CN103129151A - 存储芯片及其数据通讯方法、耗材容器、成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种存储芯片，包括存储单元、接口单元、控制单元及数据采样时钟产生单元，存储单元中存储有数据，接口单元用于为通讯提供接口或协议，控制单元与存储单元、接口单元及数据采样时钟产生单元连接，数据采样时钟产生单元分别与控制单元及接口单元连接，数据采样时钟产生单元包括边沿检出电路，边沿检出电路对输入的时钟信号进行处理后，输出到控制单元；本发明还提供了该存储芯片的数据通讯方法，具有该存储芯片的耗材容器及成像设备；采用本发明能提高存储芯片与成像设备的通讯速率。

Description

存储芯片及其数据通讯方法、耗材容器、成像设备

技术领域

本发明涉及一种存储芯片及其数据通讯方法，具体地说，涉及一种用于耗材容器的存储芯片及其数据通讯方法，本发明还涉及一种具有存储芯片的耗材容器及成像设备。

背景技术

本发明所说的成像设备是指将文字、图案等电信号转换为在纸张等介质上形成可视图像的设备，例如喷墨类或激光类的打印机、复印机、传真机及多功能一体机。

常用的两种打印机是喷墨打印机和激光打印机，喷墨打印机使用容纳有墨水的墨盒作为耗材容器向打印机提供打印用的墨水，以在纸张上形成需要打印的文字或图案；激光打印机则使用容纳有碳粉的碳粉盒作为耗材容器向打印机提供打印用的碳粉，以在介质上形成需要打印的文字或图案，复印机、传真机及多功能一体机的成像原理、使用耗材容器等与打印机基本相同。本发明所说的耗材是指墨水或碳粉。

如图1及图2所示，耗材容器的壳体上一般都安装有存储芯片13，存储芯片13具有一块基板16，在基板16上安装有电子模块17，电子模块17用于存储与成像设备通讯所需的数据、实现与成像设备之间的数据通讯，其中包括接收成像设备信号及电能的通讯部分和集成电路部分，通讯部分一般采用感应线圈或电触点，集成电路部分中包括有一个存储单元、一个控制单元和一个接口单元，存储单元中存储有与耗容器相关的数据和打印过程中产生的数据，包括：耗材容器厂家代码、耗材容器生产日期、耗材容器型号、总打印量、已消耗打印页数、耗材容器内耗材余量、耗材容器的初始打印时间、上一打印操作时间等；接口单元与通讯部分连接，用于为数据通讯提供接口或协议；控制单元与存储单元及接口单元连接，用于控制存储单元的数据存取操作、同时实现存储芯片与成像设备之间的数据通讯。 

目前，存储芯片与成像设备的常用通讯方式有：I2C总线方式、SPI总线方式、二线串行方式或单总线通讯方式等，图3是一种二线串行总线通讯方式的信号示意图，上述通讯方式中，数据采集均存在较大延迟，上述通讯方式都是串行通讯方式。随着科学技术的不断发展，人们对于通讯速率的要求也愈来愈高，表现在：要求成像设备能够迅速地响应使用者的操作指令，以及存储芯片能快速处理数据，为此，大部分厂家纷纷提高串行通讯方式中的外部时钟频率来提高存储芯片的通讯速率，通常，外部时钟频率往往不超过1MHZ，然而，时钟频率高则需要占用较多的成像设备资源，进而影响整个成像设备的响应速度；更重要的是，高时钟频率对于外部存储器接口（简称“EMI”）的控制也会产生极大的影响，进而影响存储芯片与成像设备的通讯质量，因此，需要提供一种不需提高时钟频率而来提高通讯速率的存储芯片或方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种不需提高外部设备时钟频率则能提高通讯速率的存储芯片。

为实现上述目的，本发明提供一种存储芯片，包括存储单元、接口单元、控制单元及数据采样时钟产生单元，存储单元中存储有数据，接口单元用于为通讯提供接口或协议，控制单元与存储单元及接口单元连接，数据采样时钟产生单元分别与控制单元及接口单元连接。

由上方案可见，本方案通过存储单元存储与成像设备通讯所需的数据，接口单元为与成像设备通讯提供接口或协议，通过数据采样时钟产生单元对外部设备经接口单元输入的时钟信号进行信号处理后，在时钟的上升沿及下降沿产生两个时钟脉冲信号，然后再输出到控制单元，控制单元实现该存储芯片与成像设备之间的数据通讯，无论时钟频率高或低，都能在时钟信号上升沿及下降沿采集数据，进而提高了存储芯片与成像设备的通讯速率，避免了现有技术中通过提高时钟频率来提高数据通讯速率，导致对成像设备其他资源的占用及通讯质量的影响。

其进一步技术方案是，数据采样时钟产生单元包括边沿检出电路；边沿检出电路对输入的时钟信号进行处理后，输出到所述控制单元。

本方案采用边沿检出电路，能够在时钟信号的上升沿或下降沿产生采样时钟信号，而存储芯片的数据采集也是在时钟信号的上升沿或下降沿进行，因此，存储芯片与成像设备的通讯速率大大提高。

本发明的另一目的是提供一种存储芯片数据通讯方法，该存储芯片如上方案所述，该方法是：数据采样时钟产生单元对输入的时钟信号进行信号处理，在时钟信号的上升沿及下降沿产生采样时钟信号，然后输出到控制单元。

本方案是通过在存储芯片中设置数据采样时钟产生单元，当成像设备输入时钟信号到存储芯片时，通过数据采样时钟产生单元，在该时钟信号的上升沿及下降沿产生采样时钟信号，由于在时钟信号的上升沿及下降沿同时也是存储芯片进行数据采集的操作，因此，使得存储芯片快速采集数据及响应，提高了存储芯片的通讯速率。

本发明的还一目的是提供了一种耗材容器，该耗材容器包括壳体，壳体围成容纳耗材的腔体，壳体的外壁上安装有如上所述的存储芯片。

由上方案可见，由于耗材容器上安装有如上方案的存储芯片，因此，当耗材容器安装到成像设备时，该存储芯片中的数据采样时钟产生单元能将输入的时钟信号进行信号处理，在时钟上升沿及下降沿产生采样时钟信号，进而提高了存储芯片与成像设备的通讯速率。

本发明的还一目的是提供了一种成像设备，该成像设备包括成像单元和耗材容器，该耗材容器上安装有如上所述的存储芯片

由上方案可见，本方案的成像设备上安装有耗材容器，该耗材容器上设置有如上方案的存储芯片，其数据采样时钟产生单元能将输入的时钟信号进行信号处理，在时钟上升沿及下降沿产生采样时钟信号，进而提高存储芯片与成像设备的通讯速率。

附图说明

图1是现有存储芯片的结构示意图。

图2是现有存储芯片的逻辑结构示意图。

图3是现有存储芯片之二线串行总线通讯方式的信号示意图。

图4是现有存储芯片之串行通讯方式的信号示意图。

图5是本发明之存储芯片的结构示意图。

图6是本发明之存储芯片的逻辑结构示意图。

图7是本发明的边沿检出电路结构示意图。

图8是本发明之存储芯片与打印机通讯方式的信号示意图。

图9是本发明碳粉盒实施例的结构示意图。

图10是本发明打印机实施例的结构示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

存储芯片实施例

参见图5及图6，本实施例所提供的存储芯片23安装在碳粉盒上，存储芯片23具有一块基板26，在基板26上安装有电子模块27，电子模块27用于存储与激光打印机通讯所需的数据、实现与激光打印机之间的通讯操作，其中包括接收激光打印机信号及电能的感应线圈和集成电路部分，集成电路部分中包括存储单元、接口单元、控制单元和数据采样时钟产生单元；存储单元中存储与激光打印机通讯所需的数据，包括：碳粉盒厂家代码、碳粉盒生产日期、碳粉盒型号、总打印量、已消耗打印页数、碳粉余量、碳粉盒的初始打印时间、上一打印操作时间等；接口单元用于为激光打印机通讯提供接口或协议；数据采样时钟产生单元分别与控制单元及接口单元连接，用于对激光打印机输入的时钟信号CLK进行信号处理，并输出到控制单元；控制单元与存储单元、接口单元及数据采样时钟产生单元连接，用于实现存储芯片23与激光打印机之间的通讯。其中，数据采样时钟产生单元包括边沿检出电路，激光打印机的时钟信号CLK输入到边沿检出电路后进行信号处理后，输出数据采样时钟信号CP到控制单元。

参见图7，边沿检出电路包括第一延迟反相器T1、第二延迟反相器T2、逻辑与门T3、逻辑或门T4、逻辑或非门T5，时钟信号CLK经过第一延迟反相器T1后输出到逻辑与门T3的第一输入端，时钟信号CLK还直接输入到逻辑与门T3的第二输入端；时钟信号CLK经过第二延迟反相器T2后输出到逻辑或非门T4的第一输入端，时钟信号CLK还直接输入到逻辑或非门T4的第二输入端。

参见图8，当时钟上升沿到来时，因第一延迟反相器T1输出高电平，因此逻辑与门输出高电平，经过一段延迟时间后第一延迟反相器T1输出低电平，因而产生一个高电平脉冲；当时钟下降沿到来时，因第二延迟反相器T2输出低电平，因此逻辑或非门输出高电平，经过一段延迟时间后第二延迟反相器T2输出高电平，因而或非门T4输出为低电平，产生一个高电平脉冲；逻辑与门T3的输出端及逻辑或非门T4的输出端分别输入到逻辑或门T5的两个输入端，逻辑或门T5的输出端连接到控制单元。

参见图4，存储芯片23与激光打印机进行通讯时，发送的数据须在时钟信号CLK上升沿到来前准备好，在复位信号Reset变为高电平时，数据还须经过一段时间Tst才能送出，以保证存储芯片23内部电路能够正确复位，Tst≥1us；数据稳定一段时间Ts后，时钟信号CLK上升沿才会到来，Ts≥10ns，从而保证存储芯片23内部数据的检测部分能够准确地采集到信号高低电平；时钟信号CLK上升沿到数据发生变化的时间间隔Th≥20ns，这是为了保证数据被准确采样。存储芯片23中进行数据采样的时钟不能直接采样外部时钟信号CLK，需要将时钟信号CLK进行处理，得到如图8所示的采样时钟信号CP才能进行数据采样，参见图7及图8，本例中，数据采样时钟产生单元是边沿检出电路，当时钟信号CLK上升沿到来前，第一延迟反相器T1输出为高电平，当时钟信号CLK上升沿到来时，二输入逻辑与门T3输入端口都为高电平，因而逻辑与门T3输出为高电平，而第一延迟反相器T1经过一段延迟后输出变为低电平，因而逻辑与门T3输出也变为低电平，而当时钟信号CLK为高电平时，逻辑或非门T4输出为低电平，经过一段延迟后第二延迟反相器T2输出为低电平，当时钟信号CLK下降沿到来时，时钟信号CLK变为低电平，而这时第二延迟反相器T2输出仍为低电平，这样逻辑或非门T4输出变为高电平，经过一段时间延迟后第二延迟反相器T2输出变为高电平，因此逻辑或非门T4输出也变为低电平，其输出波形如图8所标示，因而逻辑或门T5能够输出边沿采样时钟信号CP。

同样地，当存储芯片23发送数据给激光打印机时，由激光打印机提供时钟信号CLK，存储芯片23在时钟信号CLK上升沿及下降沿形成采样时钟信号CP，利用采样时钟信号CP将数据信号发送给激光打印机，激光打印机在时钟上升沿及下降沿后延迟一定时间可对数据线进行采样，如此，能够准确读取存储芯片23发送的数据。

作为本发明存储芯片实施例的一种变换，该存储芯片23可以是安装在墨盒上，与喷墨打印机之间进行通讯，其余结构及工作原理同上，上述变换同样可以实现本发明的目的。

作为本发明存储芯片实施例的另一种变换，存储芯片23的接口单元可以设置在控制单元中，控制单元分别与存储单元及数据采样时钟产生单元连接，其余结构与本例相似，工作原理相同，该变换也可以实现本发明的目的。

作为本发明存储芯片实施例的又一种变换，存储芯片23的通讯部分可以是电触点，其余结构不变，上述变换同样可以实现本发明的目的。

作为本发明存储芯片实施例的又一种变换，存储芯片23的数据采样时钟产生单元可以是其他逻辑门的组合，不限定于本实施例中的组合方式，只要能够在时钟信号CLK的上升沿及下降沿产生采样时钟信号CP，以便存储芯片23进行数据采集及数据发送，均在本发明的保护范围之内。

存储芯片数据通讯方法实施例

本例中的存储芯片如上存储芯片实施例所述，该通讯方法是：数据采样时钟产生单元将激光打印机输入的时钟信号进行信号处理，在该时钟信号的上升沿及下降沿产生采样时钟信号，然后输出到控制单元以便于迅速采集数据。

采用本方法对时钟信号进行信号处理的过程与上述存储芯片实施例的工作过程类似，参见图7及图8，当时钟信号CLK上升沿到来前，第一延迟反相器T1输出为高电平，当时钟信号CLK上升沿到来时，二输入逻辑与门T3输入端口都为高电平，因而逻辑与门T3输出为高电平，经过一段延迟后逻辑与门T3输出变为低电平，当时钟信号CLK为高电平时，逻辑或非门T4输出为低电平，而第二延迟反向器T2经过一段时间后输出低电平，T2输出连到逻辑或非门T4第一个输入端，当时钟信号CLK下降沿到来时，逻辑或非门T4第二输入变为低电平，因此逻辑或非门T4输出变为高电平，经过一段时间延迟后第二延迟反向器T2输出高电平，因而逻辑或非门T4输出变为低电平，因而逻辑或门T5输出边沿采样时钟信号CP。存储芯片23发送数据给激光打印机时，由激光打印机提供时钟信号CLK，存储芯片23在时钟信号CLK上升沿及下降沿形成采样时钟信号CP，利用采样时钟信号CP将数据信号发送给激光打印机，激光打印机在时钟上升沿及下降沿后延迟一定时间可对数据进行采样，如此，能够准确读取存储芯片23发送的数据。

作为本发明存储芯片实施例的一种变换，该存储芯片可以用于墨盒上，此时，其结构和工作原理与本存储芯片实施例相似，该变换同样可以实现本发明的目的。

碳粉盒实施例

参见图9，碳粉盒包括壳体，该壳体围成容纳碳粉的腔体，壳体的外壁上安装有如上实施例所述的存储芯片23。

打印机实施例

激光打印机包括成像单元和碳粉盒，该碳粉盒上安装有如上所述的存储芯片，其结构简图参见图10，图中，存储芯片23未示出。

作为本发明打印机实施例的一种变换，还可以是复印机或传真机或多功能一体机等其他成像设备，上述变换同样可以实现本发明的目的。

本发明不限于上述各实施例及变换，其他基于本发明技术方案且不违背本发明目的的方法及其组合变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.存储芯片，包括

存储单元，其中存储有数据；

接口单元，用于为通讯提供接口或协议；

控制单元，与所述存储单元及所述接口单元连接；

其特征在于：

数据采样时钟产生单元，分别与所述控制单元及所述接口单元连接。

2.如权利要求1所述的存储芯片，其特征在于：

所述数据采样时钟产生单元包括边沿检出电路；

所述边沿检出电路对输入的时钟信号进行处理后，输出到所述控制单元。

3. 如权利要求2所述的存储芯片，其特征在于：

所述边沿检出电路包括第一延迟反相器、第二延迟反相器、逻辑与门、逻辑或门、逻辑或非门；

所述时钟信号经过所述第一延迟反相器后输出到所述逻辑与门的第一输入端，所述时钟信号还直接输入到所述逻辑与门的第二输入端；

所述时钟信号还经过所述第二延迟反相器后输出到所述逻辑或非门的第一输入端，所述时钟信号还直接输入到所述逻辑或非门的第二输入端；

所述逻辑与门的输出端及所述逻辑或非门的输出端分别输入到所述逻辑或门的两个输入端，所述逻辑或门的输出端输出到所述控制单元。

4. 存储芯片数据通讯方法，该存储芯片包括

存储单元，其中存储有数据；

接口单元，用于为通讯提供接口或协议；

控制单元，与所述存储单元及所述接口单元连接；

其特征在于：

数据采样时钟产生单元，分别与所述控制单元及所述接口单元连接；

所述数据采样时钟产生单元对输入的时钟信号进行信号处理，在所述时钟信号的上升沿及下降沿产生采样时钟信号，然后输出到所述控制单元。

5. 耗材容器，包括壳体，所述壳体围成容纳耗材的腔体，

其特征在于：

所述壳体的外壁上安装有如权利要求1所述的存储芯片。

6.如权利要求5所述的耗材容器，其特征在于：

所述数据采样时钟产生单元包括边沿检出电路；

所述边沿检出电路对输入的时钟信号进行处理后，输出到所述控制单元。

7.成像设备，包括成像单元和耗材容器，

其特征在于：

所述耗材容器上安装有如权利要求1所述的存储芯片。

8.如权利要求7所述成像设备，其特征在于：

所述数据采样时钟产生单元包括边沿检出电路；

所述边沿检出电路对输入的时钟信号进行处理后，输出到所述控制单元。

Images