CN110531998B - 一种光模块及光模块的固件烧写方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例示出一种光模块及光模块的固件烧写方法，本申请实施例示出的光模块，包括：集成于印制电路板PCB上的接口转换装置和微控制单元MCU；所述MCU具有第一接口和固件写入接口；其中，所述接口转换装置用于与光模块外部的上位机连接。当上位机下发高电平的控制信号时第一接口与第一金手指引脚间的第一通道开启，同时，固件写入接口与所述第一金手指引脚间的第二通道关闭，光模块允许上位机通过第一通道访问MCU，当上位机下发低电平的控制信号时第一接口与第一金手指引脚间的第一通道关闭，同时，固件写入接口与所述第一金手指引脚间的第二通道开启，光模块允许上位机通过第二通道向MCU传输固件程序。

Description

一种光模块及光模块的固件烧写方法

技术领域

本申请实施例涉及光通信技术。更具体地讲，涉及一种光模块及光模块的固件烧写方法。

背景技术

在光通信技术领域，光纤网络系统应用非常广泛。光纤网络系统由OLT(OpticalLine Terminal光线路终端)、ONT(Optical Network Terminal光网络终端)和光配线网络构成。其中，OLT设备包括：光模块和上位机两个部分。其中，光模块用于实现光电信号的转换，同时，光模块对光电信号进行监测，并将监测值存储在内部的寄存器中，由上位机通过上位机与光模块间的数据通道，读取监测值，完成光功率的监测工作。

光模块通过内部设置的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)来实现光电性能的监控。为了使微控制单元可以实现上述的功能，通常需要在微控制单元内烧写对应的固件程序。微控制单元的烧写过程：每个微控制单元均具有特定的固件写入接口。在光模块的硬件配置的过程中，将固件写入接口引出到PCB的TOP面或者BOTTOM面设计成圆形或者方形焊盘。然后，采用烧写工装在PCB表面下探针，使用探针连通到焊盘上进行对应软件的烧写。

现有技术示出的光模块，在作业的过程一旦因故障等因素需要重新烧写软件时，就必须要拆除光模块的结构件，使用烧写工装在PCB表面下探针才能进行软件的烧写，整个过程操作繁琐，作业效率低。

发明内容

本申请实施例第一种光模块，包括：集成于印制电路板PCB上的接口转换装置和微控制单元MCU；

所述MCU具有第一接口和固件写入接口；

所述第一接口与接口转换装置的第一金手指引脚连接，形成第一通道，所述第一通道用于监测值的传输；

所述固件写入接口与所述金手指的第一金手指引脚连接，形成第二通道，所述第二通道用于固件程序的传输；

所述接口转换装置用于与光模块外部的上位机连接，并根据上位机下发控制信号的状态，开启第一通道或第二通道。

本申请实施例第二方面示出.一种光模块的固件烧写方法，包括：

接收上位机下发的控制指令；

响应于接收到的控制指令为高电平控制指令，开启MCU的固件写入接口与接口转换装置的第一金手指引脚间的第二通道，基于所述第二通道，将从上位机侧接收到的固件程序写入MCU；

响应于接收到的控制指令为低电平控制指令，开启MCU的第一接口与第一金手指引脚间的第一通道，上位机基于所述第一通道，获取MCU的监测值。

由以上技术方案可以看出，本申请实施例示出一种光模块及光模块的固件烧写方法，本申请实施例示出的光模块，包括：集成于印制电路板PCB上的接口转换装置和微控制单元MCU；所述MCU具有第一接口和固件写入接口；其中，所述接口转换装置用于与光模块外部的上位机连接。当上位机下发高电平的控制信号时，第一接口与接口转换装置的第一金手指引脚间的第一通道开启，同时，固件写入接口与所述第一金手指引脚间的第二通道关闭，光模块允许上位机通过第一通道访问MCU。当上位机下发低电平的控制信号时，第一接口与第一金手指引脚间的第一通道关闭，同时，固件写入接口与所述第一金手指引脚间的第二通道开启，光模块允许上位机通过第二通道向MCU传输固件程序。可见本申请实施例示出的光模块可根据上位机下发的控制信号对应电平的高低，控制第一通道以及第二通道的开启或关闭，以保证光模块的正常工作模式和烧写模式彼此隔离。同时，通过改变上位机下发的控制指令的电平的高低，可以实现光模块的烧写模式和正常运行模式灵活切换，提高光模块在实际应用时的调试效率。进一步的，在固件烧写过程中光模块无需外部工装探针去连通固件写入接口，也无需给光模块拆除结构件进行操作，大大提高光模块中MCU的固件烧写效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术示出的光模块固件烧写系统的示意图；

图2为本申请实施例示出的光模块的示意图；

图3为正常工作模式的光模块的示意图；

图4为固件烧写模式的光模块的示意图；

图5为正常工作模式的光模块的示意图；

图6为固件烧写模式的光模块的示意图

图7为申请实施例示出的一种光模块的固件烧写方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请示例性实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

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。

示例性地，本申请实施例中的主机可以包括但不限于：个人计算机(PersonalComputer，PC)。

本申请实施例中涉及的光模块的作用是光电转换，例如光模块可以将光信号转换为电信号，或者将电信号转换为光信号。

示例性地，光模块可以包括但不限于光电子器件、功能电路和光接口，其中，光电子器件可以包括发射部分、接收部分和。

示例性地，发射部分是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。

示例性地，接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号，经前置放大器后输出相应码率的电信号。

本申请实施例中涉及的光模块中的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)带有支持串行通信的固件写入接口。示例性地，光模块可以支持单线制或2线制；其中，若光模块支持单线制，则时钟信号和数据信号复用一条总线(即时钟线和数据线对应一条总线)；若光模块支持2线制，则时钟信号对应一条时钟线，数据信号对应一条数据线。

本申请实施例中涉及的固件写入接口是指MCU在出厂时无需生产商额外写入相应接口引导程序时可以用于写入固件程序的初始预设接口。

本申请实施例中涉及的任意接口可以采用引脚的形式，当然还可以采用其它形式，本申请实施例中对此并不作限制。

本申请实施例中涉及的数据线是指用于数据传输的线路。本申请实施例中涉及的时钟线是指用于提供时钟信号的线路。

本申请实施例中涉及的微控制单元MCU，又称单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit，CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)、模拟信号(Analog，A)/数字信号(Digital，D)转换、通用异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，UART)、可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)、直接存储器访问(Direct Memory Access，DMA)等周边接口都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

本申请实施例中涉及的印制电路板PCB(Printed Circuit Board，印刷线路板)，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。

本申请实施例中涉及的金手指引脚(connecting finger)是电脑硬件，例如内存条上与内存插槽之间、显卡与显卡插槽等，所有的信号都是通过金手指引脚进行传送的。金手指引脚由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指引脚”。

本申请实施例中提供的QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable，四通道SFP接口)转换装置，上通常会包括多个金手指引脚，每个金手指引脚通常会连接到相应的接口以实现相应的功能。本申请实施例中涉及的金手指引脚所连接的接口的功能独立于固件写入接口的功能。

本申请实施例中的编号“第一”以及“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，不应对本申请实施例构成任何限定。

本申请实施例中的“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。

本申请实施例中的字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1为现有技术示出的光模块固件烧写系统的示意图，如图1所示用户可以通过固件烧写装置2在光模块1的PCB表面下探针，终端设备3下发的固件程序，通过固件烧写设备的探针写入光模块对应的部件中。

现有技术示出的光模块，在作业的过程一旦因故障等因素需要重新烧写软件时，就必须要拆除光模块的结构件，使用烧写工装在PCB表面下探针才能进行软件的烧写，整个过程操作繁琐，作业效率低。

基于上述技术问题，本申请实施例提供一种光模块，光模块的结构可以参阅图2。光模块可以包括：印制电路板PCB11和集成在所述PCB11上的光接收芯片12、跨阻放大器13、MCU14以及接口转换装置15。

所述光接收芯片12用于接收光信号并将所述光信号转换为电信号。

所述跨阻放大器13与所述光接收芯片12连接，用于对所述电信号放大，其中，所述跨阻放大器13具有RSSI引脚(Received Signal Strength Indication接收端信号强度指示)。所述MCU14与所述RSSI引脚连接，用于采样获取所述RSSI引脚输出的RSSI信号。

所述MCU14设置有多个接口，MCU14的一接口与接口转换装置15连接，为了方便区别在本实施中将与接口转换装置15连接的接口称之为第一接口，所述MCU14还设置有至少一个固件写入接口。所述MCU14的第一接口与所述接口转换装置15的第一金手指引脚连接，形成第一通道，所述第一通道用于监测值的传输，例如上位机通过所述第一通道读取MCU通过监测得到的光功率的监测值。MCU14的固件写入接口与所述接口转换装置的第一金手指引脚连接，形成第二通道，所述第二通道用于固件程序的传输；例如，上位机通过第二通道向MCU发送固件程序。

所述接口转换装置15用于与光模块外部的上位机连接，并根据上位机下发控制信号的状态，开启第一通道或第二通道。具体的，接口转换装置的第一金手指引脚，可以根据控制指令对应的电平的高低，判断是否允许上位机通过第一通道访问MCU，同时判断否允许上位机通过第二通道访问MCU14。例如，响应于控制信号为高电平信号，允许上位机通过第一通道访问MCU14。相应的，MCU14的第一接口与第一金手指引脚间的第一通道连通，同时，固件写入接口与第一金手指引脚间的第二通道关闭。响应于控制信号为低电平信号，允许上位机通过第二通道向MCU14下发固件程序。相应的，固件写入接口与第一金手指引脚间的第二通道连通，同时，MCU14的第一接口与第一金手指引脚间的第一通道关闭。

可见本申请实施例示出的光模块，包括：集成于印制电路板PCB上的接口转换装置和微控制单元MCU；所述MCU具有第一接口和固件写入接口；其中，所述接口转换装置用于与光模块外部的上位机连接。当上位机下发高电平的控制信号时，第一接口与第一金手指引脚间的第一通道开启，同时，固件写入接口与第一金手指引脚间的第二通道关闭，光模块允许上位机通过第一通道访问MCU；当上位机下发低电平的控制信号时，第一接口与第一金手指引脚间的第一通道关闭，同时，固件写入接口与第一金手指引脚间的第二通道开启，光模块允许上位机通过第二通道向MCU传输固件程序。可见本申请实施例示出的光模块可根据上位机下发的控制信号对应电平的高低，控制第一通道以及第二通道的开启或关闭，以保证光模块的正常工作模式和烧写模式彼此隔离。同时，通过改变上位机下发的控制指令的电平的高低，实现光模块的烧写模式和正常运行模式灵活切换，进而提高光模块在实际应用时的调试效率。进一步的，在固件烧写过程中光模块无需外部工装探针去连通固件写入接口，也无需给光模块拆除结构件进行操作，大大提高光模块中MCU的固件烧写效率。

下面对光模块在两种模式下，彼此隔离的工作过程作以详细的说明。

光模块的工作模式：在光模块正常工作时，上位机下发高电平控制指令。此时，光模块的结构可以参阅图3。图3中第一金手指引脚与第一接口间的实线可以表示为第一金手指引脚与第一接口间第一通道连通。第一金手指引脚与固件写入接口间的虚线可以表示为第一金手指引脚与MCU14的固件写入接口间第二通道断开，此时光模块处于工作状态。

具体的工作过程，光接收芯片12内有至少一个光电二极管，用于接收光信号。当光电二极管接收到光信号后，光电二极管将该光信号转换为与该光信号的功率成正比的电流信号；跨阻放大器13接收到该电流信号后，将该电流信号转换为电压信号向外输出；而所述跨阻放大器13本身还具有一RSSI引脚，用于输出RSSI信号；MCU14与该RSSI引脚连接，以获取所述RSSI信号，MCU中的ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换)对RSSI信号的电压进行采样，并将该RSSI信号的模拟电压转换为数字信号，该数字信号被称为采样值。一个采样值究竟代表多少光功率，是在MCU内部通过设定一个与采样值一一对应的查找表来确定的。查找表是让整个RSSI监测电路从光功率-6dbm到光功率-32dbm依次逐渐采样，根据发射的光功率和采样值的对应关系得到。最后MCU将得到的光功率数值存储在MCU内部的寄存器中，由上位机进行读取，完成光功率的监测工作。

光模块的烧写模式：在光模块固件烧写时，上位机下低电平控制指令。此时，光模块的结构可以参阅图4。图4中第一金手指引脚与MCU的第一接口间的虚线可以表示为第一金手指引脚与第一接口间第一通道断开。第一金手指引脚与MCU14的固件写入接口间的实线可以表示为第一金手指引脚与MCU14的固件写入接口间第二通道连通。上位机通过第二通道向MCU14写入固件程序。

在一优选实施例中，当光模块的固件程序完成一次烧写后，MCU14会同时将发送一高阻态控制指令至第一金手指引脚，所述高阻态控制指令用于将第一金手指引脚配置为高阻态。当所述第一金手指引脚处于高阻态的状态，相应的第一金手指引脚与MCU14的固件写入接口间第二通道被关闭，光模块处于正常工作模式。

在具体应用中，MCU14的固件写入接口，可以支持单线制或2线制；其中，若MCU14支持单线制，则时钟型固件程序和数据型固件程序复用一条总线(即时钟线和数据线对应一条总线)，相应的MCU14的一个固件写入接口与第一金手指引脚。若光模块支持2线制，则时钟型固件程序对应一条时钟线，数据型固件程序对应一条数据线。相应的，所述固件写入接口包括：数据固件写入接口和时钟固件写入接口。相应的，所述第一金手指引脚包括：数据引脚和时钟引脚；所述数据固件写入接口与所述数据引脚连接，形成第二数据通道，所述第二数据通道用于数据型固件程序的传输；所述时钟固件写入接口与所述时钟引脚连接，形成第二时钟通道，所述第二时钟通道用于时钟型固件程序的传输。

下面结合具体的实例，对支持2线制的MCU14的作业过程作以详细的说明。在一可行性实施例中，MCU14上设置两个设置有独立固件写入接口分别为：数据固件写入接口C2D和时钟固件写入接口C2CK。在一可行性实施例中，接口转换模块15为QSFP(Quad SmallForm-factor Pluggable，四通道SFP接口)接口转换模块。QSFP接口转换模块具有38个规范定义的金手指引脚，在本实施例中，可以采用QSFP接口转换模块的LPMode引脚和ResetL引脚作为与固件程序写入接口的第一金手指引脚。

其中ResetL引脚为光模块复位引脚，其作用是光模块运行时，上位机可以通过此引脚给光模块下发固件程序。LPMode引脚为光模块低功耗模式引脚，其作用是光模块运行时，上位机通过此引脚下发命令进入低功耗模式或高功耗模式。其中，高功耗模式对应通道的连通关系为：MCU的一第一接口与LPMode引脚连接，形成第一数据通道；MCU的另一第一接口与ResetL引脚连接，形成第一时钟通道。所述第一数据通道和所述第一时钟通道均用于上位机与所述MCU的业务通信。低功耗模式对应通道的连通关系为：C2D与LPMode引脚连接，形成第二数据通道，所述第二数据通道用于数据型固件程序的传输；C2CK与ResetL引脚连接，形成第二时钟通道，所述第二时钟通道用于时钟型固件程序的传输。

光模块正常工作时，光模块的结构可以参阅，图5，其中LPMode引脚连接与MCU的一第一接口连通，形成第一数据通道，ResetL引脚与MCU的另一第一接口连通，形成第一时钟通道。MCU将得到的光功率数值存储在MCU内部的寄存器中，上位机通过第

光模块进入固件烧写模式时，上位机发送控制信号和固件程序至QSFP接口转换模块的ResetL引脚和LPMode引脚。所述固件程序可以包括：时钟型固件和数据型固件；所述控制信号包括：低电平的Modse1L信号和低电平的ResetL信号。其中所述低电平的Modse1L信号，用于关闭LPMode引脚与MCU的第一接口间的第一数据通道，开启LPMode引脚与C2D间的第二数据通道。所述低电平ResetL信号，用于关闭ResetL引脚与MCU的第一接口间的第一时钟通道，开启ResetL引脚与C2K间通间的第二时钟通道。此时，光模块的结构可以参阅图6，上位机下发的时钟型固件程序通过第二时钟通道到达MCU，数据型固件通过第二数据通道达到MCU。MCU基于接收到数据型固件和时钟型固件，烧写相应的固件。

在一优选实施例中，当光模块软件完成一次烧写后，MCU会同时将发送一高阻态控制指令至LPMode引脚和ResetL引脚，所述高阻态控制指令用于将LPMode引脚和ResetL引脚配置为高阻态。当所述第一固件写入接口C2D和第二固件写入接口C2CK处于高阻态的状态，相应的ResetL引脚与C2K间的第二时钟通道被关闭，LPMode引脚与C2D间的第二数据通道被关闭。光模块处于正常工作模式，此时，上位机与MCU正常的进行业务通信。

可见本实施例示出的光模块，整个烧写过程中光模块无需外部工装探针去连通第一固件写入接口C2D和第二固件写入接口C2CK固件写入接口，也无需给光模块拆除结构件进行操作，同时光模块的烧写模式和正常运行模式灵活切换，相互不冲突，大大提高光模块的调试效率。

本申请实施例第二方面示出一种光模块的固件烧写方法，具体的，可以参阅图7，所述方法包括：

S101接收上位机下发的控制指令；

S102响应于接收到的控制指令为高电平控制指令，开启MCU的固件写入接口与接口转换装置的第一金手指引脚间的第二通道，基于所述第二通道，将从上位机侧接收到的固件程序写入MCU；

S103响应于接收到的控制指令为低电平控制指令，开启MCU的第一接口与第一金手指引脚间的第一通道，上位机基于所述第一通道，获取MCU端的监测值。

可选择的所述方法还包括：

S104响应于固件程序烧写结束，MCU下发的高阻态控制指令至第一金手指引脚，所述高阻态控制指令用于将第一金手指引脚配置为高阻态。

需要说明的是，本申请上述实施例中仅仅对MCU包括一个两个固件写入接口和的实现方式进行了介绍，在MCU包括其它数量个固件写入接口时的实现方式，可以参考本申请上述实施例中MCU包括两个固件写入接口实现方式，此处不再一一介绍。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种光模块，其特征在于，包括：集成于印制电路板PCB上的接口转换装置和微控制单元MCU；所述MCU具有第一接口和固件写入接口；

所述第一接口与所述接口转换装置的第一金手指引脚连接，形成第一通道，所述第一通道用于监测值的传输；

所述固件写入接口与所述接口转换装置的第一金手指引脚连接，形成第二通道，所述第二通道用于固件程序的传输；

所述接口转换装置用于与光模块外部的上位机连接，并根据上位机下发控制信号的状态，开启第一通道或第二通道；

响应于控制信号为高电平信号，开启第一通道，第二通道关闭；

响应于控制信号为低电平信号，第一通道关闭，开启第二通道；

响应于固件程序烧写结束，所述MCU用于下发的高阻态控制指令传输至第一金手指引脚，所述高阻态控制指令用于将第一金手指引脚配置为高阻态，以实现第二通道的关闭；

其中，所述固件写入接口包括：数据固件写入接口和时钟固件写入接口，所述第一金手指引脚包括：数据引脚和时钟引脚；

所述数据固件写入接口与所述数据引脚连接，形成第二数据通道，所述第二数据通道用于数据型固件程序的传输；

所述时钟固件写入接口与所述时钟引脚连接，形成第二时钟通道，所述第二时钟通道用于时钟型固件程序的传输。

2.一种光模块的固件烧写方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的光模块，包括：

接收上位机下发的控制指令；

响应于接收到的控制指令为高电平控制指令，开启MCU的固件写入接口与接口转换装置的第一金手指引脚间的第二通道，基于所述第二通道，将从上位机侧接收到的固件程序写入MCU；

响应于接收到的控制指令为低电平控制指令，开启MCU的第一接口与第一金手指引脚间的第一通道，上位机基于所述第一通道，获取MCU端的监测值；

响应于固件程序烧写结束，MCU下发的高阻态控制指令至第一金手指引脚，所述高阻态控制指令用于将第一金手指引脚配置为高阻态。