專利名稱：一種usb通信在線維護的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算才幾技術領域，尤其涉及的是， 一種USB接口通信電路 在線維護的裝置和方法。
背景技術：
隨著計算機應用的普及，外圍設備與計算機之間的通訊問題成了各種 應用中關鍵的一個環(huán)節(jié)，在各種通訊方式中，USB因其諸多優(yōu)點而備受青 睞，申請?zhí)枮?00420038273.7的中國實用新型專利"基于USB的可重構密 碼協(xié)處理器的板級驗證電路"公開了一種通過USB接口實現外圍設備與計 算機之間通訊的裝置，參見圖1，該裝置的技術方案為，使用USB接口芯 片FT245BM連接USB接口和現場可編程門陣列FPGA,實現計算機和 FPGA之間的數據通信，但是該方案存在的問題是，在數據通信過程中經常 出現數據掉鏈、USB接口掛起的故障，解決這一故障往往需要重新拔、插 USB接口，使接口芯片FT245BM復位，重新建立數據連接，對于持續(xù)大 流量的數據傳輸，這種故障排除方法顯然滿足不了應用要求。
因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種USB通 信在線維護裝置和維護方法。
本發(fā)明的技術方案如下
一種USB通信在線維護的裝置，包括USB接口、 USB接口電路和數據處理電路，所述USB接口電路分別與所述USB接口和所述數據處理電路 相連接，用于所述USB接口和所述數據處理電路之間的數據通信，其中， 所述數據處理電路還包括復位控制模塊，其分別與所述USB接口電路和所 述USB接口相連接，用于同時接收來自所述USB接口電路的控制信號1 和來自所述USB接口的控制信號2,并根據所述控制信號1和所述控制信 號2,按預設置條件向所述USB接口電路輸出復位信號。
所述的裝置，所述復位控制模塊包括判斷單元和復位輸出單元，所述 判斷單元分別與所述USB接口電路和所述USB接口相連接，用于接收所述 控制信號1和所述控制信號2,判斷所述控制信號1和所述控制信號2符合 所述預設置條件，向所述復位輸出單元輸出控制信號3，所述復位輸出單元 用于響應所述控制信號3，輸出復位信號。
所述的裝置，所述USB接口電路為芯片FT245BM。 所述的裝置，所述控制信號1為FT245BM芯片管腳10的輸出信號， 所述控制信號2為所述USB接口的電源總線信號。
所述的裝置，所述數據處理電路為現場可編程門陣列FPGA。 一種應用于如權利要求1所述裝置的方法，包括如下步驟 Al:所述數據處理電路接收來自所述USB接口電路的控制信號1和來 自所述USB接口的控制信號2;
A2:判斷所述控制信號1和所述控制信號2是否同時為高電平，是則 執(zhí)行步驟A3;
A3:檢測控制信號1和控制信號2同時為高電平的持續(xù)時間，判斷所 述持續(xù)時間是否超過預設數值，是則執(zhí)行步驟A4;
A4:向所述USB接口電路輸出復位信號，返回步驟A2。 所述的方法，所述預設數值為5秒。
所述的方法，所述復位信號為持續(xù)至少5毫秒的低電平脈沖信號。 所述的方法，所述USB接口電路為FT245BM芯片。所述的方法，所述數據處理電if各為現場可編程門陣列FPGA。 所述的方法，所述控制信號1為FT245BM芯片管腳10的輸出信號， 所述控制信號2為所述USB接口的電源總線信號。采用上述方案，本發(fā)明 通過設置復位控制模塊，自動在線檢測出USB通信裝置的掉鏈故障，自動 在線向USB接口芯片發(fā)出復位信號使之重新復位，不需要重新拔、插USB 數據線，在線解決了通信中斷的故障。


圖1為現有技術的示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例1的示意圖； 圖3是本發(fā)明實施例2的結構示意圖； 圖4是本發(fā)明實施例3的示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。 實施例1
如圖2所示，本實施例提供了一種USB接口通信電路在線維護裝置， 包括USB接口 10， USB接口電路11和數據處理電路12，本實施例中USB 接口電路11采用接口芯片FT245BM實現其功能，數據處理電路12采用現 場可編程門陣列FPGA實現其功能，當然，本領域技術人員根據需要也可 以選擇其他類似硬件，比如接口芯片還可以采用FT245BL 、 FT245RL等， 數據處理電路12也可采用單片機或者復雜可編程門陣列CPLD等，
FT245BM與USB接口 10和數據處理電路FPGA相連接，用于USB 接口 IO和FPGA之間的數據通信，FT245BM與USB接口 10和數據處理 電路FPGA的連接方法已經實現有技術，在此不再贅述，以下重點描述本 發(fā)明對現有技術的貢獻部分。在數據處理電路FPGA中還設置一復位控制模塊121，復位控制模塊 121同時接收來自USB接口電路FT245BM的控制信號1——USB—PWREN, 也即FT245BM芯片第10管腳的輸出和來自USB接口 10的控制信號2— —USB—VBUS,也即USB接口的+5V端，本實施例中采用該+5V端經過電 阻Rl分壓后的信號，復位控制模塊121根據控制信號USB—PWREN和控 制信號USB—VBUS的狀態(tài)，決定是否向FT245BM的復位端(第4管腳) 輸出復位信號，具體來說，當USB—VBUS為低電平，USB—PWREN為高電 平時，此時表示USB數據線沒有插上，所以此時USB設備一定處于斷開的 狀態(tài)，復位控制才莫塊不做出任何動作；USB—VBUS為高，USB一PWREN為 低，此時表示USB線已經插上，且USB通信正常，同樣無需處理； USB—VBUS為高，USB—PWREN為高，此種情況表示USB線已經插上， 但是USB設備處于掛起狀態(tài)，這就表示USB通信出錯，但是USB驅動通 常能夠回復設備的連接。故在這種情況出現后，需要等待一段時間后再做 判斷，如果過了幾秒之后仍然為該狀態(tài)，則表示USB連接一直在錯誤并且 無法回復，此時就需要給FT245BM中發(fā)送一個持續(xù)時間為數毫秒的低電平 的復位信號，這樣就能恢復USB的連接。
這樣，通過設置復位控制模塊，自動在線檢測出USB通信裝置的掉鏈 故障，自動在線向USB接口芯片發(fā)出復位信號使之重新復位，不需要重新 拔、插USB數據線，在線解決了 USB通信中斷的故障。
實施例2
本實施例對實施例1中的復位控制模塊121進一步做了優(yōu)化設計，如 圖3所示，復位控制模塊121包括判斷單元1211和復位輸出單元1212,判 斷單元1211接收控制信號1和控制信號2,并對控制信號1和控制信號2 作出判斷和檢測，根據判斷和檢測結果輸出信號到復位輸出單元1212，控 制其是否輸出復位信號USB—RST到USB接口電路的復位端。
例如，所述復位控制模塊包括判斷單元和復位輸出單元，判斷單元包括接收模塊、第一判斷模塊、檢測模塊和第二判斷模塊，復位輸出單元包 括響應模塊和輸出模塊。接收模塊接收所述控制信號1和所述控制信號2,
傳送到第一判斷斗莫塊，由其判斷所述控制信號1和所述控制信號2是否同
時為高電平，若結果為否，則不作處理，若同時為高電平時，則由檢測模
塊檢測控制信號1和控制信號2同時為高電平的持續(xù)時間，傳送到第二判 斷模塊，由其判斷所述持續(xù)時間是否超過預設數值，若結果為否，則不作 處理，若超過預設數值時，輸出控制信號3到響應模塊，響應模塊接收到 控制信號3，則啟動輸出模塊，由輸出模塊向所述USB接口電路輸出復位 信號。
一種實施方式是判斷單元1211接收來自USB接口電路FT245BM的控 制信號1——USB—PWREN,也即FT245BM芯片第10管腳的輸出和來自 USB接口 10的控制信號2——USB—VBUS,也即USB接口的+5V端，復 位輸出單元1212根據控制信號USB—PWREN和控制信號USB_VBUS的狀 態(tài)，決定是否向FT245BM的復位端(FT245BM的第4管腳)輸出復位信 號，這樣進一步優(yōu)化設計數據處理電路結構，提高系統(tǒng)資源利用率。
實施例3
本實施例提供一種應用到上述任一實施例的USB通信在線維護的方 法，圖4為本實施例的流程圖，該方法包括以下步驟Al:數據處理電路 接收控制信號1和控制信號2; A2:判斷控制信號1和控制信號2是否同 時為高電平，若為否，無動作；若為是，則繼續(xù)執(zhí)行以下步驟；A3:檢測 控制信號1和控制信號2同時為高電平的持續(xù)時間是否超過預設數值，若 為否，無動作，若為是，繼續(xù)執(zhí)行以下步驟；A4:向USB接口電路輸出復 位信號，同時返回步驟A2。
為了詳細說明上述方法，本實施例中硬件電路USB接口電路11采用接 口芯片FT245BM實現其功能，數據處理電路12采用現場可編程門陣列 FPGA實現其功能，當然，本領域技術人員根據需要也可以選擇其他類似硬件，比如接口芯片還可以釆用FT245BL、 FT245RL等，數據處理電路12 也可采用單片機或者復雜可編程門陣列CPLD等。
步驟A1:系統(tǒng)上電以后，FPGA接收控制信號1——USB—PWREN, 也即FT245BM芯片第10管腳的輸出和來自USB接口 10的控制信號2— 一USB—VBUS,也即USB接口的+5V端的信號。
步驟A2:判斷控制信號l和控制信號2是否同時為高電平，若為否， 無動作；若為是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟A3。具體來說，當USB—VBUS為低電 平，USB一PWREN為高電平時，此時表示USB數據線沒有插上，所以此時 USB設備一定處于斷開的狀態(tài)，復位控制模塊不做出任何動作；USB—VBUS 為高，USB—PWREN為低，此時表示USB線已經插上，且USB通信正常， 同樣無需處理；USB—VBUS為高，USB—PWREN為高，此種情況表示USB 線已經插上，但是USB設備處于掛起狀態(tài)，這就表示USB通信出錯，繼續(xù) 步驟A3。
步驟A3:檢測、判斷控制信號1和控制信號2同時為高電平的持續(xù)時 間是否超過預設數值，若為否，無動作，若為是，繼續(xù)執(zhí)行以下步驟；在 具體應用中，USB驅動通常能夠回復設備的連接狀態(tài)，故在USB—VBUS、 USB—PWREN都為高的情況下，需要檢測其是否持續(xù)為高電平超過了預設 時間，如果過了這一時間以后仍然都為高電平狀態(tài)，則表示USB連4妾一直 在錯誤并且無法回復，此時繼續(xù)執(zhí)行步驟A4，本步驟中上述預設時間優(yōu)選 設置為5秒鐘。
步驟A4:向USB接口電路輸出復位信號，同時返回步驟A2;本步驟 在上述步驟的基礎上給FT245BM的復位端發(fā)送一個持續(xù)時間為數毫秒的 低電平復位信號USB一RST,這樣就能恢復USB的連接，優(yōu)選的，復位信 號USB一RST的低電平時間至少為5毫秒。
又一個例子，如圖3所示，將上述方法作如下優(yōu)化，數據處理電路12 中設置復位控制模塊121,復位控制模塊121中設置判斷單元1211和復位
9輸出單元1212,判斷單元1211接收控制信號1和控制信號2，并對控制信 號1和控制信號2作出判斷和檢測，根據判斷和檢測結果輸出信號到復位 輸出單元1212,控制其是否輸出復位信號USB一RST到USB接口電路的復 位端。具體來說，判斷單元1211判斷控制信號1和控制信號2是否同時為 高電平，若為是，則繼續(xù)檢測、判斷控制信號1和控制信號2同時為高電 平的持續(xù)時間是否超過預設數值，若為是，則向復位輸出單元1212輸出控 制信號3，復位輸出單元1212響應于控制信號3向USB接口電路輸出復位 信號，之后，判斷單元1211繼續(xù)判斷控制信號1和控制信號2是否同時為 高電平，重復以上步驟，直到故障排除。
這樣，通過復位控制模塊對控制信號1和控制信號2綜合判斷，自動 在線檢測出USB通信裝置的掉鏈故障，自動在線向USB接口芯片發(fā)出復位 信號使之重新復位，不需要重新拔、插USB數據線，在線解決了 USB通信 中斷的故障。
應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以 改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護 范圍。
權利要求
1、一種USB通信在線維護的裝置，包括USB接口、USB接口電路和數據處理電路，所述USB接口電路分別與所述USB接口和所述數據處理電路相連接，用于所述USB接口和所述數據處理電路之間的數據通信，其特征在于，所述數據處理電路還包括復位控制模塊，其分別與所述USB接口電路和所述USB接口相連接，用于同時接收來自所述USB接口電路的控制信號1和來自所述USB接口的控制信號2，并根據所述控制信號1和所述控制信號2，按預設置條件向所述USB接口電路輸出復位信號。
2、 根據權利要求l所述的裝置，其特征在于，所述復位控制模塊包 括判斷單元和復位輸出單元，所述判斷單元分別與所述USB接口電路和所 述USB接口相連接，用于接收所述控制信號l和所述控制信號2，判斷所 述控制信號1和所述控制信號2符合所述預設置條件，向所述復位輸出單 元輸出控制信號3，所述復位輸出單元用于響應所述控制信號3，輸出復位 信號。
3、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述USB接口電路 為芯片FT245BM。
4、 根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述控制信號1為 FT245BM芯片管腳10的輸出信號，所述控制信號2為所述USB接口的電 源總線信號。
5、 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數據處理電路為 現場可編程門陣列FPGA。
6、 一種應用于如權利要求1所述裝置的方法，其特征在于，包括如下步驟Al:所述數據處理電路接收來自所述USB接口電路的控制信號1 和來自所述USB接口的控制信號2;A2:判斷所述控制信號1和所述控制信號2是否同時為高電平，是 則執(zhí)行步驟A3;A3:檢測控制信號1和控制信號2同時為高電平的持續(xù)時間，判斷 所述持續(xù)時間是否超過預設數值，是則執(zhí)行步驟A4;A4:向所述USB接口電路輸出復位信號，返回步驟A2。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述預設數值為5秒。
8、 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述復位信號為持續(xù) 至少5毫秒的低電平脈沖信號。
9、 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述USB接口電路 為FT245BM芯片。
10、 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述數據處理電路為 現場可編程門陣列FPGA。
11、 根根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制信號l為 FT245BM芯片管腳IO的輸出信號，所述控制信號2為所述USB接口的電 源總線信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種USB通信在線維護裝置，包括USB接口、USB接口電路和數據處理電路，所述USB接口電路分別與所述USB接口和所述數據處理電路相連接，用于所述USB接口和所述數據處理電路之間的數據通信，所述數據處理電路還包括復位控制模塊；本發(fā)明還公開了一種USB通信在線維護方法；自動在線檢測出USB通信裝置的掉鏈故障，自動在線向USB接口芯片發(fā)出復位信號使之重新復位，不需要重新拔、插USB數據線，在線解決了通信中斷的故障。
文檔編號G06F13/40GK101650702SQ20091008877
公開日2010年2月17日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權日2009年7月10日
發(fā)明者宮光勇, 偉 邢, 邵寅亮 申請人:北京巨數數字技術開發(fā)有限公司