CN116723607B - 一种信号线断点续传一入二出通信线路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED驱动的通信领域，公开了一种信号线断点续传一入二出通信线路，其包括多个级联的通信芯片，自第一个通信芯片至最后一个通信芯片，其通过如下方式形成级联：第一个通信芯片的输入口DI用于输入信号，第一个通信芯片的第一个输出口DO1连接下一个通信芯片的输入口DI，第一个通信芯片的第二个输出口DO2连接下一个通信芯片的第一个输出口DO1，且连接下下个通信芯片的输入口DI，倒数第二个通信芯片的第二个输出口DO2仅仅与最后一个通信芯片的第一个输出口DO1连接。本发明能有效解决LED驱动通信过程中输入、输出的断路及电源、接地的短路等问题，保持信号继续传输并维持绝大多数LED正常工作。

Description

一种信号线断点续传一入二出通信线路

技术领域

本发明涉及LED驱动的通信领域，具体是一种信号线断点续传一入二出通信线路。

背景技术

为了提高LED灯带系统的可靠性，信号线可以采用断点续传的方式。这样可以使得系统中任何一个IC损坏后信号线出现问题，不影响其他IC的正常工作。但是在串联系统中，虽然信号线可以使用断点续传的方式来提高可靠性，单电源(VDD/VSS)的某一处损坏导致输入断路、输出断路、短路等问题后，仍然会导致整个串联LED灯带系统的崩溃。

因此，本领域亟需改进LED驱动中面临输入断路、输出断路、短路时，LED驱动的通信稳定性，以维持绝大多数LED的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号线断点续传一入二出通信线路，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：

一种信号线断点续传一入二出通信线路，其特征在于，其包括：

多个级联的通信芯片；

每个通信芯片设有一个输入口DI和两个输出口DO1、DO2，其中，自第一个通信芯片至最后一个通信芯片，其通过如下方式形成级联：

第一个通信芯片的输入口DI用于输入信号；

第一个通信芯片的第一个输出口DO1连接下一个通信芯片的输入口DI；

第一个通信芯片的第二个输出口DO2连接下一个通信芯片的第一个输出口DO1，且连接下下个通信芯片的输入口DI；

按照上述方式直至连接至最后一个通信芯片；

其中，

对于倒数第二个通信芯片，其第二个输出口DO2仅仅与最后一个通信芯片的第一个输出口DO1连接。

作为本发明再进一步的方案，通信芯片包括：

数据输入整形模块，用于在输入口DI有输入的情况下，对输入的信号进行整形处理；

滤波模块，用于对整形后的信号进行杂乱信号滤除；

第一数据再生输出模块，用于在输入口DI有输入的情况下，对输入第一数据再生输出模块的信号吞掉信号的前面一部分之后再生成剩余的信号；

第二数据再生输出模块，用于基于第一数据再生输出模块的输出信号，生成第二数据再生输出模块的输出信号；

恒流驱动模块，用于为LED供给恒流供电；

其中，

数据输入整形模块依次连接滤波模块、恒流驱动模块；

数据输入整形模块还依次连接第一数据再生输出模块、第二数据再生输出模块、恒流驱动模块。

作为本发明再进一步的方案：第一数据再生输出模块，还用于在输入口DI没有输入但第一输出口DO1有信号的情况下，将第一输出口DO1处的信号作为第一数据再生输出模块的输入以直通的方式输入第二数据再生输出模块；

恒流驱动模块则基于第二数据再生输出模块的输出为LED供给恒流供电。

作为本发明再进一步的方案：数据输入整形模块的输入端通过一个电阻连接电路负极VSS。

作为本发明再进一步的方案：第一数据再生输出模块的输出端连接开关管的第一端，开关管的第二端连接电路正极VDD，开关管的第三端连接第一个输出口。

作为本发明再进一步的方案：第二数据再生输出模块的输出端连接开关管的第一端，开关管的第二端连接电路正极VDD，开关管的第三端连接第二个输出口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的通信线路设计能够有效解决灯带LED串联系统通信过程中输入断路、输出断路、电源短路、接地短路、节点短路等问题，保持信号的继续传输以至少维持绝大多数LED的正常工作。

附图说明

图1为本发明一个实施例中，一种信号线断点续传一入二出通信线路的电路示意图；

图2为本发明一个实施例中，输出断路情形下的电路示意图；

图3为本发明一个实施例中，输入断路情形下的电路示意图；

图4为本发明一个实施例中，电源短路或接地短路情形下的电路示意图；

图5为本发明一个实施例中，节点短路情形下的电路示意图；

图6为本发明一个实施例中，芯片内部模块结构示意图；

图7为本发明一个实施例中，芯片级联的信号示意图；

图8为本发明一个实施例中，一种芯片内部的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1至图8，对本发明实施例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。

请参阅图1，一种信号线断点续传一入二出通信线路，包括多个级联的通信芯片，每个通信芯片设有一个输入口DI和两个输出口DO1、DO2，其中，自第一个通信芯片至最后一个通信芯片，其通过如下方式形成级联：

第一个通信芯片的输入口DI用于输入信号；

第一个通信芯片的第一个输出口DO1连接下一个通信芯片的输入口DI；

第一个通信芯片的第二个输出口DO2连接下一个通信芯片的第一个输出口DO1，且连接下下个通信芯片的输入口DI；

按照上述方式直至连接至最后一个通信芯片；

其中，

对于倒数第二个通信芯片，其第二个输出口DO2仅仅与最后一个通信芯片的第一个输出口DO1连接。

如果进一步结合图2，假设图2中的通信芯片3是倒数第二个通信芯片，能够发现：通信芯片3的第二个输出口DO2仅仅与最后一个通信芯片即通信芯片4的第一个输出口DO1连接。

以上则是本发明所揭示的一种体现了多个通信芯片具体级联方式的信号线断点续传一入二出通信线路。在上述具体实施例中：本申请应用于多个LED的驱动使其按照DATA信号中各个LED所需的信号来发出对应的光，所以是逐级获得本级的信号吞掉以驱动本级的LED，然后将后级的信号传递下去，而信号的总源头则是来自于图1中最左端所示的控制器。

通信正常状况下，请参阅图7，其示意了5个通信芯片中的前3个通信芯片的信号示意图，每个新芯片在接收到输入数据后，将发送给自身的数据吞掉后，将剩下的数据发送至第一个输出口DO1向下一个通信芯片发送出去；然后将第一个输出口DO1所输出的数据再吞掉同样位数的数据（即下一级的数据）后送至第二个输出口DO2向下下个通信芯片发送出去，期间示例性的间隔了第二个通信芯片；以此类推。

在另一个实施例中，以5个通信芯片为例，5个通信芯片（通信芯片1、通信芯片2、通信芯片3、通信芯片4、通信芯片5）分别接收对应的信号data1、data2、data3、data4、data5，电路正常时，data1、data2、data3、data4、data5输入经过第一个通信芯片，将对应的data1留存，其余的data2、data3、data4、data5输出至下一个通信芯片，以此类推，第五个通信芯片接收data5信号。结合图1，能够发现，本发明是特别通过第一个通信芯片的DO2和第二个通信芯片的DO1联合保障了第三个通信芯片的DI。由于每个通信芯片所接收到的本级对应的信号是用于控制本级LED发光的，所以，对应的通信芯片控制对应的LED发光。因此，通过不同的控制信号以及本发明所揭示的每三个依次级联的通信芯片所形成的信号线断点续传一入二出通信线路，本发明得以稳定的控制LED灯带的不同对应LED发光。能够发现，第一个通信芯片的第一个输出口DO1输出下一个通信芯片的输入信号DI，第二个输出口DO2输出下下个通信芯片的输入信号DI，同时，第二个通信芯片的第一个输出口DO1也输出下下个通信芯片的输入信号DI。

以通信芯片1至通信芯片4总计4个级联的通信芯片为例，本发明在应对输出断路、输入断路、电源短路或接地短路等不同故障情况时，具体的工作过程如下：

输出断路时，请参阅图2，通信芯片1的输入口连接控制信号，通信芯片1的第一个输出口DO1连接通信芯片2的输入口DI，通信芯片1的第二个输出口DO2连接第三个通信芯片3的输入口DI，通信芯片2的第二个输出口DO2连接通信芯片3的第一个输出口DO1和通信芯片4的输入口DI，通信芯片3的第二个输出口DO2连接通信芯片4的第一个输出口DO1。在没有其他故障的情况下，假设通信芯片2的第一个输出口DO1端发生了输出断路，此时：

通信芯片2这个局部及其LED驱动正常工作，但是，此时通信芯片3的输入信号将从通信芯片1的第二个输出口DO2输出获得，这使得通信芯片3及整个系统依然正常工作。此时通信芯片1、通信芯片2、通信芯片3、通信芯片4分别获取信号data1、data2、data3、data4，依旧正常控制LED发光与否。

输入断路时，请参阅图3，通信芯片1的输入口连接控制信号net0，通信芯片1的第一个输出口DO1连接通信芯片2的输入口DI，通信芯片1的第二个输出口DO2连接通信芯片2的第一个输出口DO1而原有的通信芯片1的第二个输出口DO2连接至通信芯片3的输入口DI这一路发生输入断路，此时，通信芯片1、通信芯片2各自局部及其LED驱动正常工作。通信芯片2的第二个输出口DO2连接通信芯片3的第一个输出口DI和通信芯片4的输入口，通信芯片3的第二个输出口连接通信芯片4的第一个输出口。假设通信芯片3的输入口DI端断路，此时通信芯片3输入无信号，输出也无信号，但其后面的通信芯片4的输入信号可以从通信芯片2的第二个输出口DO2获得；此时通信芯片1、通信芯片2、通信芯片4分别获取信号data1、data2、data4，依旧控制对应LED发光与否。至于通信芯片3，结合图6，由于通信芯片3的输入口DI无信号，其第一个输出口DO1处却有通信芯片2的第二个输出口DO2传输过来的信号，此时，本发明的一种典型实施例是通信芯片3不工作，但是通信芯片1、通信芯片2、通信芯片4及其LED正常被控制。特别需要说明的是，本发明后文还提供了一种实施例以解决此种情形下通信芯片3不工作的故障。

电源短路或接地短路时，请参阅图4，通信芯片1的输入口连接控制信号，通信芯片1的第一个输出口连接通信芯片2的输入口，通信芯片1的第二个输出口连接通信芯片2的第一个输出口、通信芯片3的输入口、大地，通信芯片2的第二个输出口连接通信芯片3的第一个输出口、通信芯片4的输入口，通信芯片3的第二个输出口连接通信芯片4的第一个输出口。

假设net2端短路到地（短路到电源的情形一样），此时与输入电路的情况相似，通信芯片3输入无信号，输出也无信号，但其后面的通信芯片4的输入信号可以从通信芯片2的第二个输出口DO2获得；此时除通信芯片3不受控制外，其他芯片都工作正常。此时通信芯片1、通信芯片2、通信芯片4分别获取信号data1、data2、data4，依旧控制对应LED发光与否。

节点短路时，请参阅图5，通信芯片1的输入口连接控制信号，通信芯片1的第一个输出口连接通信芯片2的输入口，通信芯片1的第二个输出口连接通信芯片2的第一个输出口、通信芯片3的输入口、通信芯片3的第一个输出口、通信芯片2的第二个输出口、通信芯片4的输入口，通信芯片3的第二个输出口连接通信芯片4的第一个输出口。

假设net2与net3短路，net2点与net3点的信号将相同，这样通信芯片3和通信芯片4得到相同的数据（即信号data3、data4、data5），后面的数据依次向后错一位，即通信芯片5得到的是通信芯片4的数据（data4、data5），通信芯片6得到的是通信芯片5（通信芯片6、通信芯片5图中未画出）的数据（data5），此种状况对于一般灯带的应用不是大的问题。此时通信芯片1、通信芯片2、通信芯片3、通信芯片4分别获取信号data1、data2、data3、data4，依旧控制对应LED发光与否。

然而，本发明存在更佳的实施方式，可以避免上述错位问题以及前述多个实施方式下提及的通信芯片3无法正常工作的问题，其实施例如下：

所述通信芯片中，

所述数据输入整形模块、第一数据再生输出模块、第二数据再生输出模块分别包括输入故障侦测单元、第一故障侦测单元、第二故障侦测单元。

对于前文图3及其示例的通信芯片3及其LED工作不正常的情况，以通信芯片2该第二个通信芯片为参照物，本实施例则可以通过如下方式解决：通信芯片2该通信芯片中第一数据再生输出模块所包括的第一故障侦测单元无法与后级即通信芯片3通信芯片中数据输入整形模块的输入故障侦测单元建立正常的通信，而后级通信芯片3的第一故障侦测单元则能与其后级通信芯片4的输入故障侦测单元建立正常的通信。那么，以上级联的多个通信单元及其被控的LED通电后，执行如下方法：

首先，所有通信芯片的所有故障侦测单元与其下一个通信芯片、下下个通信芯片的对应默认连接的相应故障侦测单元检查一遍两两故障侦测单元之间是否能够正常通信（结合图1可知，示例性的，设计适当的故障侦测协议，通过握手的方式，检查通信芯片1的第一故障侦测单元与通信芯片2的输入故障侦测单元之间是否正常通信、检查通信芯片1的第二故障侦测单元与通信芯片3的输入故障侦测单元之间是否正常通信、检查通信芯片1的第二故障侦测单元与通信芯片2的第一故障侦测单元之间是否正常通信等，以此类推），并记录检查结果，从而根据检查结果确定每个通信芯片的工作模式；

其次，根据每个通信芯片的工作模式，确定每个通信芯片中的恒流驱动模块是基于滤波模块的输出进行工作，还是基于第二数据再生输出模块的输出进行工作；以及，

根据检查结果，确定每个通信芯片中，第一数据再生输出模块提供给第二数据再生输出模块的输入，以及第二数据再生输出模块的输出。

例如，对于上述图3，由于通信芯片2的第一故障侦测单元无法与通信芯片3的输入故障侦测单元正常通信，所以，此时，通信芯片2的第一数据再生输出模块的输出信号DO1，例如，图7中的data3、data4、data5，直通至通信芯片2的第二数据再生输出模块并作为通信芯片2的第二数据再生输出模块的输出DO2，即此时，通信芯片2的第二数据再生输出模块不吞掉任何输入其的信号的前级部分。与通信芯片2的这种工作模式配合的是，通信芯片3的第一数据再生输出模块处的信号则为data3、data4、data5，将其在通信芯片3内部经由第一数据再生输出模块直通给第二数据再生输出模块，通信芯片3的第二数据再生输出模块吞掉data3并通过data3控制通信芯片3此处的LED的驱动，同时，通信芯片3的第二数据再生输出模块将吞掉data3之后的data4、data5经由通信芯片3的第二输出口DO2向后输出。

也就是说，通信芯片在如图3所示的通信芯片3输入断路的故障下可以切换至：通信芯片3的第一输出口DO1实际作为输入口的模式，然后，按照图6所示，DO1的信号依次经第一数据再生输出模块、第二数据再生输出模块后，经由恒流驱动来驱动通信芯片3所控制的对应LED的发光。

能够理解，前文围绕图4、图5所揭示的其他故障，同样可以按照上述方法，重新进入各个通信芯片及其LED正常工作的情况。这是本发明对现有技术作出的进一步技术贡献，这意味着本发明揭示了一种新的通信芯片及其信号线断点续传一入二出通信线路。

在一个实施例中，请参阅图6，通信芯片包括：

数据输入整形模块，用于在输入口DI有输入的情况下，对输入的信号进行整形处理；

滤波模块，用于对整形后的信号进行杂乱信号滤除；

第一数据再生输出模块，用于在输入口DI有输入的情况下，对输入第一数据再生输出模块的信号吞掉信号的前面一部分之后再生成剩余的信号；

第二数据再生输出模块，用于基于第一数据再生输出模块的输出信号，生成第二数据再生输出模块的输出信号；

恒流驱动模块，用于为LED供给恒流供电；

其中，

数据输入整形模块依次连接滤波模块、恒流驱动模块；

数据输入整形模块还依次连接第一数据再生输出模块、第二数据再生输出模块、恒流驱动模块。

数据输入整形模块，将输入信号整形成对应需求信号，不局限于方波、正弦波，获得不同的幅值、脉宽，供给后续芯片识别。滤波模块将杂波滤除，第一数据再生输出模块、第二数据再生输出模块用于控制不同输出的输出口，恒流驱动模块基于电源恒流驱动LED芯片，LED发光与否取决于第一数据再生输出模块、第二数据再生输出模块的数据。

在一个实施例中，请参阅图8，数据输入整形模块的输入端通过一个电阻连接电路负极VSS。

通信芯片输入口DI使用下拉电阻，当无信号输入时，输入口DI被下拉到VSS的电位。

在一个实施例中，请参阅图8，第一数据再生输出模块的输出端连接开关管的第一端，开关管的第二端连接电路正极VDD，开关管的第三端连接第一个输出口。

在一个实施例中，请参阅图8，第二数据再生输出模块的输出端连接开关管的第一端，开关管的第二端连接电路正极VDD，开关管的第三端连接第二个输出口。

通信芯片的两个输出口使用两个开漏级的PMOS管作为输出驱动，这样可以在DI端实现线或的功能。通过对延时的控制，可以使本级的输出DO2与下一级的输出DO1（本级的输出DO2、下一级的输出DO1与第三级的DI连接在一起，为同一条线）具有基本相同的相位，使得两路信号叠加驱动第三级的DI端口。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种信号线断点续传一入二出通信线路，其特征在于，其包括：

多个级联的通信芯片；

每个通信芯片设有一个输入口DI和两个输出口DO1、DO2，其中，自第一个通信芯片至最后一个通信芯片，其通过如下方式形成级联：

第一个通信芯片的输入口DI用于输入信号；

第一个通信芯片的第一个输出口DO1连接下一个通信芯片的输入口DI；

第一个通信芯片的第二个输出口DO2连接下一个通信芯片的第一个输出口DO1，且连接下下个通信芯片的输入口DI；

按照上述方式直至连接至最后一个通信芯片；

其中，

对于倒数第二个通信芯片，其第二个输出口DO2仅仅与最后一个通信芯片的第一个输出口DO1连接。

2.根据权利要求1所述的信号线断点续传一入二出通信线路，其特征在于，通信芯片包括：

数据输入整形模块，用于在输入口DI有输入的情况下，对输入的信号进行整形处理；

滤波模块，用于对整形后的信号进行杂乱信号滤除；

第一数据再生输出模块，用于在输入口DI有输入的情况下，对输入第一数据再生输出模块的信号吞掉信号的前面一部分之后再生成剩余的信号；

第二数据再生输出模块，用于基于第一数据再生输出模块的输出信号，生成第二数据再生输出模块的输出信号；

恒流驱动模块，用于为LED供给恒流供电；

其中，

数据输入整形模块依次连接滤波模块、恒流驱动模块；

数据输入整形模块还依次连接第一数据再生输出模块、第二数据再生输出模块、恒流驱动模块。

3.根据权利要求1所述的信号线断点续传一入二出通信线路，其特征在于，

第一数据再生输出模块，还用于在输入口DI没有输入但第一输出口DO1有信号的情况下，将第一输出口DO1处的信号作为第一数据再生输出模块的输入以直通的方式输入第二数据再生输出模块；

恒流驱动模块则基于第二数据再生输出模块的输出为LED供给恒流供电。

4.根据权利要求2所述的信号线断点续传一入二出通信线路，其特征在于，

数据输入整形模块的输入端通过一个电阻连接电路负极VSS。

5.根据权利要求2所述的信号线断点续传一入二出通信线路，其特征在于，

第一数据再生输出模块的输出端连接第一开关管的第一端，第一开关管的第二端连接电路正极VDD，第一开关管的第三端连接第一个输出口。

6.根据权利要求2所述的信号线断点续传一入二出通信线路，其特征在于，

第二数据再生输出模块的输出端连接第二开关管的第一端，第二开关管的第二端连接电路正极VDD，第二开关管的第三端连接第二个输出口。