CN108153626B - 一种usb、串口复用与安全隔离系统 - Google Patents

一种usb、串口复用与安全隔离系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种USB、串口复用与安全隔离系统，该系统对外接口为USB，串口模式为USB串口，包括USB、串口复用与控制单元，用于实现智能或手动USB与串口功能切换、控制；USB、串口复用与控制安全算法，用于实现切换功能开启、关闭和安全控制。本发明中USB口与串口均使用同一根线缆，切换功能使用时，无需插拔线缆，只需软件切换即可，且在设计上，本发明可任意切换USB或串口功能，使调试过程更加便捷。

Description

一种USB、串口复用与安全隔离系统
技术领域
本发明设计一种移动智能终端的USB接口复用系统，具体是一种USB、串口复用与安全隔离系统。
背景技术
通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是一个外部总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品。USB OTG是USB On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。
目前移动智能操作系统的智能终端上的接口已经采用了这种USB-OTG技术，实现了多种设备之间的数据交互，在智能终端使用过程中对外的串口接口使用频率较少，但在维护和故障排除过程中串口为必备端口。在通用的智能终端设计中，一般在主板上预留测试点，在维护时需要拆开终端结构件，通过飞线或外置连接方式使用串口进行排故。该方法不但耗时费力，而且拆装过程中有可能损坏外观和关键功能。
发明内容
为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种USB、串口复用与安全隔离系统，USB和串口复用的USB接口，USB与串口通用一根线缆，使维护和排除故障过程更加方便，快速，同时避免了拆装过程中损坏外观和关键功能的可能，使维修和排除故障过程更加安全有保障。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种USB、串口复用与安全隔离系统，该系统对外接口为USB，串口模式为USB串口，包括：
USB、串口复用与控制单元，用于实现智能或手动USB与串口功能切换、控制；
USB、串口复用与控制安全算法，用于实现切换功能开启、关闭和安全控制。
其中，所述USB、串口复用与控制单元包括复用控制单元、USB切换控制模块、串口转换模块和CPU，5线USB OTG输出的数据线USB_DM和USB_DP分别接入复用控制单元中的USB切换控制模块的两输入，USB切换控制模块的数据线USBO_DM和USBO_DP分别接入CPU，USB切换控制模块的数据线USB_S_DM和USB_S_DP接入串口转换模块，串口转换模块的数据线S_RX和S_TX接入CPU，由CPU出来的控制线USB_CTL作开关选择，控制输出是掷向USB功能还是串口功能。
其中，所述5线USB OTG的USB_ID线接入CPU。
其中，所述USB、串口复用与控制安全算法包括如下步骤：
步骤1：加电启动，进入bootloader，默认配置USB_CTL掷向串口模式，此环境下可通过组合键或命令控制USB_CTL实现USB、串口模式切换；
步骤2：bootloader启动完成后，可根据用户是否进入fastboot模式自动配置输出模式，若进入fastboot模式则配置USB_CTL掷向USB模式，做后续处理后重启系统；
步骤3：若未进入fastboot模式，开始启动kernel，自动配置USB_CTL掷向串口模式，也可切换组合键配置USB_CTL强制切换模式；
步骤4：启动system，当adb功能启动完成后，自动配置USB_CTL掷向USB模式，也可切换组合键或特定命令配置USB_CTL切换模式。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明将USB和串口复用的USB接口，USB与串口通用一根线缆，解决了通用智能终端只留有USB接口给用户使用，而开发人员进行维护和故障排除使用串口时，只能通过飞线或外置连接方式使用串口进行排故的问题，使维护和排除故障过程更加方便，快速；
2)本发明依托终端原有USB接口，采用复用重构及安全控制方法，实现USB、串口功能复用及安全控制，开发人员可在调试过程中任意切换USB或串口功能，且USB与串口线缆使用同一根，避免了调试过程中来回插拔线缆，使维修和排除故障过程更加便捷。
3)本发明依托终端原有USB接口，采用复用重构及安全控制方法，实现USB、串口功能复用及安全控制，使开发人员进行维护和故障排除时无需通过飞线或外置连接方式使用串口进行排故的问题，避免拆装过程中损坏外观和关键功能的可能，使维修和排除故障过程更加安全有保障。
附图说明
图1为本发明实施例中USB、串口复用与控制单元的结构示意图。
图2为本发明实施例中USB、串口复用与控制安全算法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种USB、串口复用与安全隔离系统，该系统对外接口为USB，串口模式为USB串口，包括：
USB、串口复用与控制单元，用于实现智能或手动USB与串口功能切换、控制；
USB、串口复用与控制安全算法，用于实现切换功能开启、关闭和安全控制。
如图1所示，所述USB、串口复用与控制单元包括复用控制单元、USB切换控制模块、串口转换模块和CPU，通用智能终端的5线USB OTG接口出来数据线USB_DM和USB_DP分别接入复用控制单元中的USB切换控制模块的两输入，5线USB OTG的USB_ID线接入CPU，USB切换控制模块的数据线USBO_DM和USBO_DP分别接入CPU，USB切换控制模块的数据线USB_S_DM和USB_S_DP接入串口转换模块，串口转换模块的数据线S_RX和S_TX接入CPU，由CPU出来的控制线USB_CTL作开关选择，控制输出是掷向USB功能还是串口功能，USB切换控制模块是否使能，由软件上控制USB_OE高低电平进行控制，USB切换控制模块禁止时默认使用USB模式。
如图2所示，所述USB、串口复用与控制安全算法包括如下步骤：
步骤1：启动系统，自动进入bootloader，安全算法默认配置USB_CTL掷向串口模式，此时开发人员可使用串口调试，开发人员也可使用特定组合键(如音量+，音量-，电源键组合)切换为串口模式或USB模式；
步骤2：开发人员选择是否进入fastboot模式，若进入则安全算法自动配置USB_CTL掷向USB模式，开发人员做后续处理，并选择是否重启系统；
步骤3：若未进入fastboot模式，而是直接启动kernel，则安全算法自动配置USB_CTL掷向串口模式，方便开发人员进行调试，开发人员也可使用特定组合键(如音量+，音量-，电源键组合)切换为串口模式或USB模式；
步骤4：启动system，当adb功能启动时，安全算法自动配置USB_CTL掷向USB模式，此时开发人员可以使用adb功能进行后续调试，开发人员也可使用特定组合键或特定命令控制USB_CTL掷向串口模式或USB模式。
本具体实施提出的串口与USB口复用的，USB口与串口均使用同一根线缆，切换功能使用时，无需插拔线缆，只需软件切换即可，且在设计上，本发明可任意切换USB或串口功能，使调试过程更加便捷。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种USB、串口复用与安全隔离系统，该系统对外接口为USB，串口模式为USB串口，其特征在于，包括：
USB、串口复用与控制单元，用于实现智能或手动USB与串口功能切换、控制；
USB、串口复用与控制安全算法，用于实现切换功能开启、关闭和安全控制；
所述USB、串口复用与控制单元包括复用控制单元、USB切换控制模块、串口转换模块和CPU，5线USB OTG输出的数据线USB_DM和USB_DP分别接入复用控制单元中的USB切换控制模块的两输入，USB切换控制模块的数据线USBO_DM和USBO_DP分别接入CPU，USB切换控制模块的数据线USB_S_DM和USB_S_DP接入串口转换模块，串口转换模块的数据线S_RX和S_TX接入CPU，由CPU出来的控制线USB_CTL作开关选择，控制输出是掷向USB功能还是串口功能。
2.如权利要求1所述的一种USB、串口复用与安全隔离系统，其特征在于，所述5线USBOTG的USB_ID线接入CPU。
3.如权利要求1所述的一种USB、串口复用与安全隔离系统，其特征在于，所述USB、串口复用与控制安全算法包括如下步骤：
步骤1：加电启动，进入bootloader，默认配置USB_CTL掷向串口模式，此环境下可通过组合键或命令控制USB_CTL实现USB、串口模式切换；
步骤2：bootloader启动完成后，可根据用户是否进入fastboot模式自动配置输出模式，若进入fastboot模式则配置USB_CTL掷向USB模式，做后续处理后重启系统；
步骤3：若未进入fastboot模式，开始启动kernel，自动配置USB_CTL掷向串口模式，也可切换组合键配置USB_CTL强制切换模式；
步骤4：启动system，当adb功能启动完成后，自动配置USB_CTL掷向USB模式，也可切换组合键或特定命令配置USB_CTL切换模式。
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