CN111505970B - 一种车载远程显示屏的自恢复系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种车载远程显示屏的自恢复系统，包括CPU模块、显示屏、串行/解串器，该CPU模块和显示屏之间通过串行/解串器实现数据通信；还包括切换模块、供电模块和信号发生模块；该切换模块的输入端连接VCC，输出端与供电模块相连以断开或接通供电模块电源；该供电模块与信号发生模块和显示屏相连以供电；该信号发生模块的输出端与解串器的输入端相连以输出固定频率信号；该CPU模块输入端与串行器的输出端相连以根据固定频率信号情况判断显示屏状态，CPU模块输出端与切换模块的控制端相连以根据显示屏状态控制切换模块动作。本发明成本低、应用方便，具有异常自恢复控制。
Description
技术领域
本发明涉及车载设备领域，特别是一种车载远程显示屏的自恢复系统和方法。
背景技术
随着汽车市场的迅速发展，车载中控显示屏在卡车上的运用越来越广泛。由于车型的不同，对于安装尺寸的要求也各不相同，有时因为受到车上安装尺寸的限制，在产品设计时，中控显示屏会采用分体的安装方式，一台中控显示屏会有主机控制器和远程显示屏组成，主机控制器和远程显示屏之间通信采用FPD-Link串行器/解串器的方式，进行远程高速数据的传输以及控制。
目前比较成熟的方案有Maxim或TI,串行器和解串器之间采用双绞线或同轴线作为传输介质，实现高速信号的传输，使得远程显示屏可以远离主机控制器几米以外，适合于车上特殊环境下的安装。
在实际运用中，由于远程显示屏受主机控制器的远程控制，在上电过程中，主机控制器要对远程显示屏的解串器进行初始化，需要由主机控制器的CPU对其进行配置相关寄存器，同时通过由主机端的串行器进行透传的方式来实现对远程解串器的初始化，只有这样远程显示屏上电后才能正常工作。
但是在安装或测试过程中，当主机控制器和远程显示屏在正常工作下，突然断开主机和远程显示屏的连接线，然后重新接上远程显示屏时(相当于主机正常工作，而远程显示屏突然断电，然后重新上电)，此时远程显示屏重新上电，而主机控制器没有再次给远程显示屏进行初始化，使得远程显示屏无法正常显示，需要对主机和显示屏整套设备进行重新启动，才能恢复正常显示。
针对这个问题就需要一种车载远程显示屏的自恢复方法及系统，使得远程显示屏在异常断开后重连时，能正常的显示，方便车上的安装及调试。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种成本低、应用方便，具有异常自恢复控制的车载远程显示屏的自恢复系统和方法。
本发明采用如下技术方案：
一种车载远程显示屏的自恢复系统，包括CPU模块、显示屏、串行/解串器，该CPU模块和显示屏之间通过串行/解串器实现数据通信；其特征在于：还包括切换模块、供电模块和信号发生模块；该切换模块的输入端连接VCC，输出端与供电模块相连以断开或接通供电模块电源；该供电模块与信号发生模块和显示屏相连以供电；该信号发生模块的输出端与解串器的输入端相连以输出固定频率信号；该CPU模块输入端与串行器的输出端相连以根据固定频率信号情况判断显示屏状态，CPU模块输出端与切换模块的控制端相连以根据显示屏状态控制切换模块动作。
所述切换模块采用切换开关或MOS管或继电器。
所述切换模块包括单刀双掷开关、电阻R1、电容C2和电容C1；单刀双掷开关的输入端连接VCC，控制端连接电阻R1一端和所述CPU模块输出端；该单刀双掷开关的一输出端连接电容C1一端并通过串行/解串器的连接线与所述供电模块的输入端相连，另一输出端连接电容C2一端，该电阻R1另一端、电容C1和电容C2的另一端接地。
所述供电模块包括DC/DC单元和稳压单元，该DC/DC单元与该稳压单元相连，该稳压单元与所述显示屏和所述信号发生模块相连。
所述信号发生模块采用有源晶振。
所述信号发生模块还包括磁珠、电阻R3、电阻R2、电容C3、电容C4；所述磁珠一端与所述供电模块的输出端相连，另一端连接电阻R3、电容C3一端和所述有源晶振的电源端，该电阻R3另一端连接所述有源晶振的使能端；所述有源晶振的输出端连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接所述解串器的输入端和电容C4一端，电容C4和电容C3另一端均接地。
所述串行/解串器为FPD-Link串行/解串器，且串行器和解行器的GPIO口分别配置为输出端和输入端以实现固定频率信号的透传。
一种车载远程显示屏的自恢复方法，其特征在于：增加切换模块、供电模块和信号发生模块；方法如下：
1)先进行串行/解串器的初始化，建立串行器和解串器的通信并分别配置输出口和输入口实现透传，控制切换模块接通供电模块电源，信号发生模块产生固定频率信号经解串器透传至串行器；
2)判断串行器输出端是否有固定频率的电平变化，若是，则显示屏正常，若否，则显示屏异常，控制切换模块断开电源，经过时间T2后控制接通电源，再经过时间T3后，回到步骤1)。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的系统和方法，可以应用到主机和显示屏分离的车载远程显示屏上，用来实现远程显示屏在异常断开后重连时，实现自恢复控制，保证其能正常的显示，方便车上的安装及调试。具有低成本、应用方便，具有异常自恢复控制等优点。
2、本发明利用有源晶振的频率特性(只需要提供合适的直流电源，即可输出稳定的频率)，同时晶振产生的频率稳定可靠，易于检测，相当于给主机提供了一个稳定的远程看门狗信号。
3、本发明利用FPD-Link串行器/解串器的远程控制技术，实现数据远程透传。
4、本发明运用I2C通信技术以及I/O口的检测控制技术，来实现初始化配置以及固定频率检测和电源开关控制。
5、电路结构简单易于实现，电路成本低，通用性强。
附图说明
图1为本发明系统图；
图2为本发明流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
参见图1，一种车载远程显示屏的自恢复系统，包括CPU模块U1、显示屏U4、串行/解串器、切换模块、供电模块U5和信号发生模块等。该CPU模块U1和显示屏U4之间通过串行/解串器实现数据通信，该串行/解串器包括有串行器U2和解串器U3，该串行器U2和解串器U3之间通过连接线进行数据交互，该连接线为双绞线，包含了所需的差分信号线、电源线和地线等。
该串行器U2和解串器U3之间进行I2C通信及LVDS信号传输，该串行/解串器可采用FPD-Link串行/解串器，例如TI的DS90UB927Q-Q1等，串行器U2和解行器的GPIO口可分别配置为输出端和输入端，用于实现信号的透传功能。
该切换模块的输入端连接VCC，输出端与供电模块U5相连以断开或接通供电模块U5电源。该切换模块主要可采用切换开关或MOS管或继电器等实现切换功能。
例如，以切换开关为例，包括单刀双掷开关K1、电阻R1、电容C2和电容C1；单刀双掷开关K1的输入端A1连接VCC,该电阻R1一端接地，另一端连接CPU模块U1的输出端和单刀双掷开关K1的控制端S1，R1为下拉电阻，保证上电瞬间CPU模块U1的输出端为低。该单刀双掷开关K1的一输出端C1连接电容C1一端并通过串行/解串器的连接线与供电模块U5的输入端相连，另一输出端B1连接电容C2一端，该电容C1和电容C2的另一端接地，C1，C2为滤波电容。
单刀双掷开关K1内部默认状态为输入端A1与输出端B1相连，控制端S1为低电平，当控制端S1为高电平时，输入端A1与输出端C1相连，接通VCC与供电模块U5。
该供电模块U5与信号发生模块和显示屏U4相连，用于为信号发生模块和显示屏U4供电，其可包括DC/DC单元和稳压单元，该DC/DC单元与该稳压单元相连，该稳压单元与显示屏U4和信号发生模块相连。
VCC为前端电源，一般为12V，通过切换模块的控制后，由AB线连接到供电模块U5的电源输入端VIN，通过供电模块U5转化后给显示屏U4提供内部电源，同时有一路电源VOUT给有源晶振Y1供电，供电模块U5的其他供电网络图中未画出。
该信号发生模块的输出端与解串器U3的输入端相连以输出固定频率信号；信号发生模块主要采用有源晶振或其它类似部件。信号发生模块还包括磁珠L1、电阻R3、电阻R2、电容C3、电容C4；磁珠KL1一端与供电模块U5的输出端VOUT相连，另一端连接电阻R3、电容C3一端和有源晶振L1的电源端，磁珠L1用于消除高频干扰。该电阻R3另一端连接有源晶振的使能端EN；有源晶振Y1的输出端连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接解串器U3的输入端和电容C4一端，电容C4和电容C3另一端均接地。R2为匹配电阻，C4为高频滤波电容，R3为限流电阻，C3为电源滤波电容为，该有源晶振Y1输出固定频率为F0。
CPU模块U1为核心系统模块，内部包含CPU，DDR3，EMMC，PMIC等，具有音视频编解码功能，包含双路LVDS接口，HDMI接口，MIPI接口，以及含有WIFI、蓝牙、GPS等组合电路，实际中可运行在安卓平台下；其I/O1、I/O2为U1的内部GPIO口，I/O1配置成输入口，I/O2为输出口。
该CPU模块U1的输入口连接有电阻R4，R4为U1的I/O1口上拉电阻，电阻R4另一端连接VCC3.3，VCC3.3表示CPU模块U1的内部GPIO的上拉电压，一般为3.3V。CPU模块U1的I/O1初始化后将被拉高，I/O2默认为高电平。电阻R4还与串行器U2的输出端相连，CPU模块U1可根据固定频率信号情况判断显示屏状态，CPU模块U1输出口与切换模块的控制端相连以根据显示屏状态控制切换模块动作。
当显示屏U4正常工作时，有源晶振Y1将输出固定频率F0到解串器U3的输入端，运用FPD-Link串行器/解串器的远程传输技术，解串器U3将把GPIO1的信号透传到串行器U2的输出口，最后输入到CPU模块U1的输入口I/O1上，U1通过检测I/O1的电平状态变化频率，来判断远程显示屏是否处于正常工作状态。
当显示屏U4和主机断开时，有源晶振Y1将无法输出固定频率F0到解串器U3的GPIO1上，通过远程透传到CPU模块U1的I/O1上的电平，也不会有固定的跳变频率，一直保存为高电平，如果CPU模块U1判断I/O1的电平为高的时间超过T1，此时设备被认为是异常状态，CPU模块U1通过控制其输出口电平状态，切换供电模块U5的电源通断，实现远程显示屏的自恢复控制。
具体的，参见图2，本发明还提出一种车载远程显示屏的自恢复方法，方法如下：
1)设备上电初始化，CPU模块U1控制其输出口I/O2输出为高，单刀双掷开关K1内部的A1和C1脚将导通，VCC电源直接供给显示屏U4，使得远程显示能正常供电；同时CPU模块U1配置I/O1为输入口(默认为高电平)，同时CPU模块U1通过I2C配置串行器U2，解串器U3的相应内部寄存器，使得串行器U2和解串器U3完成初始化。
串行器U2和解串器U3初始化完成后建立高速通信，串行器U2的GPIO1被配置成输出脚，解串器U3的GPIO1被配置成了输入脚，显示屏U4正常显示。此时有源晶振Y1有供电电压输入，将输出固定频率F0的信号到解串器U3的GPIO1，因为解串器U3和串行器U2已经建立了通信，使得U3的GPIO1口的输入信号将远程透传到串行器U2对应的GPIO1，最后F0将输入到CPU模块U1的I/O1口上。
2)CPU模块U1判断其I/O1口上的电平状态变化规律：当I/O1上的电平状态，在T1时间内没有发生变化，都保持为高电平，说明显示屏U4处于异常状态。U1将拉低其输出口I/O2，经过时间T2后再拉高，再经过时间T3后，CPU模块U1将通过I2C对串行器U2，解串器U3重新配置相应的寄存器，使得远程屏重新进行上电初始化，从而恢复远程显示屏的正常显示。其中，T1、T2和T3可根据需要设定合适的值，在此不做限定。
当I/O1上的电平状态，在T1时间内有发生固定频率(F0)的高低电平变化,表示远程显示屏处于正常显示状态，保持当前状态，不进行自恢复操作。
本发明利用了有源晶振的频率特性(只需要提供合适的直流电源，即可输出稳定的频率)。采用I/O口的检测控制技术，以及利用FPD-Link串行器/解串器的透传控制技术(配置相关内部寄存器，可以实现串行器和解串器之间的数据远程透传)，来实现车载远程显示屏的自恢复控制。
本发明的系统和方法，可以应用到主机和显示屏分离的车载远程显示屏上，用来实现远程显示屏在异常断开后重连时，实现自恢复控制，保证其能正常的显示，方便车上的安装及调试。具有低成本、应用方便，具有异常自恢复控制等优点。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (5)
1.一种车载远程显示屏的自恢复系统，包括CPU模块、显示屏、串行/解串器，该CPU模块和显示屏之间通过串行/解串器实现数据通信；其特征在于：还包括切换模块、供电模块和信号发生模块；该切换模块的输入端连接VCC，输出端与供电模块相连以断开或接通供电模块电源；该供电模块与信号发生模块和显示屏相连以供电；该信号发生模块的输出端与解串器的输入端相连以输出固定频率信号；该CPU模块输入端与串行器的输出端相连以根据固定频率信号情况判断显示屏状态，CPU模块输出端与切换模块的控制端相连以根据显示屏状态控制切换模块动作；
所述信号发生模块采用有源晶振，所述信号发生模块还包括磁珠、电阻R3、电阻R2、电容C3、电容C4；所述磁珠一端与所述供电模块的输出端相连，另一端连接电阻R3、电容C3一端和所述有源晶振的电源端，该电阻R3另一端连接所述有源晶振的使能端；所述有源晶振的输出端连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接所述解串器的输入端和电容C4一端，电容C4和电容C3另一端均接地；所述切换模块包括单刀双掷开关、电阻R1、电容C2和电容C1；单刀双掷开关的输入端连接VCC，控制端连接电阻R1一端和所述CPU模块输出端；该单刀双掷开关的一输出端连接电容C1一端并通过串行/解串器的连接线与所述供电模块的输入端相连，另一输出端连接电容C2一端，该电阻R1另一端、电容C1和电容C2的另一端接地。
2.如权利要求1的所述一种车载远程显示屏的自恢复系统，其特征在于：所述切换模块采用切换开关或MOS管或继电器。
3.如权利要求1所述的一种车载远程显示屏的自恢复系统，其特征在于：所述供电模块包括DC/DC单元和稳压单元，该DC/DC单元与该稳压单元相连，该稳压单元与所述显示屏和所述信号发生模块相连。
4.如权利要求1所述的一种车载远程显示屏的自恢复系统，其特征在于：所述串行/解串器为FPD-Link串行/解串器，且串行器和解行器的GPIO口分别配置为输出端和输入端以实现固定频率信号的透传。
5.一种车载远程显示屏的自恢复方法，其特征在于：采用权利要求1至4中任一项所述的一种车载远程显示屏的自恢复系统；方法如下：
1）先进行串行/解串器的初始化，建立串行器和解串器的通信并分别配置输出口和输入口实现透传，控制切换模块接通供电模块电源，信号发生模块产生固定频率信号经解串器透传至串行器；
2）判断串行器输出端是否有固定频率的电平变化，若是，则显示屏正常，若否，则显示屏异常，控制切换模块断开电源，经过时间T2后控制接通电源，再经过时间T3后，回到步骤1）。
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