CN110569208B - 一种控制电路、信号控制装置、信号控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制电路、信号控制装置、信号控制方法及系统，其中的控制电路，包括：SPI主设备、选通电路以及至少两个从设备，所述SPI主设备与所述至少两个从设备公用时钟总线和数据总线，SPI主设备具有单独控制一个从设备和同时控制多个从设备两种工作模式，所述SPI主设备通过所述选通电路实现在所述两种工作模式之间的切换。本发明可以解决现有技术中存在的实现复杂、硬件成本高的问题。

Description

一种控制电路、信号控制装置、信号控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种控制电路、信号控制装置、信号控制系统方法及系统。

背景技术

目前随着智能手机的飞速发展，手机全面屏受到消费者的青睐，分辨率也提高到了2K到4K，这些屏基本都采用了MIPI信号，MIPI的物理层最新的标准是C-PHY，目前市面上已有部分模组厂商生产MIPI-CPHY接口的显示模组，相应的模组检测装置往往都需要使用到MIPI桥接IC芯片，以实现RGB与MIPI信号接口的转换。如何降低测试成本，提高测试效率是业内面临的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种控制电路、信号控制装置、信号控制方法及系统，用以解决或者至少部分解决现有技术实现复杂、硬件成本高的技术问题。

本发明提供了第一方面提供了一种控制电路，包括：SPI主设备、选通电路以及至少两个从设备，

其中，所述SPI主设备与所述至少两个从设备公用时钟总线和数据总线，SPI主设备具有单独控制一个从设备和同时控制多个从设备两种工作模式，

所述SPI主设备通过所述选通电路实现在所述两种工作模式之间的切换。

在一种实施方式中，所述选通电路由N个与门电路组成，所述SPI主设备具有至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端，所述至少两个从设备的数量为N，

所述至少一个基准信号输出端和所述N个片选信号输出端与所述N个与门电路的输入端电连接，所述N个与门电路的输出端与所述至少两个从设备电连接，

N≥2，N为整数。

在一种实施方式中，每一与门电路均包含第一输入端、第二输入端和一个输出端；

第k个所述片选信号输出端对应电连接至第k个所述与门电路的第一输入端，第k个所述与门电路的输出端对应电连接至第k个所述从设备，N个所述与门电路的第二输入端电连接至所述至少一个基准信号输出端；

1≤k≤N，k为整数。

基于同样的发明构思，本发明第二方面提供了一种信号控制装置，包括设置模块以及第一方面所述的控制电路，

其中，所述设置模块用于设置SPI主设备的工作模式；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换。

在一种实施方式中，该装置还包括MCU芯片，所述从设备为MIPI桥接芯片，SPI主设备集成于所述MCU芯片。

在一种实施方式中，所述MCU芯片应用的平台包括但不限于：Linux系统、Windows系统或者Android系统。

基于同样的发明构思，本发明第三方面提供了一种信号控制方法，应用于第二方面所述的信号控制装置，所述方法包括：

通过所述设置模块设置SPI主设备的工作模式；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换。

在一种实施方式中，在所述通过所述设置模块设置SPI主设备的工作模式之前，还包括：

对所述SPI主设备的驱动系统进行初始化，生成对应从设备的各个节点。

在一种实施方式中，所述SPI主设备具有至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端，所述至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端均设置为高电平；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换，具体为：

所述SPI主设备的驱动系统拉低相应的片选信号输出端的片选信号，从而实现单独控制一个相应的从设备的工作模式；

所述SPI主设备的驱动系统拉低相应的基准信号输出端的基准信号，从而实现同时控制多个从设备的工作模式。

基于同样的发明构思，本发明第四方面提供了一种信号控制系统，包括图像信号发生器、控制芯片以及第二方面所述的信号控制装置，所述控制芯片信号控制装置与所述图形信号发生器连接，其中，控制芯片用以将图形信号发生器产生的图像信号转换为RGB信号。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明提供的一种控制电路，包括：SPI主设备、选通电路以及至少两个从设备，SPI主设备与所述至少两个从设备公用时钟总线和数据总线，SPI主设备具有单独控制一个从设备和同时控制多个从设备两种工作模式，SPI主设备通过选通电路实现在两种工作模式之间的切换。还提供了一种信号控制方法，通过所述设置模块设置SPI主设备的工作模式；控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换。

由于本发明提供的控制电路，SPI主设备具有单独控制一个从设备和同时控制多个从设备两种工作模式，SPI主设备通过选通电路实现在两种工作模式之间的切换，即通过选通电路可以实现某个从设备的单独选通，或多个从设备同时选通，从而既可以对单个从设备进行控制，还能同时实现对所有的从设备的同时控制，故而可以解决现有技术中存在的实现复杂、硬件成本高的问题，可以满足模组检测的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明一种实施例中提供的控制电路的结构示意图；

图2为本发明提供的一种信号控制装置的逻辑框图；

图3为本发明提供的一种信号控制方法的流程图；

图4为应用于linux系统的初始化的实现流程图；

图5为一种具体实施例中信号控制系统的示意图。

具体实施方式

本申请发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：

现有的方法实现复杂，无法满足模组检测的需求。

本发明的主要目的针对现有技术无法满足模组检测需求的技术问题，提出了一种控制电路、信号控制装置、信号控制方法及系统，通过SPI主设备具有单独控制一个从设备和同时控制多个从设备两种工作模式，SPI主设备通过选通电路实现在两种工作模式之间的切换，配合已有的驱动从而实现了SPI广播和单播功能，既可以对单个从设备进行控制，还能同时实现对所有的从设备的同时控制，故而可以满足模组检测的需求。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

实施例一

本发明申请人通过大量的研究与实践，发现：通常模组检测装置会使用多个MIPI桥接芯片实现多路MIPI通信接口，这些MIPI桥接芯片很多采用SPI接口进行控制。而在实际的模组检测中，一般会要求模组检测装置能够通过SPI控制器单独控制某一个MIPI桥接芯片输出一路MIPI信号，或同时控制多个MIPI桥接芯片输出多路MIPI信号。而现有的控制系统或者方法，如果要同一个SPI控制器既可以单独控制某个从设备，又可以同时控制多个从设备，则需要设置多套控制系统，实现上较为复杂，硬件成本较高。

基于以上分析，现有技术中急需一种控制电路或者系统，可以通过同一个SPI控制器既能实现广播功能来同时控制所有的从设备，也能实现单播功能，单独控制某一个从设备。下面通过具体的实施方式对本发明提供的自动调焦方法及装置进行详细说明。

实施例一

本实施例提供了一种控制电路，包括：SPI主设备、选通电路以及至少两个从设备，

其中，所述SPI主设备与所述至少两个从设备公用时钟总线和数据总线，SPI主设备具有单独控制一个从设备和同时控制多个从设备两种工作模式，

所述SPI主设备通过所述选通电路实现在所述两种工作模式之间的切换。

具体来说，通过SPI主设备在两种工作模式的切换，通过一个控制电路既可以实现单播又可以实现广播，从而达到减少硬件成本以及控制复杂性的技术效果。

在一种实施方式中，所述选通电路由N个与门电路组成，所述SPI主设备具有至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端，所述至少两个从设备的数量为N，

所述至少一个基准信号输出端和所述N个片选信号输出端与所述N个与门电路的输入端电连接，所述N个与门电路的输出端与所述至少两个从设备电连接，

N≥2，N为整数。

具体来说，基准信号输出端是指用于控制多个从设备(即广播)的信号输出端。片选信号输出端是指用于单独控制某个从设备(即单播)的信号输出端。与门电路的数量和片选信号输出端可以根据实际需要控制的从设备的数量进行调整。例如，将SPI主设备的片选信号输出端由2个扩展到3个、4个，当片选信号输出端不够时，还可以使用MCU的GPIO来模拟。

在一种实施方式中，每一与门电路均包含第一输入端、第二输入端和一个输出端；

第k个所述片选信号输出端对应电连接至第k个所述与门电路的第一输入端，第k个所述与门电路的输出端对应电连接至第k个所述从设备，N个所述与门电路的第二输入端电连接至所述至少一个基准信号输出端；

1≤k≤N，k为整数。

具体来说，通过第k个片选信号输出端对应电连接至第k个所述与门电路的第一输入端，第k个与门电路的输出端对应电连接至第k个所述从设备，从而实现单播。根据实际需要，可以将N个与门电路的第二输入端电连接至对应的基准信号输出端，以实现广播。

举例来说，以两个与门电路为例，说明控制电路的结构，具体参见图1，为本发明实施例提供的一种控制电路的结构示意图。

SPI控制器包括3个CS片选信号输出端(两个片选信号输出端CS0、CS1和一个基准片选信号输出端CS)，SCK:Serial Clock表示串行时钟(即时钟总线)，MOSI:MasterOutput,Slave Input主发从收信号，MISO:Master Input,Slave Output主收从发信号，MOSI和MISO为数据总线。

第一从设备(即从机1)包括片选信号输入端CS、信号线(SI和SO)以及时钟线(SCK)，第二从设备(即从机2)也类似。

其中第一片选信号CS0与第一从设备的CS片选信号输入端通过与门电路1(第一与门电路)的输出信号选通后，过从机1，CS1与CS片选信号通过与门电路2(第二与门电路)的输出信号选通后，过从机2，并且3个CS信号默认设置成高电平，3个信号MOSI,MISO,SCK是2个从机共用的。

图1中，以2个从SPI设备为例，在其他实施方式中，可以类推到多个SPI从机设备。

实施例二

基于同样的发明构思，本实施例提供了一种信号控制装置，请参见图2，该装置包括：设置模块以及实施例一所述的控制电路，

其中，所述设置模块用于设置SPI主设备的工作模式；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换。

具体来说，设置模块可以是UI界面形式或者其他的形式。

在一种实施方式中，还包括MCU芯片，所述从设备为MIPI桥接芯片，SPI主设备集成于所述MCU芯片。

在一种实施方式中，所述MCU芯片应用的平台包括但不限于：Linux系统、Windows系统或者Android系统。

需要说明的是，本发明的信号控制系统可以应用于不同的系统，例如Linux系统、Android系统或者webOS系统等等。主要区别是软件开发难易，在Linux系统中，只需要配置dts设备树配置文件即可实现，在其它系统即需要针对每个从设备写一部分代码实现，只要能够设置SPI主设备的工作模式即可。

控制电路为本实施例提供的信号控制系统的硬件部分，SPI主设备即SPI控制器，SPI(Serial Peripheral Interface)，是串行外围设备接口，是一种高速，全双工，同步的通信总线。SPI总线定义两个及以上设备间的数据通信，提供时钟的设备为主设备Master，接收时钟的设备为从设备Slave。模组检测的时候需要通过SPI一次操作多个MIPI芯片实现同步点屏，从而检测屏幕显示上的差异，因此就要用到SPI广播功能，即多个MIPI芯片的SPI接口接收同一个SPI数据，SPI单播则用于单独点屏。

本发明提供的信号控制装置，可以实现某个从设备的单独选通，或多个从设备同时选通，从而既可以对单个从设备进行控制，还能同时实现对所有的从设备的同时控制，因而可以解决现有方法实现复杂、硬件成本高的问题，可以满足模组检测的需求。

实施例三

基于同样的发明构思，本实施例提供了一种信号控制方法，应用于实施例二所述的信号控制装置，请参见图3，所述方法包括：

步骤S1：通过所述设置模块设置SPI主设备的工作模式；

步骤S2：所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换。

在一种实施方式中，在所述通过所述设置模块设置SPI主设备的工作模式之前，还包括：

对所述SPI主设备的驱动系统进行初始化，生成对应从设备的各个节点。

具体来说，以Linux系统为例，说明初始化的具体流程：

a、按照预设数据格式定义Linux设备树DTS的配置信息，其中，配置信息包括SPI主设备的工作模式；

b、通过Linux内核获取DTS配置信息并以数据结构的方式进行保存；

c、Linux内核启动过程中，根据从DTS中获取的工作模式初始化并生成3个从设备和对应的操作节点，3个从设备包括第一从设备、第二从设备和虚拟从设备，其中，虚拟从设备对应于第一从设备、第二从设备同时选通。

在具体的实施过程中，请参见图4，首先，按照预设数据格式定义dts配置信息，其中的SPI控制器下描述了3个SPI从设备信息(第一从设备、第二从设备和虚拟从设备)，包括片选，时钟频率等，这些从机共用了数据线和时钟线，第一从设备的片选信号、第二从设备的片选信号以及同时选通时分别对应主设备的CS0,CS1和CS。然后对dts配置信息进行就保存，再根据从DTS中获取的工作模式初始化并生成3个从设备和对应的操作节点。

通过图4所示的流程，Linux驱动最终会生成3个SPI从设备和设备节点，分别对应片选信号输出端CS0，CS1和基准信号输出端CS，这3个从机共用时钟线和数据线。

在一种实施方式中，所述SPI主设备具有至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端，所述至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端均设置为高电平；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换，具体为：

所述SPI主设备的驱动系统拉低相应的片选信号输出端的片选信号，从而实现单独控制一个相应的从设备的工作模式；

所述SPI主设备的驱动系统拉低相应的基准信号输出端的基准信号，从而实现同时控制多个从设备的工作模式。

具体来说，以Linux系统和图1所示的电路图为例，SPI主设备控制单个从设备的过程，即单播的实现过程如下：

操作从设备1，通过操作从机1对应的SPI设备节点，开始数据传输的时候，Linux的SPI设备驱动会自动拉低SPI控制器的第一片选信号输出端CS0，根据硬件原理图，此时对应的与门电路1初始化低电平，从机1被选通，因此在时钟总线的驱动下，通过数据总线实现了SPI从机1的控制，从机2的控制与此类似，操作从机2对应的SPI设备节点，就能实现对从机2的控制。

SPI主设备同时控制多个从设备的过程，SPI广播的实现过程如下：

SPI广播的实现是通过基准信号输出端CS虚拟的SPI设备来实现的，通过操作CS片选对应的SPI设备节点，Linux的SPI驱动会在数据传输的时候拉低SPI控制器的第三片选信号CS，由于第三片选信号CS同时接入了与门1和与门2，依据原理图，此时两个与门同时输出低电平，从机1和从机2同时被选通，此在时钟总线的驱动下，通过数据总线实现了SPI从机1和从机2的同步控制，从而达到了广播的效果。

与现有技术相比，至少具有如下有点或者有益效果：

1)可以基于不同的软件系统实现，只要是能够预先设置SPI主设备的工作模式即可。作为优选，在Linux中，软件上可以基于既有的Linux驱动实现，不需要编写额外的代码，只通过Linux设备树配置文件即可实现相应的功能，方便软件维护；

2)硬件方面只需要增加与门电路，电路简单，同时减少了成本；

3)软件和硬件方面都易于扩展到多个从机的控制，减少了扩展升级的成本；

4)通用性强，不限于MIPI模组检测装置，可以应用到其它需要使用到SPI单播和广播的项目场景中，例如一个主机与多个从机通过SPI进行广播或单播通信，比如配电变压器终端检测设备等。

由于本发明实施例三所介绍的信号控制方法，为基于本发明实施例二中信号控制装置所实现的方法，故而基于本发明实施例二所介绍的信号控制装置，本领域所属人员能够了解该方法的具体实施方式，故而在此不再赘述。凡是基于本发明实施例二的信号控制装置所实现的方法都属于本发明所欲保护的范围。

实施例四

基于同一发明构思，本实施例提供了一种信号控制系统，包括图像信号发生器、控制芯片以及实施例三所述的信号控制装置，所述控制芯片与所述图形信号发生器连接，用以将图形信号发生器产生的图像信号转换为RGB信号。

请参见图5，为一种具体实施例中信号控制系统的示意图(其中省略了选通电路)，其中，控制信号装置具体包括MUC芯片和两个从设备(例如可以为MIPI芯片)，其中，SPI主设备集成于所述MCU芯，图像信号发生器产生LVDS信号，控制芯片为：FPGA芯片。

LVDS是来自于PG的图像信号，FPGA芯片会将其转换成RGB信号，分别输出给2个MIPI信号转换芯片，MIPI转换芯片将转换输出2路MIPI C-PHY信号给MIPI信号接口的LCD屏，实现点屏功能，其中MCU芯片(包含了CPU和SPI控制器，上面运行操作系统)的SPI控制器有MISO，MOSI，CLK，CS0,CS1,CS等信号，MISO，MOSI，CLK，CS0,CS信号连接第一个MIPI芯片，MISO，MOSI，CLK，CS1,CS连接第二个MIPI芯片，可以看出MISO，MOSI，CLK，CS这几个信号是共用的，CS，CS0，CS1上片选信号都是低电平有效的，默认状态均为高电平。

2个MIPI信号转换芯片都采用SPI接口进行控制，包括：芯片的初始化，点屏时序控制，像素模式，Video和Command模式的切换等，都可以通过MCU上运行的操作系统的SPI驱动，通过SPI控制器控制MIPI芯片来实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种控制电路，其特征在于，包括：SPI主设备、选通电路以及至少两个从设备，

其中，所述SPI主设备与所述至少两个从设备公用时钟总线和数据总线，SPI主设备具有单独控制一个从设备和同时控制多个从设备两种工作模式，

所述SPI主设备通过所述选通电路实现在所述两种工作模式之间的切换；

其中，所述选通电路由N个与门电路组成，所述SPI主设备具有至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端，所述至少两个从设备的数量为N，

所述至少一个基准信号输出端和所述N个片选信号输出端与所述N个与门电路的输入端电连接，所述N个与门电路的输出端与所述至少两个从设备电连接，

N≥2，N为整数。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，每一与门电路均包含第一输入端、第二输入端和一个输出端；

第k个所述片选信号输出端对应电连接至第k个所述与门电路的第一输入端，第k个所述与门电路的输出端对应电连接至第k个所述从设备，N个所述与门电路的第二输入端电连接至所述至少一个基准信号输出端；

1≤k≤N，k为整数。

3.一种信号控制装置，其特征在于，包括设置模块以及如权利要求1至2任一项所述的控制电路，

其中，所述设置模块用于设置SPI主设备的工作模式；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换。

4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，还包括MCU芯片，所述从设备为MIPI桥接芯片，SPI主设备集成于所述MCU芯片。

5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述MCU芯片应用的平台包括但不限于：Linux系统、Windows系统或者Android系统。

6.一种信号控制方法，应用于权利要求3至5任一项所述的信号控制装置，所述方法包括：

通过所述设置模块设置SPI主设备的工作模式；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述通过所述设置模块设置SPI主设备的工作模式之前，还包括：

对所述SPI主设备的驱动系统进行初始化，生成对应从设备的各个节点。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述SPI主设备具有至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端，所述至少一个基准信号输出端和N个片选信号输出端均设置为高电平；

所述控制电路根据所述设置模块的指示实现在所述两种工作模式之间的切换，具体为：

所述SPI主设备的驱动系统拉低相应的片选信号输出端的片选信号，从而实现单独控制一个相应的从设备的工作模式；

所述SPI主设备的驱动系统拉低相应的基准信号输出端的基准信号，从而实现同时控制多个从设备的工作模式。

9.一种信号控制系统，其特征在于，包括图像信号发生器、控制芯片以及如权利要求3至5任一项所述的信号控制装置，所述控制芯片信号的一端与图像信号发生器连接，另一端与控制装置连接，其中，控制芯片用以将图像信号发生器产生的图像信号转换为RGB信号后，发送至所述控制装置。

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