本發(fā)明涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于固件升級(jí)的接口電路及智能設(shè)備。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(shí)VR作為一種新興而獨(dú)立的藝術(shù)產(chǎn)品，為走向消費(fèi)市場(chǎng)，可操控性已是勢(shì)在必行，因此MCU(微控制單元)已成為VR設(shè)備必不可少的一部分。傳統(tǒng)的MCU軟件升級(jí)方式多采用人工將升級(jí)引腳焊接出來(lái)以方便升級(jí)，此種方式需要一一焊接，比較繁瑣，而且在VR組裝成整機(jī)后無(wú)法再進(jìn)行升級(jí)，因此軟件升級(jí)的便捷性是非常必要的。USB作為現(xiàn)下市場(chǎng)VR產(chǎn)品的標(biāo)配接口，集成MCU升級(jí)功能將成為首選。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于固件升級(jí)的新技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于固件升級(jí)的接口電路，包括USB接口、第一開關(guān)、第二開關(guān)、用于與所述固件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的一對(duì)差分信號(hào)輸出端、用于輸出固件升級(jí)數(shù)據(jù)的第一輸出端、及用于控制所述固件是否與所述一對(duì)差分信號(hào)輸出端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的第二輸出端，所述USB接口具有D+針腳、D-針腳和ID針腳，所述D+針腳和所述D-針腳對(duì)應(yīng)連接至所述一對(duì)差分信號(hào)輸出端，所述D+針腳還經(jīng)所述第一開關(guān)連接至所述第一輸出端，所述D-針腳還經(jīng)所述第二開關(guān)連接至所述第二輸出端，所述ID針腳輸出控制所述第一開關(guān)狀態(tài)和所述第二開關(guān)狀態(tài)的控制信號(hào)、至所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的控制端。

可選的是，所述第一開關(guān)由第一NMOS管提供，所述第二開關(guān)由第二NMOS管提供。

可選的是，所述第一NMOS管的柵極連接至所述ID針腳，所述第一NMOS管的源極連接至所述第一輸出端，所述第一NMOS管的漏極連接至所述D+針腳；所述第二NMOS管的柵極連接至所述ID針腳，所述第二NMOS管的源極連接至所述D-針腳，所述第二NMOS管的漏極連接至所述第二輸出端。

可選的是，所述接口電路還包括電源模塊，所述第一MOS管的漏極經(jīng)第一上拉電阻連接至所述電源模塊的電壓輸出端，所述第二MOS管的源極經(jīng)第二上拉電阻連接至所述電壓輸出端，所述電源模塊被設(shè)置為所述第一NMOS管的漏極和所述第二NMOS管的源極提供電壓。

可選的是，所述第一輸出端經(jīng)第三上拉電阻連接至所述供電電壓輸出端。

可選的是，所述ID針腳經(jīng)一下拉電阻連接至所述USB接口的接地端。

可選的是，所述接口電路還包括三個(gè)ESD保護(hù)器件，第一個(gè)ESD保護(hù)器件連接在所述D+針腳和所述USB接口的接地針腳之間，第二個(gè)ESD保護(hù)器件連接在所述D-針腳和所述接地針腳之間，第三個(gè)ESD保護(hù)器件連接在所述ID針腳和所述接地針腳之間。

可選的是，所述ESD保護(hù)器件為瞬態(tài)電壓抑制器。

可選的是，所述USB接口至少包括mini-USB接口、micro-USB接口和Type-C接口中任意一種。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種智能設(shè)備，包括上述用于固件升級(jí)的接口電路。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，存在現(xiàn)有的MCU軟件升級(jí)方式需人工將升級(jí)引腳焊接出來(lái)比較繁瑣、而且組裝成整機(jī)后無(wú)法升級(jí)的問(wèn)題。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以通過(guò)本發(fā)明接口電路的USB接口進(jìn)行固件升級(jí)，還可以通過(guò)該USB接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)任務(wù)或者所要解決的技術(shù)問(wèn)題是本領(lǐng)域技術(shù)人員從未想到的或者沒有預(yù)期到的，故本發(fā)明是一種新的技術(shù)方案。

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說(shuō)明

被結(jié)合在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同其說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1為根據(jù)本發(fā)明一種用于固件升級(jí)的接口電路的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的方框原理圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一種用于固件升級(jí)的接口電路的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的電路原理圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

J1：USB接口； D+、D-：USB接口的差分針腳；

ID：USB接口的ID針腳； GND：USB接口的接地針腳；

VBUS：USB接口的電源針腳； K1、K2：開關(guān)；

OUT+、OUT-：差分信號(hào)輸出端； P1：第一輸出端；

P2：第二輸出端； Q1、Q2：NMOS管；

D1、D2：NMOS管的漏極； S1、S2：NMOS管的源極；

G1、G2：NMOS管的柵極； VCC：電壓輸出端；

R1、R2、R3、R4：電阻； ESD1、ESD2、ESD3：ESD保護(hù)器件；

Control：控制信號(hào)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說(shuō)明書的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

現(xiàn)有USB接口的D+針腳和D-針腳在用于數(shù)據(jù)交互時(shí)傳輸差分信號(hào)，在USB接口用于固件升級(jí)時(shí)，D+針腳用于傳輸升級(jí)數(shù)據(jù)，D-針腳接地；USB接口為mini-USB接口或者micro-USB接口時(shí)，還包括ID針腳，ID針腳用于識(shí)別不同的電纜端點(diǎn)，mini-A插頭(即A外設(shè))中的ID針腳接地，mini-B插頭(即B外設(shè))中的ID針腳懸空，當(dāng)OTG設(shè)備檢測(cè)到ID針腳接地的設(shè)備認(rèn)為是A設(shè)備(主機(jī))，而檢測(cè)到ID針腳懸空的設(shè)備則認(rèn)為是B設(shè)備(外設(shè))，在USB接口用于固件升級(jí)、通過(guò)特制的USB線與燒錄工具連接時(shí)，燒錄工具將會(huì)向ID針腳輸出5V電壓。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的軟件升級(jí)方式采用人工將升級(jí)引腳焊接出來(lái)進(jìn)行升級(jí)，此種方式需要一一焊接，比較繁瑣，而且在VR組裝成整機(jī)后無(wú)法再進(jìn)行升級(jí)的問(wèn)題，提供了一種用于固件升級(jí)的接口電路，如圖1所示，本發(fā)明的接口電路包括USB接口J1、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、用于與固件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-，用于輸出固件升級(jí)數(shù)據(jù)的第一輸出端P1、及用于控制固件是否與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的第二輸出端P2，其中，數(shù)據(jù)交互具體為固件通過(guò)普通標(biāo)準(zhǔn)USB數(shù)據(jù)線與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具體可以參照手機(jī)與電腦之間的數(shù)據(jù)交換；升級(jí)數(shù)據(jù)具體用于固件升級(jí)，固件接收到升級(jí)數(shù)據(jù)后，將自動(dòng)進(jìn)行升級(jí)；當(dāng)?shù)诙敵龆薖2輸出高電平時(shí)，連接的固件與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，當(dāng)?shù)诙敵龆薖2輸出低電平時(shí)，連接的固件不與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

例如，可以是一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-分別經(jīng)第三開關(guān)和第四開關(guān)與固件用于接收差分信號(hào)的針腳對(duì)應(yīng)連接，第二輸出端P2輸出控制第三開關(guān)和第四開關(guān)狀態(tài)的控制信號(hào)，當(dāng)?shù)诙敵龆薖2輸出高電平時(shí)，第三開關(guān)和第四開關(guān)均導(dǎo)通，當(dāng)?shù)诙敵龆薖2輸出低電平時(shí)，第三開關(guān)和第四開關(guān)均斷開，根據(jù)第二輸出端的電平來(lái)控制固件是否與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

當(dāng)固件為MCU時(shí)，可以將一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-與MCU用于進(jìn)行差分信號(hào)交互的一對(duì)差分針腳連接，將第一輸出端與MCU用于接收升級(jí)數(shù)據(jù)的針腳例如SWIM針腳連接，將第二輸出端P2與MCU用于控制一對(duì)差分針腳是否傳輸差分信號(hào)的針腳例如異步復(fù)位針腳NRST連接。

USB接口J1具有D+針腳、D-針腳、ID針腳、電源針腳VBUS和接地針腳GND，D+針腳和D-針腳對(duì)應(yīng)連接至一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-，D+針腳還經(jīng)第一開關(guān)K1連接至第一輸出端P1，D-針腳還經(jīng)第二開關(guān)K2連接至第二輸出端P2，ID針腳輸出控制第一開關(guān)K1狀態(tài)和第二開關(guān)K2狀態(tài)的控制信號(hào)control、至第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2的控制端，具體的，控制信號(hào)control為高電平的情況下，第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2導(dǎo)通；控制信號(hào)control為低電平的情況下，第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2均斷開。

當(dāng)接口電路經(jīng)普通USB數(shù)據(jù)線與外設(shè)例如是電腦、電源適配器等連接時(shí)，ID針腳懸空或者與接地針腳GND連接，輸出低電平，即控制信號(hào)control為低電平，第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2均斷開，D+針腳和D-針腳將傳輸差分信號(hào)，且D-針腳輸出高電平至第二輸出端P2，以控制連接的固件與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，而第一輸出端P1沒有輸出信號(hào)，因此，本發(fā)明接口電路相當(dāng)于普通的USB數(shù)據(jù)傳輸接口電路，處于正常USB模式。

在發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，ID針腳經(jīng)一下拉電阻R4連接至USB接口的接地端GND，這樣，當(dāng)ID針腳懸空的情況下，經(jīng)下拉電阻R4連接至接地端GND，ID針腳將輸出穩(wěn)定的低電平信號(hào)，這就保證了在接口電路不是與燒錄工具連接而是與普通的USB數(shù)據(jù)線連接時(shí)，ID針腳輸出與接地針腳相同的低電平。

當(dāng)接口電路經(jīng)特制的USB線與燒錄工具連接時(shí)，ID針腳輸出高電平，即控制信號(hào)control為高電平，第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2均導(dǎo)通，D+針腳將輸出升級(jí)數(shù)據(jù)至第一輸出端P1，D-針腳與接地針腳GND連接，輸出低電平至第二輸出端P2，則連接的固件不與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，固件將根據(jù)升級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行升級(jí)，本發(fā)明接口電路就可以用作固件升級(jí)接口電路，處于升級(jí)模式。這樣，接口電路連接的數(shù)據(jù)線格式不同，使得ID針腳的電平不同，就能夠?qū)崿F(xiàn)接口電路正常USB模式和升級(jí)模式之間的切換，而且在升級(jí)模式的情況下，固件與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因此避免了在升級(jí)過(guò)程中D+針腳和D-針腳對(duì)固件正常工作的干擾，從而達(dá)到便捷地升級(jí)固件的效果，且電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)、成本低廉、性能穩(wěn)定。

其中，USB接口J1至少為mini-USB接口、micro-USB接口和Type-C接口中任意一種。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施中，第一開關(guān)K1由第一NMOS管Q1提供，第二開關(guān)K2由第二NMOS管Q2提供，具體的連接方式可以為：第一NMOS管Q1的柵極G1連接至ID針腳，第一NMOS管Q1的源極S1連接至第一輸出端P1，第一NMOS管Q1的漏極D1連接至D+針腳；第二NMOS管Q2的柵極G2連接至ID針腳，第二NMOS管Q2的源極S2連接至D-針腳，第二NMOS管Q2的漏極D2連接至第二輸出端P2。

在此基礎(chǔ)上，接口電路還包括電源模塊，該電源模塊例如還可以為固件供電，例如固件所需的供電電壓可以為但不局限于3.3V，電源模塊可以輸出3.3V的電壓至電壓輸出端VCC，第一MOS管Q1的漏極D1經(jīng)第一上拉電阻R1連接至電壓輸出端VCC，第二MOS管Q2的源極S2經(jīng)第二上拉電阻R2連接至電壓輸出端VCC，電源模塊U1被設(shè)置為提供電壓至第一MOS管Q1的漏極D1和第二NMOS管Q2的源極S1。

這樣，在控制信號(hào)control為低電平的情況下，第一NMOS管Q1的柵極G1和第二NMOS管Q2的柵極G2均輸入低電平，第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2截止，此時(shí)，第一NMOS管Q1的源極S1沒有輸出；第二NMOS管Q2的源極S2連接有3.3V的電壓，NMOS管在截止?fàn)顟B(tài)下，源極和漏極相當(dāng)于連接有一個(gè)正極連接在源極的二極管，例如該二極管的開啟電壓為0.3V，那么，第二NMOS管Q2的漏極D2則輸出3V的高電平至第二輸出端P2，以控制固件與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

在控制信號(hào)control為高電平的情況下，第一NMOS管Q1的柵極Q1和第二NMOS管Q2的柵極G2均輸入高電平，第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2導(dǎo)通，此時(shí)，第一NMOS管的漏極D1輸入D+傳輸?shù)纳?jí)數(shù)據(jù)，源極S1將該升級(jí)數(shù)據(jù)傳送至第一輸出端P1；第二NMOS管Q2的源極S2輸入D-傳輸?shù)牡碗娖叫盘?hào)，因此，漏極D2將傳輸?shù)碗娖叫盘?hào)至第二輸出端P2，以控制固件不與一對(duì)差分信號(hào)輸出端OUT+、OUT-進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

第一輸出端P1可以經(jīng)第三上拉電阻R3連接至供電電壓輸出端VCC，這樣，能夠增大第一輸出端P1和第二輸出端P2的驅(qū)動(dòng)能力，保證在第一開關(guān)K1和第二開關(guān)K2導(dǎo)通后第一輸出端P1和第二輸出端P2輸出線路上的電流充足，外部軟件可以穩(wěn)定的通過(guò)第一輸出端P1進(jìn)行升級(jí)。

進(jìn)一步地，USB接口J1的電源針腳VBUS還能夠輸出5V電壓用于為固件充電，上述電源模塊還可以將輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V。

由于接口電路可能是裸露在外面，為了避免由于例如是人手觸摸產(chǎn)生的靜電對(duì)接口電路造成損壞，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，接口電路還包括三個(gè)ESD保護(hù)器件，第一個(gè)ESD保護(hù)器件連接在D+針腳和USB接口的接地針腳之間，第二個(gè)ESD保護(hù)器件連接在D-針腳和接地針腳之間，第三個(gè)ESD保護(hù)器件連接在ID針腳和接地針腳之間，這樣，就可以對(duì)USB線路起到很好的ESD防護(hù)作用。其中，ESD保護(hù)器件可以是瞬態(tài)電壓抑制器TVS、壓敏電阻、聚合體器件和二極管中任意一種。

由于瞬態(tài)電壓抑制器具備低嵌位電壓以提供有效的ESD保護(hù)、且響應(yīng)時(shí)間快、封裝集成度高、重復(fù)使用率高等優(yōu)點(diǎn)，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，ESD保護(hù)器件采用的是瞬態(tài)電壓抑制器。

本發(fā)明還提供了一種智能設(shè)備，包括上述用于固件升級(jí)的接口電路。智能設(shè)備還包括需要升級(jí)的固件，例如可以是MCU。

該智能設(shè)備例如可以是虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、VR眼鏡等需要進(jìn)行固件升級(jí)的智能設(shè)備。

上述各實(shí)施例主要重點(diǎn)描述與其他實(shí)施例的不同之處，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，上述各實(shí)施例可以根據(jù)需要單獨(dú)使用或者相互結(jié)合使用。

雖然已經(jīng)通過(guò)例子對(duì)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說(shuō)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。