CN115334300B - 一种线路故障检测模块及车载视频传输芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线路故障检测模块，包括输入检测电路和输出检测电路，输入检测电路包括分别与芯片起始电压PAD连通的电源电压端和接地电压端，驱动电压PAD经过与电源电压端或接地电压端连通后输出检测电压VPAD，比较器用于将检测电压VPAD与基准电压进行比较，比较后的输出电压经过输入侧时序电路的时序逻辑控制信号控制，检测片外电压状态，输出检测电路包括多路选择开关和输出侧时序电路，多路选择开关的输入端连接输入侧时序电路的输出端，多路选择开关的输出端连接所述输出侧时序电路的输入端。本发明通过两次电压比较，输出两位数字信号，有效检测出片外对地短路，电源短路，线路悬空以及正常工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于车载视频传输芯片上的线路故障检测技术，具体是一种线路故障检测模块及车载视频传输芯片。
背景技术
汽车领域，设置车载视频日益成为市场的主流，车载视频传输芯片决定了车载视频播放功能及使用效果，在车载视频传输芯片中，线路故障检测(LFD)也是非常重要的一个功能，需要通过检测线路不同状态，芯片做出对应的工作状态控制。
目前，现有车载视频传输芯片中的线路故障检测电路存在检测状态不准确的现象，容易出现故障位置和故障状态不能及时控制和调整的情况，本专利的技术方案针对目前的技术问题做出改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线路故障检测模块及车载视频传输芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种线路故障检测模块，包括：输入检测电路和输出检测电路，
所述输入检测电路包括分别与芯片起始电压PAD连通的电源电压端和接地电压端，还包括比较器和输入侧时序电路，所述驱动电压PAD经过与所述电源电压端或所述接地电压端连通后输出检测电压VPAD，所述比较器用于将检测电压VPAD与基准电压进行比较，比较后的输出电压经过所述输入侧时序电路的时序逻辑控制信号控制，检测片外电压状态，
所述输出检测电路包括多路选择开关和输出侧时序电路，所述多路选择开关的输入端连接输入侧时序电路的输出端，所述多路选择开关的输出端连接所述输出侧时序电路的输入端。
优选的，所述电源电压端和接地电压端之间依次设置有片内上拉电阻R2、片内下拉电阻R1和断路器NM1，所述片内上拉电阻R2的一端连接电源电压VDD，所述片内上拉电阻R2的另一端与所述片内下拉电阻R1的一端串联，所述片内下拉电阻R1的另一端与所述断路器NM1的一端串联，所述断路器NM1的另一端连接接地电压VSS；
所述片内上拉电阻R2与所述片内下拉电阻R1之间线路的输入端连接芯片起始电压PAD，所述片内上拉电阻R2与所述片内下拉电阻R1之间线路的输出端连接检测电压VPAD的输入端。
优选的，所述比较器包括第一比较器COM0和第二比较器COMP1，所述检测电压VPAD的输出端分别连接所述第一比较器COM0和第二比较器COMP1的同相输入端；
所述第一比较器COMP0的异相输入端接收低电平基准电压VL＝0.3V，所述第二比较器COMP1的异相输出端接收高电平基准电压VH＝1.4V，
所述第一比较器COMP0的输出端输出第一输出电压CL，所述第二比较器COMP1的输出端输出第二输出电压CH。
优选的，所述输入侧时序电路包括第一时序电路DFF0、第二时序电路DFF1和第三时序电路DFF2，所述第一比较器COMP0的输出端与所述第一时序电路DFF0的输入端连接，所述第二比较器COMP1的输出端分别与所述第二时序电路DFF1和第三时序电路DFF2的输入端连接。
优选的，所述多路选择开关MUX包括第一多路选择开关MUX1和第二多路选择开关MUX0，所述第一时序电路DFF0的输出端连接所述第一多路选择开关MUX1的输入端，所述第二时序电路DFF1或所述第三时序电路DFF2的输出端连接所述第二多路选择开关MUX0。
优选的，所述输出侧时序电路包括第四时序电路DFF3、第五时序电路DFF4，所述第一多路选择开关MUX1的输出端连接所述第四时序电路DFF3的输入端，所述第二多路选择开关MUX0的输出端连接所述第五时序电路DFF4的输入端。
优选的，所述输出侧时序电路和所述输出侧时序电路均包括输入端、输出端和时序逻辑控制信号，所述时序逻辑控制信号包括第一时钟信号CTRL0、第二时钟信号CTRL1、第三时钟信号CTRL2和第四时钟信号CTRL3；
优选的，所述输入侧时序电路的输入端和输出端之间的信号传递对应高电平有效状态，所述输出侧时序电路的输入端和输出端之间的信号传递对应悬空状态。
优选的，所述第一时序电路DFF0对应第二时钟信号CTRL1，所述第二时序电路DFF1对应第三时钟信号CTRL1和第四时钟信号CTRL3，所述第三时序电路DFF2对应第四时钟信号CTRL3，所述第五时序电路DFF4对应第四时钟信号CTRL3。
优选的，所述输入侧时序电路输出出来的第一电平、第二电平和第三电平分别与所述多路选择开关连通，所述第四时序电路DFF3、第五时序电路DFF4分别输出一个二进制数字信号0或1。
本发明还公开了一种车载视频传输芯片，包括上述的线路故障检测模块。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：本发明设计的线路故障检测模块采用最简单的结构，可以有效检测出线路状态，分别是短路到电源输出00，短路到地输出01，正常工作输出10，状态悬空输出11，通过简单的电路设计，能够有效检测出片外对地短路，电源短路，线路悬空以及正常工作状态，提高车载视频传输芯片的性能。
附图说明
图1为本发明设计的线路故障检测模块输入检测部分；
图2为本发明设计的线路故障检测模块输出部分；
图3为控制信号时序逻辑；
图4为正常工作时片外以及片内电路示意图；
图5为线路短路到电源时片外以及片内电路示意图；
图6为线路短路到地时片外以及片内电路示意图。
具体实施方式
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
参见图1和图2，本发明提出一种线路故障检测模块，应用于车载视频传输芯片上，包括输入检测电路和输出检测电路。
输入检测电路包括分别与芯片起始电压PAD连通的电源电压端和接地电压端，其中电源电压端为电源电压VDD，接地电压端为接地电压VSS，电源电压端和接地电压端之间依次设置有片内上拉电阻R2、片内下拉电阻R1和断路器NM1，所述片内上拉电阻R2的一端连接电源电压VDD，所述片内上拉电阻R2的另一端与所述片内下拉电阻R1的一端串联，所述片内下拉电阻R1的另一端与所述断路器NM1的一端串联，所述断路器NM1的另一端连接接地电压VSS。
片内上拉电阻R2与片内下拉电阻R1之间线路的输入端连接芯片起始电压PAD，片内上拉电阻R2与所述片内下拉电阻R1之间线路的输出端连接检测电压VPAD的输入端。这种结构，当芯片起始电压PAD连通电源电压VDD时，电阻R2两端的电压即形成为检测电压VPAD被输出，当芯片起始电压PAD连通接地电压VSS时，电阻R1两端的电压即形成为检测电压VPAD被输出。
还包括比较器和输入侧时序电路，比较器用于将检测电压VPAD与基准电压进行比较，比较后的输出电压经过所述输入侧时序电路的时序逻辑控制信号控制，检测片外电压状态。具体的，所述比较器包括第一比较器COM0和第二比较器COMP1，所述检测电压VPAD的输出端分别连接所述第一比较器COM0和第二比较器COMP1的同相输入端；
所述第一比较器COMP0的异相输入端接收低电平基准电压VL＝0.3V，所述第二比较器COMP1的异相输出端接收高电平基准电压VH＝1.4V，
所述第一比较器COMP0的输出端输出第一输出电压CL，所述第二比较器COMP1的输出端输出第二输出电压CH。
所述输入侧时序电路包括第一时序电路DFF0、第二时序电路DFF1和第三时序电路DFF2，所述第一比较器COMP0的输出端与所述第一时序电路DFF0的输入端连接，所述第二比较器COMP1的输出端分别与所述第二时序电路DFF1和第三时序电路DFF2的输入端连接。
输出检测电路包括多路选择开关和输出侧时序电路，所述多路选择开关的输入端连接输入侧时序电路的输出端，所述多路选择开关的输出端连接所述输出侧时序电路的输入端。
具体的，所述多路选择开关MUX包括第一多路选择开关MUX1和第二多路选择开关MUX0，所述第一时序电路DFF0的输出端连接所述第一多路选择开关MUX1的输入端，所述第二时序电路DFF1或所述第三时序电路DFF2的输出端连接所述第二多路选择开关MUX0。
所述输出侧时序电路包括第四时序电路DFF3、第五时序电路DFF4，所述第一多路选择开关MUX1的输出端连接所述第四时序电路DFF3的输入端，所述第二多路选择开关MUX0的输出端连接所述第五时序电路DFF4的输入端。
本发明中，输出侧时序电路和输出侧时序电路均包括输入端、输出端和时序逻辑控制信号，时序逻辑控制信号包括第一时钟信号CTRL0、第二时钟信号CTRL1、第三时钟信号CTRL2和第四时钟信号CTRL3。所述输入侧时序电路的输入端和输出端之间的信号传递对应高电平有效状态，所述输出侧时序电路的输入端和输出端之间的信号传递对应悬空状态，即只要有输入，就有输出。
所述第一时序电路DFF0对应第二时钟信号CTRL1，所述第二时序电路DFF1对应第三时钟信号CTRL1和第四时钟信号CTRL3，所述第三时序电路DFF2对应第四时钟信号CTRL3，所述第五时序电路DFF4对应第四时钟信号CTRL3。
所述输入侧时序电路输出出来的第一电平、第二电平和第三电平分别与所述多路选择开关连通，所述第四时序电路DFF3、第五时序电路DFF4分别输出一个二进制数字信号0或1，因此根据输出的信号，可以组成00、01、10、11四种线路状态，可以分别定义为：短路到电源输出00，短路到地输出01，正常工作输出10，PAD状态悬空输出11。
参见图3，第一时钟信号CTRL0、第二时钟信号CTRL1、第三时钟信号CTRL2和第四时钟信号CTRL3的时序顺序为：
第一时钟信号CTRL0由低拉高后，延迟一个时钟周期，第二时钟信号CTRL1再由低拉高，第二时钟信号CTRL1由低拉高后，延迟一个时钟周期，第三时钟信号CTRL2再由低拉高，第三时钟信号CTRL2由低拉高后，延迟一个时钟周期，第四时钟信号CTRL3再由低拉高，然后再延迟一个时钟周期第一时钟信号CTRL0由高拉低，保持一个时钟周期低电平后，第一时钟信号CTRL0由低拉高，反复进行控制检测片外电压状态。
当芯片起始电压PAD处于悬空状态，当本专利的故障检测模块启动后，由于故障检测模块启动时初始状态CO_H1＝0,断路器NM1关断，
片内上拉电阻R2把芯片起始电压PAD上拉到VDD，形成检测电压VPAD，此时第一比较器COMP0与第二比较器COMP1的输出电压CL，CH均为高电平。
第一时钟信号CTRL0拉高并延迟一个周期后，第二时钟信号CTRL1拉高，上升沿DFF0与DFF1输出翻转，由于第一比较器COMP0与第二比较器COMP1输出电压CH，CL是高电平，因此第一时序电路DFF0，第二时序电路DFF1输出的二进制信号CO_L1与CO_H1也相应拉高，此时CO_H1＝1,断路器NM1导通，检测电路VPAD接了R1＝50Kohm到地。
片内下拉电阻R1把检测电压VPAD拉到低电平，此时第一比较器COMP0与第二比较器COMP1输出电压CH，CL拉低，CO_L1与CO_H1保持为高电平，再延时一个周期，当第三时钟信号CTRL2拉高，上升沿第三时序电路DFF2输出翻转，输出CO_H2为低电平。
如图2，由于CO_H1为高电平，第一多路选择开关MUX0与第二多路选择开关MUX1选择输出取反的CO_H2，分别输出高电平到第四时序电路DFF3与第五时序电路DFF4，再保持，延时一个时钟周期后，第四时钟信号CTRL3拉高，第四时序电路DFF3、第五时序电路DFF4在CK上升沿输出两个高电平，即输出为LFD<1:0>＝11，然后第一时钟信号CTRL0，第二时钟信号CTRL1，第三时钟信号CTRL2，第四时钟信号CTRL3拉低并进行下一轮检测。
如图4所示，在正常工作状态下，片外接分压电阻R3＝R4＝10Kohm，由于片内上拉电阻R2为1Mohm远远大于片外接分压电阻，因此对输入芯片起始电压PAD后形成的检测电压VPAD的影响可以忽略不计，输入到芯片起始电压PAD上的检测电压VPAD约等于0.5*VDD，检测VPAD电压大于低电平基准电压VL，小于高电平基准电压VH，此时第一比较器COMP0输出电压CL＝1，第二比较器COMP1输出电压CH＝0，在第二时钟信号CTRL1上升沿后，第一时序电路DFF0输出CO_L1＝1，第二时序电路DFF1输出CO_H1＝0，断路器NM1保持关断。
延时一个时钟周期后第三时钟信号CTRL2上升沿，第三时序电路DFF2输出CO_H2＝0；如图2，由于CO_H1＝0，第二多路选择开关MUX1选择CO_L1作为输出，输出高电平，第一多路选择开关MUX0选择CO_L1取反作为输出，输出为低电平。第四时钟信号CTRL3拉高后,第四时序电路DFF3输出高电平，第五时序电路DFF4输出低电平，即输出LFD<1:0>＝10,然后第一时钟信号CTRL0，第二时钟信号CTRL1，第三时钟信号CTRL2，第四时钟信号CTRL3拉低并进行下一轮检测。
如图5所示，在短路到电源情况的情况下，芯片起始电压PAD直接短路到电源电压VDD，因此检测电压VPAD＝电源电压VDD，此时第一比较器COMP0与第二比较器COMP1输出电压CL，CH均为高电平，第一时钟信号CTRL0拉高并延迟一个周期后，第二时钟信号CTRL1拉高，第一时序电路DFF0与第二时序电路DFF1在CK上升沿输出翻转，由于两个比较器输出电压CH，CL是高电平，因此第一时序电路DFF0，第二时序电路DFF1输出CO_L1与CO_H1也相应拉高，此时CO_H1＝1,断路器NM1导通，检测电压VPAD接了片内下拉电阻R1＝50Kohm到地，此时片内下拉电阻R1不影响检测电压VPAD，因此比较器输出还是高电平，第三时钟信号CTRL2上升沿后，CO_H2＝1，如图2，由于由于CO_H1为高电平，第二多路选择开关MUX0与第一多路选择开关MUX1选择输出取反的CO_H2，分别输出低电平到第四时序电路DFF3与第五时序电路DFF4，再保持，延时一个时钟周期后，第四时钟信号CTRL3拉高，第四时序电路DFF3，第五时序电路DFF4在CK上升沿输出两个低电平，即输出为LFD<1:0>＝00，然后第一时钟信号CTRL0，第二时钟信号CTRL1，第三时钟信号CTRL2，第四时钟信号CTRL3拉低并进行下一轮检测。
如图5所示，在短路到地的情况下，芯片起始电压PAD直接短路到接地电压VSS，因此检测电压VPAD＝接地电压VSS，此时第一比较器COMP0与第二比较器COMP1输出电压CL，CH均为低电平，第二时序信号CTRL1拉高，第一时序电路DFF0与第二时序电路DFF1在CK上升沿输出翻转，由于两个比较器输出电压CH，CL是低电平，因此第一时序电路DFF0，第二时序电路DFF1输出CO_L1与CO_H1也相应拉低，延时一个时钟周期后第三时序信号CTRL2上升沿，第三时序电路DFF2输出CO_H2＝0；如图2，由于CO_H1＝0，第一多路选择开关MUX1选择CO_L1作为输出，输出低电平，第二多路选择开关MUX0选择CO_L1取反作为输出，输出为高电平，第四时钟信号CTRL3拉高后,第四时序电路DFF3输出低电平，第五时序电路DFF4输出高电平，即输出LFD<1:0>＝01,然后第一时钟信号CTRL0，第二时钟信号CTRL1，第三时钟信号CTRL2，第四时钟信号CTRL3拉低并进行下一轮检测。
本发明还公开了一种车载视频传输芯片，包括上述的线路故障检测模块。
综上，本发明设计的线路故障检测模块采用最简单的结构，可以有效检测出线路状态，分别是短路到电源输出00，短路到地输出01，正常工作输出10，状态悬空输出11，通过简单的电路设计，能够有效检测出片外对地短路，电源短路，线路悬空以及正常工作状态，提高车载视频传输芯片的性能。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.一种线路故障检测模块，其特征在于，包括输入检测电路和输出检测电路，
所述输入检测电路包括分别与芯片起始电压PAD连通的电源电压端和接地电压端，还包括比较器和输入侧时序电路，所述芯片起始电压PAD经过与所述电源电压端或所述接地电压端连通后输出检测电压VPAD，所述比较器用于将检测电压VPAD与基准电压进行比较，比较后的输出电压经过所述输入侧时序电路的时序逻辑控制信号控制，检测片外电压状态，
所述输出检测电路包括多路选择开关和输出侧时序电路，所述多路选择开关的输入端连接输入侧时序电路的输出端，所述多路选择开关的输出端连接所述输出侧时序电路的输入端；
所述输入侧时序电路和所述输出侧时序电路均包括输入端、输出端和时序逻辑控制信号，所述时序逻辑控制信号包括第一时钟信号CTRL0、第二时钟信号CTRL1、第三时钟信号CTRL2和第四时钟信号CTRL3；
所述输入侧时序电路的输入端和输出端之间的信号传递对应高电平有效状态，所述输出侧时序电路的输入端和输出端之间的信号传递对应悬空状态；
所述输入侧时序电路包括第一时序电路DFF0、第二时序电路DFF1和第三时序电路DFF2，所述输出侧时序电路包括第四时序电路DFF3、第五时序电路DFF4；
所述第一时序电路DFF0对应第二时钟信号CTRL1，所述第二时序电路DFF1对应第三时钟信号CTRL1和第四时钟信号CTRL3，所述第三时序电路DFF2对应第四时钟信号CTRL3，所述第五时序电路DFF4对应第四时钟信号CTRL3。
2.根据权利要求1所述的一种线路故障检测模块，其特征在于：所述电源电压端和接地电压端之间依次设置有片内上拉电阻R2、片内下拉电阻R1和断路器NM1，所述片内上拉电阻R2的一端连接电源电压VDD，所述片内上拉电阻R2的另一端与所述片内下拉电阻R1的一端串联，所述片内下拉电阻R1的另一端与所述断路器NM1的一端串联，所述断路器NM1的另一端连接接地电压VSS；
所述片内上拉电阻R2与所述片内下拉电阻R1之间线路的输入端连接芯片起始电压PAD，所述片内上拉电阻R2与所述片内下拉电阻R1之间线路的输出端连接检测电压VPAD的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种线路故障检测模块，其特征在于，所述比较器包括第一比较器COM0和第二比较器COMP1，所述检测电压VPAD的输出端分别连接所述第一比较器COM0和第二比较器COMP1的同相输入端；
所述第一比较器COMP0的异相输入端接收低电平基准电压VL=0.3V，所述第二比较器COMP1的异相输出端接收高电平基准电压VH=1.4V，
所述第一比较器COMP0的输出端输出第一输出电压CL，所述第二比较器COMP1的输出端输出第二输出电压CH。
4.根据权利要求3所述的一种线路故障检测模块，其特征在于，所述第一比较器COMP0的输出端与所述第一时序电路DFF0的输入端连接，所述第二比较器COMP1的输出端分别与所述第二时序电路DFF1和第三时序电路DFF2的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种线路故障检测模块，其特征在于，所述多路选择开关MUX包括第一多路选择开关MUX1和第二多路选择开关MUX0，所述第一时序电路DFF0的输出端连接所述第一多路选择开关MUX1的输入端，所述第二时序电路DFF1或所述第三时序电路DFF2的输出端连接所述第二多路选择开关MUX0。
6.根据权利要求5所述的一种线路故障检测模块，其特征在于，所述第一多路选择开关MUX1的输出端连接所述第四时序电路DFF3的输入端，所述第二多路选择开关MUX0的输出端连接所述第五时序电路DFF4的输入端。
7.根据权利要求6所述的一种线路故障检测模块，其特征在于，所述输入侧时序电路输出出来的第一电平、第二电平和第三电平分别与所述多路选择开关连通，所述第四时序电路DFF3、第五时序电路DFF4分别输出一个二进制数字信号0或1。
8.一种车载视频传输芯片，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的线路故障检测模块。
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