指令生成电路、耗材芯片以及耗材的制作方法

本发明涉及打印成像技术领域，具体涉及指令生成电路、耗材芯片以及耗材。

背景技术：

授权公告号cn104943395b，授权公告日2016年8月31日的发明专利公开了一种操作指令生成电路和耗材芯片。其中，操作指令生成电路包括：上电初始化模块，其与信号线链接，用于根据信号线传输的信号产生初始化信号；中间信号生成模块，其与上电初始化模块模块和信号线连接，其用于根据初始化信号，结合信号线传输的信号，生成中间信号；指令生成模块，其与上电初始化模块和中间信号生成模块连接，用于根据初始化信号和中间信号或是根据初始化信号、中间信号和信号线传输的信号生成操作指令。该操作指令生成电路能够根据信号线id中传输的信号类型准确判断出打印成像设备的意图，从而有助于耗材芯片及时、准确地响应打印成像设备的动作。

上述操作指令生成电路的电路原理图，该操作指令生成电路在应用于电流源的输出电压为6v或者3v的打印成像设备时，打印机成像设备在读写操作切换时信号线上会产生较高的过冲电压。因此，上述操作指令生成电路仅适用于电流源的输出电压大于6v的打印成像设备，在应用于电流源的输出电压小于6v的成像设备时会导致打印成像系统工作不稳定、耗材芯片使用寿命缩短。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供一种指令生成电路，包括：

初始化模块，与信号线电连接，用于根据所述信号线传输的驱动信号产生初始化信号；

指令生成模块，与所述初始化模块电连接，用于根据所述初始化信号输出有效读信号；

指令控制模块，与信号线和所述指令生成模块电连接，用于根据所述驱动信号：

当所述驱动信号的电压小于预设电压时，输出第一指令控制信号至所述指令生成模块；

当所述驱动信号的电压大于预设电压时，根据所述驱动信号的驱动类型发送第一指令控制信号或者第二指令控制信号至所述指令生成模块；

所述指令生成模块，根据所述第一指令控制信号输出有效读信号，根据所述第二指令控制信号输出有效写信号；

所述预设电压大于6v并且小于15v。

上述技术方案中，在应用于采用输出电压为3v或者6v的电流源的打印成像设备时，指令生成模块在信号线上产生驱动信号以后即输出有效读信号。当打印机成像设备为电流源驱动的读状态时，指令控制模块控制指令生成模块仍然输出有效读信号，使得信号线上的电压不会出现较大的毛刺而变得稳定，提高了打印成像系统的工作稳定性，延长了耗材芯片的寿命。使得该指令生成电路能够适用于多种不同的打印成像设备（采用不同输出电压的电流源的打印成像设备）。

作为优选，所述指令控制模块，当所述驱动信号的电压大于预设电压并且所述驱动信号为弱驱动类型时，输出第一指令控制信号至所述指令生成模块；所述指令控制模块，当所述驱动信号的电压大于预设电压并且所述驱动信号为强驱动类型时，输出第二指令控制信号至所述指令生成模块。

作为优选，所述指令控制模块包括，比较单元、运算单元；所述比较单元与所述信号线电连接，用于根据所述驱动信号的电压：当所述驱动信号的电压大于预设电压时输出第一比较信号至所述运算单元，当所述驱动信号的电压小于预设电压时输出第二比较信号至所述运算单元；所述第一比较信号使得所述运算单元输出第一指令控制信号。

作为优选，所述指令控制模块包括判断单元；所述判断单元，用于根据所述驱动信号的驱动类型：当所述驱动信号为强驱动类型时输出第一判断信号至所述运算单元，当所述驱动信号为弱驱动类型时输出第二判断信号至所述运算单元；所述第一判断信号与所述第二比较信号，使得所述运算单元输出第二指令控制信号；所述第二判断信号与所述第二比较信号，使得所述运算单元输出第一指令控制信号。

作为优选，所述判断单元，与存储模块电连接，用于根据所述存储模块中所存储数据的低六位输出所述第一判断信号或者所述第二判断信号。

作为优选，所述判断单元，与所述信号线电连接，用于根据所述信号线上的驱动信号电流输出所述第一判断信号或者所述第二判断信号。

作为优选，所述运算模块与所述初始模块电连接，用于根据所述初始化信号进行使能。

本发明还提供一种耗材芯片，所述耗材芯片包括：上述任一项所述的指令生成电路。

作为优选，所述耗材芯片还包括：所述存储模块，与所述指令生成模块电连接，用于根据所述指令生成模块输出的有效读/写信号，进行数据的存储或数据的输出。

本发明还提供一种耗材，所述耗材包括：上述任一项所述的耗材芯片。

附图说明

图1是本发明实施例一的耗材芯片的示意图。

图2是本发明实施例一的指令生成电路的电路原理图。

图3是本发明实施例一的指令生成电路的工作流程图。

图4是本发明实施例二的指令生成电路的电路原理图。

图5是本发明实施例二的指令生成电路的工作流程图。

图6是指令生成电路的运算单元的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都收到专利法的保护。

实施例一

本发明提出了一种新的耗材，该耗材适用于通过电压源和电流源来访问耗材的耗材芯片的打印成像设备。该耗材的耗材芯片在应用于采用输出电压小于3v的电流源的打印成像设备时，仍能够保持较高的稳定性和较长的使用寿命。

如图1所示，本实施例所提供的耗材芯片包括：指令生成电路1和存储模块2。指令生成电路1用于识别信号线传输的是电压源信号还是电流源信号，即打印成像设备中与信号线连接的是电压源还是电流源。如果信号线传输的是电压源信号，指令生成电路1则输出写有效信号至存储模块2;如果信号线传输的是电流源信号，指令生成电路1则输出读有效信号至存储模块2。本实施例中，指令生成电路1包括一个用于接收信号线中所传输的信号id的输入端以及两个输出端。这两个输出端分别为读信号输出端rd和写信号输出端wr。本实施例中的存储模块2与指令生成电路1的读信号输出端rd和写指令输出端wr电连接。存储模块2可以采用容易编程和擦写的存储器（例如eeprom、铁电存储器、相变存储器或闪速存储器等），或者是易失性存储器和电源的组合（例如带电池的sram等）作为存储单元。存储模块2根据接收到的有效写信号以及接收到的地址信息（图中未示出地址信息的传输路径），对存储模块的目标地址执行数据的存储操作；存储模块2根据接收到的有效读信号，以及接收到的地址信息对存储模块的目标地址执行数据的输出操作。当指令生成电路输出有效读信号时，表示打印成像设备需要读取耗材芯片中存储的数据。打印成像设备通过采集信号线上的电压来读取数据。此时，耗材芯片的存储模块2根据接收到的地址信号，将存储模块2中目标地址的数据输出到信号线上，以供打印成像设备通过采集信号线的数据来读取耗材芯片中对应地址所存储的信息。

指令生成电路包括初始化模块、指令生成模块、指令控制模块。初始化模块与信号线电连接，用于根据信号线传输的驱动信号产生初始化信号，并将该初始化信号传输给指令生成模块。指令生成模块与初始化模块电连接，用于根据初始化信号输出有效读信号。指令控制模块与信号线和指令生成模块电连接，根据信号线上的驱动信号进行输出有效读信号或者有效写信号。对于存储模块而言，同一时刻仅能执行一种操作（存储数据的写操作或者输出数据的读操作）。因此，指令生成电路可以包括两个输出端用于分别输出有效读信号和有效写信号，也可以仅包括一个输出端用于输出有效读信号或者有效写信号。输出端输出的读信号和写信号可以为高电平有效或者低电平有效。如图2所示，本实施例的指令生成电路1包括读信号输出端rd和写信号输出端wr，当读信号输出端rd高电平时读信号有效，当写信号输出端wr输出高电平时写信号有效。在别的实施例中，也可以在指令生成电路1内部将两个输出端合并为一个输出端，该输出端输出高电平以输出有效读信号，该输出端输出低电平以输出有效写信号。

具体的，本实施例的指令生成电路1包括初始化模块101，指令控制模块102，以及指令生成模块103：

初始化模块101与信号线id电连接，根据信号线上传输的驱动信号，进行初始化并且输出初始化信号至指令生成模块103。

指令控制模块102是由比较单元q1，运算单元aoi，判断单元data_ctrl这三个主体部分以及相关的外围电路组成。其中，rd_n信号是读信号输出端rd的反相，当读信号输出端rd为高电平时rd_n为低电平，当读信号输出端rd为低电平时rd_n为高电平。只有当读信号输出端rd输出高电平（有效读信号）时，rd_n为低电平，使得晶体管t5，t6，t7，t8导通，晶体管t3，t4关断；当读信号输出端rd输出低电平时，rd_n为高电平，使得晶体管t5，t6，t7，t8关断，晶体管t3，t4导通。运算单元aoi的电路原理图如图6所示：当运算单元aoi的输入端c的输入为高电平时，输出端z的输出始终为高电平；当输入端c的输入为低电平时，此时输入端a和输入端b中只要有一个为低电平，则输出端z输出低电平；当输入端c的输入为低电平，输入端a和输入端b的输入同时为高电平时，输出端z输出高电平。存储模块中的各存储单元有8个数据位，该8位数据的低6位可以用于确定信号线id上的驱动信号的驱动类型。驱动信号的驱动类型包括强驱动类型和弱驱动类型。强驱动类型是指打印成像设备中与信号线id连接的是电压源，采用电压源驱动，在采用电压源驱动的情况下信号线id上的驱动信号电流大约为100ma。弱驱动类型是指打印成像设备中与信号线id连接的是电流源，采用电流源驱动，在采用电流源驱动的情况下信号线id上的驱动信号电流大约为1ma。判断单元data_ctrl，与存储模块电连接，根据存储模块中存储单元的低6位数据来判断信号线上驱动信号的驱动类型：当信号线id上的驱动信号为弱驱动类型时，存储模块中存储单元的低6位数据都是高电平，判断单元的输出端rd_hv为低电平；当信号线id上的驱动信号为强驱动类型时，存储模块中存储单元的低6位数据即有高电平也有低电平，判断单元的输出端rd_hv为高电平。

本实施例的指令生成电路：

当信号线id上开始传输驱动信号时初始化模块101进行初始化，初始化模块101的输出por会产生一个高电平脉冲信号作为初始化信号输出至指令生成模块103。该初始化信号在指令生成模块103中有两条支路：其中一条支路经过或非门j3，反相器j5，或非门j6以及反相器j8后会先产生一个高电平脉冲信号，再经过与门j10后在读信号输出端rd输出高电平的有效读信号。另外一条支路，初始化信号经反相器j4后在经过与门j9，缓冲器j11和缓冲器j12后在写信号输出端wr输出低电平的无效写信号。同时，在该支路中的缓冲器j11输出至运算单元的输入端c的信号wr_en为低电平。此时，指令生成模块103输出有效读信号（以及无效写信号）至存储模块，存储模块进入读状态。

在初始化信号完成后初始化模块101的输出por降为低电平，指令生成模块103的锁存器输出保持为低电平，使得指令生成模块保持输出有效读信号（读信号输出端rd为高电平）以及无效写信号（写信号输出端wr为低电平）。在指令控制模块中：

a）当信号线id上的驱动信号的信号电压不大于预设电压时（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v），比较单元q1输出的比较信号为低电平，此时读信号输出端rd输出高电平（有效读信号），rd_n为低电平，使得晶体管t5，t6，t7，t8导通，晶体管t3，t4关断，运算单元aoi的输入端a输入低电平。同时，运算单元aoi的输入端c为低电平，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号为低电平。运算单元aoi输出低电平的指令控制信号至指令生成模块103的或非门j2，使得锁存器的输出仍然为低电平，经反相器j5，或非门j6，反相器j8，以及与门j10后在读信号输出端rd输出高电平的有效读信号。锁存器输出的低电平也被传输至与门j7从而低电平至与门j9,再经缓冲器j11和缓冲器j12后在写信号输出端wr输出低电平的无效写信号。

b）当信号线id上的驱动信号的信号电压大于预设电压时（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v），比较单元q1输出的比较信号为高电平，此时读信号输出端rd输出高电平（有效读信号），rd_n为低电平，使得晶体管t5，t6，t7，t8导通，晶体管t3，t4关断，运算单元aoi的输入端a输入高电平。同时，运算单元aoi的输入端c为低电平，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号根据其输入端b的不同而不同：

i.当信号线id上的驱动信号的驱动类型为弱驱动类型时，判断单元data_ctrl模块的输出端rd_hv输出的判断信号为低电平。判断单元输出低电平的判断信号至运算单元aoi的输入端b，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号为低电平。运算单元aoi输出低电平的指令控制信号至指令生成模块103的或非门j2，使得锁存器的输出仍然为低电平，经反相器j5，或非门j6，反相器j8，以及与门j10后在读信号输出端rd输出高电平的有效读信号。锁存器输出的低电平也被传输至与门j7，经与门j9,经缓冲器j11和缓冲器j12后在写信号输出端wr输出低电平的无效写信号。

ii.当信号线id上的驱动信号的驱动类型为强驱动类型时，判断单元data_ctrl模块的输出端rd_hv输出的判断信号为高电平。判断单元输出高电平的判断信号至运算单元aoi的输入端b，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号为高电平。运算模块aoi输出高电平的指令控制信号至指令生成模块103的或非门j2，使得锁存器的输出为高电平，经反相器j5到达或非门j6。而或非门j6的另一输入为初始化模块101的输出por（此时为低电平），使得与非门j6输出高电平，经反相器j8以及与门j10后在读信号输出端rd输出低电平（无效读信号）。锁存器输出的高电平也被传输至与门j7，与门j7的另一输入端为信号线id（高电平），使得与门j7输出高电平至与门j9。与门j9的另一输入端为初始化模块101的输出por经反相器j4反相后的高电平，使得与门j9输出高电平，再经缓冲器j11和缓冲器j12在写信号输出端wr输出高电平的有效写信号。

综上所述，本实施例所提供的新型耗材，其耗材芯片的指令生成电路的工作流程如图3所示：

1.当信号线id上的产生驱动信号时，指令生成电路首先输出使得存储器读操作有效的有效读信号（以及无效写信号）至存储模块。

2.进一步根据信号线id上驱动信号的信号电压：

如果驱动信号的信号电压不大于预设电压（本实施例中为12v），则输出使得存储器读操作有效的有效读信号（以及无效写信号）至存储模块。

如果驱动信号的信号电压大于预设电压（本实施例中为12v），则由判断单元根据存储模块中存储数据的低6位，判断驱动信号的驱动类型：如果驱动信号为弱驱动类型，则输出使得存储器读操作有效的有效读信号（以及无效写信号）至存储模块；如果驱动信号为强驱动类型，则输出使得存储器写操作有效的有效写信号（以及无效读信号）至存储模块。

因此，本实施例中所提供的耗材，在应用于采用6v或者更低的电压的电流源的打印设备时，不会对信号线id上的负载进行切换，使得信号线id不会有较大的过冲电压产生，使得信号线上的电压不会出现较大的毛刺而变得稳定，提高了打印成像系统的工作稳定性，延长了耗材芯片的寿命。并且使得该指令生成电路能够适用于多种不同的打印成像设备（采用不同输出电压的电流源的打印成像设备）。

实施例二

如图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于指令控制模块采用了不同的判断单元。本实施例中的判断单元包括电阻r2、r3、r4以及晶体管t9、t10。当信号线id上的驱动信号为弱驱动类型时，驱动信号电流（1ma）经过电阻r2、r3分压使得晶体管t10处于关闭状态，经过反相器t5，使得判断单元输出的判断信号为低电平；当信号线id上的驱动信号为强驱动类型时，驱动信号电流（100ma）经过电阻r2、r3分压使得晶体管t10处于打开状态，经过反相器t5，使得判断单元输出的判断信号为高电平。

本实施例的指令生成电路：

当信号线id上开始传输驱动信号时初始化模块101进行初始化，初始化模块101的输出por会产生一个高电平脉冲信号作为初始化信号输出至指令生成模块103。该初始化信号在指令生成模块103中有两条支路：其中一条支路经过或非门j3，反相器j5，或非门j6以及反相器j8后会先产生一个高电平脉冲信号，再经过与门j10后在读信号输出端rd输出高电平的有效读信号。另外一条支路，初始化信号经反相器j4后在经过与门j9，缓冲器j11和缓冲器j12后在写信号输出端wr输出低电平的无效写信号。同时，在该支路中的缓冲器j11输出至运算单元的输入端c的信号wr_en为低电平。此时，指令生成模块103输出有效读信号（以及无效写信号）至存储模块，存储模块进入读状态。

在初始化信号完成后初始化模块101的输出por降为低电平，指令生成模块103的锁存器输出保持为低电平，使得指令生成模块保持输出有效读信号（读信号输出端rd为高电平）以及无效写信号（写信号输出端wr为低电平）。在指令控制模块中：

a）当信号线id上的驱动信号的信号电压不大于预设电压时（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v），比较单元q1输出的比较信号为低电平，此时读信号输出端rd输出高电平（有效读信号），rd_n为低电平，使得晶体管t5，t6，t7，t8导通，晶体管t3，t4关断，运算单元aoi的输入端a输入低电平。同时，运算单元aoi的输入端c为低电平，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号为低电平。运算单元aoi输出低电平的指令控制信号至指令生成模块103的或非门j2，使得锁存器的输出仍然为低电平，经反相器j5，或非门j6，反相器j8，以及与门j10后在读信号输出端rd输出高电平的有效读信号。锁存器输出的低电平也被传输至与门j7从而低电平至与门j9,再经缓冲器j11和缓冲器j12后在写信号输出端wr输出低电平的无效写信号。

b）当信号线id上的驱动信号的信号电压大于预设电压时（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v），比较单元q1输出的比较信号为高电平，此时读信号输出端rd输出高电平（有效读信号），rd_n为低电平，使得晶体管t5，t6，t7，t8导通，晶体管t3，t4关断，运算单元aoi的输入端a输入高电平。同时，运算单元aoi的输入端c为低电平，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号根据其输入端b的不同而不同：

i.当信号线id上的驱动信号的驱动类型为弱驱动类型时，判断单元输出低电平的判断信号至运算单元aoi的输入端b，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号为低电平。运算单元aoi输出低电平的指令控制信号至指令生成模块103的或非门j2，使得锁存器的输出仍然为低电平，经反相器j5，或非门j6，反相器j8，以及与门j10后在读信号输出端rd输出高电平的有效读信号。锁存器输出的低电平也被传输至与门j7，经与门j9,经缓冲器j11和缓冲器j12后在写信号输出端wr输出低电平的无效写信号。

ii.当信号线id上的驱动信号的驱动类型为强驱动类型时，判断单元输出高电平的判断信号至运算单元aoi的输入端b，使得运算单元aoi的输出端z输出的指令控制信号为高电平。运算模块aoi输出高电平的指令控制信号至指令生成模块103的或非门j2，使得锁存器的输出为高电平，经反相器j5到达或非门j6。而或非门j6的另一输入为初始化模块101的输出por（此时为低电平），使得与非门j6输出高电平，经反相器j8以及与门j10后在读信号输出端rd输出低电平（无效读信号）。锁存器输出的高电平也被传输至与门j7，与门j7的另一输入端为信号线id（高电平），使得与门j7输出高电平至与门j9。与门j9的另一输入端为初始化模块101的输出por经反相器j4反相后的高电平，使得与门j9输出高电平，再经缓冲器j11和缓冲器j12在写信号输出端wr输出高电平的有效写信号。

综上所述，本实施例所提供的新型耗材，其耗材芯片的指令生成电路的工作流程如图5所示：

1.当信号线id上的产生驱动信号时，指令生成电路首先输出使得存储器读操作有效的有效读信号（以及无效写信号）至存储模块。

2.进一步根据信号线id上驱动信号的信号电压：

如果驱动信号的信号电压不大于预设电压（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v），则输出使得存储器读操作有效的有效读信号（以及无效写信号）至存储模块。

如果驱动信号的信号电压大于预设电压（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v），则由判断单元根据信号线id上的驱动信号电流，判断驱动信号的驱动类型：如果驱动信号为弱驱动类型，则输出使得存储器读操作有效的有效读信号（以及无效写信号）至存储模块；如果驱动信号为强驱动类型，则输出使得存储器写操作有效的有效写信号（以及无效读信号）至存储模块。

因此，本实施例中所提供的耗材，在应用于采用6v或者更低的电压的电流源的打印设备时：当信号线id上产生驱动信号时，初始化模块101的输出por会使得指令生成模块103锁存器输出低电平至反相器j5，使得反相器j5的输出端vc为高电平，使得晶体管t9开启。然后通过比较单元q1来判断信号线id上的驱动信号的电压是否大于预设电压（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v）：如果不大于12v那么运算单元aoi的输入端a为低电平，输出端z为低电平，经过或非门j2和或非门j3组成的锁存器，会使反相器j5的输出端vc还是高电平。此时，指令生成电路输出有效读信号。

当信号线id上驱动信号的电压大于预设电压（预设电压值的大于6v且小于15v，本实施例中优选为12v）时：

如果此时驱动信号为弱驱动类型，此时通过电阻r3的电压较小，晶体管t10的栅极为低电平。运算单元aoi的输入端b端为低电平，使得运算单元输出低电平的指令控制信号，此时反相器j5的输出端vc还是为高电平，指令生成电路输出有效读信号。

如果此时驱动信号为强驱动类型，此时晶体管t10的栅极为高电平，运算单元aoi的输入端b端为高电平，使得运算单元输出高电平的指令控制信号，此时反相器j5的输出端vc为低电平，指令生成电路输出有效写信号。反相器j5的输出端vc为低电平，使得晶体管t9关断，信号线id上的负载理论上会产生突变。但是，由于此时的信号线id上的电压已经为较高的15v，使得信号线id上的电压不会出现较大的毛刺而变得稳定，提高了打印成像系统的工作稳定性，延长了耗材芯片的寿命。并且使得该指令生成电路能够适用于多种不同的打印成像设备（采用不同输出电压的电流源的打印成像设备）。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。