CN102684777A - 光模块及其初始化方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光模块及其初始化方法和装置。所述光模块的初始化方法包括下述步骤：设置待初始化的电路单元的初始化电压阈值；采集待初始化的电路单元的电源电压值；比较待初始化的电路单元的初始化电压阈值与采集的电源电压值；在采集的电源电压值大于初始化电压阈值时，利用光模块的主处理器初始化相应的电路单元。利用本发明的方法及装置可以解决现有技术不能对光模块相应电路单元可靠初始化、影响光通信网络性能的问题。

Description

光模块及其初始化方法和装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体地说，是涉及光模块的初始化，更具体的，是涉及光模块及其初始化方法和装置。

背景技术

近年来，信网干线传输容量的不断扩大及速率的不断提高，使得光纤通信成为现代信息网络的主要传输手段，而作为核心光电子器件之一的光模块，也正以惊人的速度迅猛发展。随着光纤通信的发展，现代光通信网络的应用场景和使用环境也变得更为复杂，这就对光纤网路传输的可靠性提出了极高的要求。而作为核心光电子器件之一的光模块，更是要保证工作上的高可靠性。

光模块一般由光器件组件、主处理器、接收限幅放大器和激光驱动器四部分组成，其中，主处理器、接收限幅放大器及激光驱动器作为光模块的电路部分，工作前需要进行初始化。如果激光驱动器初始化失败，会使激光器的发光处于失控状态；如果接收限幅放大器初始化失败，会使光模块无法接收到正确的信号。无论是哪种情况，都极大地影响了整个光纤通信网络传输的可靠性，甚至会造成整个光通信网络的瘫痪。

传统的光模块初始化方法的过程如下：上电后主处理器开始执行程序，首先初始化自己，初始化完成后即开始初始化激光驱动器和接收限幅放大器等其他需要初始化的电路单元。这种光模块初始化方法通常情况下不会出问题，不过在下面这两种情况会出现光电模块无法成功初始化的问题：

一种情况，主处理器与激光驱动器、接收限幅放大器等其他电路单元是由两个或两个以上不同的电源网络分开进行供电，如果因为设计上的原因或外界原因造成不同电源网络上电有延迟，当主处理器的电源供电网络比其他电路单元的电源供电网络先上电，在主处理器配置其他电路单元进行初始化时，其他电路单元的电源供电仍然没有达到所要求的“上电复位”初始化电平指标。而根据实际工程应用，只有当供电电压达到“上电复位”这个电平指标，相应的电路单元才处于准备好、等待初始化的状态。此时，其他电路单元的复位寄存器并没有做好初始化的准备，导致主处理器不能对其他电路单元成功初始化。

另一种情况，主处理器与其他电路单元的“上电复位”电平指标严重失配，例如，主处理器内部的“上电复位”电平指标要求很低（如1.5V以下），而其他电路单元的电平指标要求很高（如2.8V以上），这样也会存在主处理器开始初始化其他电路单元时其他电路单元的供电仍然没有达到其内部的“上电复位”电平指标要求的问题、而在主处理器配置半途或配置完成后其他电路单元的电源供电才达到“上电复位”电平指标的要求。这时，主处理器在其他电路单元供电未达到要求的指标之前所作的初始化配置也是无效的，从而造成其他电路单元不能被成功初始化。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种光模块初始化方法，以解决现有技术不能对光模块相应电路单元可靠初始化、影响光通信网络性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明的光模块初始化方法采用下述技术方案予以实现：

一种光模块初始化方法，所述方法包括下述步骤：

a、设置待初始化的电路单元的初始化电压阈值；

b、采集待初始化的电路单元的电源电压值；

c、比较待初始化的电路单元的初始化电压阈值与采集的电源电压值；

d、在采集的电源电压值大于初始化电压阈值时，利用光模块的主处理器初始化相应的电路单元；

其中，初始化电压阈值根据待初始化的电路单元的上电复位电平来确定。

如上所述的方法，在所述步骤b中，光模块的所述主处理器优选通过A/D转换器采集所述待初始化的电路单元的电源电压值。

如上所述的方法，在存在多个待初始化的电路单元时，为提高初始化速度、避免不必要的处理过程，在所述步骤a和所述步骤b之间还包括下述步骤：

a1、设置待初始化的电路单元的初始化标志；

在所述步骤b和所述步骤c之间还包括下述步骤：

c0、获取待初始化的电路单元的初始化标志，并在初始化标志为电路单元处于非成功初始化状态时再执行所述步骤c。

如上所述的方法，为进一步实现光模块的可靠初始化，在所述步骤a之前还包括下述步骤：

a0、对光模块的所述主处理器及所述待初始化的电路单元上电，在主处理器的电源电压达到其上电复位电平时，初始化主处理器。

如上所述的方法，所述待初始化的电路单元具体包括光模块的接收限幅放大器和激光驱动器；所述待初始化的电路单元的初始化电压阈值的大小优选等于电路单元的上电复位电平。

本发明的目的之二是提供一种光模块初始化装置，利用该装置实现光模块相应电路单元的可靠初始化，保证光模块及整个光通信系统的性能可靠性。

为实现上述技术目的，本发明的光模块初始化装置采用下述技术方案来实现：

一种光模块初始化装置，包括主处理器及与主处理器相连接的若干个待初始化的电路单元，还包括有若干个电压采集单元，电压采集单元的输出端连接主处理器的电压监测端，电压采集单元的输入端连接至少一个待初始化的电路单元的电源供电端。

如上所述的装置，为便于电压的采集及处理，每个所述电压采集单元的输入端分别连接一个所述待初始化的电路单元的电源供电端。

如上所述的装置，为了与主处理器相匹配，所述电压采集单元优选为A/D转换器。

如上所述的装置，为简化光模块的电路结构，所述A/D转换器优选内置于所述主处理器内。

此外，本发明还提供了一种设置有上述所述的光模块初始化装置的光模块，该光模块能够实现可靠的初始化，应用在光通信系统中可以提高整个系统光信号传输的可靠性。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明利用电压采集单元实时监测待初始化的电路单元的电源电压值、并在电源电压值达到初始化电压阈值时再利用主处理器对相应的电路单元执行初始化操作，实现了初始化过程中主处理器与待初始化的电路单元的交互，保证了对电路单元的可靠、成功初始化，进而有利于提高光模块光信号传输的可靠性及光模块所在整个光通信系统的可靠性。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明光模块初始化装置一个实施例的电路框图；

图2是本发明光模块初始化方法第一个实施例的流程图；

图3是本发明光模块初始化方法第二个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

请参考图1，该图1所示为本发明光模块初始化装置一个实施例的电路框图，该电路框图着重于从功能架构上表示该实施例的光模块初始化装置。

如图1所示，该实施例的光模块初始化装置包括有主处理器U3，U3通过通信接口分别连接有两个需要执行初始化操作的电路单元U1和U2。一般的，主处理器U3采用微处理器MCU来实现，而电路单元U1和U2可以分别为光模块发射机电路中的激光驱动器LD及接收机电路中的接收限幅放大器LA。而且，在该实施例中，主处理器U3、电路单元U1和U2分别采用三个不同的电源网络连接其电源供电端而实现各自的供电。具体来说，如图1所示，主处理器U3由VCCM供电，电路单元U1由VCCT供电，而电路单元U2通过VCCR供电。

为实现对光模块中电路单元U1和U2的可靠初始化，该实施例的装置还设置有两个电压采集单元，分别为ADC1（A/D转换器1）和ADC2（A/D转换器2）。其中，ADC1的输入端连接电路单元U1的电源供电端、也即VCCT，ADC1的输出端连接主处理器U3的电压监测端1，利用ADC1可以采集电路单元U1的供电电源的电压值，并将该电源电压值传输至主处理器U3中。而ADC2的输入端连接电路单元U2的电源供电端、也即VCCR，ADC2的输出端连接主处理器U3的电压监测端2，同样的，利用该ADC2可以采集电路单元U2的供电电源的电压值，并将该电源电压值传输至主处理器U3中。主处理器U3可以根据ADC1或ADC2输入的电压值与预设值进行比较，确定是否可以对相应的电路单元U1或U2进行初始化。如果满足了初始化条件，则通过相应的通信接口对电路单元进行初始化。该装置的的具体初始化过程可以参考图2、图3所示及下面对这两附图的描述。

在该实施例中，对于模数转换器ADC1和ADC2，可以是内置于主处理器3内，如，采用集成有ADC通道的MCU芯片作为主处理器3的主芯片，可以直接应用MCU的ADC通道资源即可，这样可以简化整个装置的电路结构。或者，也可以采用独立于主处理器3的外置模数转换器。在这种情况下，选择主处理器3的通信接口、如GPIO口作为电压监测端，然后利用通信接口与外置模数转换器的输出端相连接，实现实时访问外置模数转换器的采样值的目的。外置模数转换器的结构及工作原理是本领域技术人员能够获知的现有技术，在此不做详细阐述。

另外，在该实施例中，每个电路单元分别对应着一个模数转换器，但不局限于于此。还可以采用一个具有多个ADC通道的集成模数转换器来实现。这样，一个集成模数转换器将通过其多个电压采集通道而对应着多个不同的电路单元，工作原理和过程并不发生实质性的改变。

而且，作为电压采集单元来说，不局限于采用模数转换器来实现，还可以采用其他能够采集所需的电压值、并能够与主处理器3进行电压信号的有效传输的其他电路结构来实现。

还需要说明的是，在该实施例中，仅举例了光模块中需要初始化的两个电路单元U1和U2，但不局限于此，还可以是多个电路单元。对于不同的电路单元，除了是分别独立的结构之外，还可以是采用集成芯片实现的、集成在一起的结构，例如，对于激光驱动器和接收限幅放大器，可以是两个独立的电路结构，也可以是采用集成有这两部分的一个集成电路单元。

此外，该实施例为了清楚表明主处理器U3及电路单元U1和U2的电源供电网络，采用的是三个不同的电源供电网络，但并不局限于此。在实际工程应用中，这三个电源网络还可以进行如下结构形式： VCCT、VCCR和VCCM可以实际上是由一个电源网络进行供电；也可以由两个电源网络分别供电，例如是VCCT与VCCR或VCCT与VCCM或VCCR与VCCM共用一个电源网络，然后另外一个采用另一个电源网络。当然，在VCCR和VCCT共用一个电源网络、两者初始化阈值电压相同时，只需要接入一个ADC即可。

上述各种不同情况的应用，都不脱离本发明的设计思想，都属于本发明的保护范围。

该实施例的光模块初始化装置可以作为一部分电路而构成光模块，这样的光模块将能够适应任何复杂的应用场景和使用环境，使其不管是内在上电复位电平的不同、电源网络上电的延迟还是外在原因等各种不利因素下均能实现各部分的可靠初始化，进而提高了光通信系统的可靠性和稳定性。

请参考图2，该图2示出了本发明光模块初始化方法第一个实施例的流程图，该实施例的流程基于图1装置的结构框图，示出了对光模块的激光驱动器电路单元进行可靠初始化的过程。

如图2所示，该实施例实现光模块初始化的过程如下：

步骤201：流程开始。

步骤202：光模块上电。

在这里，光模块上电包括对光模块的主处理器上电及对其他电路单元、包括激光驱动器上电的过程。

步骤203：主处理器电源电压达到上电复位电平，初始化主处理器。

根据有关芯片规定，只有在芯片的电源电压达到上电复位电平时，芯片处于准备好的状态，可以对其复位寄存器等进行初始化。如果未达到上电复位电平，表明芯片还没有准备好，此时有关初始化的配置将是无效的，相应的单元的初始化将是失败的。而且，根据光模块的特点，在初始化时，首先执行主处理器自身的初始化，包括定时器、端口、中断等的初始化。

步骤204：在主处理器初始化过程中，设置激光驱动器的初始化电压阈值Vth。

在该实施例中，不采用主处理器直接初始化激光驱动器的初始化过程，而是需要主处理器与激光驱动器进行交互。具体地说，是主处理器要实时监测激光驱动器的供电电源电压，并对该电源电压与设定的初始化电压阈值Vth进行比较，只有在满足一定的条件时才对激光驱动器进行初始化，以解决激光驱动器的电源电压未达到要求的初始化条件而进行无效的初始化、导致初始化失败的问题发生。具体来说，激光驱动器可以进行初始化的条件时其供电电源电压达到上电复位电平，因此，Vth根据激光驱动器的上电复位电平来确定。

在该实施例中，优选Vth为激光驱动器的上电复位电平，以便以最快的速度对其执行初始化操作，提高初始化的进程速度。

步骤205：通过ADC采集激光驱动器供电电源网络的电源电压值Vsample。

在对激光驱动器执行初始化操作之前，主处理器将通过模数转换器ADC实时采集激光驱动器供电电源网络的电压值、也即激光驱动器的电源供电端的电源电压值Vsample，实现对激光驱动器电源电压的实时监测。

步骤206：将采集的电源电压值Vsample与设定的激光驱动器的初始化电压阈值Vth进行比较。若Vsample大于Vth，执行步骤207；若Vsample不大于Vth，说明激光驱动器还未准备好，不能进行初始化，则转至步骤205，继续监测激光驱动器的电源电压值。

步骤207：如果Vsample大于Vth，说明激光驱动器的供电电源电压已经达到了上电复位电平，此时，激光驱动器处于准备好的状态，即其复位寄存器等处于等待初始化的状态，可以对其执行初始化操作，则利用主处理器初始化激光驱动器。

步骤208：初始化结束。

该图2实施例中，主处理器会实时监测激光驱动器的电源电压值，并将该电压值与设定的初始化电压阈值进行比较，只有在电源电压值大于初始化电压阈值、也即激光驱动器处于准备好的状态时才对其进行初始化，实现了对激光驱动器的选择性、可靠性初始化，可以有效避免激光驱动器比主处理器上电晚或者激光驱动器的上电复位电平高于主处理器的上电复位电平等因素导致的在激光驱动器未准备好、主处理器即对其进行初始化而产生的初始化失败问题的发生。

该实施例的初始化方法不局限于对激光驱动器的初始化，对接收限幅放大器等光模块内其他需要初始化的电路单元也可以执行，在此不作具体描述。

请参考图3所示的本发明光模块初始化方法第二个实施例的流程图。该实施例以对光模块的激光驱动器和接收限幅放大器进行初始化为例，描述相应的初始化流程。

如图3所示，该实施例执行初始化的过程如下：

步骤301：流程开始。

步骤302：光模块上电。

步骤303：主处理电源电压达到上电复位电平，初始化主处理器。

步骤304：在主处理器初始化过程中，设置激光驱动器的初始化电压阈值Vth_LD和接收限幅放大器的初始化电压阈值Vth_LA。

上述步骤301至步骤304的目的、具体实现方法等可参考图2实施例相应步骤中的描述。而且，在步骤304中，Vth_LD和Vth_LA分别根据激光驱动器的上电复位电平和接收限幅放大器的上电复位电平来确定。优选的，Vth_LD的大小等于激光驱动器的上电复位电平，Vth_LA的大小等于接收限幅放大器的上电复位电平，以便以最短的时间对其执行初始化操作，提高初始化的速度。

步骤305：设置激光驱动器的初始化标志LD_flag和接收限幅放大器的初始化标志LA_flag，并均赋初值为1。

在该图3第二个实施例中，由于存在激光驱动器和接收限幅放大器这两个待初始化的电路单元，为提高初始化速度、避免不必要的处理过程，为每个电路单元分别设置了一个初始化标志，用于标志相应的电路单元是否已经成功进行了初始化，如果已经执行了成功初始化，则不需要进行相应的判断和处理过程。而且，对于初始化标志，首先赋一个初值1，表示还未执行成功初始化。

步骤306：通过ADC采集激光驱动器的实时电源电压值Vsample_LD和接收限幅放大器的电源电压值Vsample_LA。

步骤307：判断激光驱动器的初始化标志LD_flag或接收限幅放大器的初始化标志LA_flag是否为1。若是，执行步骤308；若否，说明激光驱动器和接收限幅放大器均成功进行了初始化，转至步骤311，结束初始化过程。

步骤308：如果存在为1的初始化标志，判断Vsample_LD是否大于Vth_LD，或者判断Vsample_LA是否大于Vth_LA。若是，执行步骤309；若否，转至步骤306继续进行实时电源电压值的监测。

如果存在为1的初始化标志，说明相应的电路单元还未成功初始化，还需要执行初始化过程。而执行初始化过程时，与图2实施例类似，首先判断实时监测的相应电路单元的电源电压值与初始化电压阈值的关系，也即判断Vsample_LD是否大于Vth_LD，或者判断Vsample_LA是否大于Vth_LA。

步骤309：如果Vsample_LD大于Vth_LD，或者Vsample_LA大于Vth_LA，则利用主处理器初始化相应的激光驱动器或接收限幅放大器。

对于步骤307、步骤308至步骤309来说，为了简化图示，采用了图3的表示方式，实际执行过程为：依次判断激光驱动器的初始化标志LD_flag和接收限幅放大器的初始化标志LA_flag。若激光驱动器的初始化标志LD_flag为1，则需要判断Vsample_LD与Vth_LD的大小关系，并根据判断结果决定是利用主处理器初始化激光驱动器还是继续监测激光驱动器的电源电压值。若接收限幅放大器的初始化标志LA_flag为1，则需要判断Vsample_LA与Vth_LA的大小关系，并根据判断结果决定是利用主处理器初始化接收限幅放大器还是继续监测接收限幅放大器的电源电压值。

步骤310：初始化成功后，将相应的初始化标志赋值为0，用来表明相应的电路单元已经执行了成功初始化过程，不再需要进行初始化。

步骤311：初始化过程结束。

通过上述初始化处理流程的处理，最终以较快的速度实现了光模块的可靠初始化。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光模块初始化方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

a、设置待初始化的电路单元的初始化电压阈值；

b、采集待初始化的电路单元的电源电压值；

c、比较待初始化的电路单元的初始化电压阈值与采集的电源电压值；

d、在采集的电源电压值大于初始化电压阈值时，利用光模块的主处理器初始化相应的电路单元；

其中，初始化电压阈值根据待初始化的电路单元的上电复位电平来确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中，光模块的所述主处理器通过A/D转换器采集所述待初始化的电路单元的电源电压值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a和所述步骤b之间还包括下述步骤：

a1、设置待初始化的电路单元的初始化标志；

在所述步骤b和所述步骤c之间还包括下述步骤：

c0、获取待初始化的电路单元的初始化标志，并在初始化标志为电路单元处于非成功初始化状态时再执行所述步骤c。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤a之前还包括下述步骤：

a0、对光模块的所述主处理器及所述待初始化的电路单元上电，在主处理器的电源电压达到其上电复位电平时，初始化主处理器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待初始化的电路单元包括光模块的接收限幅放大器和激光驱动器；所述待初始化的电路单元的初始化电压阈值的大小等于电路单元的上电复位电平。

6.一种光模块初始化装置，包括主处理器及与主处理器相连接的若干个待初始化的电路单元，其特征在于，还包括有若干个电压采集单元，电压采集单元的输出端连接主处理器的电压监测端，电压采集单元的输入端连接至少一个待初始化的电路单元的电源供电端。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个所述电压采集单元的输入端分别连接一个所述待初始化的电路单元的电源供电端。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述电压采集单元为A/D转换器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述A/D转换器内置于所述主处理器内。

10.一种光模块，其特征在于，在光模块中设置有上述权利要求6至9中任一项所述的光模块初始化装置。

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