CN107643995B - 判断usb设备连接的方法、装置以及usb系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种判断USB设备连接的方法、装置以及USB系统。其中,该方法包括:在单端信号传输方式下,计算USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差,在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差,从而实现了避免断开连接误判的目的。
Description
技术领域
本发明涉及通信设备领域,具体地,涉及一种判断USB设备连接的方法、装置以及USB系统。
背景技术
USB,是Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写。USB主设备与USB从设备的USB接口可以通过线缆相连。例如,手机可以通过USB总线供电,手机的USB接口可以通过线缆连接电脑的USB接口,电脑即为USB主设备,手机即为USB从设备。
根据USB2.0、USB3.0的规范,高速串行USB主设备的控制器会根据主设备接收的单端信号幅度来判断USB从设备是否断开连接。但是,实际上利用主设备接收的单端信号幅度来进行判断,经常发生断开误判的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种判断USB设备连接的方法、装置以及USB系统,以实现避免USB设备断开误判的目的。
在本发明实施例的一个方面中,提供了一种判断USB设备连接的方法。该方法包括:在单端信号传输方式下,计算USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差;在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
可选地,所述在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差包括:在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
可选地,所述计算USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差包括:检测所述USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值;根据所述USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值以及所述电流值,计算出所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差。
可选地,所述在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差包括:检测所述USB主设备接收的单端信号幅度;将所述USB主设备接收的单端信号幅度减去所述单端信号幅度差,得到所述USB从设备实际发送的单端信号幅度;通过将所述USB从设备实际发送的单端信号幅度与USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
可选地,所述在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差包括:检测所述USB主设备接收的单端信号幅度;利用所述单端信号幅度差,对USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围进行修正,得到修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围;通过将所述USB主设备接收的单端信号幅度与修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
可选地,所述检测USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值包括:接收电流检测装置检测到的电流值;其中,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值;或者,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。
在本发明实施例的另一个方面中,提供了一种判断USB设备连接的装置。该装置包括:计算模块,被配置为在单端信号传输方式下,计算USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差。误差消除模块,被配置为在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述计算模块计算出的单端信号幅度差消除判断误差。
可选地,所述误差消除模块被配置为在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
可选地,所述计算模块包括:电流检测子模块,被配置为检测所述USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值。幅度差计算子模块,被配置为根据所述USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值以及所述电流检测子模块检测出的电流值,计算出所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差。
可选地,所述误差消除模块包括:信号检测子模块,被配置为检测所述USB主设备接收的单端信号幅度。信号差计算子模块,被配置为将所述USB主设备接收的单端信号幅度减去所述单端信号幅度差,得到所述USB从设备实际发送的单端信号幅度。断开判断子模块,被配置为通过将所述USB从设备实际发送的单端信号幅度与USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
可选地,所述误差消除模块包括:信号检测子模块,被配置为检测所述USB主设备接收的单端信号幅度。阈值修正子模块,被配置为利用所述单端信号幅度差,对USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围进行修正,得到修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围。断开判断子模块,被配置为通过将所述USB主设备接收的单端信号幅度与修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
可选地,所述电流检测子模块被配置为接收电流检测装置检测到的电流值。其中,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值;或者,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。
在本发明实施例的又一个方面中,提供了一种USB系统。该USB系统包括:USB控制器以及与所述USB控制器相连的电流检测装置。其中,所述电流检测装置,被配置为检测USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值。其中,所述USB控制器,被配置为接收所述电流检测装置检测到的电流值,根据USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值以及所述电流值,计算出所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
可选地,所述USB控制器被配置为在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
可选地,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值。或者,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。
可选地,所述电流检测装置设置在所述USB控制器所在的片上系统内部。
本发明的上述技术方案,考虑到了主设备接收的单端信号幅度与从设备发送的单端信号幅度存在一定偏差,而正是由于该偏差导致了USB设备的误判,因此,在单端信号传输方式下,计算了USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差,在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除了判断误差,从而实现了避免USB设备断开误判的目的。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明实施例一可能的实施环境的示意图。
图2是根据本发明一示例性实施例示出的判断USB设备连接的方法的流程图。
图3是根据本发明一示例性实施例示出的判断USB设备连接的装置的框图。
图4是根据本发明另一示例性实施例示出的判断USB设备连接的装置的框图。
图5是根据本发明又一示例性实施例示出的判断USB设备连接的装置的框图。
图6是根据本发明一示例性实施例示出的USB系统的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
例如,参见图1是本发明实施例一可能的实施环境的示意图。如图1所示,在该实施环境中,可以包括:USB主设备110、USB从设备120、以及,用于连接USB主设备110与USB从设备120的cable(线缆)130。其中,USB主设备110与USB从设备120的接口的引脚包括:VBUS(USB电压,5V)、DP(D+)(差分信号正极)、GND(地线)、等。
图2是根据本发明一示例性实施例示出的判断USB设备连接的方法的流程图。该方法可以应用于USB主设备的控制器。如图2所示,该方法可以包括:
在步骤210中,在单端信号传输方式下,计算USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差。
需要说明的是,本发明实施例对计算USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差的具体实施方式不限。
例如,一种可能的实施方式中,考虑到DP在传输高速信号时,流经DP之间线缆的电流很小,USB主设备和USB从设备之间所存在的单端信号幅度差ΔV主要受地线GND的电阻R_gnd影响。因此,可以认为,ΔV=V_ca-V_db≈R_gnd*I,V_db≈V_ca-ΔV≈V_ca-R_gnd*I。其中,I为USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值。其中,USB从设备信号发送端DP(D+)(图1所示D点)发送的单端信号幅度V_db大小是以接地端(图1所示B点)为参考的参考地电平。USB主设备信号接收端DP(D+)(图1所示C点)接收到的单端信号幅度V_ca大小是以接地端(图1所示A点)为参考的参考地电平。也即,本发明实施例提供的方法可以检测所述USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值,根据所述USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值以及所述电流值,计算出所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差。
例如,由于在USB从设备通过USB总线供电,从VBUS上吸取电流时,与地线形成回路。因此,可以在USB主设备与USB从设备之间的VBUS路径上设置电流检测装置(例如,图1所示第一电流表101),以便检测USB主设备与USB从设备之间的VBUS路径上的电流值,或者,可以在USB主设备与USB从设备之间的地线GND路径上设置电流检测装置(例如,图1所示第二电流表102),以便检测USB主设备与USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。从而,通过接收电流检测装置检测到的电流值,得到USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值。
在步骤220中,在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
考虑到目前判断USB从设备是否断开连接,主要使用USB主设备接收的单端信号幅度来进行判断。而USB主设备接收的单端信号幅度所带来的判断误差主要是由于USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度不同。因此,一种可能的实施方式中,可以在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
例如,在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差的具体实施方式可以包括:检测所述USB主设备接收的单端信号幅度,将所述USB主设备接收的单端信号幅度减去所述单端信号幅度差,得到所述USB从设备实际发送的单端信号幅度,通过将所述USB从设备实际发送的单端信号幅度与USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。在该实施方式中,消除了在从设备从VBUS上大量吸取电流的情况下,由于线缆质量参差不起,线缆电阻带来的单端信号幅度差,自适应地得到了USB从设备实际发送的单端信号幅度。可以理解的是,在自适应地消除了偏差,准确得到了USB从设备实际发送的单端信号幅度之后,USB主设备的控制器还可以根据USB从设备实际发送的单端信号幅度进行一些其他操作,本发明对此并不进行限制。
例如,根据USB2.0总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围525mV~625mV,如果USB从设备实际发送的单端信号幅度超出该单端信号幅度阈值范围,即认为USB从设备断开连接。
再例如,在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差的具体实施方式可以包括:检测所述USB主设备接收的单端信号幅度,利用所述单端信号幅度差,对USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围进行修正(例如,可以将USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围的下限值以及上限值分别减去该单端信号幅度差),得到修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围,通过将所述USB主设备接收的单端信号幅度与修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
其中,高速串行USB主设备的控制器可以利用电平检测装置测得USB主设备接收的单端信号幅度。
可见,由于本发明实施例在判断USB从设备是否断开连接时,利用计算出的单端信号幅度差消除判断误差,因此,实现了避免断开连接误判的目的。
图3是根据本发明一示例性实施例示出的判断USB设备连接的装置300的框图。该装置可以配置于USB主设备的控制器。如图3所示,该装置可以包括:计算模块310以及误差消除模块320。
该计算模块310,可以被配置为在单端信号传输方式下,计算USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差。
该误差消除模块320,可以被配置为在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述计算模块计算出的单端信号幅度差消除判断误差。
图4是根据本发明另一示例性实施例示出的判断USB设备连接的装置300的框图。该装置可以配置于USB主设备的控制器。如图4所示,该装置中所述计算模块310可以包括:电流检测子模块311以及幅度差计算子模块312。
该电流检测子模块311,可以被配置为检测所述USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值。
该幅度差计算子模块312,可以被配置为根据所述USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值以及所述电流检测子模块检测出的电流值,计算出所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差。
例如,所述电流检测子模块311可以被配置为接收电流检测装置检测到的电流值。其中,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值;或者,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。
一种可能的实施方式中,所述误差消除模块320可以被配置为在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
下面结合以下两种可能的实施方式对该实施例进行详细说明。
例如,如图4所示,所述误差消除模块320可以包括:信号检测子模块321、信号差计算子模块322以及断开判断子模块323。
该信号检测子模块321,可以被配置为检测所述USB主设备接收的单端信号幅度。
该信号差计算子模块322,可以被配置为将所述USB主设备接收的单端信号幅度减去所述单端信号幅度差,得到所述USB从设备实际发送的单端信号幅度。
该断开判断子模块323,可以被配置为通过将所述USB从设备实际发送的单端信号幅度与USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
再例如,如图5所示,所述误差消除模块320可以包括:信号检测子模块321、阈值修正子模块324以及断开判断子模块323。
该信号检测子模块321,可以被配置为检测所述USB主设备接收的单端信号幅度。
该阈值修正子模块324,可以被配置为利用所述单端信号幅度差,对USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围进行修正,得到修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围。
该断开判断子模块323,可以被配置为通过将所述USB主设备接收的单端信号幅度与修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
可见,由于本发明实施例的USB设备单端信号幅度自适应的装置400的计算模块410在单端信号传输方式下,计算出USB主设备与USB从设备之间的单端信号幅度差,误差消除模块420在判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述计算模块计算出的单端信号幅度差消除判断误差,因此,实现了避免断开连接误判的目的。
图6是根据本发明一示例性实施例示出的USB系统的框图。如图6所示,该系统可以包括:USB控制器610以及与所述USB控制器610相连的电流检测装置620。
该电流检测装置620,可以被配置为检测USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值。
该USB控制器610,可以被配置为接收所述电流检测装置620检测到的电流值,根据USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值以及所述电流值,计算出所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差,利用所述单端信号幅度差消除判断误差
一种可能的实施方式中,所述USB控制器610可以被配置为在使用所述USB主设备接收的单端信号幅度判断所述USB从设备是否断开连接时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
一种可能的实施方式中,所述电流检测装置620可以设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值。例如,如图1所示的第一电流表101。或者,所述电流检测装置620可以设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。例如,如图1所示的第二电流表102。
一种可能的实施方式中,所述电流检测装置620可以设置在所述USB控制器610所在的片上系统内部。通过该实施方式,可以保证电流检测装置620检测到的电流值实时地发送给USB控制器610,从而使USB控制器可以实时地实现自适应。不过,可以理解的是,所述电流检测装置620也可以设置在片上系统外部,只要保证电流值实时反馈到USB控制器即可。
可见,由于本发明实施例在判断USB从设备是否断开连接时,利用计算出的单端信号幅度差消除判断误差,因此,实现了避免断开连接误判的目的。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (11)
1.一种判断USB设备连接的方法,其特征在于,包括:
在单端信号传输方式下,根据USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值以及USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值,计算所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差,所述单端信号幅度差为所述USB主设备信号接收端与所述USB从设备信号发送端的单端信号幅度差;
在通过根据所述USB主设备接收的单端信号幅度和所述单端信号幅度差计算出的所述USB从设备实际发送的单端信号幅度,判断所述USB从设备是否断开时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在通过根据所述USB主设备接收的单端信号幅度和所述单端信号幅度差计算出的所述USB从设备实际发送的单端信号幅度,判断所述USB从设备是否断开时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差包括:
检测所述USB主设备接收的单端信号幅度;
将所述USB主设备接收的单端信号幅度减去所述单端信号幅度差,得到所述USB从设备实际发送的单端信号幅度;
通过将所述USB从设备实际发送的单端信号幅度与USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在通过根据所述USB主设备接收的单端信号幅度和所述单端信号幅度差计算出的所述USB从设备实际发送的单端信号幅度,判断所述USB从设备是否断开时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差包括:
检测所述USB主设备接收的单端信号幅度;
利用所述单端信号幅度差,对USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围进行修正,得到修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围;
通过将所述USB主设备接收的单端信号幅度与修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值包括:
电流检测装置检测到的电流值;
其中,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值;
或者,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。
5.一种判断USB设备连接的装置,其特征在于,包括:
计算模块,被配置为在单端信号传输方式下,根据USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值以及USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值,计算所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差,所述单端信号幅度差为所述USB主设备信号接收端与所述USB从设备信号发送端的单端信号幅度差;
误差消除模块,被配置为在通过根据所述USB主设备接收的单端信号幅度和所述单端信号幅度差计算出的所述USB从设备实际发送的单端信号幅度,判断所述USB从设备是否断开时,利用所述计算模块计算出的单端信号幅度差消除判断误差。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述误差消除模块包括:
信号检测子模块,被配置为检测所述USB主设备接收的单端信号幅度;
信号差计算子模块,被配置为将所述USB主设备接收的单端信号幅度减去所述单端信号幅度差,得到所述USB从设备实际发送的单端信号幅度;
断开判断子模块,被配置为通过将所述USB从设备实际发送的单端信号幅度与USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述误差消除模块包括:
信号检测子模块,被配置为检测所述USB主设备接收的单端信号幅度;
阈值修正子模块,被配置为利用所述单端信号幅度差,对USB总线协议规定的USB从设备单端信号幅度阈值范围进行修正,得到修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围;
断开判断子模块,被配置为通过将所述USB主设备接收的单端信号幅度与修正后的USB从设备单端信号幅度阈值范围比较,判断所述USB从设备是否断开连接。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值包括:电流检测装置检测到的电流值;
其中,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值;或者,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。
9.一种USB系统,其特征在于,包括:USB控制器以及与所述USB控制器相连的电流检测装置;
所述电流检测装置,被配置为检测USB从设备从VBUS上吸取的电流的电流值;
所述USB控制器,被配置为接收所述电流检测装置检测到的电流值,根据USB主设备与所述USB从设备之间地线GND的阻值以及所述电流值,计算出所述USB主设备与所述USB从设备之间的单端信号幅度差,在通过根据所述USB主设备接收的单端信号幅度和所述单端信号幅度差计算出的所述USB从设备实际发送的单端信号幅度,判断所述USB从设备是否断开时,利用所述单端信号幅度差消除判断误差。
10.根据权利要求9所述的USB系统,其特征在于,所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的VBUS路径上的电流值;
或者,
所述电流检测装置设置在所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上,以便检测所述USB主设备与所述USB从设备之间的地线GND路径上的电流值。
11.根据权利要求9所述的USB系统,其特征在于,所述电流检测装置设置在所述USB控制器所在的片上系统内部。
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