CN114646242A - 用于电子雷管芯片的高可靠存储系统、方法、介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于电子雷管芯片的高可靠存储系统、方法、介质及设备，包括：存储器：存储电子雷管芯片的用户设备信息及其校验值、起爆密码及其校验值、晶振配置及其校验值，并通过最后一个单元存储锁定存储器的控制信息；控制逻辑模块：实现存储器的擦除、写入和读操作的控制；控制使能模块：当存储器的锁定功能打开时，关闭控制使能通路，进入只读模式；当存储器的锁定功能关闭时，进行包括擦除、写入和读出的操作。本发明结合数据完整性校验检查和EEPROM锁定功能，保证了在恶劣的工作环境下，即使受到静电、振动等冲击，电子雷管不会因为EEPROM的内容被错误改写而导工作异常。
Description
技术领域
本发明涉及电子雷管技术领域，具体地，涉及一种用于电子雷管芯片的高可靠存储系统、方法、介质及设备。
背景技术
按照工业电子雷管信息管理通则，每颗电子雷管芯片包含了不少于13位字节的UID码、8位字节的起爆密码等数据，这些数据需要存储在电子雷管芯片内部，并且掉电后不丢失。一旦这些数据丢失或异常，会导致该发电子雷管无法在现场使用。
在电子雷管生产过程中通常会经过芯片的封装测试、电子雷管模块贴片后的功能测试、电子雷管注塑之后的功能测试、产线上的三码绑定测试、成品出厂测试等，每一步测试中都需要确认存储设备是能正常工作的，这就需要对存储设备进行多次擦写验证，并在三码绑定的时候才会在存储设备中写入最终电子雷管的UID和起爆密码等出厂信息。
专利文献CN102261872A(申请号：CN201110234349.8)公开了一种数码延期电子雷管，包括管壳，管壳的内段由里向外依次装填主装药、传爆药、三次固定药和点火传爆药，三次固定药与点火传爆药之间以及点火传爆药之外分别压装有反扣的第一、第二加强帽，管壳的外段封装有输出端连接点火药头的延时起爆控制电路，延时起爆控制电路包括可编程延时芯片、晶体振荡电路、起爆电容、电子开关、起爆序列检测电路、雷管参数发送电路、第一和第二稳压电路，可编程延时芯片预存储有用于安全验证的ID识别码和起爆密码。
传统的电子雷管有采用OTP(单次编程)和EEPROM(电可擦除只读存储器)做为存储介质的。但是存在以下缺点：
1.采用OTP的电子雷管只可一次编程，无法实现多次擦写验证，存储设备的可靠性没法得到很好的确认。
2.采用OTP作为存储介质，因为在三码绑定的时候才写入一次OTP并进行验证，如果OTP异常，整个雷管模块都要作为报废处理，成本较高。
3.传统采用EEPROM的电子雷管在出厂前没做特殊的保护，遇到恶劣环境时，EEPROM内容可能会出现异常，导致雷管无法正常工作。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于电子雷管芯片的高可靠存储系统、方法、介质及设备。
根据本发明提供的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，包括：
存储器：存储电子雷管芯片的用户设备信息及其校验值、起爆密码及其校验值、晶振配置及其校验值，并通过最后一个单元存储锁定存储器的控制信息；
控制逻辑模块：实现存储器的擦除、写入和读操作的控制；
控制使能模块：当存储器的锁定功能打开时，关闭控制使能通路，进入只读模式；当存储器的锁定功能关闭时，进行包括擦除、写入和读出的操作。
优选的，还包括：锁定寄存器：在上电后将从芯片的锁定单元中读出锁定的信息，用于控制是否锁定芯片。
优选的，还包括：用户标识寄存器：在上电后将从芯片的用户设备信息单元读出的信息，用于作为电子雷管的唯一标识。
优选的，还包括：起爆密码寄存器：在上电后将从芯片的起爆密码单元读出的信息，用于作为电子雷管起爆用的密码。
优选的，还包括：配置寄存器：在上电后将从芯片的晶振配置单元读出的信息，用于作为振荡器频率调整的控制字；
振荡器：芯片内部实现的晶体振荡器，其频率通过配置寄存器来进行调节。
优选的，还包括：
校验计算模块：对写入芯片里面进行存储的信息进行校验，将计算结果作为对应信息的校验值也存储在芯片中；
当从芯片读出信息时进行校验计算，若校验通过，则说明芯片的信息是正确的；若校验失败，则说明芯片的信息是错误的，芯片已经失效。
根据本发明提供的用于电子雷管芯片的高可靠存储方法，执行如下步骤：
步骤1：将电子雷管芯片上电初始化；
步骤2：在电子雷管芯片复位完成之后，进行芯片数据加载，包括用户标识、起爆密码、晶振配置，以及存储器的锁定信息；
步骤3：在将芯片数据加载到寄存器后进行信息校验计算，若校验失败，则设置芯片失效标志；
步骤4：设置电子雷管芯片进入待机状态，等待接受外部输入的指令，并执行相应的操作。
优选的，在电子雷管芯片接收到条指令后，若芯片失效，则返回芯片状态信息，通知主机该电子雷管芯片已经失效，需从电子雷管网络中移除；若芯片未失效，则执行相应的指令；
若接收的指令是锁定指令，则更新芯片里面锁定单元，同时禁止存储器擦除和写入功能，进入只读模式，同时设置雷管芯片进入待机状态；
若接收的指令是其他指令，则执行相应的指令，在指令执行完成后进入待机状态。
根据本发明提供的存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法的步骤。
根据本发明提供的用于电子雷管芯片的高可靠存储设备，包括：控制器；
所述控制器包括所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储方法的步骤；或者，所述控制器包括所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明中的电子雷管芯片主要采用EEPROM作为电子雷管芯片内部的数据存取介质，在电子雷管芯片测试、贴片测试、注塑测试过程中，EEPROM可以进行完整的读写操作要确认EEPROM的正确性，而经过三码绑定组装成品后，通过一种特殊的EEPROM锁定指令，EEPROM不再能修改，结合数据完整性校验检查和EEPROM锁定功能，保证了在恶劣的工作环境下，即使受到静电、振动等冲击，电子雷管不会因为EEPROM的内容被错误改写而导工作异常。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为电子雷管芯片内部结构图；
图2为电子雷管芯片EEPROM处理流程图；
图3为电子雷管成品生产EEPROM检测流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
如图1，本发明提供了一种用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，包括：
EEPROM控制逻辑：用于实现EEPROM存储设备的擦除、写入和读操作等控制。
EEPROM控制使能：当EEPROM锁定功能打开时(即EEPROM锁定寄存器设置成某特殊值)，EEPROM控制使能通路会关闭，EEPROM的擦除和写入操作失效，EEPROM进入只读模式；当锁定功能关闭时，可以对EEPROM完成包括擦除、写入和读出的所有正常操作。
EEPROM锁定寄存器：上电之后会从EEPROM的EEPROM Lock(锁定)单元读出EEPROM锁定的信息，用于控制是否锁定EEPROM。
EEPROM：电可擦除的只读存储器，用于存储电子雷芯片的UID(用户设备信息，13字节)及其校验值(1字节)、BID(起爆密码，8字节)及其校验值(1字节)、OSC CFG(晶振配置，1字节)及其校验值(1字节)等信息，最后一个单元用于存储是否锁定EEPROM的控制信息EEPROM Lock字节。
UID用户标识寄存器：上电之后会从EEPROM的UID1～13单元读出的信息，用于作为电子雷管的唯一标识。
BID起爆密码寄存器：上电之后会从EEPROM的BID1～8单元读出的信息，用于作为电子雷管起爆用的密码。
OSC配置寄存器：上电之后会从EEPROM的OSC CFG单元读出的信息，用于作为振荡器频率调整的控制字。
OSC振荡器：芯片内部实现的晶体振荡器，其频率可以通过OSC配置寄存器来进行调节。
校验计算模块：对写入EEPROM里面进行存储的信息进行校验，计算结果作为对应信息的校验值也存储在EEPROM，当从EEPROM读出信息时，会做校验计算，校验通过，说明EEPROM的信息是正确的；校验失败，说明EEPROM的信息是错误的，芯片已经失效。
如图2，本发明提供了一种用于电子雷管芯片的高可靠存储方法，包括：
步骤一：电子雷管芯片上电初始化，EEPROM初始还未编程，内部存储值都是0；同时EEPROM锁定寄存器上电默认值也为0x00，EEPROM可正常擦除和读写。
步骤二：电子雷管芯片复位完成之后，首先进行的是EEPROM数据的加载，包括UID(用户标识)、BID(起爆密码)、OSC CFG(时钟配置)、及EEPROM Lock(EEPROM锁定)等信息加载到对应的寄存器中。
步骤三：EEPROM数据加载到寄存器之后，会进行信息的校验计算，如果校验失败，设置芯片EEPROM失效标志。
步骤四：电子雷管芯片进入待机状态，等待接受外部输入的指令。
步骤五：接收到任何一条指令，如果芯片EEPROM失效，则首先会返回该条状态信息，通知主机该电子雷管芯片EEPROM已经失效，需要从电子雷管网络中移除。如果EEPROM正常，则执行相应的指令。
步骤六：如果该指令是EEPROM锁定指令(主要应用于电子雷管产品生产过程中，三码绑定之后制成雷管成品之后)，则更新EEPROM里面EEPROM Lock单元，同时禁止EEPROM擦除和写入功能，EEPROM只能读不可再改写。同时雷管芯片进行待机状态。
步骤七：如果该指令是其他指令，则执行相应的指令。执行完成后进入待机状态。
如图3，为电子雷管成品生产EEPROM检测流程，包括：
步骤1：判断EEPROM是否失效，若失效，则判定电子雷管芯片为坏片，并进行滤除；否则执行步骤2；
步骤2：对电子雷管模块进行贴片测试，然后判断EEPROM是否失效，若失效，则判定电子雷管PCB为不良PCB，并进行滤除；否则执行步骤3；
步骤3：对电子雷管模块进行注塑测试，然后判断EEPROM是否失效，若失效，则判定电子雷管注塑不良，并进行滤除；否则执行步骤4；
步骤4：将电子雷管模块三码绑定EEPROM中写入最终的UID和BID，然后进行电子雷管成品测试，判断EEPROM是否失效，若失效，则判定电子雷管成品不良，并进行滤除；否则将电子雷管成品入库。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，其特征在于，包括：
存储器：存储电子雷管芯片的用户设备信息及其校验值、起爆密码及其校验值、晶振配置及其校验值，并通过最后一个单元存储锁定存储器的控制信息；
控制逻辑模块：实现存储器的擦除、写入和读操作的控制；
控制使能模块：当存储器的锁定功能打开时，关闭控制使能通路，进入只读模式；当存储器的锁定功能关闭时，进行包括擦除、写入和读出的操作；
所述控制逻辑与控制使能连接，所述控制使能与存储器连接。
2.根据权利要求1所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，其特征在于，还包括：锁定寄存器：连接控制使能和存储器，在上电后将从芯片的锁定单元中读出锁定的信息，用于控制是否锁定芯片。
3.根据权利要求1所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，其特征在于，还包括：用户标识寄存器：连接存储器，在上电后将从芯片的用户设备信息单元读出的信息，用于作为电子雷管的唯一标识。
4.根据权利要求1所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，其特征在于，还包括：起爆密码寄存器：连接存储器，在上电后将从芯片的起爆密码单元读出的信息，用于作为电子雷管起爆用的密码。
5.根据权利要求1所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，其特征在于，还包括：配置寄存器：连接存储器，在上电后将从芯片的晶振配置单元读出的信息，用于作为振荡器频率调整的控制字；
振荡器：连接配置寄存器，芯片内部实现的晶体振荡器，其频率通过配置寄存器来进行调节。
6.根据权利要求1所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，其特征在于，还包括：
校验计算模块：连接用户标识寄存器、起爆密码寄存器、配置寄存器，对写入芯片里面进行存储的信息进行校验，将计算结果作为对应信息的校验值也存储在芯片中；
当从芯片读出信息时进行校验计算，若校验通过，则说明芯片的信息是正确的；若校验失败，则说明芯片的信息是错误的，芯片已经失效。
7.一种用于电子雷管芯片的高可靠存储方法，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统，执行如下步骤：
步骤1：将电子雷管芯片上电初始化；
步骤2：在电子雷管芯片复位完成之后，进行芯片数据加载，包括用户标识、起爆密码、晶振配置，以及存储器的锁定信息；
步骤3：在将芯片数据加载到寄存器后进行信息校验计算，若校验失败，则设置芯片失效标志；
步骤4：设置电子雷管芯片进入待机状态，等待接受外部输入的指令，并执行相应的操作。
8.根据权利要求7所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储方法，其特征在于，在电子雷管芯片接收到条指令后，若芯片失效，则返回芯片状态信息，通知主机该电子雷管芯片已经失效，需从电子雷管网络中移除；若芯片未失效，则执行相应的指令；
若接收的指令是锁定指令，则更新芯片里面锁定单元，同时禁止存储器擦除和写入功能，进入只读模式，同时设置雷管芯片进入待机状态；
若接收的指令是其他指令，则执行相应的指令，在指令执行完成后进入待机状态。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7或8所述的方法的步骤。
10.一种用于电子雷管芯片的高可靠存储设备，其特征在于，包括：控制器；
所述控制器包括权利要求9所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7或8所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储方法的步骤；或者，所述控制器包括权利要求1至6中任一项所述的用于电子雷管芯片的高可靠存储系统。
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