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一种电压处理电路、方法及计算机可读存储介质与流程

2022-12-03 03:17:15 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及计算机技术领域,具体涉及一种电压处理电路、方法及计算机可读存储介质。


背景技术:

2.在实际应用中,处理器需要与不同类型的外围器件相连,通过与外围器件的配合,实现控制、数据存储、数据传输等预期功能。在实现这些预期功能的过程中,处理器以及外围器件的通信端口通常需要工作在预设的工作电压下,才能正常进行数据传输。
3.以安全数字卡(secure digital card,sd卡)为例,其包括端口工作电压为1.8v和3.3v两种类型,当处理器的通信端口与sd卡的通信端口的工作电压不相同时,二者将无法直接进行数据传输。
4.为解决这一问题,现有技术在处理器与sd卡之间连接电平转换芯片,电平转换芯片不仅能够为sd卡提供满足其通信端口要求的工作电压,同时,还可通过内部的电压调节电路确保二者之间可以正常进行数据传输。然而,增设电平转换芯片会导致处理器的外围电路更为复杂,系统整体成本更高。


技术实现要素:

5.有鉴于此,本技术致力于提供一种电压处理电路、方法及计算机可读存储介质,在确保处理器与外围器件正常通信的情况下,取消电平转换芯片,降低处理器外围电路的复杂度以及系统整体的成本。
6.第一方面,本技术提供一种电压处理电路,包括:处理器及电压切换电路,其中,所述处理器包括第一电源端口、通信端口以及主控端口,所述电压切换电路包括供电端口和被控端口;所述供电端口经所述第一电源端口与所述处理器的通信端口相连;所述处理器的通信端口与外围器件的通信端口相连,用于为所述外围器件的通信端口提供工作电压;所述主控端口与所述被控端口相连;所述处理器,用于识别所述外围器件的端口工作电压,并基于所述端口工作电压输出控制信号;所述电压切换电路,用于响应于所述控制信号,输出与所述端口工作电压匹配的工作电压。
7.在本技术中提供的电压处理电路中,电压切换电路的供电端口经第一电源端口与处理器的通信端口相连,而处理器的通信端口又与外围器件的通信端口相连,为外围器件的通信端口提供工作电压,基于这一连接关系,电压切换电路只要输出与外围器件的端口工作电压匹配的工作电压,不仅可以满足外围器件的端口对于工作电压的要求,同时,还可以确保处理器与外围器件的通信端口之间的工作电压相互匹配,进而满足数据传输要求,本技术以电压切换电路取代现有技术中使用的电平转换芯片,可以有效简化处理器的外围电路的复杂度,有助于降低系统整体成本。
8.在一种可能的实施方式中,所述处理器还包括:与所述主控端口相连的第二电源端口,且所述第二电源端口与所述第一电源端口电气隔离。
9.在本技术中,处理器设置与主控端口相连的第二电源端口,由于第二电源端口与第一电源端口电气隔离,当电压切换电路切换输出至第一电源端口的工作电压时,不会影响第二电源端口对主控端口的供电,从而确保处理器中通信端口以外的其他端口正常工作。
10.在一种可能的实施方式中,所述主控端口包括第一主控端口和第二主控端口;所述控制信号包括:在待输出的工作电压与所述端口工作电压相匹配情况下的第一控制信号,或者,在待输出的工作电压与所述端口工作电压不匹配情况下的第二控制信号,所述待输出的工作电压包括第一工作电压或第二工作电压;所述电压切换电路包括电源切换电路,其中,所述电源切换电路的第一输入端口连接用于提供所述第一工作电压的第一电源;所述电源切换电路的第二输入端口连接用于提供所述第二工作电压的第二电源;所述电源切换电路的输出端口作为所述电压切换电路的供电端口;所述电源切换电路的第一控制端与所述第一主控端口相连,所述电源切换电路的第二控制端与所述第二主控端口相连;所述电源切换电路,用于:响应于所述第一主控端口的第一控制信号以及所述第二主控端口的第二控制信号,连通所述第一输入端口和所述输出端口,或者,响应于所述第一主控端口的第二控制信号以及所述第二主控端口的第一控制信号,连通所述第二输入端口和所述输出端口。
11.在本技术提供的电压处理电路中,电压切换电路基于可控开关搭建电压切换电路,使用两个通用输入/输出端口对电压切换电路进行控制,与现有技术中使用的电平转换芯片相比,不仅能够确保处理器以及sd卡通信端口的正常工作,满足正常的数据传输要求,而且具有电路结构简单,成本低的优点。
12.在一种可能的实施方式中,所述控制信号包括:在第一工作电压与所述端口工作电压匹配时输出的第一控制信号,或者,在第二工作电压与所述端口工作电压匹配时输出的第二控制信号;所述电压切换电路包括调压电路,其中,所述调压电路的输入端口连接用于提供预设电压的第三电源;所述调压电路的输出端口作为所述电压切换电路的供电端口,所述调压电路的控制端作为所述电压切换电路的被控端口;所述调压电路,用于:响应于所述第一控制信号,输出所述第一工作电压,或者,响应于所述第二控制信号,输出所述第二工作电压。
13.在本技术提供的电压处理电路中,给出电压切换电路的另一种可选实现方式,同样可以通过调压电路取代现有技术中使用的电平转换芯片,与现有技术中使用的电平转换芯片相比,不仅能够确保处理器以及sd卡通信端口的正常工作,满足正常的数据传输要求,而且具有电路结构简单,成本低的优点。
14.在一种可能的实施方式中,所述调压电路包括:稳压器和分压电路,其中,
所述稳压器的输入端口作为所述调压电路的输入端口;所述稳压器的输出端口与所述分压电路的输入端口相连;所述分压电路的输出端口作为所述调压电路的输出端口,所述分压电路的控制端作为所述调压电路的控制端;所述分压电路,用于:响应于所述第一控制信号,按照第一分压比例分压,以输出所述第一工作电压,或者,响应于所述第二控制信号,按照第二分压比例分压,以输出所述第二工作电压。
15.在本技术提供的电压处理电路中,电压切换电路基于稳压器以及电阻、开关管构建的分压电路实现,与现有技术中使用的电平转换芯片相比,不仅能够确保处理器以及sd卡通信端口的正常工作,满足正常的数据传输要求,而且具有电路结构简单,成本低的优点。
16.在一种可能的实施方式中,所述通信端口包括sdio端口,所述外围器件包括sd卡。
17.在本技术中,外围器件为sd卡,解决实际应用中最为常用的外围器件的通信端口的供电问题。
18.第二方面,本技术提供一种电压处理方法,应用于本发明第一方面任一项所述电压处理电路,所述电压处理电路包括处理器和电压切换电路,所述方法包括:识别与所述处理器相连的外围器件的端口工作电压;根据所述端口工作电压输出控制信号,所述控制信号用于控制所述电压切换电路输出与所述端口工作电压匹配的工作电压。
19.本技术提供的电压处理方法,基于前述任一实施例提供的电压处理电路,可以实现电压切换电路输出的工作电压的切换控制,使得电压切换电路输出的工作电压与外围器件的端口工作电压相互匹配,满足处理器与外围器件的数据传输需求。
20.在一种可能的实施方式中,所述识别与所述处理器相连的外围器件的端口工作电压,包括:发送电压识别指令,所述电压识别指令包括所述电压切换电路输出的当前工作电压;根据所述外围器件响应于所述电压识别指令反馈的应答信息,确定所述外围器件的端口工作电压;其中,所述应答信息表征所述外围器件的端口工作电压是否与所述当前工作电压匹配。
21.本技术提供的电压处理方法,基于电压识别指令识别外围器件的端口工作电压,由于电压识别指令属于处理器与外围器件建立连接关系过程中的特殊指令,处理器与外围器件的通信端口之间的工作电压是否匹配,并不会影响电压识别指令的传输,可确保有效的识别外围器件的端口工作电压。
22.在一种可选的实施方式中,所述当前工作电压为第一工作电压;根据所述端口工作电压输出控制信号,包括:若所述应答信息表征所述外围器件的端口工作电压与所述第一工作电压匹配,输出用于控制所述电压切换电路输出第一工作电压的控制信号;若所述应答信息表征所述外围器件的端口工作电压与所述第一工作电压不匹配,
输出用于控制所述电压切换电路输出第二工作电压的控制信号。
23.本技术提供的电压处理方法,给出一种控制信号的具体输出方法,能够有效应对端口工作电压与当前工作电压之间的不同匹配情况,进而满足实际应用中的数据传输需求。
24.第三方面,本技术提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如本技术第一方面中任一项所述电压处理方法的步骤。
25.基于上述内容,本技术提供的电压处理电路,包括处理器和电压切换电路,电压切换电路的供电端口经第一电源端口与处理器的通信端口相连,而处理器的通信端口又与外围器件的通信端口相连,为外围器件的通信端口提供工作电压,基于这一连接关系,电压切换电路只要输出与外围器件的端口工作电压匹配的工作电压,不仅可以满足外围器件的端口对于工作电压的要求,同时,还可以确保处理器与外围器件的通信端口之间的工作电压相互匹配,进而满足数据传输要求,因此,本技术以电压切换电路取代现有技术中使用的电平转换芯片,可以有效简化处理器的外围电路的复杂度,有助于降低系统整体成本。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是现有技术中处理器与sd卡之间的连接关系示意图。
28.图2是本发明实施例提供的一种电压处理电路的结构框图。
29.图3是本发明实施例提供的一种电压处理电路的电路拓扑图。
30.图4是本发明实施例提供的一种可控开关的电路拓扑图。
31.图5是本发明实施例提供的另一种电压处理电路的电路拓扑图。
32.图6是本发明实施例提供的一种电压处理方法的流程图。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。
34.在实际应用中,处理器需要与不同类型的外围器件相连,通过与外围器件的配合,实现控制、数据存储、数据传输等预期功能。在实现这些预期功能的过程中,除了需要接入满足自身运行要求的供电电压,处理器以及外围器件的通信端口通常需要工作在预设的工作电压下,才能正常的进行数据传输。
35.安全数字卡(secure digital card,sd卡)是实际应用中最为常见的一种外围器件,其具有高存储容量、高数据传输率、极大的移动灵活性以及较高的安全性等优点,随着sd卡技术的发展,sd卡通信端口的工作电压由最初的1.8v,发展为1.8v和3.3v两种,而通常情况下,处理器的通信端口的工作电压为1.8v,因此,处理器的通信端口与sd卡的通信端口
的工作电压不不匹配的情况经常发生,处理器与sd卡之间无法直接进行数据传输。
36.为解决这一问题,现有技术在处理器与sd卡之间连接电平转换芯片,如图1所示,电源v
dd1
经处理器的供电端口v
dd
_p1 与处理器的通信端口sdio_cpu相连,为通信端口sdio_cpu提供工作电压,同时,电源v
dd1
经电平转换芯片的供电端口v
dd
_p2 与电平转换芯片的通信端口sdio_a相连,为通信端口提供工作电压,通信端口sdio_cpu与通信端口sdio_a相连,能够进行数据传输。通常,电源v
dd1
输出的工作电压为1.8v。电源v
dd2
(输出的工作电压为3.3v)经电平转换芯片的电源端口v
dd
_p3与自身的通信端口sdio_b相连,为通信端口sdio_b提供工作电压。需要说明的是,电源端口v
dd
_p3与通信端口sdio_b之间设置有电压调节电路(图中未示出),能够改变电源端口v
dd
_p3输出至通信端口的具体电压。电平转换芯片的通信端口sdio_b与sd卡的通信端口sdio_sd相连,能够进行数据传输。进一步的,处理器还通过一个gpio接口与电平转换芯片的控制端sel相连,通过该gpio接口,处理器可以控制电平转换芯片中电源端口v
dd
_p3输出至通信端口sdio_b的工作电压。
37.在实际应用中,处理器默认sd卡的通信端口的工作电压为3.3v,gpio接口输出低电平,控制电源端口v
dd
_p3输出至通信端口sdio_b的工作电压为3.3v,确保通信端口sdio_b正常工作;相反的,如果sd卡的通信端口的工作电压为1.8v,处理器经gpio接口输出高电平,控制电源端口v
dd
_p3输出至通信端口sdio_b的工作电压为1.8v,同样可以保证通信端口sdio_b正常工作。
38.发明人研究发现,图1所示现有技术中设置的电平转换芯片,不仅能够为sd卡提供满足其通信端口要求的工作电压,同时,还可通过内部的电压调节电路确保二者之间可以正常进行数据传输。然而,增设电平转换芯片会导致处理器的外围电路更为复杂,系统整体成本更高。
39.为解决现有技术存在的问题,本技术提供一种电压处理电路,该电路包括处理器和电压切换电路,电压切换电路的供电端口经第一电源端口与处理器的通信端口相连,而处理器的通信端口又与外围器件的通信端口相连,电压切换电路输出与外围器件的端口工作电压匹配的工作电压,不仅可以满足外围器件的端口对于工作电压的要求,同时,还可以确保处理器与外围器件的通信端口之间的工作电压相互匹配,满足数据传输要求,取代现有技术中使用的电平转换芯片,可以有效简化处理器的外围电路的复杂度,有助于降低系统整体成本。
40.参见图2,图2是本发明实施例提供的一种电平处理电路的结构框图,本实施例提供的电平处理电路包括:处理器10和电压切换电路20,其中,处理器10包括第一电源端口v
dd
io1、通信端口io_cpu以及主控端口gpio_c,电压切换电路20包括供电端口p1和被控端口p2。
41.基于上述端口设置,电压切换电路20的供电端口p1与处理器10的第一电源端口v
dd
io1相连,第一电源端口v
dd
io1进一步与处理器10的通信端口io_cpu相连,供电端口p1经第一电源端口v
dd
io1为处理器的通信端口io_cpu提供工作电压。进一步的,处理器10的通信端口io_cpu与外围器件30的通信端口io_w相连,可以为外围器件30的通信端口io_w提供工作电压。由此可见,电压切换电路20可以同时为处理器10以及外围器件30的通信端口提供工作电压,而且,通信端口io_cpu与通信端口io_w所的工作电压永远是相同的。
42.进一步的,处理器10的主控端口gpio_c与电压切换电路20的被控端口p2相连,主
控端口gpio_c可以向被控端口p2输出控制信号,进而对电压切换电路20输出的工作电压进行控制。
43.基于上述连接关系,本实施例提供的电压处理电路在实际应用中,处理器10首先识别外围器件30的端口工作电压,并基于所得端口工作电压,经主控端口gpio_c输出控制信号至电平变换电路20,响应于该控制信号,电压切换电路20输出与端口工作电压匹配的工作电压。
44.可以理解的是,电压切换电路20输出的工作电压是否与端口工作电压匹配,需要结合实际的应用场景以及具体的控制需求确定。在最为理想的情况下,电压切换电路20输出的工作电压与端口工作电压完全一致,那么二者必然匹配,当然这在实际应用中较难实现。通常,在满足通信要求的情况下,允许电压切换电路20输出的工作电压与端口工作电压之间存在偏差,而偏差的大小,是由具体的控制需求以及数据通信过程中的容错能力决定的,本发明对于电压切换电路20输出的工作电压是否与端口工作电压匹配的具体判断标准不做限定。至于处理器10识别外围器件30的端口工作电压以及控制电压切换电路输出工作电压的具体实现方式,将在后续内容中展开,此处暂不详述。
45.如前所述,电压切换电路20的供电端口p1同时为处理器10以及外围器件30提供工作电压,因此,当电压切换电路20输出与端口工作电压匹配的工作电压时,即可保证通信端口io_cpu与通信端口io_w正常工作,顺利完成数据传输。
46.需要说明的是,为清楚的说明各端口之间的连接关系,图2所示的连接关系中,处理器10自身各端口之间的连接以虚线示出,通信端口io_cpu与通信端口io_w之间由于存在数据传输关系,采用双向箭头示出,在后续各个实施例中,将采用相同的表现方式,不再一一强调。
47.如图2所示,在一些可能的实施例中,处理器10还包括第二电源端口v
dd
io2,第二电源端口v
dd
io2与处理器10的主控端口gpio_c相连,当然,在实际应用中,第二电源端口v
dd
io2的另一端还需要连接相应的工作电源(图2中未示出),该工作电源通过第二电源端口v
dd
io2为主控端口gpio_c以及主控端口gpio_c以外的其他通用端口提供工作电压。
48.更为重要的是,第二电源端口v
dd
io2与第一电源端口v
dd
io1之间是电气隔离的,当电压切换电路20切换输出至第一电源端口v
dd
io1的工作电压时,不会影响第二电源端口v
dd
io2对与其连接的各端口的供电,从而确保处理器10中通信端口io_cpu以外的其他端口以及既定功能正常工作。
49.进一步的,在一些可能的实施例中,处理器10还包括检测端口det,处理器10通过检测端口det接收检测信号,并通过检测信号确定是否连接外围器件30。至于检测是否连接外围器件30的具体实现过程,同样在后续内容中展开,此处暂不详述。
50.综上所述,本发明提供的电压处理电路中,电压切换电路的供电端口经第一电源端口与处理器的通信端口相连,而处理器的通信端口又与外围器件的通信端口相连,为外围器件的通信端口提供工作电压,基于这一连接关系,电压切换电路只要输出与外围器件的端口工作电压匹配的工作电压,不仅可以满足外围器件的端口对于工作电压的要求,同时,还可以确保处理器与外围器件的通信端口之间的工作电压相互匹配,进而满足数据传输要求,本技术以电压切换电路取代现有技术中使用的电平转换芯片,可以有效简化处理器的外围电路的复杂度,有助于降低系统整体成本。
51.下面结合多个实施例,对实现电压处理电路的不同方式予以详细介绍。需要说明的是,在后续各个实施例中,外围器件30均以sd卡为例进行说明,相应的,处理器10与sd卡30之间进行通信的通信端口即为sdio端口。
52.参见图3,图3所示为本发明实施例提供的一种电压处理电路的电路拓扑图,在本实施例中,电压切换电路20具体由电源切换电路实现。
53.如图3所示,电源切换电路20包括第一可控开关sw0和第二可控开关sw1,其中,第一可控开关sw0的第一端作为电源切换电路20的第一输入端口,与用于提供第一工作电压的第一电源40相连,相应的,第二可控开关sw1的第一端作为电源切换电路20的第二输入端口,与用于提供第二工作电压的第二电源50相连。第一可控开关sw0的第二端与第二可控开关sw1的第二端相连,且连接点作为电源切换电路20的输出端口,当然,也是作为电压切换电路的供电端口p1,与处理器10的第一电源端口v
dd
io1相连。第一可控开关sw0的控制端作为电源切换电路20的第一控制端,相应的,第二可控开关sw1的控制端作为电源切换电路20的第二控制端,进一步的,电源切换电路20的第一控制端和第二控制端共同组成电压切换电路的被控端口p2。
54.结合上述内容以及图3所示,由于电源切换电路20具体包括第一控制端和第二控制端两个控制端,且可控开关的关断与闭合需要分别控制,因此,处理器10的主控端口同样需要包括两个,即第一主控端口gpio_c1和第二主控端口gpio_c2,在实际应用中,二者均可以基于处理器10的通用输入/输出端口实现。结合图3所示,电源切换电路20的第一控制端与第一主控端口gpio_c1相连,电源切换电路20的第二控制端与第二主控端口gpio_c2相连。
55.基于上述连接关系,第一电源40输出的第一工作电压或者第二电源50输出的第二工作电压,均为待输出至处理器10第一电源端口v
dd
io1的工作电压,不论具体输出哪一个电源提供的工作电压,处理器10均需要对第一可控开关sw0和第二可控开关sw1同时进行控制。对于任一主控端口而言,其输出的控制信号应为第一控制信号或第二控制信号中的一个,其中,在待输出的工作电压与端口工作电压相匹配情况下,应输出第一控制信号;相应的,在待输出的工作电压与端口工作电压不匹配情况下,应输出第二控制信号。
56.在一种应用场景中,第一电源40输出的第一工作电压与sd卡30的端口工作电压匹配,相应的,第二电源50输出的第二工作电压与sd卡30的端口工作电压不匹配。此种情况下,第一主控端口gpio_c1输出第一控制信号、第二主控端口gpio_c2输出第二控制信号,响应于前述控制信号,第一可控开关sw0闭合,连通电源切换电路20的第一输入端口和输出端口,实现第一工作电压的输出,相应的,第二可控开关sw1断开,第二工作电压不会输出。
57.在另一种应用场景中,第一电源40输出的第一工作电压与sd卡30的端口工作电压不匹配,相应的,第二电源50输出的第二工作电压与sd卡30的端口工作电压匹配。此种情况下,第一主控端口gpio_c1输出第二控制信号、第二主控端口gpio_c2输出第一控制信号,响应于前述控制信号,第一可控开关sw0断开,第一工作电压无法输出,相应的,第二可控开关sw1闭合,连通电源切换电路20的第二输入端口和输出端口,实现第二工作电压的输出。
58.结合图3所示,外围器件为sd卡的应用场景下,如果第一工作电压为1.8v,则第二工作电压可以为3.3v,当然,如果第一工作电压3.3v,第二电源50输出的第二工作电压则为1.8v。需要说明的是,对于第一工作电压以及第二工作电压的具体取值,需要结合实际的应
用场景选择,本发明对此不做限定。
59.在实际应用中,第一工作电压和第二工作电压中总会有一个是与sd卡30的端口工作电压匹配的,因此,通过本实施例提供的电压处理电路,能够有效确保处理器10与sd卡之间的通信端口的工作电压相互匹配。
60.综上所述,图3所示实施例提供的电压处理电路,电压切换电路基于可控开关搭建电压切换电路,使用两个通用输入/输出端口对电压切换电路进行控制,与现有技术中使用的电平转换芯片相比,不仅能够确保处理器以及sd卡通信端口的正常工作,满足正常的数据传输要求,而且具有电路结构简单,成本低的优点。
61.对于图3所示实施例中述及的可控开关,在实际应用中可以通过多种方式实现。如图4所示,本发明实施例提供一种可控开关的实现方式,为便于表述,下面以第一可控开关为例进行说明,第二可控开关可采用相同的构建方式,此处不再一一展开。本实施例提供的第一可控开关包括:第一电阻r1、第二电阻r2,三极管u1以及nmos管u2。
62.具体的,nmos管u2的源极作为第一可控开关w0的第一端,当然,也是作为电源切换电路20的第一输入端口,与第一电源40的输出端相连。nmos管u2的漏极与第二可控开关w1的第二端相连后,作为电源切换电路20的输出端口,即电压切换电路的供电端口p1,与处理器10的第一电源端口v
dd
io1相连。
63.进一步的,第一电阻r1的一端与第三电源60相连,其中,第三电源60用于提供确保第一可控开关w0正常工作的电源电压,在实际应用中,第三电源60可以是处理器所处系统中多个设备共用的公共电源,比如,电压为3.3的公共电源,当然,也可以单独为第一可控开关w0设置第三电源,这同样是可选的,本发明对于第三电源60的实现方式以及具体的输出电压不做限定。
64.第一电阻r1的另一端与三极管u1的集电极相连,并且,第一电阻r1与三极管u1的集电极的连接点进一步与nmos管的栅极相连。三极管u1的发射极接地,基极与第二电阻r2的一端相连。
65.第二电阻r2的另一端作为第一可控开关w0的控制端,即电源切换电路20的第一控制端(图中以p2示出),与处理器10的第一主控端口gpio_c1相连,接收第一主控端口gpio_c1输出的第一控制信号或第二控制信号。
66.基于上述第一可控开关w0的具体实现方式,处理器10在对第一可控开关w0进行控制时,其第一主控端口输出的控制信号具体应为第一控制信号和第二控制信号中的一种。
67.实际应用中,处理器10识别sd卡30的端口工作电压,如果第一工作电压与所得端口工作电压匹配,第一可控开关w0应处于闭合状态(第二可控开关w1处于断开状态),则处理器10的第一主控端口输出第一控制信号,通过三极管u1控制nmos管u2导通,输出第一工作电压。相反的,如果第二工作电压与所得端口工作电压匹配,即第一工作电压与所得端口工作电压不匹配,第一可控开关w0应处于断开状态,则处理10的第一主控端口则输出第二控制信号,通过三极管u1控制nmos管u2断开,不能输出第一工作电压。此时,由于第一可控开关w0和第二可控开关w1所得控制信号是相反的,第二可控开关w1处于闭合状态,电源切换电路20会输出第二工作电压。
68.需要说明的是,在图4所示实施例中,三极管u1以及nmos管u2还可以选择其他关断/导通状态可控的元器件实现,只要能够满足上述控制过程需求的实现方式都是可选的,
在未超出本发明核心思想范围的前提下,同样属于本发明保护的范围内。
69.在一种可能的实施例中,电压切换电路具体由调压电路实现,调压电路可以根据所得控制信号的不同的,经过调压后输出与所得控制信号对应的工作电压。可选的,处理器输出的控制信号可以是第一控制信号和第二控制信号中的一种,具体的,在第一工作电压与端口工作电压匹配时输出第一控制信号,相应的,在第二工作电压与端口工作电压匹配时输出第二控制信号。
70.基于上述内容,参见图5,图5是本发明实施例提供的另一种电压处理电路的电路拓扑图,本实施例提供的电压处理电路中,调压电路20包括稳压器210和分压电路220。
71.稳压器210可以选用低压差线性稳压器(low dropout regulator,ldo)实现,当然,也可以选择其他具备相似功能的器件实现,此处不再一一列举。稳压器210的输入端口作为调压电路20的输入端口,连接用于提供预设电压的第四电源70,稳压器210的输出端口与分压电路220的输入端口相连,向分压电路220输出稳定的供电电压。
72.进一步的,分压电路220的输出端口作为调压电路20的输出端口,当然,也是作为电压切换电路的供电端口p1,与处理器10的第一电源端口v
dd
io1相连,分压电路220的控制端作为调压电路20的控制端(即电压切换电路的被控端口p2),与处理器10的主控端口gpio_c相连。
73.结合图5所示,分压电路220包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5以及nmos管u3。
74.具体的,第五电阻r5与nmos管u3串联连接,形成第一串联支路,所得第一串联支路与第三电阻r3并联,形成并联支路,并联支路经第四电阻r4接地。
75.基于上述连接关系,第三电阻r3的两端作为分压电路220的输入端口与稳压器210的输出端口(图5中以vo和fb示出)相连,第三电阻r3与第五电阻r5的连接点作为分压电路220的输出端口,输出端口的工作电压,nmos管u3的栅极作为分压电路220的控制端,接收处理器10输出的控制信号。
76.根据图5所示的分压电路220的具体构成可知,第一串联支路中nmos管u3的工作状态,将直接影响分压电路220的分压比例,通过调整分压电路220的分压比例,即可改变调压电路20输出的工作电压。
77.基于上述内容,处理器10识别sd卡30的端口工作电压,如果第一工作电压与端口工作电压匹配,处理器10输出第一控制信号,比如,可以是低电平。此种情况下,nmos管u3处于断开状态,第五电阻r5不与第三电阻r3并联,所得第一分压比例由第三电阻r3和第四电阻r4共同确定,调压电路20将按照第一分压比例对稳压器210输出的电压进行分压,进而输出第一工作电压。
78.相应的,处理器10识别sd卡30的端口工作电压,如果第二工作电压与端口工作电压匹配,处理器输出第二控制信号,比如,可以是高电平。此种情况下,nmos管u3处于导通状态,第五电阻r5与第三电阻r3并联,相应的,并联支路的总阻抗将变小,所得第二分压比例由第三电阻r3、第四电阻r4以及第五电阻r5共同决定,调压电路20将按照第二分压比例对稳压器210输出的电压进行分压,进而输出第二工作电压。
79.可以理解的是,对于确定的应用场景而言,外围器件可能采用的端口工作电压是已知的,也就是说,前述第一工作电压和第二工作电压也是确定的,在选定稳压器210之后,
其输出的供电电压也可以确定。基于此,通过合理设置第三电阻r3、第四电阻r4以及第五电阻r5的具体阻值,按照上述过程选择相应的分压比例,即可实现第一工作电压和第二工作电压之间的切换输出。对于第三电阻r3、第四电阻r4以及第五电阻r5的具体阻值的计算过程,可以参照相关技术实现,此处不再展开。
80.进一步的,在实际应用中,稳压器210通常采用降压电路配合稳压电路实现,加之需要通过分压电路分压,因此,第四电源70输出的预设电压应高于前述第一工作电压以及第二工作电压。当然,如果稳压器210基于升压电路实现,第四电源70输出的预设电压可以根据实际情况选择,本发明对此不做限定。
81.综上所述,图5所示实施例提供的电压处理电路,电压切换电路基于稳压器以及电阻、开关管构建的分压电路实现,与现有技术中使用的电平转换芯片相比,不仅能够确保处理器以及sd卡通信端口的正常工作,满足正常的数据传输要求,而且具有电路结构简单,成本低的优点。
82.进一步的,本发明还提供一种电压处理方法,应用于前述任一实施例提供的电压处理电路,具体的,应用于电压处理电路中的处理器,通过执行本发明提供的电压处理方法,可以实现对电压切换电路输出的工作电压的切换,使得电压切换电路输出的工作电压与外围器件的端口工作电压匹配,满足数据传输要求。
83.如图6所示,本发明实施例提供的电压处理方法的流程,可以包括:s100、识别与处理器相连的外围器件的端口工作电压。
84.在处理器与外围器件建立连接关系的情况下,处理器向外围器件发送电压识别指令,该电压识别指令包括电压切换电路输出的当前工作电压。外围器件响应于该电压识别指令,结合自身支持的端口工作电压向处理器反馈应答信息,该应答信息用于表征外围器件的端口工作电压是否与电压切换电路输出的当前工作电压匹配,如果应答信息表征的端口工作电压与电压切换电路输出的当前工作电压匹配,则不需对电压切换电路输出的工作电压进行切换,相反的,如果应答信息表征外围器件的端口工作电压与电压切换电路输出的当前工作电压不匹配,则需要对电压切换电路输出的工作电压进行切换。
85.需要说明的是,本实施例述及的电压识别指令,属于处理器与外围器件建立连接关系过程中的特殊指令,处理器与外围器件的通信端口之间的工作电压是否匹配,并不会影响电压识别指令的传输。
86.至于处理器是否与外围器件建立连接关系,可以通过特定端口的电平变化实现。参见图2所示,处理器设置有检测端口,通过检测端口接收检测信号,并通过检测信号确定是否连接外围器件。
87.以外围器件为sd卡为例,通常,处理器是通过sd卡槽与sd卡相连,在sd卡槽中未插入sd卡的情况下,检测端口的上拉为高电平,当插入sd卡之后,sd卡会将检测端口的电平拉低为低电平,处理器检测到检测端口由高到低的电平变化,即确认sd卡插入。
88.当然,对于其他外围器件,也可以采用相同或相似的方法实现,本发明对此不做限定。
89.s110、根据端口工作电压输出控制信号。
90.以当前工作电压为前述第一工作电压为例,如果应答信息表征外围器件的端口工作电压与第一工作电压匹配,则输出用于控制电压切换电路输出第一工作电压的控制信
号,当然,也可以理解为维持电压切换电路的当前输出。相反的,如果所得应答信息表征外围器件的端口工作电压与第一工作电压不匹配,输出用于控制电压切换电路输出第二工作电压的控制信号。
91.结合前述内容可知,电压切换电路的具体实现方式不同,控制信号的具体构成会有所差异,此处仅以图5所示实施例为例,说明控制信号的输出情况,对于其他实施例,控制信号的输出可参见前述相应实施例的内容,此处不再复述。
92.对于图5所示实施例,电压切换电路输出的当前工作电压为第一工作电压,如果sd卡的端口工作电压与第一工作电压匹配,处理器输出第一控制信号,电压切换电路的按第一分压比例对稳压器输出的电压进行分压,即输出第一工作电压,处理器与sd卡可正常进行数据传输。相反的,如果sd卡的端口工作电压与第一工作电压不匹配,即与第二工作电压匹配,此种情况下,处理器输出第二控制信号,电压切换电路按照第二分压比例对稳压器输出的电压进行分压,输出第二工作电压,完成第一工作电压到第二工作电压的切换。
93.综上所述,本实施例提供的电压处理方法,基于前述任一实施例提供的电压处理电路,可以实现电压切换电路输出的工作电压的切换控制,使得电压切换电路输出的工作电压与外围器件的端口工作电压相互匹配,满足处理器与外围器件的数据传输需求。
94.通常,处理器在上电后会对与自身连接的外围器件进行初始化设置,基于此,作为一种可能的实施例,处理器还可以响应于初始化指令,输出第一控制信号或第二控制信号,从而控制电压切换电路在电压切换电路上电后输出第一工作电压或第二工作电压。
95.在一些实施例中,本实施例还提供了一种计算机可读存储介质,如软盘、光盘、硬盘、闪存、u盘、sd(secure digital memory card,安全数码卡)卡、mmc(multimedia card,多媒体卡)卡等,在该计算机可读存储介质中存储有实现上述各个步骤的一个或者多个指令,这一个或者多个指令被一个或者多个处理器执行时,使得所述处理器执行前文描述的电压处理方法。相关具体实现请参考前述描述,此处不过多赘述。
96.除了上述方法和设备以外,本技术的实施例还可以是计算机程序产品,其包括计算机程序指令,计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行本说明书上述内容中描述的根据本技术各种实施例的电压处理方法中的步骤。
97.计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码,程序设计语言包括面向对象的程序设计语言,诸如java、c 等,还包括常规的过程式程序设计语言,诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
98.本领域技术人员能够理解,本公开所披露的内容可以出现多种变型和改进。例如,以上所描述的各种设备或组件可以通过硬件实现,也可以通过软件、固件、或者三者中的一些或全部的组合实现。
99.此外,虽然本公开对根据本公开的实施例的电路中的某些单元做出了各种引用,然而,任何数量的不同单元可以被使用并运行在客户端和/或服务器上。单元仅是说明性的,并且电路和方法的不同方面可以使用不同单元。
100.本公开中使用了流程图用来说明根据本公开的实施例的方法的步骤。应当理解的
是,前面或后面的步骤不一定按照顺序来精确的进行。相反,可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时,也可以将其他操作添加到这些过程中。
101.本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分的步骤可通过计算机程序来指令相关硬件完成,程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本公开并不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
102.除非另有定义,这里使用的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解,诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义,而不应用理想化或极度形式化的意义来解释,除非这里明确地这样定义。
103.以上是对本公开的说明,而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本公开的若干示例性实施例,但本领域技术人员将容易地理解,在不背离本公开的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此,所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本公开范围内。应当理解,上面是对本公开的说明,而不应被认为是限于所公开的特定实施例,并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本公开由权利要求书及其等效物限定。
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