CN113165394A - 逻辑电路系统封装 - Google Patents

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Abstract

一种用于可更换打印设备部件的逻辑电路系统封装,所述逻辑电路系统封装包括:第一类型的第一至少一个模拟单元、第二类型的第二至少一个模拟单元、模数转换器(ADC)、用于与打印设备逻辑电路通信的接口、以及至少一个逻辑电路。所述至少一个逻辑电路被配置为经由所述接口接收对所述至少一个第一模拟单元和所述至少一个第二模拟单元中的选定的模拟单元执行测量的请求。所述至少一个逻辑电路被配置为基于所述请求选择性地将来自所述选定的模拟单元的模拟信号路由到所述ADC。

Description

逻辑电路系统封装
相关申请的交叉引用
本PCT申请要求于2019年4月5日提交的名称为“LOGIC CIRCUITRY[逻辑电路系统]”的PCT申请号PCT/US 2019/026133;于2019年4月5日提交的名称为“FLUID PROPERTYSENSOR[流体性质传感器]”的PCT申请号PCT/US 2019/026152;于2019年4月5日提交的名称为“LOGIC CIRCUITRY[逻辑电路系统]”的PCT申请号PCT/US 2019/026161;以及于2018年12月3日提交的名称为“LOGIC CIRCUITRY[逻辑电路系统]”的PCT申请号PCT/US 2018/063631的权益;所有这些申请均通过引用并入本文。
背景技术
设备的子部件可以通过多种方式彼此通信。例如,可以使用串行外围接口(SPI)协议、蓝牙低功耗(BLE)、近场通信(NFC)或其他类型的数字或模拟通信。
一些二维(2D)和三维(3D)打印系统包括一个或多个可更换打印设备部件,如打印材料容器(例如,喷墨盒、碳粉盒、油墨供应件、3D打印剂供应件、构建材料供应件等)、喷墨打印头组件等等。在一些示例中,与(多个)可更换打印设备部件相关联的逻辑电路系统与其中安装有这些可更换打印设备部件的打印设备的逻辑电路系统进行通信,例如,传送如其标识、能力、状态等信息。在进一步示例中,打印材料容器可以包括用于执行一个或多个监测功能(如,打印材料水平感测)的电路系统。
附图说明
图1图示了打印系统的一个示例。
图2图示了可更换打印设备部件的一个示例。
图3图示了打印设备的一个示例。
图4A至图4E图示了逻辑电路系统封装和处理电路系统的示例。
图5A图示了流体水平传感器的一个示例布置。
图5B图示了打印盒的一个示例的透视图。
图6图示了处理电路系统的另一个示例。
图7图示了逻辑电路系统封装的存储器的一个示例。
图8图示了处理电路系统的另一个示例。
图9A至图9C是图示了可以由逻辑电路系统封装执行的方法的一个示例的流程图。
图10A至图10B是图示了可以由逻辑电路系统封装执行的方法的另一个示例的流程图。
图11图示了逻辑电路系统封装的另一个示例。
具体实施方式
在以下具体实施方式中,对附图进行了参考,所述附图形成具体实施方式的一部分,并且在附图中通过说明的方式示出了可以实践本公开的具体示例。应当理解的是,在不脱离本公开的范围的情况下,可以利用其他示例并且可以作出结构或逻辑变化。因此以下具体实施方式不应当被理解为限制性的意义,并且本公开的范围由所附权利要求限定。应当理解的是,除非另外特别指出,否则本文所描述的各种示例的特征可以部分地或全部地彼此组合。
本文中在打印设备的背景下描述应用的一些示例。然而,并非所有示例都限于这种应用,并且可以在其他背景下使用本文中阐述的至少一些原理。本公开中引用的其他申请和专利的内容通过引用并入本文中。
在某些示例中,内部集成电路(I2C或I2C,本文中采用该记法)协议允许至少一个‘主(master)’集成电路(IC)例如经由总线、I2C和其他通信协议与至少一个‘从(slave)’IC通信,以根据时钟周期传送数据。例如,可以生成电压信号,其中,电压的值与数据相关联。例如,高于X伏的电压值可以指示逻辑“1”,而低于X伏的电压值可以指示逻辑“0”,其中,X是预定数值。通过在一系列时钟周期中的每个时钟周期中生成适当的电压,可以经由总线或另一通信链路传送数据。
某些示例打印材料容器具有利用I2C通信的从逻辑,但在其他示例中,也可以使用其他形式的数字或模拟通信。在I2C通信的示例中,主IC通常可以被提供为打印设备(其可以称为‘主机’)的一部分,并且可更换打印设备部件将包括‘从’IC,但不必在所有示例中都如此。可以存在连接到I2C通信链路或总线的多个从IC(例如,不同颜色的打印剂的容器)。(多个)从IC可以包括处理器,用于在对来自打印系统的逻辑电路系统的请求作出响应之前执行数据操作。
打印设备和安装在该设备中的可更换打印设备部件(和/或其相应的逻辑电路系统)之间的通信可以促进各种功能。打印设备内的逻辑电路系统可以经由通信接口从与可更换打印设备部件相关联的逻辑电路系统接收信息,和/或可以向该可更换打印设备部件逻辑电路系统发送命令,这些命令可以包括用于将数据写入到与其相关联的存储器或从存储器读取数据的命令。
与可更换打印设备部件相关联的逻辑电路系统的一个示例可以包括嵌入在打印材料感测电路系统上的两个不同类型的传感器单元阵列(例如,油墨水平传感器单元的第一阵列和应变仪传感器单元的第二阵列)以及多个其他单独的传感器(例如,全局热传感器、热二极管、裂纹检测传感器等)。该逻辑电路系统可以包括多路复用电路系统,以选择性地将来自传感器的模拟传感器信号路由到模数转换器(ADC)。该多路复用电路系统还可将来自传感器的第一子集的模拟传感器信号路由到第一信号调节电路(例如,包括单端放大器的电路),并将来自传感器的第二子集的模拟传感器信号路由到第二信号调节电路(例如,包括差分到单端放大器和单端放大器的电路)。信号调节电路可以通过不同的模拟性质(例如,使用可变增益和补偿值)来唯一地校准每个传感器的测量结果。
在下文描述的至少一些示例中,描述了逻辑电路系统封装。该逻辑电路系统封装可以与可更换打印设备部件相关联(例如,在内部或外部贴附到可更换打印设备部件,例如至少部分地在壳体内),并且适于经由作为打印设备的一部分提供的总线与打印设备控制器传送数据。
如本文中使用的术语‘逻辑电路系统封装’指代可以彼此互连或通信地链接的一个或多个逻辑电路。在提供多于一个逻辑电路的情况下,这些逻辑电路可以被封装为单个单元,或者可以被单独地封装,或者不被封装,或者其某种组合。封装可以被布置或设置在单个基板或多个基板上。在一些示例中,封装可以直接贴附到盒壁。在一些示例中,封装可以包括接口,例如包括垫或引脚。封装接口可以旨在连接到打印设备部件的通信接口,该通信接口进而连接到打印设备逻辑电路,或者封装接口可以直接连接到打印设备逻辑电路。示例封装可以被配置为经由串行总线接口进行通信。在提供多于一个逻辑电路的情况下,这些逻辑电路可以彼此连接或与接口连接,以通过同一接口进行通信。
在一些示例中,每个逻辑电路系统封装设置有至少一个处理器和存储器。在一个示例中,逻辑电路系统封装可以是或者可以用作微控制器或安全微控制器。在使用时,逻辑电路系统封装可以粘附到可更换打印设备部件或与其集成。逻辑电路系统封装可以可替代地称为逻辑电路系统组件,或者简单地称为逻辑电路系统或处理电路系统。
在一些示例中,逻辑电路系统封装可以对来自主机(例如,打印设备)的各种类型的请求(或命令)作出响应。第一类型的请求可以包括对数据(例如,标识和/或认证信息)的请求。来自主机的第二类型的请求可以是用于执行实体动作的请求,如执行至少一次测量。第三类型的请求可以是对数据处理动作的请求。可以存在附加类型的请求。
在一些示例中,可以存在与特定逻辑电路系统封装相关联的多于一个地址,其用于对通过总线发送的通信进行寻址,以识别作为通信的目标(并且因此在一些示例中,具有可更换打印设备部件)的逻辑电路系统封装。在一些示例中,不同请求由封装的不同逻辑电路处置。在一些示例中,不同逻辑电路可以与不同地址相关联。例如,以密码方式认证的通信可以与安全的微控制器功能和第一I2C地址相关联,而其他通信可以与传感器电路以及第二和/或重新配置的I2C地址相关联。在某些示例中,经由第二和/或重新配置的地址进行的这些其他通信可以被加扰或以其他方式保护,而不使用用于安全微控制器功能的加密密钥。
在至少一些示例中,多个这种逻辑电路系统封装(其中每一个可以与不同的可更换打印设备部件相关联)可以连接到I2C总线。在一些示例中,逻辑电路系统封装的至少一个地址可以是例如根据I2C协议的I2C兼容的地址(下文中称为I2C地址),以促进根据I2C协议在主到从之间的直接通信。在其他示例中,可以使用其他形式的数字和/或模拟通信。
图1图示了打印系统100的一个示例。打印系统100包括经由通信链路106与逻辑电路系统(该逻辑电路系统与可更换打印设备部件104相关联)通信的打印设备102。在一些示例中,通信链路106可以包括具有I2C能力的总线或I2C兼容的总线(下文中称为I2C总线)。尽管为了清楚起见,可更换打印设备部件104被示出为位于打印设备102外部,但在一些示例中,可更换打印设备部件104可以容纳在打印设备内。
可更换打印设备部件104可以包括例如打印材料容器或盒(其可以是用于3D打印的构建材料容器、用于2D打印的液体或干碳粉容器、或用于2D或3D打印的油墨或液体打印剂容器),其可以在一些示例中包括打印头或其他分配或转移部件。可更换打印设备部件104可以例如包含打印设备102的消耗性资源、或寿命可能比打印设备102更短(在一些示例中,显著更短)的部件。此外,虽然该示例中示出了单个可更换打印设备部件104,但是在其他示例中,可以存在多个可更换打印设备部件,例如包括不同颜色的打印剂容器、打印头(其可以与容器成一体)等等。在其他示例中,打印设备部件104可以包括例如要由维修人员更换的服务部件,这些服务部件的示例可以包括打印头、碳粉处理盒或逻辑电路封装本身,以粘附到对应的打印设备部件并与兼容的打印设备逻辑电路通信。
图2图示了可更换打印设备部件200的一个示例,其可以提供图1的可更换打印设备部件104。可更换打印设备部件200包括数据接口202和逻辑电路系统封装204。在使用可更换打印设备部件200时,逻辑电路系统封装204对经由数据接口202接收到的数据进行解码。该逻辑电路系统可以执行如下文阐述的其他功能。数据接口202可以包括I2C或其他接口。在某些示例中,数据接口202可以是与逻辑电路系统封装204相同的封装的一部分。
在一些示例中,逻辑电路系统封装204可以进一步被配置为对数据进行编码以经由数据接口202进行传输。在一些示例中,可以存在所提供的多于一个数据接口202。在一些示例中,逻辑电路系统封装204可以被布置为在I2C通信中用作‘从’。
图3图示了打印设备300的一个示例。打印设备300可以提供图1的打印设备102。打印设备300可以用作可更换部件的主机。打印设备300包括用于与可更换打印设备部件通信的接口302、以及控制器304。控制器304包括逻辑电路系统。在一些示例中,接口302是I2C接口。
在一些示例中,控制器304可以被配置为在I2C通信中用作主机或主。控制器304可以生成命令并向至少一个可更换打印设备部件200发送这些命令,并且可以接收并解码从其接收到的响应。在其他示例中,控制器304可以使用任何形式的数字或模拟通信与逻辑电路系统封装204通信。
可以单独地制造和/或出售打印设备102、300以及可更换打印设备部件104、200和/或其逻辑电路系统。在示例中,用户可以获取打印设备102、300并保留设备102、300多年,而在这些年中可以购买多个可更换打印设备部件104、200,例如随着在产生打印输出时使用打印剂。因此,打印设备102、300与可更换打印设备部件104、200之间可以存在至少一定程度的向前和/或向后兼容性。在许多情况下,这种兼容性可以由打印设备102、300提供,因为可更换打印设备部件104、200在其处理和/或存储器容量方面可能是相对资源受约束的。
图4A图示了逻辑电路系统封装400a的一个示例,其可以例如提供关于图2描述的逻辑电路系统封装204。逻辑电路系统封装400a可以与可更换打印设备部件200相关联,或者在一些示例中,可以贴附到该可更换打印设备部件和/或至少部分地并入该可更换打印设备部件内。
在一些示例中,逻辑电路系统封装400a可经由第一地址寻址,并且包括第一逻辑电路402a,其中,第一地址是用于第一逻辑电路402a的I2C地址。在一些示例中,第一地址可以是可配置的。在其他示例中,第一地址是固定地址(例如“硬连线的”),其旨在在第一逻辑电路402a的生命周期期间保持相同的地址。在与第二地址相关联的时间段之外,第一地址可以在与打印设备逻辑电路连接时以及在与打印设备逻辑电路连接期间与逻辑电路系统封装400a相关联,如下文将阐述的。在要将多个可更换打印设备部件连接到单个打印设备的示例系统中,可以存在对应的多个不同的第一地址。在某些示例中,第一地址可以被视为用于逻辑电路系统封装400a或可更换打印部件的标准I2C地址。
在一些示例中,逻辑电路系统封装400a也可经由第二地址寻址。例如,第二地址可以与不同逻辑功能相关联,或至少部分地与不同于第一地址的数据相关联。在一些示例中,第二地址可以与不同硬件逻辑电路相关联,或与不同于第一地址的虚拟装置相关联。在一些示例中,逻辑电路系统封装400a可以包括用于存储第二地址的存储器(在一些示例中,以易失性方式)。在一些示例中,为此目的,存储器可以包括可编程地址存储器寄存器。第二地址可以具有默认的第二地址,但第二地址(存储器)的字段可以被重新配置为不同的地址。例如,第二地址可以通过第二地址命令重新配置为临时地址,由此在启用第二地址的每个时间段命令之后或在启用第二地址的每个时间段命令时将第二地址设置(返回)为默认第二地址。例如,第二地址可以在非重置(out-of-reset)状态下被设置为其默认地址,由此,在每次重置之后,第二地址可被重新配置为临时(即,重新配置的)地址。
在一些示例中,封装400a被配置为使得响应于向第一地址发送的指示第一时间段(以及在一些示例中的任务)的第一命令,封装400a可以通过各种方式作出响应。在一些示例中,封装400a被配置为使得其可在该时间段的持续时间内经由至少一个第二地址访问。可替代地或另外,在一些示例中,封装可以执行任务,该任务可以是第一命令中指定的任务。在其他示例中,封装可以执行不同的任务。第一命令可以例如由主机(如,其中安装有逻辑电路系统封装400a(或相关联的可更换打印设备部件)的打印设备)来发送。如下面更详细地阐述的,该任务可以包括获得传感器读数。
进一步通信可以涉及要用于请求与这些存储器地址相关联的信息的存储器地址。这些存储器地址可以具有不同于逻辑电路系统封装400a的第一地址和第二地址的不同配置。例如,主机设备可以通过将存储器地址包括在读取命令中来请求将特定存储器寄存器读出到总线上。换句话说,主机设备可以了解和/或控制存储器的布置。例如,可以存在与第二地址相关联的多个存储器寄存器和对应的存储器地址。特定寄存器可以与某个值相关联,该值可以是静态的或可重新配置的。主机设备可以通过使用存储器地址识别寄存器来请求将该寄存器读出到总线上。在一些示例中,寄存器可以包括以下各项中的任一项或任何组合:(多个)地址寄存器、(多个)参数寄存器(例如,用于存储时钟使能、时钟源更换、时钟分频器和/或抖动参数)、(多个)传感器标识寄存器(其可以存储传感器类型的指示)、(多个)传感器读数寄存器(其可以存储使用传感器读取或确定的值)、(多个)传感器数量寄存器(其可以存储传感器的数量或计数)、(多个)版本标识寄存器、用于存储时钟周期的计数的(多个)存储器寄存器、用于存储指示逻辑电路系统的读/写历史的值的(多个)存储器寄存器、或其他寄存器。
图4B图示了逻辑电路系统封装400b的另一个示例。在该示例中,封装400b包括第一逻辑电路402b(在该示例中,包括第一计时器404a)和第二逻辑电路406a(在该示例中,包括第二计时器404b)。虽然在该示例中,第一逻辑电路402b和第二逻辑电路406a中的每一者包括其自己的计时器404a、404b,但是在其他示例中,它们可以共享计时器或参考至少一个外部计时器。在进一步示例中,第一逻辑电路402b和第二逻辑电路406a由专用信号路径408链接。
在一个示例中,逻辑电路系统封装400b可以接收包括两个数据字段的第一命令。第一数据字段是设置请求的操作模式的一字节数据字段。例如,可以存在多种预定义模式,如:第一模式,其中逻辑电路系统封装400b要忽略向第一地址发送的数据流量(例如,在执行任务时);以及第二模式,其中逻辑电路系统封装400b要忽略向第一地址发送的数据流量并将使能信号传输到第二逻辑电路406a,如下文进一步阐述的。第一命令可以包括附加字段,如地址字段和/或对确认的请求。
逻辑电路系统封装400b被配置为处理第一命令。如果无法遵从第一命令(例如,命令参数具有无效的长度或值,或者不可能启用第二逻辑电路406a),则逻辑电路系统封装400b可以生成错误代码并将该错误代码输出到通信链路,以传回到例如打印设备中的主机逻辑电路系统。
然而,如果有效接收并且可以遵从第一命令,则逻辑电路系统封装400b例如利用计时器404a来测量包括在第一命令中的时间段的持续时间。在一些示例中,计时器404a可以包括RC电路、环形振荡器或某种其他形式的振荡器或计时器。在该示例中,响应于接收到有效的第一命令,第一逻辑电路402b启用第二逻辑电路406a并有效地禁用第一地址,例如通过对第一逻辑电路402b委以处理任务。在一些示例中,启用第二逻辑电路406a包括由第一逻辑电路402b向第二逻辑电路406a发送激活信号。换句话说,在该示例中,逻辑电路系统封装400b被配置为使得第二逻辑电路406a由第一逻辑电路402b选择性地启用。
在该示例中,第二逻辑电路406a通过第一逻辑电路402b经由信号路径408发送信号来启用,该信号路径可以是或可以不是专用信号路径408,即专用于启用第二逻辑电路406a。在一个示例中,第一逻辑电路402b可以具有连接到信号路径408的专用接触引脚或垫,该信号路径链接第一逻辑电路402b和第二逻辑电路406a。在特定示例中,专用接触引脚或垫可以是第一逻辑电路402b的通用输入/输出(GPIO)引脚。接触引脚/垫可以用作第二逻辑电路406a的使能触点。
在该示例中,第二逻辑电路406a可经由至少一个第二地址寻址。在一些示例中,当第二逻辑电路406a被激活或启用时,其可以具有初始或默认的第二地址,该初始或默认的第二地址可以是I2C地址或具有某种其他地址格式。第二逻辑电路406a可以从主或主机逻辑电路系统接收指令,以将初始地址改变为临时第二地址。在一些示例中,临时第二地址可以是由主或主机逻辑电路系统选择的地址。这可以允许第二逻辑电路406a被提供在同一I2C总线上的多个封装400之一中,该多个封装至少最初共享相同的初始第二地址。稍后可以由打印设备逻辑电路将此共享的默认地址设置为特定临时地址,由此允许该多个封装在其临时使用期间具有不同的第二地址,从而促进向每个单独封装的通信。同时,提供相同的初始第二地址可以具有制造或测试优点。
在一些示例中,第二逻辑电路406a可以包括存储器。存储器可以包括用于存储初始和/或临时第二地址的可编程地址寄存器(在一些示例中,以易失性方式)。在一些示例中,可以在I2C写入命令之后和/或通过执行I2C写入命令来设置第二地址。在一些示例中,第二地址在使能信号存在或为高时可以是可设置的,但是在使能信号不存在或为低时可以是不可设置的。当使能信号被移除时和/或在恢复对第二逻辑电路406a的启用时,可以将第二地址设置为默认地址。例如,每次信号路径408上的使能信号为低时,便可以重置第二逻辑电路406a或其(多个)相关部分。当第二逻辑电路406a或其(多个)相关部分切换为非重置时,可以设置默认地址。在一些示例中,默认地址是7位或10位标识值。在一些示例中,可以将默认地址和临时第二地址轮流写入到单个公共地址寄存器。
在图4B中图示的示例中,第二逻辑电路406a包括单元(cell)的第一阵列410、以及至少一个第二单元412或第二单元的第二阵列,所述第二单元的类型不同于第一阵列410中的单元。在一些示例中,第二逻辑电路406a可以包括与第一阵列410中的单元和至少一个第二单元412不同类型的附加传感器单元。多个传感器类型中的每一个可以通过不同的传感器ID来标识,而相同类型的单元阵列中的每个单元可以通过子ID来标识。传感器ID和子ID可以包括地址和值的组合,例如寄存器地址和值。传感器ID和子ID的地址不同。例如,地址选择具有用于选择特定传感器或单元的功能的寄存器,并且在同一事务中,值分别选择传感器或单元。因此,第二逻辑电路可以包括寄存器和多路复用电路系统,以响应于传感器ID和子ID来选择传感器单元。
第一单元416a至416f、414a至414f和至少一个第二单元412可以包括电阻器。第一单元416a至416f、414a至414f和至少一个第二单元412可以包括传感器。在一个示例中,第一单元阵列410包括打印材料水平传感器,并且至少一个第二单元412包括另一个传感器和/或另一个传感器阵列,如应变感测单元阵列。其他传感器类型可以包括温度传感器、电阻器、二极管、裂纹传感器等。
在该示例中,第一单元阵列410包括被配置为检测打印供应件的打印材料水平的传感器,该打印材料在一些示例中可以是固体,但在本文中描述的示例中是液体,例如油墨或其他液体打印剂。第一单元阵列410可以包括一系列温度传感器(例如,单元414a至414f)和一系列加热元件(例如,单元416a至416f),这些温度传感器和加热元件例如与WO 2017/074342、WO 2017/184147、以及WO 2018/022038中描述的水平传感器阵列相比在结构和功能方面类似。在该示例中,电阻器单元414的电阻与其温度相关。加热器单元416可以用于直接或间接地使用介质来加热传感器单元414。传感器单元414的后续行为取决于其浸没于内的介质,例如其处于液体中(或在一些示例中,被包裹在固体介质中)还是处于空气中。浸没于液体中/被包裹的那些传感器单元可以比处于空气中的那些传感器单元通常更快失热,因为液体或固体可以比空气更好地将热从电阻器单元414传导出去。因此,液体水平可以基于哪些电阻器单元414暴露于空气来确定,并且这可以基于在由相关联的加热器单元416提供热脉冲之后(至少在该热脉冲开始时)其电阻的读数来确定。
在一些示例中,每个传感器单元414和加热器单元416以一个直接在另一个顶部上的方式堆叠。由每个加热器单元416生成的热可以基本上在空间上被包含在加热器元件布局的周边内,使得热传递基本上局限于堆叠在加热器单元416正上方的传感器单元414。在一些示例中,每个传感器单元414可以被布置在相关联的加热器单元416和流体/空气接口之间。
在该示例中,第二单元阵列412包括可以具有不同功能(如(多个)不同的感测功能)的多个不同的单元。例如,第一单元阵列410和第二单元阵列412可以包括不同的电阻器类型。可以在第二逻辑电路406a中提供用于不同功能的不同单元阵列410、412。
图4C图示了逻辑电路系统封装400c的第一逻辑电路402c和第二逻辑电路406b(其可以具有上文描述的电路/封装的任何属性)可以如何连接到I2C总线以及如何彼此连接的示例。如该图中示出的,电路402c、406b中的每一者具有连接到I2C总线的电力线、接地线、时钟钱和数据线的四个垫(或引脚)418a至418d。在另一个示例中,四个公共连接垫用于将这两个逻辑电路402c、406b连接到打印设备控制器接口的四个对应连接垫。注意到,在一些示例中,代替四个连接垫的是,可以存在更少的连接垫。例如,可以从时钟垫收集电力;可以提供内部时钟;或者可以通过另一个接地电路将封装接地;使得可以省略一个或多个垫或使其变为冗余。因此,在不同示例中,封装可以仅使用两个或三个接口垫和/或可以包括“虚设”垫。
电路402c、406b中的每一者具有接触引脚420,这些接触引脚由公共信号线422连接。第二电路的接触引脚420用作其使能触点。
在该示例中,第一逻辑电路402c和第二逻辑电路406b中的每一者包括存储器423a、423b。第一逻辑电路402c的存储器423a存储信息,该信息包括密码值(例如,密码密钥和/或可以从中得到密钥的种子值)以及相关联的可更换打印设备部件的标识数据和/或状态数据。在一些示例中,存储器423a可以存储表示打印材料的特性的数据,例如,其类型、颜色、颜色图、配方、批次号、年限等中的任何部分、或任何组合。
第二逻辑电路406b的存储器423b包括可编程地址寄存器,用于在第二逻辑电路406b首次被启用时包含第二逻辑电路406b的初始地址并且随后包含另外的(临时)第二地址(在一些示例中,以易失性方式)。在第二逻辑电路406b被启用之后,该另外的(例如,临时)第二地址可以被编程到第二地址寄存器中,并且可以在启用时段结束时被有效地擦除或更换。在一些示例中,存储器423b可以进一步包括可编程寄存器,用于以易失性或非易失性方式存储读/写历史数据、单元(例如,电阻器或传感器)计数数据、模数转换器数据(ADC和/或DAC)、以及时钟计数中的任一项、或任何组合。存储器423b还可以接收和/或存储校准参数,如补偿参数和增益参数。下文更详细地描述了这种数据的使用。某些特性(如,单元计数或者ADC或DAC特性)可以从第二逻辑电路得到,而不是作为单独数据存储在存储器中。
在一个示例中,第二逻辑电路406b的存储器423b存储以下各项中的任一项或任何组合:地址,例如第二I2C地址;呈修订ID形式的标识;以及例如,每个不同的单元阵列或者多个不同的单元阵列(如果这些单元阵列具有相同单元数)的最后一个单元的索引号(其可以是单元数减去一,因为索引可以从0开始)。
在使用第二逻辑电路406b时,在一些操作状态下,第二逻辑电路406的存储器423b可以存储以下各项中的任一项或任何组合:计时器控制数据,其可以启用第二电路的计时器和/或在一些计时器(如,环形振荡器)的情况下启用其中的频率抖动;抖动控制数据值(用于指示抖动方向和/或值);以及计时器样本测试触发值(用于通过相对于可由第二逻辑电路406b测量的时钟周期对计时器采样来触发计时器的测试)。
虽然此处将存储器423a、423b示出为单独的存储器,但是它们可以组合为共享的存储器资源或以某种其他方式进行划分。存储器423a、423b可以包括单个或多个存储器装置,并且可以包括易失性存储器(例如,DRAM、SRAM、寄存器等)和非易失性存储器(例如,ROM、EEPROM、闪速存储器、EPROM、忆阻器等)中的任一项或任何组合。
虽然图4C中示出一个封装400c,但是可以存在以类似或不同配置附接到总线的多个封装。
图4D图示了与打印材料容器一起使用的处理电路系统424的示例。例如,处理电路系统424可以贴附到打印材料容器或与其成一体。如已经提到的,处理电路系统424可以包括本公开的任何其他逻辑电路系统封装的任何特征,或者可与本公开的任何其他逻辑电路系统封装相同。
在该示例中,处理电路系统424包括存储器426和第一逻辑电路402d,该第一逻辑电路启用从存储器426进行的读取操作。处理电路系统424可经由其中安装有打印材料容器的打印设备的接口总线访问,并且与第一地址和至少一个第二地址相关联。总线可以是I2C总线。第一地址可以是第一逻辑电路402d的I2C地址。第一逻辑电路402d可以具有本公开中描述的其他示例电路/封装的任何属性。
第一逻辑电路402d适于参与由其中安装有容器的打印设备对打印材料容器的认证。例如,这可以包括密码过程,如任何种类的以密码方式认证的通信或消息交换,例如基于存储在存储器426中并且可以与存储在打印机中的信息结合使用的加密密钥。在一些示例中,打印机可以存储与多个不同打印材料容器兼容的密钥的版本,以提供‘共享秘密’的基础。在一些示例中,可以基于这种共享秘密来实施打印材料容器的认证。在一些示例中,第一逻辑电路402d可以参与消息以利用打印设备得到会话密钥,并且可以基于这种会话密钥使用消息认证码来签署消息。在美国专利公开号9619663中描述了根据本段落的被配置为以密码方式认证消息的逻辑电路的示例。
在一些示例中,存储器426可以存储包括以下各项的数据:标识数据和读/写历史数据。在一些示例中,存储器426进一步包括单元计数数据(例如,传感器计数数据)和时钟计数数据。时钟计数数据可以指示第一计时器404a和/或第二计时器404b(即,与第一逻辑电路或第二逻辑电路相关联的计时器)的时钟速度。在一些示例中,存储器426的至少一部分与第二逻辑电路(诸如,如上文关于图4B描述的第二逻辑电路406a)的功能相关联。在一些示例中,存储在存储器426中的数据的至少一部分要响应于经由第二地址接收到的命令以进行传送。在一些示例中,存储器426包括可编程地址寄存器或存储器字段,用于存储处理电路系统的第二地址(在一些示例中,以易失性方式)。第一逻辑电路402d可以启用从存储器426进行的读取操作和/或可以执行处理任务。
存储器426可以例如包括表示打印材料的特性的数据,例如其类型、颜色、批次号、年限等中的任一项或任何组合。存储器426可以例如包括要响应于经由第一地址接收到的命令而进行传送的数据。处理电路系统可以包括第一逻辑电路,用于启用从存储器进行的读取操作并执行处理任务。
在一些示例中,处理电路系统424被配置为使得在接收到经由第一地址向第一逻辑电路402d发送的指示任务和第一时间段的第一命令之后,处理电路系统424可在该第一时间段的持续时间内由至少一个第二地址访问。可替代地或另外,处理电路系统424可以被配置为使得响应于向使用第一地址寻址的第一逻辑电路402d发送的指示任务和第一时间段的第一命令,处理电路系统424在基本上如由处理电路系统424的计时器(例如,如上文描述的计时器404a、404b)测量的时间段的持续时间内忽视(例如,‘忽略’或‘不作出响应’)向第一地址发送的I2C流量。在一些示例中,处理电路系统可以另外执行任务,该任务可以是第一命令中指定的任务。如本文中关于在总线上发送的数据使用的术语‘忽视’或‘忽略’可以包括以下各项中的任一项或任何组合:不接收(在一些示例中,不将数据读取到存储器中)、不动作(例如,不遵循命令或指令)和/或不作出响应(即,不提供确认、和/或不以请求的数据作出响应)。
处理电路系统424可以具有本文中描述的逻辑电路系统封装400的任何属性。具体地,处理电路系统424可以进一步包括第二逻辑电路,其中,该第二逻辑电路可经由第二地址访问。在一些示例中,第二逻辑电路可以包括至少一个传感器,该至少一个传感器可由其中安装有打印材料容器的打印设备经由第二地址读取。在一些示例中,这种传感器可以包括打印材料水平传感器。
图4E图示了逻辑电路系统封装400d的第一逻辑电路402e和第二逻辑电路406c的另一个示例,该第一逻辑电路和第二逻辑电路可以具有本文中描述的相同名称的电路/封装的任何属性,第一逻辑电路和第二逻辑电路可以经由相应接口428a、428b连接到I2C总线以及彼此连接。在一个示例中,相应接口428a、428b连接到同一接触垫阵列,其中仅一个数据垫用于连接到同一串行I2C总线的这两个逻辑电路402e、406c。换句话说,在一些示例中,被寻址到第一地址和第二地址的通信是经由同一数据垫来接收。
在该示例中,第一逻辑电路402e包括微控制器430、存储器432和计时器434。微控制器430可以是安全微控制器或适于用作安全或非安全的微控制器的定制的集成电路系统。
在该示例中,第二逻辑电路406c包括:传输/接收模块436,其从连接有封装400d的总线接收时钟信号和数据信号;数据寄存器438;多路复用器440;数字控制器442;模拟偏压和模数转换器444;至少一个传感器或单元阵列446(其可以在一些示例中包括具有电阻器元件的一个或多个阵列的水平传感器);以及上电重置(POR)装置448。POR装置448可以用于在不使用接触引脚420的情况下允许第二逻辑电路406c的操作。
模拟偏压和模数转换器444从(多个)传感器阵列446和从附加传感器接收读数。例如,可以向感测电阻器提供电流,并且可以将所得电压转换为数字值。该数字值可以存储在寄存器中并通过I2C总线读出(即,作为串行数据位或作为‘比特流’传输)。模数转换器444可以利用可以存储在寄存器中的参数,例如增益参数和/或补偿参数。
在该示例中,存在不同的附加单个传感器,包括例如环境温度传感器450、裂纹检测器452和/或流体温度传感器454中的至少一个。这些传感器可以分别感测环境温度、其上提供有逻辑电路系统的裸片的结构完整性、以及流体温度。
图5A图示了由与电路系统封装502相关联的传感器组件500实施的第二逻辑电路的可能实际布置的示例。传感器组件500可以包括薄膜堆叠,并且包括至少一个传感器阵列,如流体水平传感器阵列。该布置具有高的长宽比(例如,如沿着基板表面测量),例如,宽度约为0.2mm(例如,小于1mm、0.5mm或0.3mm),并且长度约为20mm(例如,大于10mm),从而导致长宽比等于或高于大约20∶1、40∶1、60∶1、80∶1或100∶1。在已安装条件下,可以沿着高度来测量长度。在该示例中,逻辑电路可以具有小于1mm、小于0.5mm或小于0.3mm的厚度,如在(例如,硅)基板的底部和相反的外表面之间所测量的。这些尺寸意味着,各个单元或传感器很小。传感器组件500可以被提供在相对刚性的载体504上,在该示例中,该载体也承载接地、时钟、电力和数据I2C总线触点。
图5B图示了包括本公开的任何示例的逻辑电路系统封装的打印盒512的透视图。打印盒512具有壳体514,该壳体的宽度W小于其高度H并且长度L或深度大于高度H。打印液体输出516(在该示例中,被提供在盒512的底面上的打印剂出口)、空气输入518和凹部520被提供在盒512的前面中。凹部520跨盒512的顶部延伸,并且逻辑电路系统封装502(例如,如上文描述的逻辑电路系统封装400a至400d)的I2C总线触点(即,垫)522被提供在凹部520的抵靠壳体514的侧壁内壁的一侧处、邻近壳体514的顶部和前部。在该示例中,数据触点是触点522中的最低触点。在该示例中,逻辑电路系统封装502被设置为抵靠侧壁的内侧。在一些示例中,逻辑电路系统封装502包括如图5A中所示的传感器组件。
由于在装运和用户搬运期间或在产品的寿命内逻辑电路系统可能发生电短路或损坏的风险,将逻辑电路系统放置在打印材料盒内可能对盒的可靠性造成挑战。
受损传感器可能提供不准确的测量结果,并且在评估这些测量结果时导致打印设备做出不适当的决策。因此,可以使用某种方法来验证基于特定通信序列与逻辑电路系统进行的通信是否提供了预期结果。这可以校验逻辑电路系统的操作健康状态。
在其他示例中,可更换打印设备部件包括本文中描述的任何示例的逻辑电路系统封装,其中,该部件进一步包括一定体积的液体。该部件的高度H可以大于宽度W并且长度L大于高度,宽度在两侧之间延伸。封装的接口垫可以设置在面向用于插入数据互连的切口的一侧的内侧,这些接口垫沿高度方向在部件的顶部和前部附近延伸,并且数据垫是这些接口垫中的最底部垫,部件的液体和空气接口关于平行于高度H方向的相同竖直参考轴被设置在前部处,其中,该竖直轴平行于与这些接口垫相交的轴线并与其有一定距离(即,这些垫从该边缘部分地内缩距离D)。逻辑电路系统封装的其余部分也可以被设置为抵靠内侧。
图6图示了处理电路系统600的另一个示例。处理电路系统600包括接口(例如,I2C接口)602、控制器604、多个电流源606、多个传感器608、多路复用电路系统(MUX)610以及模数转换器(ADC)612。接口602电耦接到控制器604。控制器604电耦接到电流源606、传感器608、多路复用电路系统610和ADC 612,以控制这些元件的操作。
在一个示例中,传感器608包括多个不同类型的传感器(例如,油墨水平传感器单元的传感器阵列,应变仪传感器单元的传感器阵列,以及单独的传感器,如全局热传感器、热二极管和裂纹检测传感器)。这些传感器608中的每一个在其设计、偏置和信号调节方面可以是唯一的。在一些示例中,处理电路系统600通过使用共享的总线和硬件来最小化硬件冗余,以便测量每个传感器608,同时仍然为不同类型的传感器608提供不同的偏置和信号调节。来自所有不同传感器608的各种传感器测量信号由传感器测量信号609表示。多路复用电路系统610一次选择性地将来自传感器608之一的测量信号609之一(如测量信号611所表示的)路由到ADC 612。然后,ADC 612调节接收到的测量信号611并将其转换为数字测量值613,该数字测量值可以经由接口602被输出。
在一个示例中,电流源606包括提供三个不同电流607的三个不同电流源。电流源606可以包括1.9mA电流源、0.95mA电流源和10uA电流源。在一个示例中,每个电流源606将电流提供给传感器608的不同子集。控制器604启用并控制来自电流源606的电流流动。控制器604还可以经由发送到电流源606的校准信号来调整来自每个电流源606的电流(例如,+/-15%)。
在根据一个示例的操作中,控制器604可以通过接口602接收识别传感器608中的特定传感器以执行传感器测量的请求。响应于所接收到的请求,控制器604控制多路复用电路系统610以对来自所识别的传感器608的传感器信号进行复用,使得不会损害信号完整性。在一个示例中,来自所有不同传感器608的传感器测量结果最终通过同一ADC 612被发送。
图7图示了逻辑电路系统封装(如逻辑电路系统封装400a至400d)或处理电路系统424或600的存储器614的一个示例。存储器614可以包括易失性存储器或非易失性存储器。在一个示例中,存储器614包括寄存器616和618。第一寄存器616可以存储传感器测量信息,并且第二寄存器618可以存储传感器选择信息。
在一个示例中,对寄存器616进行写入以便请求执行传感器测量(例如,由传感器608)。在一个示例中,对寄存器618进行写入以便控制对来自传感器608的信号的复用。在一个示例中,寄存器618可以用于在给定时间选择传感器608的四个不同子集之一。这四个子集对应于传感器选择信号:SENSOR_SEL[0]、SENSOR_SEL[1]、SENSOR_SEL[2]和SENSOR_SEL[3]。这些传感器选择信号在下面参考图8进行了更详细的描述。
寄存器616和618中的信息可以由打印设备逻辑电路经由接口(例如,I2C接口)写入存储器614。寄存器616和618中的信息可以由打印设备逻辑电路经由接口读取。在一个示例中,每个寄存器616和618是8位寄存器。
图8是图示了处理电路系统620的另一个示例的示意图。处理电路系统620包括单端放大器622、差分到单端放大器632、模数转换器(ADC)640、采样和保持电路650、电阻器660和670、传感器682、以及多路复用电路系统(MUX)684和690。在一个示例中,模数转换器640是逐次逼近模数转换器,并且包括比较器642和数模转换器(DAC)644。在一个示例中,采样和保持电路650包括开关652和电容器654。
在一个示例中,传感器682包括油墨水平传感器682(1)、应变仪传感器682(2)、全局热敏电阻(TSR)传感器682(3)、裂纹检测器传感器682(4)和热二极管传感器682(5)。在其他示例中,传感器682可以包括与所示传感器不同类型的传感器。传感器682可以是如先前描述的逻辑电路系统封装的任何传感器,例如,逻辑电路系统封装400b(图4B)的第一单元阵列410或第二单元阵列412中的单元或传感器阵列446的传感器、逻辑电路系统封装400d的环境温度传感器450、裂纹检测器452或流体温度传感器454。
在一个示例中,多路复用电路系统684包括开关686(1)至686(3)。在一个示例中,多路复用电路系统684和690选择性地将来自传感器682的第一子集(例如,传感器682(4)和682(5))的模拟传感器信号路由到第一放大电路(例如,放大器622),并且将来自传感器682的第二子集(例如,传感器682(1)至682(3))的模拟传感器信号路由到第二放大电路(例如,放大器622前面的放大器632)。
在一个示例中,油墨水平感测传感器682(1)包括油墨水平感测单元的阵列,并且应变仪传感器682(2)包括应变仪感测单元的阵列。多路复用电路系统690从传感器682(1)、682(2)和682(3)接收差分传感器测量信号,并且在任何给定时间选择性地将一个差分传感器测量信号输出到放大器632(例如,从传感器682(1)或传感器682(2)中的单元中的选定一个单元,或从全局TSR传感器682(3))。在一个实施例中,多路复用电路系统690包括共享差分信号总线,该共享差分信号总线由所有以下元件共享:传感器682(1)中的油墨水平感测单元、传感器682(2)中的应变仪感测单元以及全局TSR传感器682(3),该多路复用电路系统具有用于一次将一个差分信号切换到共享总线上的开关。
由多路复用电路系统690输出的差分传感器测量信号电耦接在放大器632的非反相输入节点(VIN+)634与反相输入节点(VIN-)636之间。传感器682(1)、682(2)和682(3)可以被偏置电路系统(例如,图6所示的电流源606或其他偏置电路系统)偏置,以在非反相输入节点634与反相输入节点636之间生成与传感器读数相对应的电压。
放大器632的增益输入通过信号路径638接收差分到单端增益参数(GAIN_D2SE),并且放大器632的偏置输入通过信号路径639接收电压偏置参数(V_BIAS)。放大器632的输出(V_OUT_D2SE)经由多路复用电路系统的684的开关686(3)电耦接到放大器622的非反相输入624。裂纹检测器传感器682(4)和热二极管传感器682(5)的输出分别经由多路复用电路系统684的开关686(1)和686(2)电耦接到放大器622的非反相输入624。
可以经由传感器选择信号(例如,SENSOR_SEL[0]、SENSOR_SEL[1]、SENSOR_SEL[2]和SENSOR_SEL[3])来控制开关686(1)至686(3),这些传感器选择信号是通过对传感器选择寄存器(例如,图7所示的传感器选择寄存器618)进行写入来生成的。SENSOR_SEL[0]选择油墨水平感测传感器682(1)或全局TSR传感器682(3)。在一个示例中,除了选择SENSOR_SEL[0]之外,还可以选择0至125范围内的传感器编号以选择传感器682(1)中的126个油墨水平感测单元之一,或者可以选择编号126或127以避免在经由传感器选择寄存器618选择全局TSR传感器682(3)时总线上的冲突。SENSOR_SEL[1]选择热二极管传感器682(5)。SENSOR_SEL[2]选择应变仪传感器682(2)。在一个示例中,除了选择SENSOR_SEL[2]之外,还可以选择0至125范围内的传感器编号以选择传感器682(2)中的126个应变仪感测单元之一。SENSOR_SEL[3]选择裂纹检测器传感器682(4)。
将值写入与SENSOR_SEL[0]或SENSOR_SEL[2]相对应的传感器选择寄存器会产生使开关686(3)闭合(并使开关686(1)和686(2)断开)以将放大器632的输出耦接到放大器622的输入624的信号。将值写入与SENSOR_SEL[1]相对应的传感器选择寄存器会产生使开关686(2)闭合(并使开关686(1)和686(3)断开)以将热二极管传感器682(5)的输出耦接到放大器622的输入624的信号。将值写入与SENSOR_SEL[3]相对应的传感器选择寄存器会产生使开关686(1)闭合(并使开关686(2)和686(3)断开)以将裂纹检测器传感器682(4)的输出耦接到放大器622的输入624的信号。
放大器622的增益输入通过信号路径629接收单端增益参数(GAIN_SE)。在一个示例中,放大器622的增益由电阻器660(R1)和670(R2)的值设置,并且GAIN_SE参数可以用于将一组电阻器660(R1)和670(R2)从具有不同电阻值的多组这样的电阻器中复用到输入626。GAIN_D2SE参数、V_BIAS参数和GAIN_SE参数可以存储在逻辑电路系统封装的存储器中。在一个示例中,GAIN_D2SE参数可以是1、2、4或另一合适的值,并且GAIN_SE参数可以是1、8、12、16或另一合适的值。GAIN_D2SE和GAIN_SE参数可以分别称为第一增益参数和第二增益参数。
放大器622的输出(V_OUT_SE)电耦接到比较器642的第一输入并且通过放大器622的输出节点628电耦接到电阻器(R2)670的一个端子。电阻器670的另一端子电耦接到电阻器(R1)660的一个端子和放大器622的反相输入节点626。电阻器660的另一端子通过补偿电压(VDAC)节点662电耦接到电容器654的一个端子和开关652的一侧。电容器654的另一端子电耦接到公共或接地节点630。开关652的另一侧通过信号路径646电耦接到数模转换器644的输出和比较器642的第二输入。比较器642的输出通过信号路径648提供数字值(ADC_OUT)(例如,计数)。由比较器642输出的数字值可以被存储在逻辑电路系统封装的存储器(例如,易失性或非易失性)中,并且随后被传输到打印设备逻辑电路。
放大器632的输出由以下等式确定:
V_OUT_D2SE=GAIN_D2SE(VIN+-VIN-)+V_BIAS
放大器622的输出由以下等式确定:
V_OUT_SE=GAIN_SE(V_OUT_D2SE)-(GAIN_SE-1)(VDAC)
其中:GAIN_SE=1+R2/R1。
与补偿电压相关联的VDAC阶跃变化可以被存储在存储器中。VDAC阶跃变化可以被称为补偿参数。(多个)(第一和第二)增益参数和补偿参数可以被称为校准参数,用于校准逻辑电路系统输出。不同的传感器ID或传感器类型可能需要不同的校准参数,以提供非限幅(例如,可验证的)且有效的输出。逻辑电路系统可以被配置为基于补偿参数将输出信号改变作为(多个)增益参数的函数的量。
在图8所图示的示例中,随着VDAC减小或增大,V_OUT_SE分别增大或减小。ADC_OUT数字值(例如,计数)移位与GAIN-D2SE和GAIN_SE成正比,而传感器信号的大小与GAIN_D2SE和GAIN_SE的乘积成正比。例如,如果GAIN_D2SE=2且GAIN_SE=8,则整个传感器信号的增益为16,并且对于每个VDAC阶跃变化,ADC_OUT数字值将上/下移位第一数量的计数。例如,如果GAIN_D2SE=4且GAIN_SE=16,则整个传感器信号的增益为64,并且对于每个VDAC阶跃变化,ADC_OUT数字值将上/下移位第二数量的计数,其中,在输出计数不被限幅的程度上,第二数量的计数大约是第一数量的计数的2倍。例如,对于第一类型的传感器(如应变仪传感器),对于每个VDAC阶跃变化,ADC_OUT数字值可以上/下移位第一数量的计数。对于第二类型的传感器(如油墨水平传感器),对于每个VDAC阶跃变化,ADC_OUT数字值可以上/下移位第二数量的计数,其中,第二数量与第一数量不同。
当模数转换器640活动时,模数转换器640接收放大的传感器信号(V_OUT_SE)并输出与放大的传感器信号相对应的数字值(ADC_OUT)。在模数转换器640活动的情况下(例如,响应于打印设备逻辑电路对传感器测量结果的请求),模数转换器640经由二进制搜索所有可能的量化级别(例如,256级)将放大器622的输出转换为数字值,然后最终收敛于作为ADC_OUT输出的数字值。数模转换器644将可能的量化级别提供给比较器642,该比较器将每个可能的量化级别与放大器622的输出进行比较,以收敛于与放大器622的输出相对应的数字值。
当模数转换器640不活动时,采样和保持电路650采样和保持数模转换器644的输出电压。当模数转换器640不活动时,数模转换器644基于补偿参数将输出电压提供给采样和保持电路650。在一个示例中,图6的可控源612包括模数转换器640的数模转换器644。在一个示例中,在模数转换器640不活动的情况下,数模转换器644被控制(例如,通过补偿参数)为使得放大器622的输出(由VDAC补偿)在模数转换器640的工作范围内。
采样和保持电路650的开关652将被控制为在模数转换器640不活动(即,不将放大器622的输出转换为数字值)时闭合以将电容器654充电至数模转换器644的输出电压,并且在模数转换器640活动时(即,当将放大器622的输出转换为数字值时)将被控制为断开。因此,节点662上的补偿电压VDAC基于补偿参数来维持,并且补偿由放大器622输出的放大的传感器信号的电压。
在一个示例中,类似于采样和保持电路650并且以类似方式被控制的采样和保持电路(未示出)可以耦接在放大器632的输出与放大器622的第一输入节点624之间以采样和保持V_OUT_D2SE信号,直到数模转换完成。通过同时采样和保持补偿电压VDAC和V_OUT_D2SE两者,并继续保持它们直到模数转换完成,这两个保持的电压都以类似的方式漂移,从而提供了共模抑制并消除了信号漂移的影响,从而使传感器的读数更加准确。
图9A至图9C是图示了方法700的一个示例的流程图,该方法可以由逻辑电路系统封装(如逻辑电路系统封装400a至400d)或由处理电路系统424、600或620执行。方法700可以由用于可更换打印设备部件的逻辑电路系统封装来执行,该逻辑电路系统封装包括:至少一个第一类型的第一模拟单元,至少一个第二类型的第二模拟单元,模数转换器(ADC),用于与打印设备逻辑电路通信的接口,以及至少一个逻辑电路。如图9A所示,在702处,逻辑电路系统封装的至少一个逻辑电路可以经由接口接收对于该至少一个第一模拟单元和该至少一个第二模拟单元中的选定模拟单元的执行测量的请求。在704处,该至少一个逻辑电路基于请求选择性地将来自所选模拟单元的模拟信号路由到ADC。
在方法700的一些示例中,该至少一个第一模拟单元和该至少一个第二模拟单元中的一者或两者包括具有多个模拟单元的阵列。该阵列可以包括至少20个模拟单元。该阵列可以包括至少100个模拟单元。逻辑电路系统封装可以进一步包括至少一个第三类型的另外的模拟单元。
在方法700的一些示例中,ADC可以包括模数转换器和数模转换器中的至少一者。ADC可以包括模数转换器和数模转换器两者。
在一些示例中,该至少一个第一模拟单元包括具有第一感测类型的模拟感测单元的第一单元阵列,并且该至少一个第二模拟单元包括具有第二感测类型的模拟感测单元的第二单元阵列,并且如图9B所示,在706处,该至少一个逻辑电路可以进一步经由接口接收对于第一阵列和第二阵列中的模拟感测单元中的选定模拟感测单元的执行传感器测量的请求。在708处,该至少一个逻辑电路基于请求选择性地将来自所选模拟感测单元的模拟传感器信号路由到ADC。
在方法700的一些示例中,该至少一个第一模拟单元被配置为感测打印材料水平,并且该至少一个第二模拟单元被配置为检测施加到可更换打印设备部件的气动事件。在方法700中,每个请求可以包括与模拟单元之一相对应的传感器ID。每个请求可以包括传感器ID参数,这些传感器ID参数包括传感器ID和传感器ID地址,并且该至少一个逻辑电路可以被配置为:接收该传感器ID参数;基于该传感器ID地址识别传感器ID;并且基于该传感器ID选择单元类型。该至少一个逻辑电路可以被配置为:接收不同的传感器ID参数,这些不同的传感器ID参数包括传感器单元ID和传感器单元ID地址;基于该传感器单元ID地址识别传感器单元ID;并且基于该传感器单元ID选择单元。该至少一个逻辑电路可以被配置为经由接口输出与来自同传感器ID相对应的模拟单元的模拟信号相对应的数字值。
在一些示例中,逻辑电路系统封装可以进一步包括至少一个单独的模拟传感器,并且该至少一个逻辑电路可以被配置为选择性地将来自该至少一个单独的模拟传感器的模拟传感器信号路由到ADC。该至少一个单独的模拟传感器可以包括至少两个单独的模拟传感器。每个单独的模拟传感器可以具有与其他单独的模拟传感器不同的感测类型。该至少一个单独的模拟传感器可以包括裂纹检测器传感器、热二极管传感器和全局热传感器电阻器传感器中的至少一个。
在一些示例中,逻辑电路系统封装可以包括第一模拟放大电路和第二模拟放大电路,并且如图9C所示,在710处,该至少一个逻辑电路可以进一步选择性地将来自所选模拟单元的模拟信号路由到第一模拟放大电路的输入。在712处,该至少一个逻辑电路可以进一步选择性地将来自该至少一个单独的模拟传感器的模拟传感器信号路由到第二模拟放大电路的输入。在一些示例中,第一模拟放大电路的输出可以耦接到第二模拟放大电路的输入,并且第二模拟放大电路的输出可以耦接到ADC。
在方法700的一些示例中,接口可以被配置为用于可更换打印设备部件与打印设备逻辑电路之间的数字数据通信。接口可以被配置为通过I2C多串行总线进行通信。
图10A至图10B是图示了方法720的另一个示例的流程图,该方法可以由逻辑电路系统封装(如逻辑电路系统封装400a至400d)或由处理电路系统424、600或620执行。如图10A所示,在722处,方法720包括经由打印设备逻辑电路向逻辑电路系统封装传输由第一单元阵列中的多个第一类型的模拟单元和第二单元阵列中的多个第二类型的模拟单元中的选定模拟单元来执行测量的请求。在724处,方法720包括基于请求选择性地将来自所选模拟单元的模拟信号路由到模数转换器(ADC),以生成数字值。在726处,方法720包括经由逻辑电路封装向打印设备逻辑电路传输数字值。
如图10B所示,在728处,方法720包括经由打印设备逻辑电路向逻辑电路系统封装传输由多个不同类型的单独的模拟传感器中的选定单独的模拟传感器来执行测量的请求。在730处,方法720包括选择性地将来自所选单独的模拟传感器的模拟信号路由到ADC,以生成附加的数字值。在732处,方法720包括经由逻辑电路封装向打印设备逻辑电路传输该附加的数字值。
一些示例涉及逻辑电路系统封装,该逻辑电路系统封装包括用于接收执行测量的请求的I2C接口。该逻辑电路系统封装包括具有多个第一类型的模拟单元的第一单元阵列和具有多个第二类型的模拟单元的第二单元阵列。该逻辑电路系统封装包括模数转换器(ADC)和多路复用电路系统,该多路复用电路系统用于基于所接收到的执行测量的请求选择性地将来自第一单元阵列和第二单元阵列中的模拟单元中的选定模拟单元的模拟信号路由到该ADC。
在该逻辑电路系统封装的一些示例中,第一单元阵列中的模拟单元可以是第一感测类型的模拟感测单元,并且第二单元阵列中的模拟单元可以是第二感测类型的模拟感测单元。该逻辑电路系统封装还可以包括至少一个单独的模拟传感器,并且该多路复用电路系统可以被配置为选择性地将来自该至少一个单独的模拟传感器的模拟传感器信号路由到ADC。在一些示例中,该至少一个单独的模拟传感器可以包括至少两个单独的模拟传感器,并且每个单独的模拟传感器可以具有与其他单独的模拟传感器不同的感测类型。
一些示例涉及可更换打印设备部件,该可更换打印设备部件包括本文中描述的任何逻辑电路系统封装。该可更换打印设备部件还可以包括壳体,该壳体具有高度、小于高度的宽度、以及大于高度的长度,该高度平行于竖直参考轴,并且该宽度在两侧之间延伸;该壳体内的打印液体储器;打印液体输出;在该打印液体输出上方的空气输入;以及包括用于与打印设备逻辑电路通信的接口垫的接口,这些接口垫被提供在各侧之一中的面向供插入数据互连件的切口的内侧处,这些接口垫沿着高度方向在空气输入上方的部件的顶部和前部附近延伸,其中,该空气输入设置在平行于高度方向的相同竖直参考轴的前部处,并且其中,该竖直参考轴平行于与这些接口垫相交的轴线并与这些轴相距一定距离。
图11图示了逻辑电路系统封装1000的另一个示例。图11图示了逻辑电路系统封装1000可以如何可以基于输入来生成数字输出(例如,传感器测量数据),这些输入包括由打印设备以数字方式发送的参数和/或请求(例如,请求传感器测量结果;设置传感器选择寄存器的值以控制多路复用电路系统;传感器ID;等等)。逻辑电路系统封装1000包括具有处理器1002的逻辑电路,该处理器通信地耦接到存储器1004。存储器1004可以存储(多个)查找表和/或(多个)列表1006和/或(多个)算法1008。逻辑电路系统封装1000还可以包括如前所述的逻辑电路系统封装400a至400d或处理电路系统424、600和/或620的任何特征。
例如,逻辑电路系统封装1000可以包括至少一个传感器1010、或多个不同类型的传感器、以及模数转换器(ADC)1012。逻辑电路可以被配置为基于传感器ID和校准参数与(多个)LUT/(多个)列表1006和/或(多个)算法1008相结合来查询相应的传感器1010,以生成数字输出。至少一个传感器1010可以包括用于检测打印设备的气动致动对可更换打印部件的影响的传感器、和/或用于检测近似温度的传感器、和/或其他传感器。逻辑电路系统封装1000可以包括多个不同类型的传感器,例如,至少两个不同类型的传感器,其中,逻辑电路可以被配置为基于传感器ID来选择和查询一个传感器,并输出基于所选传感器的信号的数字值。
可以使用(多个)LUT和/或(多个)列表1006和/或(多个)算法1008来生成输出值,由此可以将参数用作输入。另外,可以查询至少一个传感器1010的信号作为LUT的输入。
示例逻辑电路系统封装1000可以用作本公开中其他地方涉及的复杂薄膜传感器阵列的替代。示例逻辑电路系统封装1000可以被配置为生成输出,该输出由被设计为与复杂传感器阵列封装兼容的相同打印设备逻辑电路来校验。替代封装1000可以更便宜或更简单地制造,或者简单地用作先前提到的封装的替代方案,例如以促进由打印设备进行打印和校验。由于完全或部分数字生成/仿真的信号可能比需要依赖可能相对难以控制的模拟传感器信号的输出更可靠,因此替代封装可能会更强健。
逻辑电路系统封装1000可以被配置为响应于至少一个请求而输出指示传感器测量数据的数字值。逻辑电路系统封装1000可以接收第一请求,以在传感器选择寄存器中设置一个值来配置多路复用电路系统促进将模拟传感器信号路由到ADC 1012。逻辑电路系统封装1000可以随后接收第二请求,以使至少一个传感器1010执行至少一个传感器测量。响应于第一请求和第二请求,逻辑电路系统封装1000可以使至少一个传感器1010能够执行模拟传感器测量、并利用多路复用电路系统将模拟传感器测量信号路由到ADC 10121012。ADC1012可以将所接收到的模拟传感器测量信号转换为可以从逻辑电路1000输出的数字传感器测量数据。
在一个示例中,本文描述的逻辑电路系统封装主要包括不同部件之间的硬连线路由、连接和接口。在另一个示例中,逻辑电路系统封装还可以包括用于内部和/或外部信号传递的至少一个无线连接、无线通信路径或无线接口,由此,可以将无线连接的元件视为包括在逻辑电路系统封装和/或可更换部件中。例如,某些传感器可以无线连接以与逻辑电路/传感器电路无线通信。例如,如压力传感器和/或打印材料水平传感器等传感器可以与逻辑电路的其他部分无线通信。与逻辑电路的其余部分无线通信的这些元件可以被认为是逻辑电路或逻辑电路系统封装的一部分。而且,用于与打印设备逻辑电路通信的逻辑电路系统封装的外部接口可以包括无线接口。而且,尽管提到了电力路由、电力接口或对某些单元进行充电或供电,但是本公开的某些示例可以包括如电池等电源或可以从数据或时钟信号中收集电力的电力收集源。
本公开的某些示例电路涉及响应于某些命令、事件和/或状态以某种方式变化的输出。还解释了,除非预先进行校准,否则对这些相同事件和/或状态的响应可能会被“限幅”,例如,使得这些响应不能被表征或与这些命令、事件和/或状态不相关。对于输出需要被校准以获得可表征或相关输出的这些示例电路,应当理解的是,同样在所需的校准(或安装)发生之前,这些电路实际上已经被“配置”以提供可表征的输出,即,所有手段被提出用于提供可表征输出,即使在尚未进行校准的情况下。在制造期间和/或在客户安装期间和/或在打印期间对逻辑电路进行校准可能是一个选择问题,但这并不否认同一电路已经被“配置”为在校准状态下运行。例如,当传感器安装到储器壁上时,该壁上的某些应变在部件的使用寿命内可能会发生变化,而且可能难以预测,而同时这些不可预测的应变会影响逻辑电路的输出。不同的其他情况(如打印材料的导电性、不同的封装、装配线安装等)也可能会影响逻辑电路对命令/事件/状态的响应方式,因此可以选择在客户首次安装时或之后进行校准。在这些和其他示例中的任何一个中,在首次客户安装之后和/或在打印作业之间就地确定(操作)校准参数是有利的,因此,这些参数应被视为已经被适配用于在校准状态下运行。本公开中讨论的某些替代的(至少部分地)“虚拟”实施例可以与LUT或算法一起操作,该LUT或算法可以类似地在校准或安装之前生成被限幅的值,并且在校准或安装之后可以生成可表征的值,由此,这种替代实施例也应被视为已经被配置或适配用于提供可表征输出,甚至在校准/安装前。
在一个示例中,逻辑电路系统封装响应于读取请求而输出计数值。在许多示例中,讨论了计数值的输出。在某些示例中,响应于每个读取请求,输出每个单独的计数值。在另一个示例中,逻辑电路被配置为响应于单个读取请求而输出一系列或多个计数值。在其他示例中,可以在没有读取请求的情况下生成输出。
本文描述的每个逻辑电路系统封装400a至400d、1000可以具有本文描述的任何其他逻辑电路系统封装400a至400d、1000或处理电路系统424、600、620的任何特征。任何逻辑电路系统封装400a至400d、1000或处理电路系统424、600、620均可以被配置为执行本文中描述的方法的至少一个方法框。任何第一逻辑电路均可以具有任何第二逻辑电路的任何属性,反之亦然。
本公开中的示例可以作为方法、系统或机器可读指令(如软件、硬件、固件等的任何组合)来提供。这种机器可读指令可以包括在其中或其上具有机器可读程序代码的机器可读存储介质(包括但不限于磁盘存储设备、CD-ROM、光学存储设备等)上。
参考根据本公开的示例的方法、装置和系统的流程图和框图来描述本公开。尽管上文描述的流程图示出了特定的执行顺序,但是执行顺序可以与所描绘的顺序不同。关于一个流程图描述的框可以与另一个流程图的框组合。应当理解,流程图和框图中的至少一些框以及其组合可以通过机器可读指令来实现。
机器可读指令可以例如由通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其他可编程数据处理装置的处理器来执行,以实现说明书和图中描述的功能。具体地,处理器或处理电路系统可以执行机器可读指令。因此,可以通过执行存储在存储器中的机器可读指令的处理器或根据嵌入在逻辑电路系统中的指令操作的处理器来实施设备和装置的功能模块(例如,逻辑电路系统和/或控制器)。术语‘处理器’应广义地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元或可编程门阵列等。方法和功能模块可以全部由单个处理器执行,或者在几个处理器之间划分。
这种机器可读指令还可以存储在机器可读存储设备(例如,有形机器可读介质)中,该机器可读存储设备可以引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定模式操作。
这种机器可读指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上,使得计算机或其他可编程数据处理装置执行一系列操作以产生计算机实施的处理,因此,在计算机或其他可编程装置上执行的指令实现了由流程图中和/或框图中的(多个)框指定的功能。
进一步地,本文中的教导可以以计算机软件产品的形式来实施,该计算机软件产品存储在存储介质中并且包括用于使计算机装置实施本公开的示例中列举的方法的多个指令。
词语“包括(comprising)”不排除权利要求中列出的元素之外的元素的存在,“一个/种(a/an)”不排除多个,并且单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干个单元的功能。
尽管本文已经图示和描述了特定示例,但是在不脱离本公开的范围的情况下,各种各样的替代和/或等效实施方式可代替所示出和描述的特定示例。本申请旨在覆盖本文所讨论的特定示例的任何修改或变化。因此,本公开旨在仅由权利要求及其等同物限制。

Claims (29)

1.一种用于可更换打印设备部件的逻辑电路系统封装,所述逻辑电路系统封装包括:第一类型的第一至少一个模拟单元、第二类型的第二至少一个模拟单元、模数转换器(ADC)、用于与打印设备逻辑电路通信的接口、以及至少一个逻辑电路,所述至少一个逻辑电路被配置为:
经由所述接口接收对所述至少一个第一模拟单元和所述至少一个第二模拟单元中的选定的模拟单元执行测量的请求;并且
基于所述请求选择性地将来自所述选定的模拟单元的模拟信号路由到所述ADC。
2.如权利要求1所述的逻辑电路系统封装,其中,所述第一至少一个模拟单元和所述第二至少一个模拟单元中的一者或两者均包括具有多个模拟单元的阵列。
3.如权利要求2所述的逻辑电路系统封装,其中,所述阵列包括至少20个模拟单元。
4.如权利要求2所述的逻辑电路系统封装,其中,所述阵列包括至少100个模拟单元。
5.如权利要求1至4中任一项所述的逻辑电路系统封装,进一步包括:至少一个第三类型的另外的模拟单元。
6.如权利要求1至5中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述ADC包括模数转换器和数模转换器中的至少一者。
7.如权利要求1至6中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述ADC包括模数转换器和数模转换器两者。
8.如权利要求1至7中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述第一至少一个模拟单元包括具有第一感测类型的模拟感测单元的第一单元阵列,其中,所述第二至少一个模拟单元包括具有第二感测类型的模拟感测单元的第二单元阵列,并且其中,所述至少一个逻辑电路被配置为:
经由所述接口接收对所述第一阵列和所述第二阵列中的模拟感测单元中的选定的模拟感测单元执行传感器测量的请求;并且
基于所述请求选择性地将来自所述选定的模拟感测单元的模拟传感器信号路由到所述ADC。
9.如权利要求1至8中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述第一至少一个模拟单元被配置为感测打印材料水平,并且所述第二至少一个模拟单元被配置为检测施加到所述可更换打印设备部件的气动事件。
10.如权利要求1至9中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述请求中的每个请求包括与所述模拟单元中的一个模拟单元相对应的传感器ID。
11.如权利要求10所述的逻辑电路系统封装,其中,所述请求中的每个请求包括传感器ID参数,所述传感器ID参数包括所述传感器ID和传感器ID地址,并且其中,所述至少一个逻辑电路被配置为:
接收所述传感器ID参数;
基于所述传感器ID地址识别传感器ID;并且
基于所述传感器ID选择单元类型。
12.如权利要求10所述的逻辑电路系统封装,其中,所述至少一个逻辑电路被配置为:
接收不同的传感器ID参数,所述不同的传感器ID参数包括传感器单元ID和传感器单元ID地址;
基于所述传感器单元ID地址识别传感器单元ID;并且
基于所述传感器单元ID选择单元。
13.如权利要求10所述的逻辑电路系统封装,其中,所述至少一个逻辑电路被配置为经由所述接口输出与来自同所述传感器ID相对应的所述模拟单元的所述模拟信号相对应的数字值。
14.如权利要求1至13中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述逻辑电路系统封装进一步包括至少一个单独的模拟传感器,并且其中,所述至少一个逻辑电路被配置为选择性地将来自所述至少一个单独的模拟传感器的模拟传感器信号路由到所述ADC。
15.如权利要求14所述的逻辑电路系统封装,其中,所述至少一个单独的模拟传感器包括至少两个单独的模拟传感器。
16.如权利要求15所述的逻辑电路系统封装,其中,所述单独的模拟传感器中的每一个具有与其他单独的模拟传感器不同的感测类型。
17.如权利要求14至16中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述至少一个单独的模拟传感器包括裂纹检测器传感器、热二极管传感器和全局热传感器电阻器传感器中的至少一个。
18.如权利要求14至17中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述逻辑电路系统封装包括第一模拟放大电路和第二模拟放大电路,并且其中,所述至少一个逻辑电路被配置为:
选择性地将来自所述选定的模拟单元的模拟信号路由到所述第一模拟放大电路的输入端;并且
选择性地将来自所述至少一个单独的模拟传感器的模拟传感器信号路由到所述第二模拟放大电路的输入端。
19.如权利要求18所述的逻辑电路系统封装,其中,所述第一模拟放大电路的输出端耦接到所述第二模拟放大电路的输入端,并且其中,所述第二模拟放大电路的输出端耦接到所述ADC。
20.如权利要求1至19中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述接口被配置为用于所述可更换打印设备部件与所述打印设备逻辑电路之间的数字数据通信。
21.如权利要求1至20中任一项所述的逻辑电路系统封装,其中,所述接口被配置为通过I2C多串行总线进行通信。
22.一种逻辑电路系统封装,包括:
I2C接口,用于接收执行测量的请求;
具有多个第一类型的模拟单元的第一单元阵列;
具有多个第二类型的模拟单元的第二单元阵列;
模数转换器(ADC);以及
多路复用电路系统,所述多路复用电路系统用于基于接收到的所述执行测量的请求选择性地将来自所述第一单元阵列和所述第二单元阵列中的所述模拟单元中的选定的模拟单元的模拟信号路由到所述ADC。
23.如权利要求22所述的逻辑电路系统封装,其中,所述第一单元阵列中的所述模拟单元是第一感测类型的模拟感测单元,并且其中,所述第二单元阵列中的所述模拟单元是第二感测类型的模拟感测单元。
24.如权利要求22或23所述的逻辑电路系统封装,进一步包括至少一个单独的模拟传感器,并且其中,所述多路复用电路系统被配置为选择性地将来自所述至少一个单独的模拟传感器的模拟传感器信号路由到所述ADC。
25.如权利要求24所述的逻辑电路系统封装,其中,所述至少一个单独的模拟传感器包括至少两个单独的模拟传感器,并且其中,所述单独的模拟传感器中的每一个具有与其他单独的模拟传感器不同的感测类型。
26.一种可更换打印设备部件,包括任一前述权利要求所述的逻辑电路系统封装。
27.如权利要求26所述的可更换打印设备部件,进一步包括:
壳体,所述壳体具有高度、小于所述高度的宽度、以及大于所述高度的长度,所述高度平行于竖直参考轴,并且所述宽度在两侧之间延伸;
所述壳体内的打印液体储器;
打印液体输出端;
在所述打印液体输出端上方的空气输入端;以及
接口,所述接口包括用于与打印设备逻辑电路通信的接口垫,所述接口垫设置在面向用于插入数据互连的切口的一侧的内侧,所述接口垫沿高度方向在所述空气输入端上方的部件的顶部和前部附近延伸,
其中,所述空气输入端设置在前部,位于平行于所述高度方向的同一竖直参考轴上,并且
其中,所述竖直参考轴平行于与所述接口垫相交的轴并与所述轴相距一定距离。
28.一种方法,包括:
经由打印设备逻辑电路向逻辑电路系统封装传输由第一单元阵列中的多个第一类型的模拟单元和第二单元阵列中的多个第二类型的模拟单元中的选定的模拟单元来执行测量的请求;
基于所述请求选择性地将来自所述选定的模拟单元的模拟信号路由到模数转换器(ADC),以生成数字值;以及
经由所述逻辑电路封装向所述打印设备逻辑电路传输所述数字值。
29.如权利要求28所述的方法,进一步包括:
经由所述打印设备逻辑电路向所述逻辑电路系统封装传输由多个不同类型的单独的模拟传感器中的选定的单独的模拟传感器来执行测量的请求;
选择性地将来自所述选定的单独的模拟传感器的模拟信号路由到所述ADC,以生成附加的数字值;以及
经由所述逻辑电路封装向所述打印设备逻辑电路传输所述附加的数字值。
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