CN104704917B - 恒定亮度led驱动通信端口 - Google Patents
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Abstract
用来自集成电路IC装置的单个输出节点的多个脉冲来驱动发光二极管LED，所述多个脉冲在时钟时间周期内具有可控制脉冲宽度及位置，从而提供LED光强度控制及数字信息通信两者。通过所述脉冲的工作循环确定所述LED光强度，其中人眼将来自所述LED的这些光脉冲集成为连续光强度级。由光检测器检测来自所述LED的光输出中含有的数字信息，所述光检测器将所述光脉冲转换成由电路调试器及/或制造测试站解调并读取的电信号。前述操作允许使用所述IC装置的仅一个输出节点进行连续视觉显示及数据发射。这在使用低引脚计数IC装置时是尤其有利的。
Description
技术领域
本发明涉及低引脚计数集成电路装置，且更特定来说涉及一种在集成电路封装上具有用于提供状态通信及视觉显示两者的同时双用途的单引脚。
背景技术
低引脚计数集成电路应用通常需要用于指示及/或状态的发光二极管(LED)。另外，所有低引脚计数集成电路装置在开发及最终生产期间较佳地具有某一类型的通信信道。
发明内容
因此，存在对为低引脚计数集成电路应用提供视觉指示及通信(例如，程序操作、数据及/或状态)两者的方式的需要。
根据实施例，一种用于使用集成电路装置的单个节点来驱动发光二极管(LED)并发射数字信息的方法可包括以下步骤：从集成电路装置的单个节点产生多个脉冲；及将来自所述集成电路装置的所述单个节点的所述多个脉冲耦合到发光二极管(LED)；其中来自所述集成电路装置的所述单个节点的所述多个脉冲控制来自所述LED的光强度并发射数字信息。
根据所述方法的又一实施例，来自所述LED的所述光强度可与所述多个脉冲的脉冲宽度实质上成比例。根据所述方法的又一实施例，所述多个脉冲中的每一者可在两个循序时钟时间内发生。根据所述方法的又一实施例，所述多个脉冲中的每一者的电平改变可在两个循序时钟时间内发生。根据所述方法的又一实施例，高到低电平改变可表示逻辑1且低到高电平改变可表示逻辑0。根据所述方法的又一实施例，低到高电平改变可表示逻辑1且高到低电平改变可表示逻辑0。根据所述方法的又一实施例，在所述两个循序时钟时间内发生的表示逻辑1的所述电平改变的位置可不同于表示逻辑0的所述电平改变的位置。
根据所述方法的又一实施例，另外可包括以下步骤：借助光检测器将来自所述LED的光脉冲转换为电脉冲；将来自所述光检测器的所述电脉冲耦合到数据接收装置；及将来自所述光检测器的所述电脉冲转换回成所述数字信息。
根据另一实施例，一种集成电路装置可包括：数字处理器及存储器；串行接口，其具有耦合到所述数字处理器的输入；发光二极管(LED)光强度控制电路，其具有耦合到所述数字处理器的输入；调制器，其具有耦合到所述串行接口的输出的第一输入及耦合到所述LED光强度控制电路的输出的第二输入；及单个节点，其耦合到所述调制器的输出。
根据又一实施例，LED可耦合到所述单个节点。根据又一实施例，限流电阻器可耦合于所述LED与所述单个节点之间。
根据再一实施例，一种用于使用集成电路装置的单个节点来驱动发光二极管(LED)并发射数字信息的系统可包括：集成电路装置，所述集成电路装置从其单个节点产生多个脉冲；及发光二极管(LED)，其耦合到所述集成电路装置的所述单个节点；其中来自所述集成电路装置的所述单个节点的所述多个脉冲控制来自所述LED的光强度并发射数字信息。
根据又一实施例，来自所述LED的所述光强度可与所述多个脉冲的脉冲宽度实质上成比例。根据又一实施例，所述多个脉冲中的每一者在两个循序时钟时间内发生。根据又一实施例，所述多个脉冲中的每一者的电平改变可在两个循序时钟时间内发生。根据又一实施例，高到低电平改变可表示逻辑1且低到高电平改变可表示逻辑0。根据又一实施例，低到高电平改变可表示逻辑1且高到低电平改变可表示逻辑0。根据又一实施例，在所述两个循序时钟时间内发生的表示逻辑1的所述电平改变的位置可不同于表示逻辑0的所述电平改变的位置。
根据又一实施例，光检测器可用于将来自所述LED的光脉冲转换为电脉冲；且数据接收装置可耦合到所述光检测器且适于接收所述电脉冲；其中可通过所述数据接收装置将来自所述光检测器的所述电脉冲转换回成所述数字信息。
附图说明
联合随附图式参考以下说明可获取对本发明的较完整理解，其中：
图1根据本发明的特定实例性实施例图解说明低引脚计数集成电路装置的示意性框图；
图2根据本发明的教示图解说明用以产生各种LED光强度输出的示意性波形时序图；且
图3根据本发明的特定实例性实施例图解说明在用来自如图1中所展示的UART的数字信号进行调制时高及低LED光强度输出的示意性波形时序图。
虽然易于对本发明做出各种修改及替代形式，但已在图式中展示并在本文中详细描述其特定实例性实施例。然而，应理解，本文中对特定实例性实施例的说明并不意欲将本发明限制于本文中所揭示的特定形式，而是相反，本发明欲涵盖随附权利要求书所界定的所有修改及等效形式。
具体实施方式
用来自集成电路(IC)装置(例如，低引脚计数IC装置)的单个输出节点的多个脉冲来驱动发光二极管(LED)，所述多个脉冲在时钟时间周期内具有可控制脉冲宽度及位置，从而提供LED光强度控制及数字信息通信两者。(例如)来自UART的串行信息(例如，数据)及对LED的光强度控制在光强度及数字信息调制器中组合在一起。LED光强度是通过来自光强度及数字信息调制器的脉冲输出控制。人眼取决于其脉冲宽度而将来自LED的光脉冲集成为连续光强度级。
由光检测器检测来自LED的光输出中含有的数字信息，所述光检测器将来自LED的光脉冲转换成可耦合到解调器的电信号，所述解调器可与电路调试器及/或制造测试站相关联。来自解调器的经解调数据输出可由与电路调试器及/或制造测试站相关联的数字处理器读取。前述操作允许使用IC装置的仅一个输出节点(例如，引脚、球凸块等)进行连续视觉显示及数据发射。这在使用(例如)包封于低引脚计数IC装置封装中的低引脚计数IC装置时是尤其有利的。
现在参考图式，示意性地图解说明特定实例性实施例的细节。图式中的相同元件将由相同编号表示，且类似元件将由具有不同小写字母后缀的相同编号表示。
参考图1，根据本发明的特定实例性实施例描绘低引脚计数集成电路装置的示意性框图。低引脚计数集成电路(IC)装置102可包括数字处理器及存储器110、串行接口106(例如，UART)、LED光强度控制电路108及调制器104，调制器104用于将来自串行接口106及LED光强度控制电路108的输出组合成可施加到与限流电阻器114串联的LED116的多个脉冲的串行流。来自调制器104的输出通过与IC装置102相关联的单个节点112耦合到LED 116/电阻器114。
来自LED 116的光脉冲可由将这些光脉冲转换成电子脉冲的光检测器130接收，光检测器130可耦合到与数据接收装置122(例如，电路调试器、制造测试站等)相关联的解调器124。来自LED 116的光还可被人眼132看见，人眼132将来自其的光脉冲集成为与这些光脉冲的脉冲宽度成比例的光强度级。数据接收装置122可包括解调器124、串行接口126(例如，UART)及调试或测试处理器128。光检测器130可通过数据接收装置122的节点134耦合到解调器124。
据预期且在本发明的范畴内，IC装置102的节点112可直接耦合到数据接收装置122的节点134，其中通过数据接收装置122进行的数据接收不再需要光检测器130。
参考图2，根据本发明的教示描绘用以产生各种LED光强度输出的示意性波形时序图。出现到人眼132的光强度将与来自LED 116的所述多个光脉冲的脉冲宽度的集成实质上成比例。在电流流动穿过LED 116时，LED 116将具有光输出且所述多个光脉冲的集成是通过图2中所展示的交叉阴影区指示。举例来说，50％工作循环下的脉冲宽度将以约一半最大亮度从LED 116产生光。极高工作循环脉冲宽度将以约最大亮度从LED116产生光。且极低工作循环脉冲宽度将以约最小亮度从LED 116产生光。最小脉冲宽度可经调整到人眼132不会实质上感知来自LED 116的光输出的程度，其中LED 116将似乎避开人眼132。即使在极低工作循环(极小脉冲宽度)下，嵌入于由图2的波形时序图中的箭头所表示的所述多个光脉冲中的数据仍将可恢复的。
参考图3，根据本发明的特定实例性实施例描绘在用来从如图1中所展示的UART的数字信号进行调制时高及低LED光强度输出的示意性波形时序图。表示数据的高及低电平(例如，高及低电压或高及低电流)可由串行接口106连续地产生。(若干)开始脉冲可指示串行数据发射的开始。串行数据发射的开始部分可为多个低电平(逻辑零)(仅展示一个低电平)。串行接口126可通过锁定到可从包括所述多个低电平(逻辑零)的串行数据发射的开始部分导出的串行发射时钟速率上而起始接收数据采集。
一旦已确定并锁定到串行发射时钟速率，即可将每一串行数据符号解码成逻辑“1”(例如，高电平)或逻辑“0”(例如，低电平)。如图3中所展示，逻辑“1”符号可由向下指箭头所表示的高电平到低电平转变来表示，且逻辑“0”符号可由向上指箭头所表示的低电平到高电平转变来表示。这些电平转变可确定为在由Ck1、Ck2、...表示的循序时钟时间之间，例如，可将在时钟时间之间发生的电平转变解码成逻辑“1”或逻辑“0”。举例来说，时钟时间Ck2与Ck3之间的符号解码展示从低电平到高电平的电平转变，从而指示表示数据“1”的数据符号，且在时钟时间Ck3与Ck4及Ck与Ck5之间展示从高电平到低电平的电平转变，从而指示表示两个数据位的数据符号，每一数据位具有逻辑“0”数据值。时钟边界处的电平转变可由串行接口126作为数据符号忽略但可用以维持时钟定时同步。据预期且在本发明的范围内，表示“1”的数据符号还可为从高到低的电平转变，且表示“0”的数据符号还可为从低到高的电平转变。
来自LED 116的光输出可由到其的逻辑高脉冲的脉冲宽度控制。高脉冲的脉冲宽度(持续时间)越长，来自LED 116的光输出越亮。对于来自LED 116的高光输出，将针对时钟时间之间的波形的实质部分施加逻辑高到LED 116。相反地，对于来自LED 116的极低光输出(人眼132实质上未视觉感知到光)，将针对时钟时间之间的波形的实质非紧要部分施加逻辑高到LED 116。实质上全光输出与实质上无光输出之间的光输出电平将与高逻辑电平(例如，Vdd(电源电压))下的脉冲宽度大约成比例。脉冲的宽度仅影响来自LED 116的光强度输出，因为数据符号检测在时钟定时边界之间的逻辑电平转变处发生。举例来说，数据编码可是但不限于曼彻斯特(Manchester)编码。
虽然已参考本发明的实例性实施例来描绘、描述及界定本发明的实施例，但这些参考并不暗示对本发明的限制，且不应推断出存在此限制。如所属技术领域的且受益于本发明的技术人员将联想到，所揭示的标的物能够在形式及功能上具有大量修改、变更及等效形式。本发明的所描绘及所描述实施例仅为实例，且并非是对本发明的范围的穷尽性说明。
Claims (16)
1.一种用于使用集成电路装置的单个节点来驱动发光二极管并发射数字信息的方法，所述方法包括以下步骤：
从集成电路装置的单个节点产生多个脉冲，其中所述脉冲布置在连续恒定的周期内，每一周期具有由脉冲界定的打开时间和关闭时间；及
将来自所述集成电路装置的所述单个节点的所述多个脉冲耦合到发光二极管；
其中来自所述集成电路装置的所述单个节点的所述多个脉冲控制来自所述发光二极管的光强度并发射数字信息，其中来自所述发光二极管的所述光强度与所述多个脉冲的脉冲宽度实质上成比例，并且其中通过下降边缘或上升边缘之一在每一周期内编码位。
2.根据权利要求1所述的方法，其中为了接收已发射的数字信息，忽略在周期边界的电平转变。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过连续逻辑“0”的位序列编码开始位。
4.根据权利要求1所述的方法，其中上升边缘表示逻辑1且下降边缘表示逻辑0。
5.根据权利要求1所述的方法，其中下降边缘表示逻辑1且上升边缘表示逻辑0。
6.根据权利要求1所述的方法，其中依据所选择的光强度，所述上升边缘或下降边缘发生在周期内的不同位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：
借助光检测器将来自所述发光二极管的光脉冲转换为电脉冲；
将来自所述光检测器的所述电脉冲耦合到数据接收装置；及
将来自所述光检测器的所述电脉冲转换回成所述数字信息。
8.一种集成电路装置，其包括：
数字处理器及存储器；
串行接口，其具有耦合到所述数字处理器的输入；
发光二极管光强度控制电路，其具有耦合到所述数字处理器的输入，其中所述发光二极管光强度控制电路经配置以产生具有恒定周期的脉冲宽度调制信号，其中每一周期具有打开时间和关闭时间；
调制器，其具有耦合到所述串行接口的输出的第一输入及耦合到所述发光二极管光强度控制电路的输出的第二输入，其中在每一周期期间所述调制器依靠位值输出所述打开时间接着输出所述关闭时间，或输出所述关闭时间接着输出所述打开时间；及
单个节点，其耦合到所述调制器的输出。
9.一种包括根据权利要求8所述的集成电路装置的系统，其进一步包括耦合到所述单个节点的发光二极管。
10.根据权利要求9所述的系统，其进一步包括耦合于所述发光二极管与所述单个节点之间的限流电阻器。
11.一种集成电路装置，其包括：
调试或测试处理器；
串行接口，其具有耦合到所述调试或测试处理器的输出；
解调器，其具有耦合到所述串行接口的输入的输出及耦合到外部连接的输入，所述外部连接经配置以与光检测器耦合，其中所述解调器经配置以通过检测接收信号的连续周期以及通过依据周期内的上升边缘或下降边缘确定在每一周期内的位值而解调所述接收信号，其中忽略在周期边界的电平转变。
12.根据权利要求8或11所述的集成电路装置，其中通过连续逻辑“0”的位序列编码开始位。
13.根据权利要求8或11所述的集成电路装置，其中最小光强度包括具有打开时间的人眼看不见的脉冲。
14.根据权利要求8或11所述的集成电路装置，其中上升边缘表示逻辑1且下降边缘表示逻辑0。
15.根据权利要求8或11所述的集成电路装置，其中下降边缘表示逻辑1且上升边缘表示逻辑0。
16.一种具有发射器和接收器的系统，所述发射器包括根据权利要求8所述的集成电路装置，并且所述接收器包括根据权利要求11所述的集成电路装置(102)。
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