CN104484196B - 一种自动完成usbkey设备固件初始化的生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动完成USBKEY设备固件初始化的生产系统及方法，通过运行有上位控制系统的上位机以及运行有断上电控制系统的断上电设备实现对USBKEY设备的自动断电和上电，以便自动完成USBKEY设备固件的下载和初始化操作。本方案能够生产过程中自动对USB设备进行断电和上电，实现固件下载和初始化在无人工介入的情况下一体化自动完成，提高生产的效率。

Description

一种自动完成USBKEY设备固件初始化的生产系统及方法

技术领域

本发明涉及USBKEY设备生产技术，具体涉及USBKEY设备固件下载及初始化的生产技术。

背景技术

目前，USBKEY已经在安全领域获得了广泛的应用，USBKEY产品供货量也较大，USBKEY的生产厂商需要有一种高效的方法进行USBKEY设备的生产。

现有USBKEY设备在进行生产时，需要进行USBKEY的固件下载和USBKEY初始化工作。该过程首先进行USBKEY的固件下载后，在下载完成后需要插拔USBKEY断电后再次上电，接着才能使用下载到USBKEY中的固件进行USBKEY的初始化工作。若想完成这两部分(固件下载和初始化)生产工作，必须在下载USBKEY固件之后，由工人手动拔下USBKEY后再次插入USBKEY后才能进行USBKEY初始化工作。

这种生产方式的缺点，在进行这两部分生产工作中间必须由工人介入进行USBKEY的拔掉和插入动作，速度较慢，效率较低，无法实现全自动的一体化生产过程。

发明内容

针对现有USBKEY设备生成过程中，固件下载和USBKEY初始化时需要人工介入，进行USBKEY的拔掉和插入动作，大大影响USBKEY设备生产效率的问题，本发明提供一种能够实现USBKEY设备固件下载以及初始化在无人工介入的情况下，一次全自动完成的USBKEY设备生产系统。

同时，基于该系统，本发明还提供一种USBKEY设备的全自动生产工艺。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种自动完成USBKEY设备固件初始化的生产系统，所述生产系统包括：

断上电设备，所述断上电设备与上位机相接，其上至少设有一个用于连接待处理USBKEY设备的USB端口，并在上位机的控制下对相应USB端口上的USBKEY设备进行上电或断电；

上位机，所述上位机中运行上位控制系统，该上位机连接断上电设备，所述上位控制系统通过断上电设备将USBKEY设备对应的USBKEY固定下载到USBKEY设备中，并控制断上电设备对相应USB端口上的USBKEY设备进行上电或断电操作，以及对USBKEY设备进行初始化。

在生产系统的优选方案中，所述断上电设备中设置有断上电控制系统，该控制系统包括设备通信管理模块和指令解析及执行模块，所述设备通信管理模块分别与上位机以及指令解析及执行模块通信相接，所述指令解析及执行模块分别控制连接断上电设备中的每个USB端口，并解析设备通信管理模块接受到的上位机指令，且根据解析后的指令对相应USB端口进行操作。

进一步的，所述指令解析及执行模块包括：设备基本指令处理模块、断电指令处理模块以及上电指令处理模块。

进一步的，所述上位控制系统包括：

设备消息管理模块，所述设备消息管理模块获取断上电设备上各USB端口中安插的USBKEY设备的信息；

断上电管理模块，所述断上电管理模块根据设备消息管理模块获取到的断上电设备上安插的USBKEY设备信息，形成对应的断电、上电指令，并传至断上电设备；

固件下载模块，所述固件下载模块根据设备消息管理模块获取到的断上电设备上安插的USBKEY设备信息，将相应的USBKEY固件下载到对应的USBKEY设备中；

初始化USBKEY模块，所述初始化USBKEY模块对下载有对应的USBKEY固件且完成断电和上电操作的USBKEY设备，进行USBKEY初始化工作。

基于上述的生产系统，自动完成USBKEY设备固件初始化的生产方法包括如下步骤：

上位机识别断上电设备以及其上安插的USBKEY设备，并将相应的USBKEY固件下载到对应的USBKEY设备中；

下载完成后，上位机在相应的时间点向断上电设备发送断电和上电指令；

断上电设备解析上位机发送的指令，当其接收到专有的断电或上电指令后，断上电设备对专有指令中指定的特定端口上的USBKEY设备进行断电或上电操作；

上位机在接收到断上电设备反馈的断电、上电处理结果后，并且识别到断上电设备特定端口上有USBKEY设备插入后，对该USBKEY设备完成USBKEY的初始化工作。

在生产方法的优选方案中，断上电设备与上位机连接后，上位机将向断上电设备发送基本设备识别相关指令，断上电设备根据该指令识别相应的设备信息，并将识别到基本设备信息发送给上位机。

进一步的，断上电设备在接受到上位机发送断电或上电指令时，通过控制对应USBKEY设备所在端口的电源和数据线路，实现对相应端口上的USBKEY设备进行断电或上电操作。

本发明提供的方案能够在生产USBKEY设备的时候实现下载固件程序和初始化工作在无人工介入的情况下一次全自动完成。整个固件下载和初始化过程由上位机与断上电设备配合完成，上位机控制断上电设备直接对其上安插的USBKEY设备进行断电和上电操作，无需再插拔USBKEY设备，大大提高生产的效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明中工作系统的原理框图；

图2为本发明中断上电设备的结构原理图；

图3为本发明具体实施的系统连接图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，其所示为本实例所提供的能够一体化完成USBKEY的固件下载和初始化生产流程的USBKEY设备固件初始化生产系统。

这里所说的一体化完成，即USBKEY设备生产过程中USBKEY固件的下载、以及初始化都由上述的生产系统自动完成，无需插拔USBKEY设备。

由图可知，该生产系统主要包括上位机100和断上电设备200两部分。其中，断上电设备200与上位机100数据相接，其上至少设有一个用于连接待处理USBKEY设备的USB端口，并在上位机的控制下对相应USB端口上的USBKEY设备300进行上电或断电操作。

上位机100，其上运行有上位控制系统101，该上位机连接断上电设备，上位机中的上位控制系统控制连接断上电设备200，并通过断上电设备200将USBKEY设备对应的USBKEY固定下载到USBKEY设备300中，并控制断上电设备对相应USB端口上的USBKEY设备进行上电或断电操作，以及对USBKEY设备进行初始化。

具体的，上位机100中的上位控制系统101主要包括：固件下载模块102、初始化USBKEY模块103、设备信息管理模块104以及断上电管理模块105。

设备消息管理模块104，其与断上电设备200数据相接，用于获取断上电设备200上各USB端口中安插的USBKEY设备的基本信息。

这里的基本信息包括：USBKEY设备所在断上电设备200的端口信息、USBKEY设备本身的信息(以便后续下载对应的固件)、以及USBKEY设备通电状态(处于断电状态还是上电状态)等等。根据实际功能和需求，还可包括其它相关的信息。

断上电管理模块105，其与断上电设备200数据相接，并根据设备消息管理模块104获取到的断上电设备200上安插的USBKEY设备300信息，形成对应的断电、上电等操作指令，并传至断上电设备。

这里断上电管理模块105在形成断电、上电等操作指令所需的信息一般包括USBKEY设备信息、该USBKEY设备所在断上电设备200端口信息以及USBKEY设备的通电状态(处于断电状态还是上电状态)信息等等。但并不限于此，根据实际功能和需求，还可包括其它相关的信息。

固件下载模块102，其与安插在断上电设备200上的USBKEY设备300数据相接，并根据设备消息管理模块104获取到的断上电设备上安插的USBKEY设备信息，查找对应的USBKEY固件，且将查找到的USBKEY固件下载到对应的USBKEY设备中。

初始化USBKEY模块101，其与安插在断上电设备200上的USBKEY设备300数据相接，并对下载有相应的USBKEY固件且完成断电和上电操作的USBKEY设备300，进行USBKEY初始化工作。

参见图2，其所示为本实例中断上电设备的原理框图。

由图可知，本实例中的断上电设备200主要包括具有若干USB端口的断上电硬件设备以及运行该硬件中的断上电控制系统201。

该断上电控制系统201具体可以以相应的固件形式下载到断上电设备200的硬件设备中，并运行在其中来控制断上电设备200的硬件设备的运行。但并不限于此，根据实际要求，还可以采用其它任何可行的方案。

该断上电控制系统201主要包括设备通信管理模块202和指令解析及执行模块203，其中设备通信管理模块202分别与上位机101以及指令解析及执行模块203通信相接，将上位机发送的指令传递给指令解析及执行模块203，同时将指令解析及执行模块203的反馈信息及时传递给上位机100。

该设备通信管理模块202的具体形式和通信方式，可根据实际需求而定，只要能够实现稳定通信即可。

指令解析及执行模块203控制连接断上电设备200的硬件设备，该模块解析设备通信管理模块202传递的上位机指令，并根据解析的结果控制断上电设备200的硬件设备且及时将反馈信息通过设备通信管理模块202传递给上位机。

具体实现时，指令解析及执行模块203分别控制连接断上电设备中的每个USB端口中电源和数据线路，同时根据解析后的指令，获取每个USB端口的状态、以及对每个USB端口中USBKEY设备进行断电或上电操作。

为此，指令解析及执行模块203包括设备基本指令处理模块204、断电指令处理模块205以及上电指令处理模块206。

设备基本指令处理模块204，该模块在断上电设备200与上位机连接后，根据上位机的指令，进行基本设备的识别(如获取断上电设备200的基本信息、安插的USBKEY设备的基本信息、断上电设备200的相关端口等)，并通过设备通信管理模块202反馈给上位机100。

具体的，当断上电设备与上位机连接后，上位机100将向断上电设备200发送基本设备识别相关指令，断上电设备200中的设备通信管理模块接受到该指令后，将该指令传递给指令解析及执行模块203中的设备基本指令处理模块204，指令解析及执行模块203解析该指令，根据解析后的结果执行基本设备识别操作。

断电指令处理模块205，该模块在断上电设备200与上位机连接后，根据上位机的断电指令，对断上电设备200上相应USB端口的电源和数据线路进行控制，实现对该端口上的USBKEY设备断电操作。

具体的，当断上电设备与上位机连接后，上位机100将向断上电设备200发送针对其上某个端口的断电操作指令，断上电设备200中的设备通信管理模块接受到该指令后，将该指令传递给指令解析及执行模块203中的断电指令处理模块205，断电指令处理模块205解析该指令，得到针对断上电设备200上某个端口进行断电操作的指令，并根据解析后的结果控制断上电设备200上相应端口中的电源和数据线路，实现对该端口上USBKEY设备的断电操作。

上电指令处理模块206，该模块在断上电设备200与上位机连接后，根据上位机的断电指令，对断上电设备200上相应USB端口的电源和数据线路进行控制，实现对该端口上的USBKEY设备上电操作。

具体的，当断上电设备与上位机连接后，上位机100将向断上电设备200发送针对其上某个端口的上电操作指令，断上电设备200中的设备通信管理模块接受到该指令后，将该指令传递给指令解析及执行模块203中的上电指令处理模块206，上电指令处理模块206解析该指令，得到针对断上电设备200上某个端口进行上电操作的指令，并根据解析后的结果控制断上电设备200上相应端口中的电源和数据线路，实现对该端口上USBKEY设备的上电操作。

由此形成的USBKEY设备固件初始化生产系统，通过运行有上位控制系统的上位机以及运行有断上电控制系统的断上电设备实现对USBKEY设备的自动断电和上电，以便自动完成USBKEY设备固件的下载和初始化操作。

其中，运行有上位控制系统的上位机能够识别断上电硬件设备，在生产过程中，在下载完USBKEY固件程序后的特定时间点向断上电设备发送断电和上电指令。

而运行有断上电控制系统的断上电设备，能够处理上位机中上位控制系统发送的断电和上电专有指令，当其接收到专有的断电或上电指令后，通过控制断上电设备实现对专有指令中指定的特定端口上的USBKEY设备的断电或上电。

该断上电设备通过断上电控制系统控制USBKEY设备所在断上电设备端口的电源和数据线路，实现对特定端口上的USBKEY设备的断电和上电操作功能。

基于上述的USBKEY设备固件初始化生产系统，本实例一体化完成USBKEY的固件下载和初始化生产的过程如下(参见图3)：

1)将断上电设备与上位机相接，断上电设备与上位机连接后，上位机中上位控制系统中的设备消息管理模块识别到断上电设备的插入过程，并进行记录为后续与断上电设备进行通信做准备。

其中，断上电设备具体与上位机上的USB端口相接。

参见图3，在没有断上电设备的情况下，正常的USBKEY插在USBHUB上，然后USBHUB与上位机连接，通过这种方式实现一个上位机与多个USBKEY通信，而本方案中在此基础上增加一个断上电设备，通过断上电设备来控制USBKEY和USBHUB的断电和通电，也就是控制USBKEY和上位机之间的通电和断电。

再者，上位机与断上电设备连接识别时，在断上电设备与上位机连接后，上位机中上位控制系统中的设备消息管理模块将向断上电设备发送的基本设备识别相关指令，例如：设备被插入到上位机上后，上位机向设备发送设备枚举等命令时，断上电设备的设备通信管理模块接收枚举相关数据，并交付给指令解析及执行模块中的设备基本指令处理模块进行解析及执行，并将执行的结果通过设备通信管理模块反馈给上位机中的设备消息管理模块。

其中断上电设备可以遵循任意USB设备的标准通信协议，例如：CCID或UDK的通信协议。若断上电设备为CCID设备，在设备被插入时，可以通过设备的PID和VID识别该断上电设备；若断上电设备为UDK设备，在设备插入时，可以通过特有的设备描述符来识别该断上电设备。

2)当待处理的USBKEY设备被插入到断上电设备后，上位机上运行的上位控制系统通过设备消息管理模块识别到USBKEY设备，并识别判断出USBKEY设备所插入的端口号。

该识别过程由设备消息管理模块与断上电设备中的设备基本指令处理模块配合，具体过程如上。

3)上位机上运行的上位控制系统在识别到具体的USBKEY设备以及其插入的相应的端口后，将由固件下载模块与特定端口号上的USBKEY设备进行通信，并将相应的USBKEY固件直接下载到相应端口中的USBKEY设备中，实现USBKEY的固件下载功能。

4)完成固件下载功能后，上位控制系统中的断上电管理模块将与断上电设备进行通信，断上电管理模块负责向断上电设备发送断电指令，控制特定端口上的USBKEY设备，实现断电。

5)断上电设备中的设备通信管理模块在接受到该断电指令后，将该指令传递至断电指令处理模块中，断电指令处理模块解析并执行该指令，具体根据解析后的指令信息控制断上电设备上特定端口上的USBKEY的电压和数据线路，使连接在特定端口上的USBKEY设备断电，实现拔掉USBKEY的效果，并将相关执行信息反馈给上位机中的上位控制系统，完成断电处理。

6)上位控制系统中的断上电管理模块接收到断上电设备中设备通信管理模块反馈的完成断电处理指令返回值并且设备消息管理模块识别到特定端口上的USBKEY设备已经断开连接，在间隔一定时间后(该间隔时间可根据实际情况具体设定)，上位控制系统中的断上电管理模块向断上电设备发送上电指令，并等待断上电设备反馈处理结果。

7)断上电设备中的设备通信管理模块在接受到上电指令后，将该指令传递至上电指令处理模块中，上电指令处理模块解析并执行该指令，具体根据解析后的指令信息控制断上电设备上特定端口上的USBKEY的电压和数据线路，使连接在特定端口上的USBKEY设备上电，达到插入USBKEY设备的效果，并将相关执行信息反馈给上位机中的上位控制系统，完成上电处理。

8)上位机中的上位控制系统接收到断上电设备反馈的上电处理结果后，并且设备消息管理模块识别到特定端口上有USBKEY设备插入后，由初始化USBKEY模块与USBKEY设备进行通信，并负责完成USBKEY的初始化工作。

通过上述生产方案，能够生产过程中自动对USB设备进行断电和上电，实现固件下载和初始化在无人工介入的情况下一体化自动完成，提高生产的效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种自动完成USBKEY设备固件初始化的生产系统，其特征在于，所述生产系统包括：

断上电设备，所述断上电设备与上位机相接，其上至少设有一个用于连接待处理USBKEY设备的USB端口，并在上位机的控制下对相应USB端口上的USBKEY设备进行上电或断电；

上位机，所述上位机中运行上位控制系统，该上位机连接断上电设备，所述上位控制系统通过断上电设备将USBKEY设备对应的USBKEY固定下载到USBKEY设备中，并控制断上电设备对相应USB端口上的USBKEY设备进行上电或断电操作，以及对USBKEY设备进行初始化。

2.根据权利要求1所述的一种自动完成USBKEY设备固件初始化的生产系统，其特征在于，所述断上电设备中设置有断上电控制系统，该控制系统包括设备通信管理模块和指令解析及执行模块，所述设备通信管理模块分别与上位机以及指令解析及执行模块通信相接，所述指令解析及执行模块分别控制连接断上电设备中的每个USB端口，并解析设备通信管理模块接受到的上位机指令，且根据解析后的指令对相应USB端口进行操作。

3.根据权利要求2所述的一种自动完成USBKEY设备固件初始化的生产系统，其特征在于，所述指令解析及执行模块包括：设备基本指令处理模块、断电指令处理模块以及上电指令处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种自动完成USBKEY设备固件初始化的生产系统，其特征在于，所述上位控制系统包括：

设备消息管理模块，所述设备消息管理模块获取断上电设备上各USB端口中安插的USBKEY设备的信息；

断上电管理模块，所述断上电管理模块根据设备消息管理模块获取到的断上电设备上安插的USBKEY设备信息，形成对应的断电、上电指令，并传至断上电设备；

固件下载模块，所述固件下载模块根据设备消息管理模块获取到的断上电设备上安插的USBKEY设备信息，将相应的USBKEY固件下载到对应的USBKEY设备中；

初始化USBKEY模块，所述初始化USBKEY模块对下载有对应的USBKEY固件且完成断电和上电操作的USBKEY设备，进行USBKEY初始化工作。

5.自动完成USBKEY设备固件初始化的生产方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

上位机识别断上电设备以及其上安插的USBKEY设备，并将相应的USBKEY固件下载到对应的USBKEY设备中；

下载完成后，上位机在相应的时间点向断上电设备发送断电和上电指令；

断上电设备解析上位机发送的指令，当其接收到专有的断电或上电指令后，断上电设备对专有指令中指定的特定端口上的USBKEY设备进行断电或上电操作；

上位机在接收到断上电设备反馈的断电、上电处理结果后，并且识别到断上电设备特定端口上有USBKEY设备插入后，对该USBKEY设备完成USBKEY的初始化工作。

6.根据权利要求5所述的自动完成USBKEY设备固件初始化的生产方法，其特征在于，断上电设备与上位机连接后，上位机将向断上电设备发送基本设备识别相关指令，断上电设备根据该指令识别相应的设备信息，并将识别到基本设备信息发送给上位机。

7.根据权利要求5所述的自动完成USBKEY设备固件初始化的生产方法，其特征在于，断上电设备在接受到上位机发送断电或上电指令时，通过控制对应USBKEY设备所在端口的电源和数据线路，实现对相应端口上的USBKEY设备进行断电或上电操作。