一种多功能接口电路和电子设备的制作方法

1.本发明实施例涉及电路技术，尤其涉及一一种多功能接口电路和电子设备。


背景技术：

2.在终端调试过程中，根据调试对象和调试内容的不同，需要在电子设备上设置不同类型的调试用接口。在调试完成后，将一部分不常用的调试接口隐藏在设备的外壳内，仅留下常用的接口外露。
3.然而这样的接口设置方式，使得接口数量较多，造成电子设备的结构繁复且美观性差，影响用户对电子设备的使用体验。


技术实现要素：

4.本发明提供一种多功能接口电路和电子设备，以简化电子设备的结构的同时提高电子设备的美观性和用户的使用体验。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种多功能接口电路，应用于电子设备，所述多功能接口电路包括：通用接口、切换模块和控制模块；
6.所述通用接口用于外接其他设备，其中，所述其他设备包括调试设备；
7.所述切换模块包括控制端子、对外端子和与多个类型不同的对内端子；所述对外端子与所述通用接口连接；所述对内端子分别对应连接所述电子设备内中央处理器的不同类型的输出端子；所述切换模块用于根据所述控制端子接入的控制信号，切换与所述对外端子连接的所述对内端子，其中，所述对内端子与其对应的所述输出端子的类型一致；
8.所述控制模块包括硬件控制单元，所述硬件控制单元与所述控制端子连接，所述硬件控制单元用于根据用户的操作行为生成所述控制信号。
9.可选地，所述控制模块还包括软件控制单元；所述软件控制单元设置于所述中央处理器中，与所述控制端连接，所述软件控制单元用于根据用户的输入信号或所述输出端子的信号有无，生成所述控制信号。
10.可选地，在对所述中央处理器首次调试或发生故障的情况下，通过操作所述硬件控制单元生成所述控制信号；
11.在所述中央处理器经过首次调试且正常工作的情况下，通过向所述软件控制单元输入所述输入信号生成所述控制信号。
12.可选地，所述切换模块的控制端包括第一引脚和第二引脚；
13.所述硬件控制单元包括第一跳线帽和第二跳线帽，所述第一跳线帽的输出引脚与所述第一引脚连接，所述第一跳线帽的三个输入引脚分别连接高电平、低电平和悬空端；所述第二跳线帽的输出引脚与所述第二引脚连接，所述第二跳线帽的三个输入引脚分别连接高电平、低电平和悬空端。
14.可选地，所述切换模块包括多选一模拟开关芯片，所述模拟开关芯片的一个输出端作为所述切换模块的所述对外端子，所述模拟开关芯片的多个输入端分别作为所述切换
模块的多个所述对内端子。
15.可选地，所述多选一模拟开关芯片的输入端的数量为4，所述多选一模拟开关芯片的4个输入端分别作为数据交换接口、网络调试接口、主机接口和串行调试接口。
16.可选地，在所述第一引脚和所述第二引脚均为高电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述串行调试接口与所述通用接口连接；
17.在所述第一引脚为高电平而所述第二引脚为低电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述主机接口与所述通用接口连接；
18.在所述第一引脚为低电平而所述第二引脚为高电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述网络调试接口与所述通用接口连接；
19.在所述第一引脚和所述第二引脚均为低电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述数据交换接口与所述通用接口连接。
20.可选地，所述通用接口包括usb type-a接口。
21.第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括中央处理器和第一方面任意所述多功能接口电路。
22.可选地，所述中央处理器包括主处理器和从处理器。
23.本发明实施例提供的多功能接口电路设置有通用接口、切换模块和控制模块，通用接口用于外接其他设备，其中，其他设备包括调试设备。切换模块包括控制端子、对外端子和与多个类型不同的对内端子；对外端子与通用接口连接；对内端子分别对应连接电子设备内中央处理器的不同类型的输出端子；切换模块用于根据控制端子接入的控制信号，切换与对外端子连接的对内端子，其中，对内端子与其对应的输出端子的类型一致。控制模块包括硬件控制单元，硬件控制单元与控制端子连接，硬件控制单元用于根据用户的操作行为生成控制信号，实现了对电子设备多类型接口的集成，利用切换模块实现了通用接口多种功能的切换，减少了电子设备的对外接口的设置数量，简化了电子设备的结构，提高了电子设备的美观性，提高了用户的使用体验。
附图说明
24.图1为本发明实施例提出的一种多功能接口电路和中央处理器的组成示意图；
25.图2为本发明实施例提供的另一种多功能接口电路的组成示意图；
26.图3为本发明实施例提供的又一种多功能接口电路的组成示意图；
27.图4为本发明实施例提供的一种电子设备的组成示意图；
28.图5为本发明实施例提供的另一种电子设备的组成示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
30.为了解决背景技术中的问题，本发明实施例提出了一种多功能接口电路，该电路应用于电子设备中。图1为本发明实施例提出的一种多功能接口电路和中央处理器的组成示意图，参照图1，多功能接口电路100包括：通用接口101、切换模块102和控制模块103。通
用接口101用于外接其他设备，以实现对电子设备的调试或数据互传，其中，其他设备包括调试设备。切换模块102包括控制端子a、对外端子b和与多个类型不同的对内端子c；对外端子b与通用接口101连接；对内端子c分别对应连接电子设备内中央处理器104的不同类型的输出端子d，不同类型可以包括通讯协议不同和功能不同中的至少一种；切换模块102用于根据控制端子a接入的控制信号，切换与对外端子b连接的对内端子c，其中，对内端子c与其对应的输出端子d的类型一致。控制模块103包括硬件控制单元105，硬件控制单元104与控制端子a连接，硬件控制单元104用于根据用户的操作行为生成控制信号。
31.具体地，通用接口101是指电子设备中设置于外壳上的多功能对外接口，可以外接其它设备，实现对电子设备多种类型的调试以及数据传输，示例性地，通用接口101可以为usb type-a接口。切换模块102是指设置于通用接口与中央处理器104的多个不同类型的输出端子d之间的切换组件，可以切换与通用接口101实现一对一导通的输出端子d，示例性地，切换模块102可以为一对多模拟开关芯片。中央处理器104可以包括一个处理器或多个处理器。切换模块102包括控制端子a、对外端子b和多个类型不同的对内端子c。控制端子a可以接入控制信号，以控制切换模块的状态切换和/或状态保持。对外端子b与通用接口101连接。对内端子c与中央处理器104的输出端子d一一对应连接，可以实现不同功能或不同类型的输出端子d与切换模块b的连接。示例性地，在接收到的控制信号包括一号接入信息的情况下，切换模块102可以控制一号对内端子c与对外端子b实现一对一连接，其他对内端子c与对外端子b之间的连接断开。控制模块103是指切换模块102的状态控制组件，可以根据用户的操作行为或输入信号生成对应的控制信号。控制模块103包括硬件控制单元105，硬件控制单元105是指硬件操作组件，用户可以通过操作硬件控制单元105向多功能接口电路100输入对应的功能切换信息。示例性地，硬件控制单元105可以包括可操作的按钮、旋钮或档把。用户在需要调整通用接口的功能情况下，可以操作按钮、旋钮或档把，硬件控制单元105则可以根据用户的操作行为生成包括对应功能切换信息的控制信号。
32.示例性地，在电子设备需要首次调试的情况下，通用接口101需要与中央处理器104的jtag接口连接，以实现外部调试设备对中央处理器104实施程序烧写。在此情况下，用户可以将旋钮调至jtag接口档位，以生成包括jtag接口相关信息的控制信号。在接收到控制信号后，切换模块102根据控制信号中的jtag接口相关信息，控制与jtag接口连接的对内端子c与对外端子b之间导通，而断开对外端子b与其他对内端子的连接。在调试过程中，用户可以根据需求操作旋钮，以实现对应的对内端子c与对外端子b之间的连接，以完成调试过程中的所有需求。在调试完成后，用户可以将旋钮调整至常用档位，以使中央处理器104的数据传输端子与通用接口101连接。然后将硬件控制单元105封装至电子设备的外壳内，使得出厂后通用接口仅保留常用的数据传输功能，以满足用户的使用需求。根据电子设备的功能不同，常用数据传输功能可以对应设置，此处不做限定。
33.本实施例提供的多功能接口电路设置有通用接口、切换模块和控制模块，通用接口用于外接其他设备，其中，其他设备包括调试设备。切换模块包括控制端子、对外端子和与多个类型不同的对内端子；对外端子与通用接口连接；对内端子分别对应连接电子设备内中央处理器的不同类型的输出端子；切换模块用于根据控制端子接入的控制信号，切换与对外端子连接的对内端子，其中，对内端子与其对应的输出端子的类型一致。控制模块包括硬件控制单元，硬件控制单元与控制端子连接，硬件控制单元用于根据用户的操作行为
生成控制信号，实现了对电子设备多类型接口的集成，利用切换模块实现了通用接口多种功能的切换，减少了电子设备的对外接口的设置数量，简化了电子设备的结构，提高了电子设备的美观性，提高了用户的使用体验。
34.可选地，图2为本发明实施例提供的另一种多功能接口电路的组成示意图，在前述实施例的基础上，控制模块103还包括软件控制单元201；软件控制单元201设置于中央处理器104中(为了更加清楚的示出软件控制单元，图2未示出软件控制单元设置于中央处理器中)，与控制端a连接，软件控制单元201用于根据用户的输入信号或输出端子d的信号有无，生成控制信号。在对中央处理器104首次调试或发生故障的情况下，通过操作硬件控制单元105生成控制信号。在中央处理器104已经完成了首次调试且在正常工作的情况下，通过向软件控制单元201输入输入信号生成控制信号。
35.具体地，软件控制单元201是指通过分析用户的输入信号而对应生成控制信号的软件单元。用户的输入信号既可以是用户通过触摸屏、键盘、鼠标或按钮等外接输入设备输入中央处理器的信号，也可以是通过首次调试烧写或存储在中央处理器104中的程序根据实时状态或参数对应生成的信号，此处不做限制。软件控制单元201可以设置于中央处理器104中，通过中央处理器104的首次调试可以实现软件控制单元201的程序烧写。软件控制单元104与切换模块102的控制端a连接，可以根据用户输入的信号生成对应控制信号，示例性地，在用户输入的信号中包括一号接入信息，那么软件控制单元201可以生成包括一号接入信息的控制信号，以控制切换模块102实现一号对内端子c与对外端子连接。软件控制单元201还可以按照用户烧录的程序逻辑根据输出端子的信号有无情况生成对应的控制信号，示例性地，在检测到中央处理器的一号端子有信号输出的情况下，软件控制单元201可以按照用户烧录的程序逻辑对应生成包括一号接入信息的控制信号，以控制切换模块实现一号对内端子与对外端子连接。
36.硬件控制单元105的控制信号的优先级高于软件控制单元201的控制信号的优先级。在对中央处理器104首次调试或发生故障的情况下，通过操作硬件控制单元105生成控制信号，因为此时中央处理器104尚未完成烧录，软件控制单元201尚未形成。而在首次调试中，调试装置会对中央处理器进行烧录，实现软件控制单元201的设置。
37.在首次调试后，硬件控制单元105会悬空并可以被封装至电子设备的外壳内。首次调试之后的正常使用过程中，用户可以向软件控制单元201输入输入信号，这样使得用户可以通过向软件控制单元201输入信号的方式或者软件控制单元201自动检测输出端子d信号有无的方式，控制通用接口101的功能切换。而在中央处理器104或电子设备出现故障的情况下，用户在检修过程中可以打开外壳，直接利用硬件控制单元105强制控制通用接口的功能切换，防止故障状态下软件控制单元201失控造成的接口不可控，提高接口电路的稳定性。
38.本实施例提供的多功能接口电路中，控制模块还包括软件控制单元；软件控制单元设置于中央处理器中，与控制端连接，软件控制单元用于根据用户的输入信号或输出端子的信号有无，生成控制信号。在对中央处理器首次调试或发生故障的情况下，通过操作硬件控制单元生成控制信号。在中央处理器经过首次调试且正常工作的情况下，通过向软件控制单元输入输入信号生成控制信号，既能在电子设备的软件未烧录前和故障过程中提供可靠的硬件接口控制方式，还能在电子设备的正常使用过程中提供更加便利的软件接口控
制方式，提高了电路的稳定性和便利程度。
39.可选地，图3为本发明实施例提供的又一种多功能接口电路的组成示意图，在前述实施例的基础上，切换模块102的控制端a包括第一引脚a1和第二引脚a2。硬件控制单元105包括第一跳线帽t1和第二跳线帽t2，第一跳线帽t1的输出引脚与第一引脚a1连接，第一跳线帽t1的三个输入引脚分别连接高电平vh、低电平vl和悬空端v0；第二跳线帽t2的输出引脚与第二引脚a2连接，第二跳线帽t2的三个输入引脚分别连接高电平vh、低电平vl和悬空端v0。
40.切换模块102包括多选一模拟开关芯片，模拟开关芯片的一个输出端作为切换模块102的对外端子b，模拟开关芯片的多个输入端分别作为切换模块102的多个对内端子c。多选一模拟开关芯片的输入端的数量可以等于4，多选一模拟开关芯片的4个输入端分别作为数据交换接口、网络调试接口、主机接口和串行调试接口(也称为otg接口、debug接口、host接口和swd接口)。
41.具体地，第一跳线帽t1和第二跳线帽t2可以均为一对三型的，也就是输出引脚为一个且输入引脚为三个的跳线帽，跳线帽可以切换输出引脚与不同输入引脚实现一对一连接，从而两个跳线帽的输出引脚可以向切换模块102的控制端a分别输出不同电平的控制信号。跳线帽的三个输入引脚均分别连接高电平vh、低电平vl和悬空端v0。第一跳线帽t1的输出引脚与切换模块102的第一引脚a1连接，第二跳线帽t2的输出引脚与切换模块102的第二引脚a2连接。软件控制单元201也分别与切换模块102的第一引脚a1和第二引脚a2连接。此外，第一跳线帽t1和第二跳线帽t2还可以为一对多型的，除了与高电平vh和低电平vl的两个输入引脚以外，其他输入引脚可以分别连接悬空端v0，例如，第一跳线帽t1和第二跳线帽t2均为一对四型，在跳线帽中两个输入引脚分别连接高电平vh和低电平vl，另外两个输入引脚可以分别连接悬空端v0。
42.一方面，硬件控制单元105可以根据用户的操作切换第一跳线帽t1和第二跳线帽t2的状态，从而向切换模块102的第一引脚a1和第二引脚a2输出对应的电平信号。另一方面，软件控制单元201可以通过向第一引脚a1和第二引脚a2输出电位信号，控制切换模块102的状态。第一引脚a1和第二引脚a2引入信号的各种电位组合分别与一个对内端子c相对应。示例性地，在第一引脚a1和第二引脚a2均为高电平vh的情况下，多选一模拟开关芯片控制串行调试接口与通用接口连接。在第一引脚a1为高电平vh而第二引脚a2为低电平vl的情况下，多选一模拟开关芯片控制主机接口与通用接口连接。在第一引脚a1为低电平vl而第二引脚a2为高电平vh的情况下，多选一模拟开关芯片控制网络调试接口与通用接口连接。在第一引脚a1和第二引脚a2均为低电平vl的情况下，多选一模拟开关芯片控制数据交换接口与通用接口连接。
43.示例性地，第一引脚a1和第二引脚a2的电位由硬件控制单元105或软件控制单元201来控制。当第一引脚a1和第二引脚a2均为低电平vl，即控制信号为00时，切换模块102切换otg接口所连的对内端子c与对外端子b实现一对一连接。当第一引脚a1为低电平vl且第二引脚a2为高电平vh，即控制信号为01时，切换模块102切换debug接口所连的对内端子c与对外端子b实现一对一连接。当第一引脚a1为高电平vh且第二引脚a2为低电平vl，即控制信号为10时，切换模块102切换host接口所连的对内端子c与对外端子b实现一对一连接。当第一引脚a1为高电平vh且第二引脚a2为高电平vh，即控制信号为11时，切换模块102切换swd
接口所连的对内端子c与对外端子b实现一对一连接。以此实现类型为usb type-a接口的通用接口与中央处理器104中otg接口、debug接口、host接口和swd接口四种不同功能接口中任一的选择性连接。
44.本发明实施例提供的多功能接口电路，第一引脚和第二引脚引入信号的各种电位组合分别与一个对内端子相对应，用户可以通过操作硬件控制单元或向软件控制单元输入信号，实现对第一引脚和第二引脚的电位组合的设定，从而实现通用接口不同功能之间的切换，在中央处理器经过首次调试且正常工作的情况下，通过向软件控制单元输入输入信号生成控制信号，既能在电子设备的软件未烧录前和故障过程中提供可靠的硬件接口控制方式，还能在电子设备的正常使用过程中提供更加便利的软件接口控制方式，提高了电路的稳定性和便利程度。
45.本发明实施例提供了一种电子设备。图4为本发明实施例提供的一种电子设备的组成示意图，在前述实施例的基础上，参照图4，电子设备400包括中央处理器104和多功能接口电路100。
46.可选地，图5为本发明实施例提供的另一种电子设备的组成示意图，在前述实施例的基础上，参照图5，中央处理器104包括主处理器501和从处理器502。主处理器501的输出端子包括数据交换端子m1(也称为otg端子，与多选一模拟开关芯片的数据交换接口对应)、网络调试端子m2(也称为debug端子，与多选一模拟开关芯片的网络调试接口对应)和主机端子m3(也称为host端子，与多选一模拟开关芯片的主机接口对应)。从处理器502的输出端子包括串行调试端子m4(也称为swd端子，与多选一模拟开关芯片的串行调试接口对应)。
47.具体地，主处理器501在软件系统下载和软件调试的过程中需要otg端子和debug端子，与调试设备连接。在主处理器501调试完成后，主处理器501可能需要host端子外接所需存储设备。而板卡上的从处理器502在调试过程在需要通过swd端子与调试设备连接。为电子设备400设置多功能接口电路100可以实现电子设备400的单一对外接口的功能切换，满足中央处理器的不同连接需求。
48.本实施例提供的多功能接口电路和电子设备中设置有通用接口、切换模块和控制模块，通用接口用于外接其他设备，其中，其他设备包括调试设备。切换模块包括控制端子、对外端子和与多个类型不同的对内端子；对外端子与通用接口连接；对内端子分别对应连接电子设备内中央处理器的不同类型的输出端子；切换模块用于根据控制端子接入的控制信号，切换与对外端子连接的对内端子，其中，对内端子与其对应的输出端子的类型一致。控制模块包括硬件控制单元，硬件控制单元与控制端子连接，硬件控制单元用于根据用户的操作行为生成控制信号，实现了对电子设备多类型接口的集成，利用切换模块实现了通用接口多种功能的切换，减少了电子设备的对外接口的设置数量，简化了电子设备的结构，提高了电子设备的美观性，提高了用户的使用体验。
49.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种多功能接口电路，其特征在于，应用于电子设备，所述多功能接口电路包括：通用接口、切换模块和控制模块；所述通用接口用于外接其他设备，其中，所述其他设备包括调试设备；所述切换模块包括控制端子、对外端子和与多个类型不同的对内端子；所述对外端子与所述通用接口连接；所述对内端子分别对应连接所述电子设备内中央处理器的不同类型的输出端子；所述切换模块用于根据所述控制端子接入的控制信号，切换与所述对外端子连接的所述对内端子，其中，所述对内端子与其对应的所述输出端子的类型一致；所述控制模块包括硬件控制单元，所述硬件控制单元与所述控制端子连接，所述硬件控制单元用于根据用户的操作行为生成所述控制信号。2.根据权利要求1所述的多功能接口电路，其特征在于，所述控制模块还包括软件控制单元；所述软件控制单元设置于所述中央处理器中，与所述控制端连接，所述软件控制单元用于根据用户的输入信号或所述输出端子的信号有无，生成所述控制信号。3.根据权利要求2所述的多功能接口电路，其特征在于，在对所述中央处理器首次调试或发生故障的情况下，通过操作所述硬件控制单元生成所述控制信号；在所述中央处理器经过首次调试且正常工作的情况下，通过向所述软件控制单元输入所述输入信号生成所述控制信号。4.根据权利要求1所述的多功能接口电路，其特征在于，所述切换模块的控制端包括第一引脚和第二引脚；所述硬件控制单元包括第一跳线帽和第二跳线帽，所述第一跳线帽的输出引脚与所述第一引脚连接，所述第一跳线帽的三个输入引脚分别连接高电平、低电平和悬空端；所述第二跳线帽的输出引脚与所述第二引脚连接，所述第二跳线帽的三个输入引脚分别连接高电平、低电平和悬空端。5.根据权利要求4所述的多功能接口电路，其特征在于，所述切换模块包括多选一模拟开关芯片，所述模拟开关芯片的一个输出端作为所述切换模块的所述对外端子，所述模拟开关芯片的多个输入端分别作为所述切换模块的多个所述对内端子。6.根据权利要求5所述的多功能接口电路，其特征在于，所述多选一模拟开关芯片的输入端的数量为4，所述多选一模拟开关芯片的4个输入端分别作为数据交换接口、网络调试接口、主机接口和串行调试接口。7.根据权利要求6所述的多功能接口电路，其特征在于，在所述第一引脚和所述第二引脚均为高电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述串行调试接口与所述通用接口连接；在所述第一引脚为高电平而所述第二引脚为低电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述主机接口与所述通用接口连接；在所述第一引脚为低电平而所述第二引脚为高电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述网络调试接口与所述通用接口连接；在所述第一引脚和所述第二引脚均为低电平的情况下，所述多选一模拟开关芯片控制所述数据交换接口与所述通用接口连接。8.根据权利要求1所述的多功能接口电路，其特征在于，所述通用接口包括usb type-a接口。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：中央处理器和权利要求1-8任一所述多功能接口电路。10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述中央处理器包括主处理器和从处理器。

技术总结
本发明公开了一种多功能接口电路和电子设备。多功能接口电路包括通用接口、切换模块和控制模块，通用接口用于外接其他设备。切换模块包括控制端子、对外端子和与多个类型不同的对内端子；对外端子与通用接口连接；对内端子分别对应连接电子设备内中央处理器的不同类型的输出端子；切换模块用于根据控制端子接入的控制信号，切换与对外端子连接的对内端子，其中，对内端子与其对应的输出端子的类型一致。控制模块包括硬件控制单元，硬件控制单元与控制端子连接，硬件控制单元用于根据用户的操作生成控制信号，实现了通用接口的功能切换，减少了电子设备的对外接口的设置数量，简化了电子设备的结构，提高了电子设备的美观性和用户的使用体验。和用户的使用体验。和用户的使用体验。


技术研发人员：张红艳
受保护的技术使用者：北京佳讯飞鸿电气股份有限公司
技术研发日：2023.08.24
技术公布日：2023/10/15