CN114116460A - 一种光模块及其调试下载方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光模块，包括微控制单元、金手指、调试下载电路及待调芯片；调试下载电路包括下载电路和/或调试电路；下载电路包括第一电子开关和第一电阻；微控制单元通过第一电子开关与金手指的第一保留引脚电连接；微控制单元通过第一电阻与金手指电连接，且还与第一电子开关的第一使能引脚电连接；调试电路包括第二电子开关和第二电阻；微控制单元通过第二电子开关与金手指的第二保留引脚电连接；微控制单元通过第二电阻与金手指电连接，且还与第二电子开关的第二使能引脚电连接。本发明通过保留引脚配合电子开关及电阻的电路搭建及配合使用，使得调试和下载不需要拆壳，不需要飞线，也不需要额外制作下载夹具，使用更方便和经济。

Description

一种光模块及其调试下载方法

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块及其调试下载方法。

背景技术

随着国内外4G网络的普及和5G网络的推广，城域网、数据中心、云计算等领域对高速光模块的需求越来越多。目前高端光模块如400G QSFP-DD光模块，100G CFP2光模块都采用DSP(或CDR)对高速信号进行优化处理。另外和DSP或CDR相连的高速Driver(驱动器)和TIA(跨阻放大器)分别驱动高速VCSEL(激光器)和PD(光电二极管)等光器件。其中DSP(或CDR)芯片在出厂前需要进行复杂的调试和配置。

现有技术中的通常做法是上位机通过模块MCU对DSP(或CDR)进行配置和调试。此方法的缺点是需要同时开发MCU固件和配套的上位机软件，软件开发工作量大。另外，针对模块固件的下载，通常的做法是在PCBA(半成品电路装配件)上设置下载点，再制作夹具接触下载点进行下载。此方法的缺点是需要制作专门的夹具，且下载时要拆壳，对不同的产品兼容性也不好。还有一种做法，即通过模块金手指IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路通信总线)接口进行下载，此方法不需要制作夹具，但是下载速度慢，高端光模块DSP(或CDR)包含自身固件和MCU固件下载时间可长达30分钟。

发明内容

针对背景技术中提到的现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供一种光模块，包括微控制单元、金手指、调试下载电路以及与所述微控制单元的调试端口进行电连接的待调芯片；

所述调试下载电路包括下载电路和/或调试电路；

所述下载电路包括第一电子开关和第一电阻；

所述微控制单元的下载端口通过所述第一电子开关与所述金手指的第一保留引脚电连接；所述微控制单元的第一通用输入输出接口通过所述第一电阻与所述金手指电连接，且还与所述第一电子开关的第一使能引脚电连接；

所述调试电路包括第二电子开关和第二电阻；

所述微控制单元的调试端口通过所述第二电子开关与所述金手指的第二保留引脚电连接；所述微控制单元的第二通用输入输出接口通过所述第二电阻与所述金手指电连接，且还与所述第二电子开关的第二使能引脚电连接。

根据本发明提供的光模块，所述第一保留引脚和所述第二保留引脚为在封装及光模块多源协议的使用中所述金手指上的保留引脚。

根据本发明提供的光模块，所述待调芯片包括数字信号处理芯片、时钟数据恢复芯片和驱动芯片中的一种或多种。

根据本发明提供的光模块，所述金手指为QSFP-DD型金手指或CFPx型金手指。

根据本发明提供的光模块，所述第一电子开关和所述第二电子开关的带宽在4MHZ以上，且双向导通。

根据本发明提供的光模块，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值范围为4.7kΩ～10kΩ。

另一方面，本发明提供一种对上述任一光模块的调试下载方法，包括下载方法和/或调试方法；

所述下载方法包括：

S101.接收上位机的控制指令并拉高第一通用输入输出接口，控制第一电子开关置于连通状态；

S102.对微控制单元进行固件下载；

S103.拉低第一通用输入输出接口，控制第一电子开关置于断开状态；

所述调试方法包括：

S201.接收上位机的控制指令并拉高第二通用输入输出接口，控制第二电子开关置于连通状态；

S202.设置调试端口为高阻；

S203.通过第二保留引脚对待调芯片进行调试；

S204.拉低第二通用输入输出接口，控制第二电子开关置于断开状态；

当所述调试下载方法包括下载方法和调试方法时，所述下载方法的步骤在前而所述调试方法的步骤在后或者所述调试方法的步骤在前而所述下载方法的步骤在后。

本发明提供的一种光模块及其调试下载方法，通过金手指的协议保留引脚配合电子开关及电阻的电路搭建及配合使用，使得调试和下载不需要拆壳，也不需要飞线，使用更方便；不需要额外制作下载夹具，节省了生产成本；下载时间可缩短到30秒以内，提高了下载效率；且在微控制单元无固件的情况下，也可以很方便的使用DSP或CDR厂商提供的上位机进行调试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的介绍，显而易见的，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是本发明的光模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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的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。

为了便于理解发明，先对一些英文缩写进行简要说明：

IIC(或I2C):Inter-Integrated Circuit，集成电路通信总线；

SPI:Serial Peripheral Interface,串行外设接口通信总线；

MDIO:Management Data Input Output,管理数据输入输出通信总线；

GPIO:General-purpose input output,通用输入输出端口；

PCBA:Printed Circuit Board Assembly，印制电路板装配件；

DSP:Digital Signal Process，数字信号处理单元；

CDR:Clock Data Rcovery，时钟数据恢复单元；

Driver：激光器驱动单元；

TIA:Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器；

MCU:Microcontroller Unit，微控制单元；

下载：给微控制单元加载固件的过程。

如图1所示，本发明提供一种光模块，包括微控制单元、金手指、调试下载电路以及与所述微控制单元的调试端口进行电连接的待调芯片；

所述调试下载电路包括下载电路和/或调试电路；

所述下载电路包括第一电子开关和第一电阻；

所述微控制单元的下载端口通过所述第一电子开关与所述金手指的第一保留引脚电连接；所述微控制单元的第一通用输入输出接口通过所述第一电阻与所述金手指电连接，且还与所述第一电子开关的第一使能引脚电连接；

所述调试电路包括第二电子开关和第二电阻；

所述微控制单元的调试端口通过所述第二电子开关与所述金手指的第二保留引脚电连接；所述微控制单元的第二通用输入输出接口通过所述第二电阻与所述金手指电连接，且还与所述第二电子开关的第二使能引脚电连接。

需要注意的是，该光模块既可以只包括下载电路，又可以只包括调试电路，还可以既包括下载电路又包括调试电路，用户可以根据实际需要进行电路的搭配。图1展示了既包括下载电路又包括调试电路的情况，此为优选的实施例。

在实际应用场景中，金手指可选QSFP-DD型金手指或CFPx系列金手指。CFPx系列金手指可包括CFP型金手指、CFP2型金手指、CFP4型金手指和CFP8型金手指。

第一保留引脚和第二保留引脚为在封装及光模块多源协议的使用中所述金手指上的保留引脚。例如，可为使用QSFP-DD(QSFP Double Density,双密度QSFP封装)MSA(Multi-suorce agreement，多源协议)协议中所述金手指上的保留引脚。

待调芯片包括数字信号处理芯片、时钟数据恢复芯片和驱动芯片中的一种或多种。这些待调芯片可根据实际调试和配置的需要来进行搭配。

优选的，所述第一电子开关和所述第二电子开关的带宽在4MHZ以上，且双向导通，带有可控使能引脚；高电平，双向通信连通；低电平，双向高阻；具有体积小，价格低廉等特点，适用于光模块内通信总线开关。

第一电阻和第二电阻为上拉电阻，其阻值范围优选为4.7kΩ～10kΩ。

另一方面，本发明提供一种对上述任一光模块的调试下载方法，包括下载方法和/或调试方法；

所述下载方法包括：

S101.接收上位机的控制指令并拉高第一通用输入输出接口，控制第一电子开关置于连通状态；

S102.对微控制单元进行固件下载；

S103.拉低第一通用输入输出接口，控制第一电子开关置于断开状态。

进入固件下载模式：

首次下载时，MCU程序区为空白，MCU端口处于高阻态，GPIO1通过上拉电阻保持高电平，使第一电子开关处于连通状态，此时固件下载工具可通过下载端口对MCU进行固件下载。

MCU固件更新时，上位机通过I2C发送控制指令给MCU，MCU拉高GPIO1控制第一电子开关置于连通状态。此时固件下载工具可通过下载端口对MCU进行固件下载。固件下载过程中，MCU端口处于高阻态，GPIO1通过上拉第一电阻保持高电平，使第一电子开关处于连通状态。

进入正常工作模式：

固件下载完成后，MCU拉低GPIO1控制第一电子开关置于断开状态。

所述调试方法包括：

S201.接收上位机的控制指令并拉高第二通用输入输出接口，控制第二电子开关置于连通状态；

S202.设置调试端口为高阻；

S203.通过第二保留引脚对待调芯片进行调试；

S204.拉低第二通用输入输出接口，控制第二电子开关置于断开状态。

MCU无固件的情况：

由于GPIO2接有上拉第二电阻，第二电子开关使能引脚处于高电平，第二电子开关处于导通状态，此时，DSP(或CDR)上位机软件可通过第二协议保留引脚对DSP(或CDR)进行调试。

MCU有固件的情况：

进入调试模式：MCU拉高GPIO2控制第二电子开关置于连通状态，MCU控制通信总线如I2C,SPI,MDIO等端口为高阻态，此时，DSP(或CDR)上位机软件可通过第二协议保留引脚对DSP(或CDR)进行调试。

进入正常工作模式：MCU拉低GPIO2控制第二电子开关置于断开状态，MCU控制通信总线如I2C,SPI,MDIO等端口为推挽态，即MCU和DSP(或CDR)进行正常通信。

需要注意的是，与前述下载电路和调试电路各自独立的搭配组合相对应，该调试下载方法既可以只包括下载方法，又可以只包括调试方法，还可以既包括下载方法又包括调试方法，用户可以根据实际需要进行实际操作的搭配。

当所述调试下载方法包括下载方法和调试方法时，所述下载方法的步骤在前而所述调试方法的步骤在后或者所述调试方法的步骤在前而所述下载方法的步骤在后。即所述两方法并无必须的顺序，既可以各自单独使用，又可以组合在一起使用，且组合在一起时也无先后顺序的讲究，都可以根据实际情况来进行顺序的设置。在现有技术的通常情况下，一般是先下载再调试，而本发明可以先调试后下载，当然，本发明在没有预先下载好固件的情况下也可以先行进行调试。

注意，以上所述仅为本发明的一些较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这些所述的特定实施例，对本领域技术人员来说在本发明的精神和原则之内能够进行的各种明显的修改、重新调整、等同替代亦或改进等均应包含在本发明的保护范围之内。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种光模块，其特征在于，包括微控制单元、金手指、调试下载电路以及与所述微控制单元的调试端口进行电连接的待调芯片；

所述调试下载电路包括下载电路和/或调试电路；

所述下载电路包括第一电子开关和第一电阻；

所述微控制单元的下载端口通过所述第一电子开关与所述金手指的第一保留引脚电连接；所述微控制单元的第一通用输入输出接口通过所述第一电阻与所述金手指电连接，且还与所述第一电子开关的第一使能引脚电连接；

所述调试电路包括第二电子开关和第二电阻；

所述微控制单元的调试端口通过所述第二电子开关与所述金手指的第二保留引脚电连接；所述微控制单元的第二通用输入输出接口通过所述第二电阻与所述金手指电连接，且还与所述第二电子开关的第二使能引脚电连接。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一保留引脚和所述第二保留引脚为在封装及光模块多源协议的使用中所述金手指上的保留引脚。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述待调芯片包括数字信号处理芯片、时钟数据恢复芯片和驱动芯片中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述金手指为QSFP-DD型金手指或CFPx型金手指。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一电子开关和所述第二电子开关的带宽在4MHZ以上，且双向导通。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值范围为4.7kΩ～10kΩ。

7.一种对权利要求1-6任一所述的光模块的调试下载方法，其特征在于，包括下载方法和/或调试方法；

所述下载方法包括：

S101.接收上位机的控制指令并拉高第一通用输入输出接口，控制第一电子开关置于连通状态；

S102.对微控制单元进行固件下载；

S103.拉低第一通用输入输出接口，控制第一电子开关置于断开状态；

所述调试方法包括：

S201.接收上位机的控制指令并拉高第二通用输入输出接口，控制第二电子开关置于连通状态；

S202.设置调试端口为高阻；

S203.通过第二保留引脚对待调芯片进行调试；

S204.拉低第二通用输入输出接口，控制第二电子开关置于断开状态；

当所述调试下载方法包括下载方法和调试方法时，所述下载方法的步骤在前而所述调试方法的步骤在后或者所述调试方法的步骤在前而所述下载方法的步骤在后。

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