专利名称：一种usb通信在线维护的装置和方法
技术领域：
本发明涉及计算才几技术领域，尤其涉及的是， 一种USB接口通信电路 在线维护的装置和方法。
背景技术：
随着计算机应用的普及，外围设备与计算机之间的通讯问题成了各种 应用中关键的一个环节，在各种通讯方式中，USB因其诸多优点而备受青 睐，申请号为200420038273.7的中国实用新型专利"基于USB的可重构密 码协处理器的板级验证电路"公开了一种通过USB接口实现外围设备与计 算机之间通讯的装置，参见图1，该装置的技术方案为，使用USB接口芯 片FT245BM连接USB接口和现场可编程门阵列FPGA,实现计算机和 FPGA之间的数据通信，但是该方案存在的问题是，在数据通信过程中经常 出现数据掉链、USB接口挂起的故障，解决这一故障往往需要重新拔、插 USB接口，使接口芯片FT245BM复位，重新建立数据连接，对于持续大 流量的数据传输，这种故障排除方法显然满足不了应用要求。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种USB通 信在线维护装置和维护方法。
本发明的技术方案如下
一种USB通信在线维护的装置，包括USB接口、 USB接口电路和数据处理电路，所述USB接口电路分别与所述USB接口和所述数据处理电路 相连接，用于所述USB接口和所述数据处理电路之间的数据通信，其中， 所述数据处理电路还包括复位控制模块，其分别与所述USB接口电路和所 述USB接口相连接，用于同时接收来自所述USB接口电路的控制信号1 和来自所述USB接口的控制信号2,并根据所述控制信号1和所述控制信 号2,按预设置条件向所述USB接口电路输出复位信号。
所述的装置，所述复位控制模块包括判断单元和复位输出单元，所述 判断单元分别与所述USB接口电路和所述USB接口相连接，用于接收所述 控制信号1和所述控制信号2,判断所述控制信号1和所述控制信号2符合 所述预设置条件，向所述复位输出单元输出控制信号3，所述复位输出单元 用于响应所述控制信号3，输出复位信号。
所述的装置，所述USB接口电路为芯片FT245BM。 所述的装置，所述控制信号1为FT245BM芯片管脚10的输出信号， 所述控制信号2为所述USB接口的电源总线信号。
所述的装置，所述数据处理电路为现场可编程门阵列FPGA。 一种应用于如权利要求1所述装置的方法，包括如下步骤 Al:所述数据处理电路接收来自所述USB接口电路的控制信号1和来 自所述USB接口的控制信号2;
A2:判断所述控制信号1和所述控制信号2是否同时为高电平，是则 执行步骤A3;
A3:检测控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间，判断所 述持续时间是否超过预设数值，是则执行步骤A4;
A4:向所述USB接口电路输出复位信号，返回步骤A2。 所述的方法，所述预设数值为5秒。
所述的方法，所述复位信号为持续至少5毫秒的低电平脉沖信号。 所述的方法，所述USB接口电路为FT245BM芯片。所述的方法，所述数据处理电if各为现场可编程门阵列FPGA。 所述的方法，所述控制信号1为FT245BM芯片管脚10的输出信号， 所述控制信号2为所述USB接口的电源总线信号。采用上述方案，本发明 通过设置复位控制模块，自动在线检测出USB通信装置的掉链故障，自动 在线向USB接口芯片发出复位信号使之重新复位，不需要重新拔、插USB 数据线，在线解决了通信中断的故障。
图1为现有技术的示意图； 图2是本发明实施例1的示意图； 图3是本发明实施例2的结构示意图； 图4是本发明实施例3的示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。 实施例1
如图2所示，本实施例提供了一种USB接口通信电路在线维护装置， 包括USB接口 10， USB接口电路11和数据处理电路12，本实施例中USB 接口电路11采用接口芯片FT245BM实现其功能，数据处理电路12采用现 场可编程门阵列FPGA实现其功能，当然，本领域技术人员根据需要也可 以选择其他类似硬件，比如接口芯片还可以采用FT245BL 、 FT245RL等， 数据处理电路12也可采用单片机或者复杂可编程门阵列CPLD等，
FT245BM与USB接口 10和数据处理电路FPGA相连接，用于USB 接口 IO和FPGA之间的数据通信，FT245BM与USB接口 10和数据处理 电路FPGA的连接方法已经实现有技术，在此不再赘述，以下重点描述本 发明对现有技术的贡献部分。在数据处理电路FPGA中还设置一复位控制模块121，复位控制模块 121同时接收来自USB接口电路FT245BM的控制信号1——USB—PWREN, 也即FT245BM芯片第10管脚的输出和来自USB接口 10的控制信号2— —USB—VBUS,也即USB接口的+5V端，本实施例中采用该+5V端经过电 阻Rl分压后的信号，复位控制模块121根据控制信号USB—PWREN和控 制信号USB—VBUS的状态，决定是否向FT245BM的复位端(第4管脚) 输出复位信号，具体来说，当USB—VBUS为低电平，USB—PWREN为高电 平时，此时表示USB数据线没有插上，所以此时USB设备一定处于断开的 状态，复位控制才莫块不做出任何动作；USB—VBUS为高，USB一PWREN为 低，此时表示USB线已经插上，且USB通信正常，同样无需处理； USB—VBUS为高，USB—PWREN为高，此种情况表示USB线已经插上， 但是USB设备处于挂起状态，这就表示USB通信出错，但是USB驱动通 常能够回复设备的连接。故在这种情况出现后，需要等待一段时间后再做 判断，如果过了几秒之后仍然为该状态，则表示USB连接一直在错误并且 无法回复，此时就需要给FT245BM中发送一个持续时间为数毫秒的低电平 的复位信号，这样就能恢复USB的连接。
这样，通过设置复位控制模块，自动在线检测出USB通信装置的掉链 故障，自动在线向USB接口芯片发出复位信号使之重新复位，不需要重新 拔、插USB数据线，在线解决了 USB通信中断的故障。
实施例2
本实施例对实施例1中的复位控制模块121进一步做了优化设计，如 图3所示，复位控制模块121包括判断单元1211和复位输出单元1212,判 断单元1211接收控制信号1和控制信号2,并对控制信号1和控制信号2 作出判断和检测，根据判断和检测结果输出信号到复位输出单元1212，控 制其是否输出复位信号USB—RST到USB接口电路的复位端。
例如，所述复位控制模块包括判断单元和复位输出单元，判断单元包括接收模块、第一判断模块、检测模块和第二判断模块，复位输出单元包 括响应模块和输出模块。接收模块接收所述控制信号1和所述控制信号2,
传送到第一判断斗莫块，由其判断所述控制信号1和所述控制信号2是否同
时为高电平，若结果为否，则不作处理，若同时为高电平时，则由检测模
块检测控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间，传送到第二判 断模块，由其判断所述持续时间是否超过预设数值，若结果为否，则不作 处理，若超过预设数值时，输出控制信号3到响应模块，响应模块接收到 控制信号3，则启动输出模块，由输出模块向所述USB接口电路输出复位 信号。
一种实施方式是判断单元1211接收来自USB接口电路FT245BM的控 制信号1——USB—PWREN,也即FT245BM芯片第10管脚的输出和来自 USB接口 10的控制信号2——USB—VBUS,也即USB接口的+5V端，复 位输出单元1212根据控制信号USB—PWREN和控制信号USB_VBUS的状 态，决定是否向FT245BM的复位端(FT245BM的第4管脚)输出复位信 号，这样进一步优化设计数据处理电路结构，提高系统资源利用率。
实施例3
本实施例提供一种应用到上述任一实施例的USB通信在线维护的方 法，图4为本实施例的流程图，该方法包括以下步骤Al:数据处理电路 接收控制信号1和控制信号2; A2:判断控制信号1和控制信号2是否同 时为高电平，若为否，无动作；若为是，则继续执行以下步骤；A3:检测 控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间是否超过预设数值，若 为否，无动作，若为是，继续执行以下步骤；A4:向USB接口电路输出复 位信号，同时返回步骤A2。
为了详细说明上述方法，本实施例中硬件电路USB接口电路11采用接 口芯片FT245BM实现其功能，数据处理电路12采用现场可编程门阵列 FPGA实现其功能，当然，本领域技术人员根据需要也可以选择其他类似硬件，比如接口芯片还可以釆用FT245BL、 FT245RL等，数据处理电路12 也可采用单片机或者复杂可编程门阵列CPLD等。
步骤A1:系统上电以后，FPGA接收控制信号1——USB—PWREN, 也即FT245BM芯片第10管脚的输出和来自USB接口 10的控制信号2— 一USB—VBUS,也即USB接口的+5V端的信号。
步骤A2:判断控制信号l和控制信号2是否同时为高电平，若为否， 无动作；若为是，则继续执行步骤A3。具体来说，当USB—VBUS为低电 平，USB一PWREN为高电平时，此时表示USB数据线没有插上，所以此时 USB设备一定处于断开的状态，复位控制模块不做出任何动作；USB—VBUS 为高，USB—PWREN为低，此时表示USB线已经插上，且USB通信正常， 同样无需处理；USB—VBUS为高，USB—PWREN为高，此种情况表示USB 线已经插上，但是USB设备处于挂起状态，这就表示USB通信出错，继续 步骤A3。
步骤A3:检测、判断控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时 间是否超过预设数值，若为否，无动作，若为是，继续执行以下步骤；在 具体应用中，USB驱动通常能够回复设备的连接状态，故在USB—VBUS、 USB—PWREN都为高的情况下，需要检测其是否持续为高电平超过了预设 时间，如果过了这一时间以后仍然都为高电平状态，则表示USB连4妾一直 在错误并且无法回复，此时继续执行步骤A4，本步骤中上述预设时间优选 设置为5秒钟。
步骤A4:向USB接口电路输出复位信号，同时返回步骤A2;本步骤 在上述步骤的基础上给FT245BM的复位端发送一个持续时间为数毫秒的 低电平复位信号USB一RST,这样就能恢复USB的连接，优选的，复位信 号USB一RST的低电平时间至少为5毫秒。
又一个例子，如图3所示，将上述方法作如下优化，数据处理电路12 中设置复位控制模块121,复位控制模块121中设置判断单元1211和复位
9输出单元1212,判断单元1211接收控制信号1和控制信号2，并对控制信 号1和控制信号2作出判断和检测，根据判断和检测结果输出信号到复位 输出单元1212,控制其是否输出复位信号USB一RST到USB接口电路的复 位端。具体来说，判断单元1211判断控制信号1和控制信号2是否同时为 高电平，若为是，则继续检测、判断控制信号1和控制信号2同时为高电 平的持续时间是否超过预设数值，若为是，则向复位输出单元1212输出控 制信号3，复位输出单元1212响应于控制信号3向USB接口电路输出复位 信号，之后，判断单元1211继续判断控制信号1和控制信号2是否同时为 高电平，重复以上步骤，直到故障排除。
这样，通过复位控制模块对控制信号1和控制信号2综合判断，自动 在线检测出USB通信装置的掉链故障，自动在线向USB接口芯片发出复位 信号使之重新复位，不需要重新拔、插USB数据线，在线解决了 USB通信 中断的故障。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以 改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护 范围。
权利要求
1、一种USB通信在线维护的装置，包括USB接口、USB接口电路和数据处理电路，所述USB接口电路分别与所述USB接口和所述数据处理电路相连接，用于所述USB接口和所述数据处理电路之间的数据通信，其特征在于，所述数据处理电路还包括复位控制模块，其分别与所述USB接口电路和所述USB接口相连接，用于同时接收来自所述USB接口电路的控制信号1和来自所述USB接口的控制信号2，并根据所述控制信号1和所述控制信号2，按预设置条件向所述USB接口电路输出复位信号。
2、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述复位控制模块包 括判断单元和复位输出单元，所述判断单元分别与所述USB接口电路和所 述USB接口相连接，用于接收所述控制信号l和所述控制信号2，判断所 述控制信号1和所述控制信号2符合所述预设置条件，向所述复位输出单 元输出控制信号3，所述复位输出单元用于响应所述控制信号3，输出复位 信号。
3、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述USB接口电路 为芯片FT245BM。
4、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制信号1为 FT245BM芯片管脚10的输出信号，所述控制信号2为所述USB接口的电 源总线信号。
5、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据处理电路为 现场可编程门阵列FPGA。
6、 一种应用于如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括如下步骤Al:所述数据处理电路接收来自所述USB接口电路的控制信号1 和来自所述USB接口的控制信号2;A2:判断所述控制信号1和所述控制信号2是否同时为高电平，是 则执行步骤A3;A3:检测控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间，判断 所述持续时间是否超过预设数值，是则执行步骤A4;A4:向所述USB接口电路输出复位信号，返回步骤A2。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设数值为5秒。
8、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述复位信号为持续 至少5毫秒的低电平脉冲信号。
9、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述USB接口电路 为FT245BM芯片。
10、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据处理电路为 现场可编程门阵列FPGA。
11、 根根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制信号l为 FT245BM芯片管脚IO的输出信号，所述控制信号2为所述USB接口的电 源总线信号。
全文摘要
本发明公开了一种USB通信在线维护装置，包括USB接口、USB接口电路和数据处理电路，所述USB接口电路分别与所述USB接口和所述数据处理电路相连接，用于所述USB接口和所述数据处理电路之间的数据通信，所述数据处理电路还包括复位控制模块；本发明还公开了一种USB通信在线维护方法；自动在线检测出USB通信装置的掉链故障，自动在线向USB接口芯片发出复位信号使之重新复位，不需要重新拔、插USB数据线，在线解决了通信中断的故障。
文档编号G06F13/40GK101650702SQ20091008877
公开日2010年2月17日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者宫光勇, 伟 邢, 邵寅亮 申请人:北京巨数数字技术开发有限公司