烧录器、集成电路芯片电路和数据写入系统的制作方法

本实用新型属于集成电路技术领域，尤其涉及一种烧录器、集成电路芯片电路和数据写入系统。

背景技术：

随着半导体技术的快速发展，电路板中使用可编程集成电路芯片也越来越多。电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)、闪存(Flash)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)等因具备可编程功能而在电子行业中倍受青睐。

然而，目前的可编程集成电路芯片，一般需要通过特定接口来完成数据写入，这些特定接口可能是联合测试工作组(Joint Test Action Group，JTAG)接口、在电路编程(In-circuit programmer，ICP)接口、在线系统编程(In-System Programming，ISP)接口或通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口，而通过这些特定接口完成数据写入至少需要使用4根线，并且还需要在将可编程集成电路芯片绑定或者贴片到印刷电路板组件(Printed Circuit Board Assembly，PCBA)之前完成，可见，这种传统数据写入方法很不灵活，也会导致相应的成品生产模式固定，周期过长，使得成品的生产效率远远落后于行业当前需求的增长速度。为了解决该问题，专利申请CN201820598118.2中提供了一种数据写入系统，该系统中，烧录器通过控制集成电路芯片供电正极输入电压电性参数对集成电路芯片进行数据写入，但是当集成电路芯片外接有稳压管、LDO(Low dropout regulator，低压差线性稳压器)、升压等DC电路或电源电路时，由于这些元器件或电路具备稳压、即抑制电压波动的特性，会导致烧录器加载在集成电路芯片供电正极输入电压上的数据无法有效传输到集成电路芯片，致使烧录器无法实现对集成电路芯片的数据写入。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种烧录器、集成电路芯片电路和数据写入系统，以解决集成电路芯片外接有稳压、升压等DC器件，导致烧录器加载在集成电路芯片供电正极输入电压上的数据无法有效传输到集成电路芯片，无法实现集成电路芯片的数据写入的问题。

本实用新型第一方面提供了一种烧录器，用于对集成电路芯片进行数据写入，所述烧录器包括用于发送触发信号至所述集成电路芯片的主控电路和控制所述集成电路芯片供电负极输入电压电性参数的第一信号转换电路；所述主控电路通过所述第一信号转换电路电连接所述集成电路芯片的供电正极和供电负极；

所述触发信号用于使得所述集成电路芯片接收到所述触发信号后，进入数据写入模式。

本实用新型第二方面提供了一种集成电路芯片电路，包括集成电路芯片和第二信号转换电路，所述第二信号转换电路外接或者内置于所述集成电路芯片，所述集成电路芯片的供电正极和供电负极通过所述第二信号转换电路与烧录器进行电连接；

所述集成电路芯片用于接收到所述烧录器发出的触发信号后，进入数据写入模式；

所述第二信号转换电路用于检测所述烧录器在集成电路芯片的供电负极输入电压的电性参数输出对应的转换电平信号；

所述集成电路芯片接收所述第二信号转换电路输出的所述转换电平信号确定所述烧录器传输的数据。

本实用新型第三方面提供了一种集成电路芯片的数据写入系统，所述数据写入系统包括烧录器和集成电路芯片，所述烧录器包括用于发送触发信号至所述集成电路芯片的主控电路和控制所述集成电路芯片供电负极输入电压电性参数的第一信号转换电路，所述主控电路通过所述第一信号转换电路电连接所述集成电路芯片的供电正极和供电负极；

所述触发信号用于使得所述集成电路芯片接收到所述触发信号后，进入数据写入模式。

本实用新型实施例通过将集成电路芯片的供电正极和供电负极与烧录器电连接，烧录器控制集成电路芯片供电负极输入电压电性参数以传输数据至集成电路芯片，解决了集成电路芯片外接有稳压或升压等DC器件时，导致烧录器加载在集成电路芯片供电正极输入电压上的数据无法有效传输到集成电路芯片，无法实现集成电路芯片的数据写入的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种集成电路芯片的数据写入系统结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种集成电路芯片的数据写入系统结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种集成电路芯片的数据写入系统结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种集成电路芯片的数据写入系统中输入电压大小的波形示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种集成电路芯片的数据写入系统中输入电压叠加电信号的波形示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种集成电路芯片的数据写入系统结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种集成电路芯片的数据写入系统结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

如图1、图2和图3所示，为本实用新型实施例提供的一种集成电路芯片的数据写入系统的结构示意图。数据写入系统包括烧录器和集成电路芯片，所述烧录器电连接集成电路芯片的供电正极和供电负极。

其中，如图3所示，所述烧录器包括主控电路和第一信号转换电路，所述主控电路通过所述第一信号转换电路电连接所述集成电路芯片的供电正极和供电负极。

所述主控电路，用于发送触发信号至所述集成电路芯片，以使得所述集成电路芯片接收到所述触发信号后，进入数据写入模式。

所述第一信号转换电路用于控制所述集成电路芯片供电负极输入电压的电性参数。

所述集成电路芯片是指集成电路通过设计、制造、封装和测试后可以独立使用的整体，具备数据处理功能，内置或外接存储器。所述数据写入是指所述烧录器将所述集成电路芯片需要写入的数据传输至所述集成电路芯片，从而更新所述集成电路芯片内置或外接存储内的信息。也就是说，集成电路芯片通过所述烧录器写数据以更新其内置或外接存储器内的信息。所述集成电路芯片可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)或PLD等。所述存储器可以是EEPROM或Flash等。

本申请实施例中，所述集成电路芯片直接通过其自身供电正极和供电负极与所述烧录器的第一信号转换电路电连接。具体地，集成电路芯片通过供电正极和供电负极的输入2线与烧录器的第一信号转换电路电连接，烧录器外接电源，从而形成电路回路。

所述供电正极可以是电源正极VCC(Volt Current Condenser)，也可以是电源正极VDD(Voltage Drain Drain)，根据具体集成电路芯片来选择确定。所述供电负极可以是电源负极VSS，还可以是电源地(Ground，GND)，根据具体集成电路芯片来选择确定。由于所述集成电路芯片通常由单电源供电，因此供电负极接地。为了更清楚地说明本申请，在后续具体实施例的描述中，所述集成电路芯片通过自身供电正极和供电负极与烧录器电连接的方式，如图1 所示，以供电正极为电源正极VDD，供电负极为GND为例进行说明。

需要说明的是，在集成电路芯片封装成为产品后，一般设置有为产品运行而供电的电池座，所述电池座与所述集成电路芯片的供电正极和供电负极输入 2线连接，这时可以隔离所述电池座上的电池供电或者将供电电池从所述电池座上取出，直接通过所述电池座上的电源正极和电源负极触片将所述集成电路芯片与所述烧录器电连接，如图2所示。所述烧录器外接电源，从而形成电路回路。

主控电路发送触发信号至所述集成电路芯片，以使得所述集成电路芯片接收到所述触发信号后，进入数据写入模式。烧录器的第一信号转换电路控制所述集成电路芯片供电负极输入电压的电性参数，从而对集成电路芯片进行数据写入。

所述数据写入模式是指所述集成电路芯片响应所述烧录器进行数据写入的准备状态。

第一信号转换电路控制集成电路芯片供电负极的输入电压的电性参数，可以是控制集成电路芯片供电负极输入电压的大小，比如方波电压，还可以是控制集成电路芯片供电负极输入电压上叠加的电信号的频率。例如，控制集成电路芯片供电负极输入电压上叠加的正弦信号的频率；又如，控制集成电路芯片供电负极输入电压上叠加的三角波、锯齿波等电信号的频率。需要说明的是，此处仅为示例性描述，不解释为对本申请的限制。

作为本申请一实施例，第一信号转换电路控制集成电路芯片供电负极的输入电压的大小来对集成电路芯片进行数据写入，是指第一信号转换电路改变所述集成电路芯片供电负极的输入电压的大小来传输二进制数据“0”和“1”。

其中，不同大小的输入电压，可以从范围[VCC-δ，VCC]中进行选择。VCC 指集成电路芯片供电正极的输入电压，一般为1.8V、3V、或5V等。δ的取值范围为(0，VCC]。此外，还可以从[VCC-δ，VCC]中选取不同数量的输入电压值，可以选择2个，还可以选择8个或16个等。通过选择输入电压值的数量越多，可以使得传输数据的传输效率更高，从而进一步提高数据写入的效率。例如，如图4所示，选择2个输入电压值VCC-δ和VCC，分别来传输二进制数据“0”和“1”。

作为本申请另一实施例，第一信号转换电路控制叠加在集成电路芯片供电负极的输入电压上的电信号的频率对集成电路进行数据写入，是指第一信号转换电路改变叠加在所述集成电路芯片供电负极的输入电压上的电信号的频率来传输二进制数据“0”和“1”。

此外，还可以选择在输入电压上叠加不同数量的电信号频率，可以至少选择2个，还可以选择3个或4个以上等。通过选择电信号频率的数量越多，可以使得传输数据的传输效率更高，从而进一步提高数据写入的效率。例如，如图5所示，控制叠加在所述集成电路供电负极的输入电压上的正弦信号的频率在f1、f2之间切换，来传输二进制数据“0”和“1”。

目前的烧录器是通过集成电路芯片特定的接口，如JTAG接口等，且至少使用4根线，对集成电路芯片内置或外接的存储器进行数据写入，而本实用新型所提供的技术方案仅利用集成电路芯片的供电正极和供电负极输入2线便可以完成数据写入，更加简单方便；此外，由于本实用新型的数据写入不再依赖 JTAG等特定接口，很巧妙地降低了厂商绑定芯片的成本；并且本实用新型所提供的技术方案中，烧录器通过控制集成电路芯片供电负极输入电压的电性参数对集成电路芯片进行数据写入，很好地解决了集成电路芯片外接有稳压或升压等DC器件时，导致烧录器加载在集成电路芯片供电正极输入电压上的数据无法有效传输到集成电路芯片，无法实现集成电路芯片的数据写入的技术问题。

现有技术中，对集成电路芯片内置或外接存储的数据写入需要在将其封装为成品之前完成，导致成品的生产周期过长，无法匹配当前快速增长的行业成品需求。而采用本实用新型所提供的技术方案，在数据写入的先后顺序上，不仅可以与传统模式一样，在有实际需求时，不仅可以先对集成电路芯片进行数据写入，再将完成数据写入后的集成电路芯片制成所需要的成品；还可以先将未进行数据写入的集成电路芯片制成半成品，然后根据其具体的功能需求对早已完成的半成品统一进行数据写入。可见，本实用新型的技术方案相比传统模式，很巧妙且很大程度地缩短了从确定产品需求到生产完所需产品的周期，更加灵活可控。

此外，现有技术中，装配好的电子产品一般无法进行数据写入以完成功能更换，或者需要完成极其繁琐的拆卸才有可能进行数据写入以完成功能更换，而采用本实用新型所提供的技术方案，对于装配好的电子产品，可以直接借助于产品内置集成电路芯片的供电正级、供电负极输入对应电连接的电池座电源正极触片和负极触片来完成数据写入，从而实现对装配好的电子产品的功能更新。由于这些触片外部可见，无需繁琐拆卸，实施起来方便且灵活。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述集成电路芯片接收到所述触发信号后，进入数据写入模式并反馈一个或多个电平信号至烧录器，以提示所述集成电路芯片已进入数据写入模式。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述集成电路芯片还连接有LED和/ 或喇叭。所述集成电路芯片成功进入数据写入模式后，与集成电路芯片电连接的LED灯闪烁和/或喇叭发出声音，来提示所述集成电路芯片已成功进入数据写入模式。通过这种设置，让监测数据写入的工程师能够更快捷且直观地确定集成电路芯片已经成功进入数据写入模式，便于工程师对整个流程进行监控，进一步提高了效率。

进一步地，在上述实施例的基础上，参见图6所示，所述烧录器还包括电源输入电路，所述电源输入电路分别与所述主控电路和所述第一信号转换电路电连接，所述电源输入电路用于外接电源，对所述主控电路和所述第一信号转换电路进行供电。

进一步地，在上述实施例的基础上，再次参见图6所示，所述数据写入系统还包括第二信号转换电路，所述集成电路芯片的供电正极和供电负极通过所述第二信号转换电路与所述第一信号转换电路电连接；所述第二信号转换电路检测所述烧录器在集成电路芯片的供电负极输入电压的电性参数输出对应的转换电平信号，所述集成电路芯片接收所述第二信号转换电路输出的所述转换电平信号确定所述烧录器传输的数据。

其中，第二信号转换电路，如A/D转换器或者比较器等电路。

例如，若第一信号转换电路控制输出至第二信号转换电路供电负极的输入电压的大小在2个值，如VCC-δ和VCC之间切换，则第二信号转换电路对应两个电压值VCC-δ和VCC，分别输出两个不同的转换电平信号，例如一个为高电平，一个为低电平，高电平对应烧录器传输的数据是“0”，低电平对应烧录器传输的数据是“1”。

又如，若第一信号转换电路控制输出至第二信号转换电路供电负极的输入电压的大小在8个值之间切换，则第二信号转换电路对应8个电压值分别输出 8个不同的转换电平信号，该8个不同的转换电平信号分别对应烧录器传输的数据是“0”、“1”、“2”“3”、“4”、“5”“6”或“7”，对应二进制数据“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”。可见，与采用2个输入电压值进行数据传输相比，采用多个输入电压值进行数据传输可以很好地加快数据传输效率。

同样的，与采用2个频率值进行数据传输相比，采用多个频率值进行数据传输也可以加快数据传输效率。

进一步地，在上述实施例的基础上，再次参见图6所示，所述数据写入系统还包括隔离电路，所述隔离电路与所述集成电路芯片电连接，所述集成电路芯片通过所述隔离电路隔离对所述集成电路芯片和烧录器之间的数据传输造成干扰的信号。

实施例二

如图7所示，为本实用新型实施例提供的另一种集成电路芯片的数据写入系统的结构示意图。该实施例对前述实施例作进一步改进，相同之处不再赘述，请参见前述实施例的对应描述，仅描述与前述实施例的不同之处。

图7示出了烧录器内置的第一数据转换电路控制集成电路供电负极的输入电压在VCC和0两个值之间切换时，也即烧录器和集成电路芯片之间的通信电平可在VCC和GND之间切换时的电路图。

烧录器的电源输入电路包括供电输入接口J4，烧录器的第一信号转换电路包括烧录输出接口J5，供电输入接口J4分别与烧录器主控电路、第一信号转换电路电连接，用于外接电源为烧录器的主控电路和第一信号转换电路供电。第二信号转换电路包括烧录输入接口J6，烧录输入接口J6与烧录器的烧录输出接口J5建立电连接。

烧录输入接口J6的引脚2与烧录输出接口J5的引脚2相连接，烧录输入接口J5的引脚2接电源VCC。当烧录器供电输入接口J4外接电源时，烧录器和集成电路芯片端之间即可形成电路回路。

烧录器的主控电路包括供电输入引脚VDD和GND，通过供电输入接口J4 外接电源为主控电路供电。烧录器的主控电路还包括输入输出端口GPIO4、 GPIO5、和GPIO6。第一信号转换电路包括烧录输出接口J5、PMOS管Q3和 NMOS管Q4，电阻R10、R11、R12。

其中，输入输出端口GPIO4与电阻R11的一端电连接，电阻R11的另一端与烧录输出接口J5的引脚1电连接。输入输出端口GPIO5与电阻R10的一端电连接，输入输出端口GPIO5还与PMOS管Q3的栅极电连接，电阻R10的另一端和PMOS管Q3的源极都连接电源VCC，PMOS管Q3的漏极与烧录输出接口J5的引脚1电连接。输入输出端口GPIO6与电阻R12的一端电连接，输入输出端口GPIO6还与NMOS管Q4的栅极电连接，电阻R12的另一端、 NMOS管Q4的源极都接地，NMOS管Q4的漏极与烧录输出接口J5的引脚1 电连接。

集成电路芯片包括PORT2引脚、VDD引脚和GND引脚。第二信号转换电路包括烧录输入接口J6和电阻R14；隔离电路包括二极管D2和电容C2。其中，PORT2引脚为集成电路芯片的一个输入输出接口。

其中，烧录输入接口J6的引脚1与电阻R14的一端电连接，电阻R14的另一端与集成电路芯片的PORT2引脚电连接。烧录输入接口J6的引脚1还与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极电连接于集成电路芯片的GND引脚，集成电路芯片的GND引脚接地。烧录输入接口J6的引脚2分别电连接于集成电路芯片的VDD引脚、电容C2正极，电容C2负极接地。

当第二信号转换电路通过烧录输入接口J6与烧录器的烧录输出接口J5建立电连接，且烧录器的供电输入接口J4外接电源后，烧录器和集成电路芯片端之间即形成电路回路。此时，烧录器主控电路的输入输出端口GPIO5用于控制 PMOS管Q3打开或关闭，烧录器主控电路的输入输出端口GPIO6用于控制 NMOS管Q4打开或关闭。具体的，当输入输出端口GPIO5、GPIO6是低电平0时，PMOS管Q3打开，NMOS管Q4关闭，此时，PMOS管Q3源极的VCC 电平可以从其源极导通至其漏极，由于PMOS管Q3的漏极与烧录输出接口J5 的引脚1电连接，故VCC电平导通至烧录输出接口J5的引脚1；当端口GPIO5、 GPIO6是高电平1时，PMOS管Q3关闭，NMOS管Q4打开，此时，NMOS 管Q4的漏极和源极导通，由于NMOS管Q4的漏极与烧录输出接口J5的引脚 1电连接，故烧录输出接口J5的引脚1的电平被NMOS管Q4的源极拉低为 GND。可见，通过烧录器主控电路的端口GPIO5和GPIO6，可以巧妙地实现烧录输出接口J5引脚1的电压在VCC和0两个电压数值之间切换。

当端口GPIO5是高电平1且GPIO6是低电平0时，PMOS管Q3和NMOS 管Q4都处于关闭状态时，将PORT2引脚设置为输出，烧录器主控电路的输入输出端口GPIO4即可实现通过烧录输出接口J5的引脚1接收集成电路芯片 PORT2引脚发送的反馈电平信号。

当烧录器的烧录输出接口J5引脚1的电压在VCC和0两个数值之间切换时，由于集成电路芯片端的烧录输入接口J6的引脚1与烧录输出接口J5的引脚1是电连接的，集成电路芯片的PORT2引脚设为输入，则集成电路芯片端的烧录输入接口J6引脚1的电压也会在VCC和0两个数值之间切换，并通过电阻R14输入到集成电路芯片的PORT2引脚，此时，集成电路芯片的PORT2引脚接收第二转换电路输出的转换电平信号，确定所述烧录器具体传输的数据。特别的，当烧录输入接口J6引脚1的电压为0时，可以为电容C2充电，当烧录输入接口J6引脚1的电压为VCC时，二极管D2的单向导通性帮助隔离烧录输入接口J6引脚1和集成电路芯片的GND引脚，从而巧妙地保证电容C2 对集成电路芯片VDD引脚放电以维持集成电路芯片正常工作，确保烧录输入接口J6引脚1的电压通过电阻R14输入到集成电路芯片的PORT2引脚。

当PMOS管Q3和NMOS管Q4都处于关闭状态时，集成电路芯片可以通过PORT2引脚反馈一个或多个电平信号至烧录器主控电路的输入输出端口 GPIO4。

当集成电路芯片处于正常工作状态时，是将烧录输入接口J6电连接于供电接口J7连接的BT2电池或DC供电端。当烧录器对集成电路芯片进行数据写入时，烧录输入接口J6与供电接口J7断开连接，烧录输入接口J6与烧录输出接口J5建立电连接。

此外，为了保证集成电路芯片在整个数据写入过程中都能正常工作，会将 PMOS管Q3连续打开且NMOS管Q4连续关闭的时间控制在合理的时间范围内，从而避免烧录输入接口J6引脚1的电压因长时间为VCC而导致集成电路芯片无法正常工作的情况发生。比如，可以采用在通过电平切换来传输特定字节的数据后在一预设时间段内将PMOS管Q3维持为关闭且将NMOS管Q4维持为打开的方式。该预设时间段可结合实际需要的数据传输效率来设定。

本实施例中，烧录器主控是型号为GD32F150G8U6或STM32F103CBT6、 TR16F801B的主控，集成电路芯片是型号为TR16F064B、GD32系列母体或 STM32系列母体的芯片，此处仅为烧录器主控和集成电路芯片型号示例性描述，不解释为对本实用新型的限制。

需要说明的是，本实施例中集成电路芯片端的二极管D2和电阻R14也可以设置于集成电路内部。此外，本实施例中的电路是为了充分说明烧录器通过控制集成电路芯片供电负极输入电压的电性参数对集成电路芯片进行数据写入，而并不对实现烧录器控制集成电路芯片供电负极输入电压的电性参数的电路进行限定，实际上能够实现该过程的电路有多种，如集成电路芯片端的二极管D2 可以用MOS管替代，还可以用三极管或者其他门电路替代，烧录器端包括Q3 和Q4的电路也可以用马达驱动、开关电路等具备同种功能的器件或电路来实现，这些替代所形成的电路均在本实用新型的保护范围之内。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。