CN108491343B - 终端设备、数据传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端设备、数据传输系统及方法，所述终端设备包括：中央处理器、微控制单元、切换电路、第一读写端口和第二读写端口；所述中央处理器通过异步收发传输器接口实时传输运行数据给微控制单元存储，当所述第一读写端口接入读取设备时，切换电路使得实时传输运行数据给读写设备。以及，读写设备可以通过第二读写端口从微控制单元获取备份的运行数据。采用本发明实施例，避免中央处理器出现故障时无法获取运行数据的现象。

Description

终端设备、数据传输系统及方法

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种终端设备、数据传输系统及数据传输方法。

背景技术

在计算机领域或电子终端设备内，一般主机是以CPU(Central Processing Unit，中央处理器)来运行操作系统，进而在操作系统内执行相应的操作指令以及处理软件中的数据，操作系统在执行某种操作指令的过程中会记录运行数据于一日志文本中，进而存储在内部存储器，例如LOG信息，以备查询或故障查询时作为参数数据。

目前，获取运行数据的方式有以下两种：其一，通过连接一个外部的读写设备，例如：计算机；该读写设备直接通过通用串行总线的接口连接，从CPU的内部存储器中直接读取运行数据。其二，用户直接通过主机的操作系统，从CPU的内部存储器中读取运行数据，并显示在界面中。

上述方案存在以下缺陷：

1、主机CPU会定时清除内存记录的运行数据或者应用户请求而清除内存记录的运行数据，那么主机并不是实时连接读取设备进行运行数据的读取，那么对于主机存在的运行问题，是需要运行数据协助分析的，若出现运行问题的运行数据已被清除，无法获取到该运行数据来进行分析。

2、当主机CPU的出现故障，也就是操作系统无法运行时，用户无法直接操控主机进行入CPU搭载的操作系统，进而无法获取CPU内部存储的运行数据来分析CPU出现的故障。

发明内容

本发明实施例提出的终端设备、数据传输系统及数据传输方法，在能实时获取中央处理器的运行数据的前提下，实时备份其运行数据于微控制单元中，避免中央处理器出现故障时无法获取运行数据的现象。

在第一方面，本发明实施例提供一种终端设备，包括：中央处理器、微控制单元、切换电路、第一读写端口和第二读写端口；所述中央处理器具有第一异步收发传输器接口，所述微控制单元具有第二异步收发传输器接口；

所述第二异步收发传输器接口和所述第一读写端口均通过所述切换电路与所述第一异步收发传输器接口连接，并通过所述切换电路切换通断状态；所述第一读写端口与所述切换电路的受控端连接，发送信号控制所述切换电路在所述第二异步收发传输器接口和所述第一读写端口之间切换；所述第二读写端口与所述微控制单元连接；

所述中央处理器用于执行所述终端设备的操作指令，并将运行数据实时传至所述第一异步收发传输器接口；所述微控制单元用于将所述第二异步收发传输器接口实时接收到的运行数据存储于所述微控制单元的存储器。

优选地，所述存储器包括带电可擦可编程读写存储器。

优选地，所述第二读写端口包括第一通用串行总线接口。

进一步地，所述终端设备还包括切换控制单元、通用串行切换开关、电源开关电路；所述中央处理器具有第二通用串行总线接口，所述微控制单元具有第三通用串行总线接口；

所述第二通用串行总线接口和所述第三通用串行总线接口均通过所述通用串行切换开关与所述第一通用串行总线接口连接，并通过所述通用串行切换开关切换通断状态；所述切换控制单元的第一控制端与所述切换电路连接，发送信号控制所述通用串行切换开关在所述第二通用串行总线接口和所述第三通用串行总线接口之间切换；

所述电源开关电路的第一端与所述第一通用串行总线接口的电源引脚连接，所述电源开关电路的第二端接入系统电源；所述切换控制单元的第二控制端与所述电源开关电路连接，发送信号控制所述电源开关电路的通断；

所述切换控制单元的电压检测端与所述第一通用串行总线接口的电源引脚连接，检测所述电源引脚的插入电压值，并根据所述插入电压值向所述通用串行切换开关和所述电源开关电路发送信号。

进一步地，所述终端设备还包括或逻辑电路；

所述或逻辑电路的第一输入端与所述电源引脚连接，所述或逻辑电路的第二输入端与所述系统电源连接，所述或逻辑电路的输出端与所述微控制单元的电源输入端连接。

更进一步地，所述终端设备还包括连接在所述或逻辑电路的输出端与所述微控制单元的电源输入端之间的电源转换单元。

在第二方面，本发明实施例提供一种数据传输系统，包括读写设备和前文所述的终端设备；所述读写设备与所述终端设备的第一读写端口和/或第二读写端口连接。

在第三方面，本发明实施例还提供一种数据传输方法，用于前文所述的数据传输系统，包括：

当所述读写设备与所述终端设备的第一读写端口连接时，所述读写设备发送信号控制所述切换电路，所述切换电路将所述第一异步收发传输器接口与所述第二异步收发传输器接口的连接切换为所述第一异步收发传器接口与所述第一读写端口连接；以及，所述第一异步收发传输器接口从将运行数据发送给所述第二异步收发传输器切换为发送给所述第一读写端口；

当所述读写设备与所述终端设备的第二读写端口连接时，所述读写设备从所述微控制单元的存储器中读取所述存储器存储的运行数据。

优选地，所述终端设备的微控制单元运行FAT文件系统。

优选地，所述运行数据为LOG信息。

本发明实施例提供的终端设备、数据传输系统及数据传输方法，通过提供一微控制单元和开关电路，当开关电路接收到有外部的读写设备接入第一读写端口的信号时，控制开关电路使中央微处理器的异步收发传输器接口与微控制单元的异频收发传输器接口连接，此时中央处理器正常工作时，则将执行终端设备的操作指令的过程中产生的运行数据实时传送给外部的读写设备。当开关电路没有接收到有外部设备接入第一读写端口的信号时，控制开关电路使中央微处理器的异步收发传输器接口与微控制单元的异步收发传输器接口连接，进而在中央处理器正常工作时将执行终端设备的操作指令的过程中产生的运行数据实时传送给微控制单元备份存储，使当中央处理器出现故障时可通过第二读写端口从微控制单元中获取运行数据，方便后续根据运行数据分析故障原因。

附图说明

图1是本发明提供的终端设备的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的终端设备的另一个实施例的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的数据传输系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

在本发明中，“连接”、“相连”、“连”、“接”等表示电性相连的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对木发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要的范围也井不仅仅局限于前述具体实施方式。

实施例一

图1是本发明提供的终端设备的一个实施例的结构示意图，本实施例的终端设备的结构包括：中央处理器CPU、微控制单元MCU、切换电路、第一读写端口和第二读写端口；所述第一读写端口为终端设备外露的Debug口，在常见的终端设备中，所述第一读写端口用于外接读取设备，例如Debug工具，抓取终端设备开机阶段的中央处理器CPU的运行数据进行分析，该运行数据优选为LOG信息。所述中央处理器CPU具有第一异步收发传输器接口UART1，所述微控制单元MCU具有第二异步收发传输器接口UART2，在一般的终端设备中，中央处理器CPU的第一异步收发传输器接口UART1是直接与第一读写端口连接，不与微控制单元MCU的第二异步收发传输器接口UART2连接，且所述第一读写端口也不与微控制单元MCU的第二异发收发传输器接口连接，进而，现有的方案一般仅能从中央处理器CPU的存储器中抓取运行数据。但在本发明实施例中，所述第二异步收发传输器接口UART2和所述第一读写端口均通过所述切换电路与所述第一异步收发传输器接口UART1连接，并通过所述切换电路切换通断状态；所述第一读写端口与所述切换电路的受控端连接，发送信号EN1控制所述切换电路在所述第二异步收发传输器接口UART2和所述第一读写端口之间切换。

在第一读写端口与外部的读取设备连接时，第一读写端口能发送信号EN1给切换电路，例如一个高电平电压，触发所述切换电路将所述第一异步收发传输器接口UART1与所述第二异步收发传输器接口UART2连接的状态切换为所述第一异步收发传输器接口UART1与所述第一读写端口连接，则中央处理器CPU在正常工作时，将在执行所述终端设备的操作指令过程中记录的运行数据实时传至所述第一异步收发传输器接口UART1，所述第一异步收发传输器接口UART1将运行数据传送给所述第一读写端口，从而外部的读取设备可以实时地读取中央处理器CPU内部存储的运行数据。

在第一读写端口未与外部的读取设备连接时，第一读写端口未能发送信号EN1给切换电路，则所述切换电路保持所述第一异步收发传输器接口UART1与所述第二异步收发传输器接口UART2连接，则中央处理器CPU将在执行所述终端设备的操作指令过程中记录的运行数据实时传至所述第一异步收发传输器接口UART1，所述第一异步收发传输器接口UART1将运行数据传送给所述第二异步收发传输器接口UART2，所述微控制单元MCU将所述第二异步收发传输器接口UART2实时接收到的运行数据存储于所述微控制单元MCU的存储器中，具体如图1所示的数据流1。当第二读写端口与外部的读取设备连接时，则由所述第二读写端口与所述微控制单元MCU连接，外部的读取设备可从所述微控制单元MCU的存储器中读取中央处理器CPU备份到该存储器的运行数据。从而，通过实时将运行数据通过中央处理器CPU与微控制单元MCU之间的通信连接接口存放在微控制单元MCU，则可以通过读取设备与第二读取端口的连接，读取到相应的运行数据，且因微控制单元MCU运行的操作系统相对于中央处理器CPU运行的操作系统相对稳定，将运行数据备份到微控制单元MCU中更为安全。

作为本实施例的进一步改进，所述微控制单元MCU的存储器至少包括内置的快闪存储器和外挂的带电可擦可编程读写存储器这两者中的一个，微控制单元MCU运行的文件系统优选为FAT文件系统，本实施例优选微控制单元MCU将接收到的运行数据存储于外挂的带电可擦可编程读写存储器中，如此若是当所述中央处理器CPU和所述微控制单元MCU同时出现故障时，即无法通过第一读取端口或第二读取端口从终端设备中获取运行数据时，此时可以将所述微控制单元MCU的外挂的带电可擦可编程读写存储器拆下来或焊拆下来，插入读取设备的微控制单元MCU中读取信息。

本发明实施例提供的终端设备，通过提供一微控制单元MCU和开关电路，当开关电路接收到有外部的读写设备接入第一读写端口的信号时，控制开关电路使中央微处理器的异步收发传输器接口与微控制单元MCU的异频收发传输器接口连接，此时中央处理器CPU正常工作时，则将执行终端设备的操作指令的过程中产生的运行数据实时传送给外部的读写设备。当开关电路没有接收到有外部设备接入第一读写端口的信号时，控制开关电路使中央微处理器的异步收发传输器接口与微控制单元MCU的异步收发传输器接口连接，进而在中央处理器CPU正常工作时将执行终端设备的操作指令的过程中产生的运行数据实时传送给微控制单元MCU备份存储，使当中央处理器CPU出现故障时可通过第二读写端口从微控制单元MCU中获取运行数据，方便后续根据运行数据分析故障原因。

实施例二

图2是本发明提供的终端设备的另一个实施例的结构示意图。本实施例以上述实施例为基础进行优化，在本实施例中，如图2所示，所述第二读写端口包括第一通用串行总线接口，所述第一通用串行接口包括接地端Signal-gnd、数据传输端Data和5V的供电端USB-5V，所述终端设备还包括：切换控制单元、通用串行切换开关、电源开关电路；所述中央处理器CPU具有第二通用串行总线接口，该接口一般为下行端口，所述微控制单元MCU具有第三通用串行总线接口，该接口一般为上行端口；由于该所述第一通用串行总线接口一般外接上行端口的外部设备，通过如图2所示的数据流3的方式，使外部设备与中央处理器CPU进行通信，而本发明实施例是基于设备原有的所述第一通用串行总线接口(USB接口)来进行硬件资源共享，通过提供所述切换控制单元、所述通用串行切换开关和所述电源开关电路，使得所述第一通用串行总线接口(USB接口)既可以外接下行端口的外部的读写设备，以使外部的读写设备可以从微控制单元MCU中读取到信息，具体地如图2所示的数据流4，也可以外接上行端口的外部设备与中央处理器CPU连接。具体的工作连接方式如下：

所述第二通用串行总线接口和所述第三通用串行总线接口均通过所述通用串行切换开关与所述第一通用串行总线接口(USB接口)连接，并通过所述通用串行切换开关切换通断状态；所述切换控制单元的第一控制端与所述切换电路连接，发送信号SW-EN控制所述通用串行切换开关在所述第二通用串行总线接口和所述第三通用串行总线接口之间切换；

所述电源开关电路的第一端与所述第一通用串行总线接口(USB接口)的电源引脚连接，所述电源开关电路的第二端接入电源，一般为5V的系统电源，即5V-M；所述切换控制单元的第二控制端与所述电源开关电路连接，发送信号EN2控制所述电源开关电路的通断；

所述切换控制单元的电压检测端与所述第一通用串行总线接口(USB接口)的电源引脚连接，检测所述电源引脚的插入电压值，并根据所述插入电压值向所述通用串行切换开关和所述电源开关电路发送信号。

当所述第一通用串行总线接口(USB接口)外接下行端口的读写设备时，所述切换控制单元的电压检测端检测到所述电源引脚VCC-5V的电压由悬空转高电平，所述切换控制单元发送信号SW-EN1控制所述通用串行切换开关，使所述第三通用串行总线接口与所述第一通用串行总线接口(USB接口)连接，以及，所述切换控制单元发送信号EN2-1控制所述电源开关电路截止，系统电源5V-M提供的电源无需输出给所述第一通用串行总线接口(USB接口)，由所述读写设备为所述第一通用串行总线接口(USB接口)供电，进而所述第一通用串行总线接口(USB接口)外接的读写设备能够从所述微控制单元MCU中读取运行数据，如图2所示的数据流3。

当所述第一通用串行总线接口(USB接口)外接上行端口的外围设备时，所述切换控制单元的电压检测到所述电源引脚VCC-5V的电压由悬空转低电平，所述切换控制单元发送信号SW-EN2控制所述通用串行切换开关，使所述第二通用串行总线接口与所述第一通用串行总线接口(USB接口)连接，以及所述切换控制单元发送信号EN2-2控制所述电源开关电路导通，所述系统电源5V-M为所述第一通用串行总线接口(USB接口)供电，进而所述第一通用串行总线接口(USB接口)外接的外围设备能够与所述中央处理器CPU交互通信，如图2所述的数据流4。

由于所述微控制单元MCU是直接由所述系统电源5V-M供电，那么当所述终端设备的电源板故障时，所述系统电源5V-M无输出，那么此时所述微控制单元MCU会停止工作，进而读写设备无法通过上述提供的所述第一通用串行总线接口(USB接口)从所述微控制单元MCU中读取数据。因而，本发明实施例作进一步的改进，所述终端设备还包括或逻辑电路；所述或逻辑电路的第一输入端与所述电源引脚连接，所述或逻辑电路的第二输入端与所述系统电源5V-M连接，所述或逻辑电路的输出端与所述微控制单元MCU的电源输入端连接。

通过上述改进，可以使得当电源板故障无法输出所述系统电源5V-M时，此时，所述第一通用串行总线接口(USB接口)外接下行端口的读取设备，例如，计算机，所述读取设备向所述第一通用串行总线接口(USB接口)的电源引脚VCC-5V供5V的电压，该5V的电压可以通过所述或逻辑电路供电给所述微控制单元MCU，进而激活所述微控制单元MCU工作，进而所述读取设备可以从所述微控制单元MCU的运行数据。

更进一步地，所述终端设备还包括连接在所述或逻辑电路的输出端与所述微控制单元MCU的电源输入端之间的电源转换单元，用于将所述系统电源5V-M或所述第一通用串行总线接口(USB接口)外接的读取设备提供的电源转换成所述微控制单元MCU适用的电压。

本发明实施例提供的终端设备，在实现上述一实施例的技术效果的前提下，还可以共享终端设备整机的通用串行总线接口(即所述第一通用串行总线接口(USB接口))来与所述微控制单元MCU连接，从中获取其所存储的中央处理器CPU的运行数据；以及当终端设备的电源故障时，只要微控制单元MCU本身无故障，能免不在拆机的前提下，通过整机的通用串行总线接口(即所述第一通用串行总线接口(USB接口))连接到读取设备，例如计算机，读取设备通过通用串行总线接口线路供电给所述微控制单元MCU，使得所述微控制单元MCU工作，进而在整机电源故障的前提下也能够获取到终端设备的运行数据，协助分析问题。

实施例三

如图3所示，图3是本发明实施例提供的数据传输系统的一个实施例的结构示意图；本实施例提供一种数据传输系统，包括读写设备10和前文任一实施例所述的终端设备20；所述读写设备与所述终端设备的第一读写端口和/或第二读写端口连接。本实施例提供的数据传输系统，能够实现前文任一实施例的提供的技术方案的技术效果，在此不再赘述。。

实施例四

在第三方面，本发明实施例还提供一种数据传输方法，用于前文所述的数据传输系统，包括：

当所述读写设备与所述终端设备的第一读写端口连接时，所述读写设备发送信号控制所述切换电路，所述切换电路将所述第一异步收发传输器接口UART1与所述第二异步收发传输器接口UART2的连接切换为所述第一异步收发传器接口与所述第一读写端口连接；以及，所述第一异步收发传输器接口UART1从将运行数据发送给所述第二异步收发传输器切换为发送给所述第一读写端口；

当所述读写设备与所述终端设备的第二读写端口连接时，所述读写设备从所述微控制单元MCU的存储器中读取所述存储器存储的运行数据。

优选地，所述终端设备的微控制单元MCU运行FAT文件系统。由于微控制单元MCU运行的是FAT文件系统，可以使得外部的读取设备通过通用串行总线接口数据线的插接从微控制单元MCU中读取数据时，可以像读取U盘里的文件一样，方便快捷地获取到其存储的中央处理器CPU的运行数据，LOG信息。

本发明实施例提供的数据传输方法，能够实施前文任一实施例提供的技术方案的技术效果，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种终端设备，其特征在于，包括：中央处理器、微控制单元、切换电路、第一读写端口和第二读写端口；所述中央处理器具有第一异步收发传输器接口，所述微控制单元具有第二异步收发传输器接口；

所述第二异步收发传输器接口和所述第一读写端口均通过所述切换电路与所述第一异步收发传输器接口连接，并通过所述切换电路切换通断状态；所述第一读写端口与所述切换电路的受控端连接，发送信号控制所述切换电路在所述第二异步收发传输器接口和所述第一读写端口之间切换；所述第二读写端口与所述微控制单元连接；

所述中央处理器用于执行所述终端设备的操作指令，并将运行数据实时传至所述第一异步收发传输器接口；所述微控制单元用于将所述第二异步收发传输器接口实时接收到的运行数据存储于所述微控制单元的存储器；

其中，当所述终端设备的第一读写端口与读写设备连接时，所述第一读写端口发送信号控制所述切换电路，所述切换电路将所述第一异步收发传输器接口与所述第二异步收发传输器接口的连接切换为所述第一异步收发传器接口与所述第一读写端口连接；所述第一异步收发传输器接口从将运行数据发送给所述第二异步收发传输器切换为发送给所述第一读写端口；

当所述终端设备的第二读写端口与读写设备连接时，所述微控制单元的存储器中存储的运行数据用于供所述读写设备读取。

2.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述存储器包括带电可擦可编程读写存储器。

3.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述第二读写端口包括第一通用串行总线接口。

4.如权利要求3所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括切换控制单元、通用串行切换开关、电源开关电路；所述中央处理器具有第二通用串行总线接口，所述微控制单元具有第三通用串行总线接口；

所述第二通用串行总线接口和所述第三通用串行总线接口均通过所述通用串行切换开关与所述第一通用串行总线接口连接，并通过所述通用串行切换开关切换通断状态；所述切换控制单元的第一控制端与所述切换电路连接，发送信号控制所述通用串行切换开关在所述第二通用串行总线接口和所述第三通用串行总线接口之间切换；

所述电源开关电路的第一端与所述第一通用串行总线接口的电源引脚连接，所述电源开关电路的第二端接入系统电源；所述切换控制单元的第二控制端与所述电源开关电路连接，发送信号控制所述电源开关电路的通断；

所述切换控制单元的电压检测端与所述第一通用串行总线接口的电源引脚连接，检测所述电源引脚的插入电压值，并根据所述插入电压值向所述通用串行切换开关和所述电源开关电路发送信号。

5.如权利要求4所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括或逻辑电路；

所述或逻辑电路的第一输入端与所述电源引脚连接，所述或逻辑电路的第二输入端与所述系统电源连接，所述或逻辑电路的输出端与所述微控制单元的电源输入端连接。

6.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括连接在所述或逻辑电路的输出端与所述微控制单元的电源输入端之间的电源转换单元。

7.一种数据传输系统，其特征在于，包括读写设备和权利要求1至6任一项所述的终端设备；

所述读写设备与所述终端设备的第一读写端口和/或第二读写端口连接。

8.一种数据传输方法，用于权利要求7所述的数据传输系统，其特征在于，包括：

当所述读写设备与所述终端设备的第一读写端口连接时，所述读写设备发送信号控制所述切换电路，所述切换电路将所述第一异步收发传输器接口与所述第二异步收发传输器接口的连接切换为所述第一异步收发传器接口与所述第一读写端口连接；以及，所述第一异步收发传输器接口从将运行数据发送给所述第二异步收发传输器切换为发送给所述第一读写端口；

当所述读写设备与所述终端设备的第二读写端口连接时，所述读写设备从所述微控制单元的存储器中读取所述存储器存储的运行数据。

9.如权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述终端设备的微控制单元运行FAT文件系统。

10.如权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述运行数据为LOG信息。

Images