越强，壳体的开孔越来越少，例如，充电的接口和耳机的接口集成为一个USB接口，该USB接口既可以用来连接充电器进行充电，又可以用来连接耳机进行音频传输。但是，上述USB接口导致充电和音频传输无法同时进行。

第一方面，请参照附图1至附图2，本公开至少一个实施例提供了一种接口扩展模组，应用于终端设备，包括：第一接口101，用于与所述终端设备的USB接口连接；充电元件，与所述第一接口101连接，用于在所述第一接口101和所述充电设备之间传输充电信号和电能；音频接口102，与所述第一接口101连接，用于与音频设备连接，以在所述第一接口101和所述音频设备之间传输音频信号。

其中，该接口扩展模组可以呈连接线的结构形式，连接线的一端为第一接口101，另一端为充电元件和音频接口102。

第一接口101可以与终端设备的USB接口相匹配，例如终端设备的USB接口为如图2所示的Type-C接口，则第一接口101也为Type-C接口。具体的，第一接口101包括多个引脚，所述多个引脚与所述USB接口的多个引脚相匹配；所述多个引脚用于传输充电信号和电能；或，所述多个引脚用于传输音频信号；或，所述多个引脚用于传输充电信号和电能，以及音频信号。当第一接口101的多个引脚用于传输充电信号和电能时，可以通过多个引脚中的部分引脚进行传输，例如Type-C接口传输充电信号和电能时，可以采用SBU1引脚、SBU2引脚、VBUS引脚、C引脚、D+引脚、D－引脚和GND引脚传输充电信号和电能。当第一接口101的多个引脚用于传输音频信号时，可以通过多个引脚中的部分引脚进行传输，例如Type-C接口传输音频信号时，可以采用SBU1引脚、SBU2引脚、VBUS引脚、C引脚、D+引脚、D－引脚和GND引脚之外的全部或部分引脚传输音频信号，即将这些引脚配置为音频的mic通道，light通道，right通道，agnd通道，button通道进行音频传输。当第一接口101的多个引脚用于传输充电信号和电能，以及音频信号时，可以包括两种情况，第一种情况下，充电元件先与充电设备连接(包括有线连接或无线连接)，然后采用SBU1引脚、SBU2引脚、VBUS引脚、C引脚、D+引脚、D－引脚和GND引脚传输充电信号和电能，接下来音频接口102与音频设备连接，然后采用其他的部分或全部引脚传输音频信号；第二种情况下，音频接口102先与音频设备连接，然后采用SBU1引脚、SBU2引脚、C引脚、D+引脚、D－引脚和GND引脚传输音频信号，接下来充电元件与充电设备连接(包括有线连接或无线连接)，然后采用VBUS引脚等其他引脚传输充电信号和电能。

需要注意的是，第一接口101的多个引脚中的特定引脚可以用来检测接入的信号类型，即判断是充电元件接入了充电信号还是音频接口102接入了音频信号。例如Type-C接口中的D+引脚和D－引脚可以用于检测接入的信号类型，而且当充电协议沟通完毕，开始稳定传输电能后，D+引脚和D－引脚被闲置，则可以在音频信号接入时进行判断，反之先接入音频信号后接入充电信号也是如此，不再赘述。

音频接口102可以为Type-C接口或3.5mm耳机接口。音频信号为双向信号，包括终端设备向音频设备的扬声器输出的音频，和音频设备的麦克风向终端设备输入的音频。

另外，该接口扩展模组还可以设有与所述第一接口101连接的视频接口，用于与视频设备连接，以在所述第一接口101和所述视频设备间传输视频信号。相对应的，第一接口101的多个引脚中具有用于传输视频信号的引脚，且第一接口101的多个引脚可以同时传输充电信号、音频信号和视频信号。

本公开实施例通过设置用于与终端设备的USB接口连接的第一接口101，能够实现该接口扩展模组与第一接口101之间的充电信号和电能以及音频信号的传输，而通过设置与第一接口101连接的充电元件和音频接口102，能够分别实现该接口扩展模组与外部的充电设备以及音频设备的连接，进而实现充电设备与终端设备的USB接口间传输充电信号和电能，以及音频设备与终端设备的USB接口间传输音频信号，即能够通过充电元件和音频接口102同时实现充电功能和音频传输功能，而且避免了在终端设备的壳体上开设更多的孔，即未降低壳体原有的封闭程度，有利于提高终端设备整体的防水性能。

本公开的一些实施例中，所述充电元件包括充电接口103和充电线圈104中的至少一个；所述充电接口103用于与有线充电设备连接，以在所述第一接口101和所述充电设备之间传输充电信号和电能；所述充电线圈104用于与无线充电设备发生电磁感应，以在所述第一接口101与所述无线充电设备间传输充电信号和电能。

其中，充电接口103可以是Type-C充电接口103。充电接口103和充电线圈104能够实现有线充电和无线充电，增加了充电的灵活性。而且无线充电线圈104设置在该接口扩展模组上，则可以避免在终端设备内部设置无线充电线圈104，减少终端设备的零件数量，减少终端设备的空间占用，提高终端设备的空间利用率。

需要注意的是，第一接口101的多个引脚中，用于检测接入的信号类型的特定引脚还可以用来检测接入的充电信号是有线充电信号，还是无线充电信号，从而能够在协议沟通和电能传输中选择对应的通路。

本公开的一些实施例中，所述接口扩展模组还包括第一控制器105，用于检测所述第一接口101的至少一个引脚的信号，并将所述检测结果发送至所述终端设备，以使所述终端设备调节所述USB接口的至少一个引脚的连接状态。

其中，第一控制器105可以是微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，第一控制器105可以与第一接口101的至少一个引脚中的特定引脚连接，该特定引脚可以使第一控制器105直接与终端设备的处理器连接，以向处理器上报引脚信号的检测结果，或者该特定引脚还可以使第一控制器105直接与终端设备的开关模块连接，开关模块用于调节终端设备的USB接口的引脚的连接状态。

另外，第一控制器105与第一接口101的至少一个引脚间设有外围电路和/或开关电路。例如，在第一接口101为Type-C接口时，第一控制器105的每个GPIO引脚需要设置一个具备通流能力或者其他硬件能力的外围电路，比如充电的VBUS需要通流能力，则其需要功率性MOS，如果是D+、D－则需要阻抗控制和高速，则增加的外围通路需要降低对地的容性负载，否则高频信号就会被短路到地，影响高速信号向着处理器传输；对于音频的模拟电路，则需要为这些接通的电路提供干净的电源，干净的地回流，同时，需要与第一控制器105内部数字地进行隔离。通过设置外围电路和/或开关电路可以使第一控制器105能够准确检测引脚的信号类型，且能够保证各个引脚的信号传输不受其他因素影响。

请参照附图3至附图4，根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端设备，包括：USB接口201，用于与接口扩展模组的第一接口连接，以通过所述第一接口与所述接口扩展模组的充电元件传输充电信号，和/或，通过所述第一接口与所述接口扩展模组的音频接口传输音频信号，其中，所述充电信号为有线充电信号或无线充电信号；电源管理芯片202，分别与所述USB接口201和电池204连接，用于与所述USB接口201传输所述有线充电信号或无线充电信号，以及向所述电池204传输电能；音频芯片203，与所述UBS接口连接，用于与所述UBS接口传输音频信号。

其中，接口扩展模组可以是第一方面所述的接口扩展模组，也可以是其他接口扩展模组，本实施例对此并无限制。终端设备的USB接口201向外与接口扩展模组的第一接口连接，以传输充电信号、电能和音频信号，USB接口201向内则与电源管理芯片202传输有线充电信号或无线充电信号，以及传输电能，以使电源管理芯片202向电池204传输电能，USB接口201向内还与音频芯片203连接，从而与音频芯片203传输音频信号。

另外，所述USB接口201还用于与所述第一接口传输视频信号；所述终端设备还包括视频芯片206，与所述USB接口201连接，用于与所述USB接口201传输视频信号。也就是说，当接口扩展模组能够接入视频信号时，USB接口201也可以同时将该视频信号接入到视频芯片206，从而实现视频芯片206与视频设备之间传输视频信号，而且不影响充电、音频等功能。

本实施例提供的终端设备，可以配合接口扩展模组，从而能够使USB接口201同时接入充电信号、音频信号以及视频信号，而且避免了在终端设备的壳体上开设更多的孔，即未降低壳体原有的封闭程度。

本公开的一些实施例中，所述USB接口201与所述电源管理芯片202间还设有参数调节芯片，用于调节所述USB接口201与所述电源管理芯片202之间传输的无线充电信号和电能的参数。

第一接口或USB接口201的特定引脚在检测到接入的充电信号为无线充电信号时，可以使无线充电信号经由参数调节芯片调节后进入到电源管理芯片202，从而可以与有线充电信号进入电源管理芯片202时保持一致的参数，例如，接入的无线充电信号用于与电源管理芯片202沟通充电协议，无线充电信号可以为多个高电平和多个低电平组成的波动信号，参数调节芯片可以对高、低电平组成的无线充电信号进行调制，从而保持与有线充电协议一致的标准，进而使调制后的无线充电信号到达电源管理芯片202后，电源管理芯片可以使用有线充电信号的标准解调信号并进行响应，即电源管理芯片202无需对有线充电信号和无线充电信号进行区分，提高了沟通效率和沟通精度。而且当无线充电信号对充电协议沟通完毕后开始传输电能时，电能的参数经由参数调节芯片调节后进入到电源管理芯片202，从而可以与有线充电的电能进入电源管理芯片202时保持一致的参数，例如电压、电流等。

需要注意的是，USB接口201与电源管理芯片202之间设有两条并联的连通支路，一条是上述经由参数调节芯片的支路，即无线充电支路，另一条是USB接口201和电源管理芯片202直连的支路，即有线充电支路。第一接口或USB接口201的特定引脚在检测到接入的充电信号为有线充电信号时，有线充电信号及后续的电能均通过有线充电支路传输至电源管理芯片202。

本公开的一些实施例中，所述终端设备还包括第二控制器，用于检测所述USB接口201的至少一个引脚的信号，并根据所述检测结果控制所述USB接口201的至少一个引脚的连接状态，其中，所述连接状态包括闲置、连接至电源管理芯片202、连接至音频芯片203或连接至视频芯片206。

其中，第二控制器可以是微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，第一控制器可以与第一接口的至少一个引脚中的特定引脚连接，该特定引脚可以使第二控制器直接与终端设备的处理器205连接，以向处理器205上报引脚信号的检测结果，该特定引脚还可以使第二控制器直接与终端设备的开关模块207连接，开关模块207用于调节终端设备的USB接口201的引脚的连接状态。

另外，第二控制器与第一接口的至少一个引脚间设有外围电路和/或开关电路。例如，在USB接口201为Type-C接口时，第二控制器的每个GPIO引脚需要设置一个具备通流能力或者其他硬件能力的外围电路，比如充电的VBUS需要通流能力，则其需要功率性MOS，如果是D+、D－则需要阻抗控制和高速，则增加的外围通路需要降低对地的容性负载，否则高频信号就会被短路到地，影响高速信号向着处理器205传输；对于音频的模拟电路，则需要为这些接通的电路提供干净的电源，干净的地回流，同时，需要与第二控制器内部数字地进行隔离。通过设置外围电路和/或开关电路可以使第二控制器能够准确检测引脚的信号类型，且能够保证各个引脚的信号传输不受其他因素影响。

本公开的一些实施例中，所述终端设备还包括分别与所述USB接口201、所述电源管理芯片202和所述音频芯片203连接的开关模块207，用于根据所述接口扩展模组的第一控制器、所述终端设备的第二控制器或所述终端设备的处理器205发送的控制指令，调节所述USB接口201的每个引脚的连接状态。

请参照附图4，开关模块207可以包括多个单刀多掷开关，每个单刀多掷开关的不动端2071与至少一个引脚连接，而动端2072的多个端口分别与音频芯片203、电源管理芯片202和视频芯片206连接，从而能够通过拨动开关调节其所连接的至少一个引脚空置、连接至电源管理芯片202、连接至音频芯片203或连接至视频芯片206。

需要注意的是，开关模块207可以直接受控于处理器205，也可以受控于接口扩展模组中的第一控制器或终端设备的第二控制器。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。