一种升级耗材芯片的控制方法及耗材芯片与流程

本发明涉及打印成像耗材技术领域，尤其涉及一种升级耗材芯片的控制方法及耗材芯片。

背景技术：

用于打印机(激光打印机、喷墨打印机或者多功能一体机)的耗材芯片，其存储有关打印耗材盒(墨盒、硒鼓、粉盒等)的信息，主要功能是用于身份识别和记录使用状态。

当耗材芯片采用微控制单元(MCU：micro controller unit，俗称单片机)设计时，MCU要完成与打印机之间的通信，同时对墨量(或粉量)具有记忆或存储功能。因此，MCU包括程序和数据两部分内容。其中，程序区中存储有可被MCU执行的程序代码，完成与打印机通信的是MCU执行程序区程序代码的结果，而有关打印耗材盒的信息，例如碳粉使用量、生产日期、制造厂商、型号、序列号或墨量信息等存储在数据区。绝大多数MCU在与打印机通信过程中，即MCU的CPU在程序区执行程序代码时，为了避免程序代码被意外擦除，程序区的程序代码是无法擦除和写入的，对打印机而言是只读属性。数据区的数据是可以更新的，是可读可写属性。

同时，MCU在功能接口上，主要分为通用输入输出端口(GPIO：General Purpose Input Output)、下载调试端口(Debug端口)、中断口、AD/DA(部分MCU内部集成了AD/DA的功能模块)等功能端口。其中，GPIO是通用输入输出端口，主要用于MCU在运行时从IO口输出高电平和低电平。Debug端口用来将编程设计的代码文件通过Debug口烧录(烧录即写入的意思)到MCU的存储器中，采用Debug口进行数据的烧录，也就是俗称的通过后门模式烧录数据。

但是，采用MCU设计的MCU耗材芯片的Debug端口一般仅用于生产时使用，并采用烧录设备(并非打印机)通过Debug端口对MCU存储器进行程序烧录，烧录完成后，直至芯片寿命结束，其中存储器的程序区的文件是不会更改的。打印机厂家如果要对已经在市场公开销售的耗材芯片的程序区进行修改，就必须对已经在市面流通的MCU耗材芯片进行回收或召回，回收后使用烧录设备进行程序代码烧录。因此，如果打印机想要升级更换与耗材芯片通信的通信协议和指令，则必须要回收并升级MCU耗材芯片的存储器的程序区的程序代码，这造成打印机和MCU耗材芯片升级困难的问题。

技术实现要素：

本发明提供的升级耗材芯片的控制方法及耗材芯片，本发明无需通过回收所述耗材芯片，则能够直接通过打印机实现对所述耗材芯片进行程序升级，降低了所述耗材芯片的生产成本。

第一方面，本发明提供一种升级耗材芯片的控制方法，所述耗材芯片的下载调试端口和通用输入输出端口经总线与打印机连接，所述方法包括：

在耗材芯片上电工作后，判断接收的第一信号是否符合预设特征；

当接收的第一信号不符合预设特征时，则启用第一应用程序并与打印机通信；

当接收的第一信号符合预设特征时，则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

可选地，所述判断接收的第一信号是否符合预设特征包括：

设置一时间窗口，判断是否在所述时间窗口内接收到所述第一信号；其中，所述第一信号是由打印机发送的数据信号或时钟信号；

或者，判断接收到的所述第一信号是否为预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码。

可选地，当设置一时间窗口，判断是否在所述时间窗口内接收到所述第一信号时，所述方法包括：

在所述时间窗口内未接收到所述第一信号时，则启用第一应用程序并与打印机通信；

在所述时间窗口内接收到所述第一信号时；则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

可选地，当判断接收到的所述第一信号是否为预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码时，所述方法包括：

当接收到的所述第一信号不是预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码时，则启用第一应用程序并与打印机通信；

在接收到的所述第一信号是预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码时；则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

可选地，所述编程程序为按照所述打印机与所述耗材芯片对应的下载调试协议执行的程序；其中，

所述下载调试协议为所述耗材芯片固化的烧录和调试程序协议。

可选地，在启用第一应用程序并与打印机通信之后，所述方法还包括：

判断是否收到特殊指令；

当未接收到特殊指令时，则继续判断是否收到特殊指令；

当接收到特殊指令时，则启动升级程序，然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

可选地，所述接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序包括：

接收到由打印机发送的数据信号；

执行下载调试后门模式；

根据所述数据信号擦除存储有第一应用程序和数据的存储区域，并在所述存储区域内写入升级后的第二应用程序和数据。

第二方面，本发明提供一种耗材芯片，所述耗材芯片的下载调试端口和通用输入输出端口经总线与打印机连接，其中，所述耗材芯片包括：

通信接口单元，用于接收第一信号、第二信号和程序升级信号；

控制单元，用于判断接收的第一信号是否符合预设特征；当接收的第一信号不符合预设特征时，则启用第一应用程序并与打印机通信；当接收的第一信号符合预设特征时，则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序；

存储单元，用于存储第一应用程序、第二应用程序和编程程序。

可选地，，所述存储单元包括：

第一存储区域，用于存储编程程序和下载调试协议；

第二存储区域，用于存储第一应用程序和数据；

第三存储区域，用于存储与打印机通信的数据。

可选地，所述存储单元包括：

第二存储区域，用于存储第一应用程序和数据；

第三存储区域，用于存储与打印机通信的数据；

第四存储区域，用于存储升级程序。

本发明实施例提供的升级耗材芯片的控制方法及耗材芯片，所述控制方法主要是利用所述打印机通过固件的方式升级耗材芯片中程序存储区域和数据存储区域的数据，所述耗材芯片通过和所述打印机通信的总线实现所述打印机对所述耗材芯片第一应用程序和数据内容的访问和更新，同样，所述耗材芯片还能够在现有总线的基础上，通过接收所述打印机的程序升级信号启用编程程序或升级程序更新所述耗材芯片第一应用程序和数据实现通信协议和数据及加密验证的完全升级，即，所述方法控制所述打印机自行烧录所述耗材芯片存储单元所存储的第一应用程序和数据。

其中，所述耗材芯片通过通信接口单元连接的总线和所述打印机相连接，在耗材芯片内部，所述通信接口单元分别和所述通用输入输出端口、以及和所述下载调试端口相连接，即，所述下载调试端口与通用输入输出端口共用通信接口单元，使得所述耗材芯片与所述打印机之间可通过通信接口单元实现在总线上通信，还可利用总线经通信接口单元下载和更新所述耗材芯片存储单元的所有数据。同时，下载调试端口和通用输入输出端口共用通信接口单元是指通过通信接口单元，耗材芯片不仅能够输出输入高低电平实现数据交换，而且通过该通信接口单元，可以实现更新耗材芯片存储单元内第一应用程序和数据的文件。

因此，本实施例中所述控制方法一方面无需通过回收所述耗材芯片，则能够通过打印机实现对所述耗材芯片进行程序升级，降低了所述耗材芯片的生产成本。另一方面，所述耗材芯片根据所接收到的程序升级信号控制启用预存储在所述耗材芯片内并用于对所述耗材芯片的第一应用程序和数据进行改写的编程程序或升级程序进行升级的控制方法，该控制方法简单，适宜于所述耗材芯片的生产推广。

附图说明

图1为本发明实施例一升级耗材芯片的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例一中另一升级耗材芯片的控制方法的流程图；

图3为本发明实施例二升级耗材芯片的控制方法的结构示意图；

图4为本发明实施例三耗材芯片与打印机的结构示意图；

图5为本发明实施例三耗材芯片的结构示意图；

图6为本发明实施例四耗材芯片的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种升级耗材芯片的控制方法，如图1所示，所述耗材芯片的下载调试端口和通用输入输出端口经过通信接口单元连接的总线与打印机连接，所述方法包括：

S11、在耗材芯片上电工作后，判断接收的第一信号是否符合预设特征；

S12、当接收的第一信号不符合预设特征时，则启用第一应用程序并与打印机通信；

S13、当接收的第一信号符合预设特征时，则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

本发明实施例提供的升级耗材芯片的控制方法主要是利用所述打印机通过固件的方式升级耗材芯片中的存储单元的程序存储区域和数据存储区域的数据，所述耗材芯片通过和所述打印机通信的总线连接实现所述打印机对所述耗材芯片第一应用程序和数据内容的访问和更新，同样，所述耗材芯片还能够在现有总线的基础上，通过接收所述打印机的程序升级信号启用编程程序或升级程序更新所述耗材芯片第一应用程序为第二应用程序，从而实现通信协议、数据及加密验证等的完全升级，即，所述方法控制所述打印机自行烧录所述耗材芯片的存储单元所存储的应用程序和数据。

其中，所述耗材芯片通过通信接口单元连接的总线和所述打印机相连接，在耗材芯片内部，所述通信接口单元分别和所述通用输入输出端口、以及和所述下载调试端口相连接，即，所述下载调试端口与通用输入输出端口共用通信接口单元，使得所述耗材芯片与所述打印机之间可通过通信接口单元实现在总线上通信，还可利用总线经通信接口单元下载和更新所述耗材芯片的存储单元的所有数据。同时，下载调试端口和通用输入输出端口共用通信接口单元是指通过通信接口单元，耗材芯片不仅能够输出输入高低电平实现数据交换，而且通过该通信接口单元，可以实现更新耗材芯片存储单元内的应用程序和数据的文件。

因此，本实施例中所述控制方法一方面无需通过回收所述耗材芯片，则能够通过打印机实现对所述耗材芯片进行程序升级，降低了所述耗材芯片的生产成本。另一方面，所述耗材芯片根据所接收到的程序升级信号控制启用预存储在所述耗材芯片内并用于对所述耗材芯片的应用程序和数据进行改写的编程程序或升级程序，来进行升级的控制方法，该控制方法简单，适宜于所述耗材芯片的生产推广。

可选地，如图2所示，所述判断接收的第一信号是否符合预设特征包括：

设置一时间窗口，判断是否在所述时间窗口内接收到所述第一信号；其中，所述第一信号是由打印机发送的数据信号或时钟信号；

或者，判断接收到的所述第一信号是否为预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码。

可选地，当设置一时间窗口，判断是否在所述时间窗口内接收到所述第一信号时，所述方法包括：

在所述时间窗口内未接收到所述第一信号时，则启用第一应用程序并与打印机通信；

在所述时间窗口内接收到所述第一信号时；则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

具体的，本实施例中所述方法能够首先设置一时间窗口，在时间窗口外接收到由打印机发送的电平信号时，执行利用第一应用程序对接收的指令进行处理的下载调试前门模式。

或者，在时间窗口内接收到由打印机发送的电平信号时，则接收程序升级信号，启用编程程序即下载调试后门模式实现对第一应用程序改写升级。

可选地，当判断接收到的所述第一信号是否为预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码时，所述方法包括：

当接收到的所述第一信号不是预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码时，则启用第一应用程序并与打印机通信；

在接收到的所述第一信号是预设电压信号、或预设时钟频率信号、或预设代码时；则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

具体的，本实施例所述方法中例如耗材芯片正常的工作电压是3.3V，当最开始接收到的时钟或者数据的电压信号达到4.0V时，则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

或者，例如耗材芯片正常接收到的时钟信号的频率为500Khz，当最开始接收到的1000hz的时钟频率信号时，则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

可选地，所述编程程序为按照所述打印机与所述耗材芯片对应的下载调试协议执行的程序；其中，

所述下载调试协议为所述耗材芯片固化的烧录和调试程序协议。

可选地，所述接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序包括：

接收到由打印机发送的数据信号；

执行下载调试后门模式；

根据所述数据信号擦除存储有第一应用程序和数据的存储区域，并在所述存储区域内写入升级后的第二应用程序和数据。

可选地，在所述根据所述数据信号擦除存储有第一应用程序和数据的存储区域，并在所述存储区域内写入升级后的第二应用程序和数据之后，所述方法还包括：

重新上电工作或初始化；

启用所述第二应用程序，并以所述第二应用程序对应的通信协议或指令与打印机进行通信。

综上所述，本实施例所述控制方法主要是通过下载调试端口实现耗材芯片对第一应用程序的改写，打印机通过与所述编程程序对应的下载调试协议，仿照耗材芯片在出厂时被烧录程序的步骤，进入耗材芯片的后门模式，通过所述下载调试协议的烧录命令完成所述耗材芯片第一应用程序的改写。例如，芯片上电后，执行bootload程序，设置一时间窗口，在时间窗口内接收到数据信号或者时钟信号，则启用下载调试后门模式(即编程程序)，可以对第一应用程序进行改写；相反，在时钟窗口之外接收到电平信号，则启用第一应用程序，即下载调试前门模式，利用第一应用程序对接收的指令进行处理。

另一方面，在所述打印机对所述耗材芯片完成升级后，所述打印机可以启用新的通信协议或者指令与所述耗材芯片通信，升级后的耗材芯片需要启用第二应用程序来实现对新的通信协议或者指令进行响应。比如说，升级前，打印机和耗材芯片均采用IIC通信协议进行通信，并且每条IIC指令均具有专门的处理方法和加密解密算法，同时还可以具有一套特定数据组织结构和数据解释方式。通过打印机对耗材芯片进行升级的方式，升级后可以实现通信协议变成了SPI通信协议，并且SPI指令的处理和加密验证算法已完全不同于升级前，同时数据的组织结构和各个数据的含义也可以重新定义。另外，支持程序升级的耗材芯片的下载调试端口的时序和命令可以实现自主定制和开发，可以区别于其他通用MCU耗材芯片的下载调试时序，比如MCS-51系列单片机、MSP430系列单片机、STM8系列单片机。

例如，如图2和图5所示，本实施例所述耗材芯片包括下载调试端口、通用输入输出端口、通信接口单元、控制单元和存储单元；其中所述存储单元包括用于存储编程程序的第一存储区域、用于存储第一应用程序第二存储区域、和用于存储芯片数据的第三存储区域。所述通用输入输出端口以及所述下载调试端口设置在控制单元上，并分别与通信接口单元连接，控制单元根据下载调试端口所接收的第一信号时，判断启用第一存储区域的编程程序还是第二存储区域的第一应用程序；当启用编程程序时，根据从下载调试端口接收的程序升级信号及后续的第二信号，改写存储在第二存储区域的第一应用程序；当启用第一应用程序时，利用第三存储区域的芯片数据通过通用输入输出端口连接的通信接口单元与成像设备(打印机)进行通信。

当启用编程程序修改完第二存储区域的第一应用程序为第二应用程序后，即完成升级后，用户或者打印机可以通过对所述耗材芯片重新供电，耗材芯片重新上电或初始化后，所述耗材芯片在重新上电工作或初始化后，当接收的第一信号不符合预设特征时，则所述耗材芯片启用第二存储区域的升级后的第二应用程序，以新的通信协议或指令与打印机进行通信，从而可以满足打印机升级后的通信方式。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，如图3所示，在启用第一应用程序并与打印机通信之后，所述方法还包括：

判断是否收到特殊指令；

当未接收到特殊指令时，则继续判断是否收到特殊指令；

当接收到特殊指令时，则启动升级程序，然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序。

综上所述，本实施例所述控制方法中所述耗材芯片程序中预置有用于对所述耗材芯片的第一应用程序进行改写的升级程序，所述打印机发送特殊指令启动所述升级程序，然后通过接收所述打印机后续发送来的第二应用程序，并完成耗材芯片中第一程序擦除，将接收的第二耗材程序写入到所述耗材芯片第二存储区域中去，用以完成芯片的程序升级。然后用户或者打印机可以通过重新上电工作或初始化等方式启用第二应用程序。

例如，如图3和图6所示，本实施例所述耗材芯片包括通信接口单元、控制单元和存储单元；其中所述存储单元包括用于存储第一应用程序的第二存储区域、用于存储芯片数据的第三存储区域、和用于存储升级程序的第四存储区域。控制单元根据通信接口单元接收到的特殊指令，启用第四存储区域的升级程序，同时可以选择退出第二存储区域的第一应用程序；当启用第四存储区域的升级程序时，根据从通信接口单元接收的第二信号，改写存储在第二存储区域的第一应用程序为第二应用程序。

例如，当所述打印机想将所述耗材芯片从IIC协议升级为UART协议通信时，通过控制发送给通信接口单元的信号，让耗材芯片启用第四存储区域的升级程序，从而可以改写所述耗材芯片的第一应用程序，将第二存储区域存储的有关IIC协议和算法的程序删除改写为UART的协议和算法，则所述耗材芯片能够启用新的通信协议。

实施例三

本发明实施例还提供一种耗材芯片，如图4和5所示，所述耗材芯片12的下载调试端口和通用输入输出端口经过通信接口单元连接的总线与打印机11连接，其中，所述耗材芯片12包括：

通信接口单元121，用于接收第一信号、第二信号和程序升级信号；

控制单元122，用于判断接收的第一信号是否符合预设特征；当接收的第一信号不符合预设特征时，则启用第一应用程序并与打印机通信；当接收的第一信号符合预设特征时，则接收程序升级信号，启用编程程序；然后接收第二信号，并根据所述第二信号将第一应用程序改写升级为第二应用程序；

存储单元123，用于存储第一应用程序、第二应用程序和编程程序。

具体的，本实施例所述耗材芯片的存储单元包括程序存储区域和数据存储区域，其中，程序存储区域用于存储第一应用程序、第二应用程序和编程程序；数据存储区域用于存储耗材芯片的芯片数据，例如，通过第一应用程序、第二应用程序与打印机进行通信的数据。

例如，如图4和图5所示，本实施例所述耗材芯片包括下载调试端口、通用输入输出端口、通信接口单元、控制单元和存储单元；其中所述存储单元包括用于存储编程程序的第一存储区域、用于存储第一应用程序的第二存储区域、和用于存储与打印机通信的数据的第三存储区域。所述通用输入输出端口以及所述下载调试端口设置在控制单元上，并分别与通信接口单元连接，控制单元根据下载调试端口所接收的第一信号，判断启用第一存储区域的编程程序还是第二存储区域的第一应用程序；当启用编程程序时，根据从下载调试端口接收的程序升级信号，改写存储在第二存储区域的第一应用程序；当启用第一应用程序时，利用第三存储区域的芯片数据通过通用输入输出端口连接的通信接口单元与成像设备(打印机)进行通信。

当启用编程程序修改完第二存储区域的第一应用程序为第二应用程序后，即完成升级后，用户或者打印机可以通过对所述耗材芯片重新供电，耗材芯片重新上电或初始化后，所述耗材芯片判断接收到预设条件的信号时，则所述耗材芯片启用第二存储区域的升级后的第二应用程序，以新的通信协议或指令与打印机进行通信，从而可以满足打印机升级后的通信方式。

其中，所述耗材芯片通过通信接口单元连接的总线和所述打印机相连接，在耗材芯片内部，所述通信接口单元分别和所述通用输入输出端口、以及和所述下载调试端口相连接，即，所述下载调试端口与通用输入输出端口共用通信接口单元，使得所述耗材芯片与所述打印机之间可通过通信接口单元实现在总线上通信，还可利用总线经通信接口单元下载和更新所述耗材芯片的存储单元的所有数据。同时，下载调试端口和通用输入输出端口共用通信接口单元是指通过通信接口单元，耗材芯片不仅能够输出输入高低电平实现数据交换，而且通过该通信接口单元，可以实现更新耗材芯片存储单元内的应用程序和数据的文件。

同时，所述通信接口单元可以为有线连接模块，或者无线连接模块。有线连接模块例如是电触点、导线、电触针等，而无线连接模块可以是天线、线圈、射频收发模块等。

因此，本实施例中所述控制方法一方面无需通过回收所述耗材芯片，则能够通过通信接口单元接收打印机发送的程序升级信号实现对所述耗材芯片进行程序升级，降低了所述耗材芯片的生产成本。另一方面，所述耗材芯片利用控制单元根据所接收到的程序升级信号控制启用预存储在所述耗材芯片内并用于对所述耗材芯片的第一应用程序和数据进行改写的编程程序或升级程序进行升级的控制方法，控制方法简单，适宜于所述耗材芯片的生产推广。

可选地，如图5所示，所述耗材芯片采用实施例一中所述控制方法进行程序升级，因此，所述耗材芯片还包括：

可选地，，所述存储单元123包括：

第一存储区域，用于存储编程程序；

第二存储区域，用于存储第一应用程序；

第三存储区域，用于存储芯片数据。

实施例四

本实施例所述耗材芯片采用实施例二中所述控制方法进行程序升级，并与实施例三的区别在于，如图6所示，所述存储单元123包括：

第二存储区域，用于存储第一应用程序；

第三存储区域，用于存储芯片数据；

第四存储区域，用于存储升级程序。

本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

需要说明的是，本发明所指的第一信号和第二信号，是指由打印机发送的数据信号或时钟信号，或者二者的组合，当然，如果打印机与耗材芯片之间除了此两个信号外还有其他信号，例如片选信号、复位信号灯，也属于第一信号和第二信号的范畴，只要能够用于实现本发明的目的，在如果打印机与耗材芯片之间传输的信号都可属于本发明所指的第一信号和第二信号。

此外，本发明的控制单元可以为一具体的CPU或微控制器，通信接口单元、控制单元和存储单元可以通过集成电路的方式实现，集成地设置在同一块电路板上。在具体应用上，本发明的耗材芯片可以安装到打印耗材盒上，打印耗材盒中包括容纳墨水或者碳粉的腔体。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。