CN117667161A - 一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子设备调试技术领域，具体涉及一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，方法包括预先在单信号设备内配置信号接收模块，基于信号接收模块确定单信号设备与外围设备间的信号线连接状态；监测外围设备和单信号设备间信号线的信号传递状态，根据外围设备接收来自单信号设备的数据请求以及数据响应确定固件升级节点，并确定固件升级时序，基于升级时序对单信号设备进行固件升级；本申请通过在但信号输出设备上增加简单的信号接收模块，且不限制形式，仅通过pwm类似信号，在不改变信号输出的情况下，通过该信号线接收此类单信号实现对设备参数配置、固件升级和调试维护，降低了此类单信号设备的生产测试维护难度。
Description
技术领域
本发明属于电子设备调试技术领域，具体涉及一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法。
背景技术
对于只有单信号输出的产品，例如PWM信号、开关量信号输出的烟雾传感器、压力传感器等，因对外接口只有PWM信号、开关量，想要升级固件，则需要通过额外调试接口进行升级，例如uart、usart、can、swd、jlink等，因此一般需要进行拆壳或外部预留调试接口，使用调试接口进行升级、调试、参数配置，因此对于产品的维护增加了维护成本。
如使用pwm信号作为热失控探测状态指示，但对于生产、测试、维护来说，对于内部状态、参数配置仅可以使用jtag、swd方式通信，因其为生产接口对外不引出，固对于生产测试维护来说是非常困难，且难以操作的。
基于上述问题，如何提出一种单信号输出设备的固件升级方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，以解决背景技术中提出的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，方法包括：
S1、预先在单信号设备内配置信号接收模块，基于信号接收模块确定单信号设备与外围设备间的信号线连接状态；
S2、监测外围设备和单信号设备间信号线的信号传递状态，基于第一条件确定信号线传递状态并确定单信号设备升级指示；
S3、基于所述升级指示，并根据外围设备接收来自单信号设备的数据请求以及数据响应确定固件升级节点，若外围设备监测到对应节点出现超时，基于单信号设备内升级设定时间来确定固件升级节点，并确定固件升级时序，基于所述升级时序对单信号设备进行固件升级。
作为本发明的进一步优化方案，所述信号接收模块包括能够监测信号接收状态的传感器或集成电路。
作为本发明的进一步优化方案，步骤S1中还包括，通过对外围设备或单信号设备的输出信号端开关进行开合，并监测信号线为高电平或低电平，以判断外围设备或单信号设备输出或接收信号是否有效。
作为本发明的进一步优化方案，步骤S2中，所述第一条件包括：
(1)单信号设备接收的有效信号高电平时间和低电平时间均包含设定比例的占空比，且占空比不重合；
(2)单信号设备接收的有效信号需遵循开始信号、数字信号以及结束信号的时序。
作为本发明的进一步优化方案，步骤S3具体为：
S301、当所述升级指示为单信号设备与外围设备为信号可识别状态，外围设备发送开始信号，单信号设备接收到连续的开始信号后，进入接收状态；
S302、基于外围设备发送的数字信号中数据请求以及数据响应确定固件升级节点；
S303、对数据请求以及数据响应对应节点的读取时间和响应时间进行记录，若读取超时或响应超时，则根据单信号设备内对应升级节点的设定时间来确定升级节点；
S304、根据所述升级节点处于擦除指令、写数据或固件效验环节，并确定升级时序，基于所述升级时序对单信号设备进行固件升级。
作为本发明的进一步优化方案，当外围设备响应超时，擦除指令时间根据单信号设备擦除固件时间确定；
当外围设备写数据超时，写数据时间根据单信号设备写数据时间确定；
当外围设备固件校验超时，固件校验时间根据单信号设备运行时间确定。
作为本发明的进一步优化方案，所述升级方法适配于：一个外围设备匹配一个单通信设备、或一个外围设备匹配多个单通信设备、或多个外围设备匹配多个单通信设备。
本发明的有益效果在于：
本申请通过在但信号输出设备上增加简单的信号接收模块，且不限制形式，仅通过pwm类似信号，在不改变信号输出的情况下，通过该信号线接收此类单信号实现对设备参数配置、固件升级和调试维护，降低了此类单信号设备的生产测试维护难度。
附图说明
图1是本发明中方法的实施流程示意图；
图2是本发明中单信号设备典型收发电路图；
图3是本发明中单信号设备固件升级的电路图；
图4是本发明中单信号设备固件升级的升级时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-3所示，本实施方式提出了一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，方法包括：
S1、预先在单信号设备内配置信号接收模块，基于信号接收模块确定单信号设备与外围设备间的信号线连接状态；
其中，单信号设备包含单信号输出的产品设备，如仅支持PWM输出的设备。
S2、监测外围设备和单信号设备间信号线的信号传递状态，基于第一条件确定信号线传递状态并确定单信号设备升级指示；
S3、基于升级指示，并根据外围设备接收来自单信号设备的数据请求以及数据响应确定固件升级节点，若外围设备监测到对应节点出现超时，基于单信号设备内升级设定时间来确定固件升级节点，并确定固件升级时序，基于升级时序对单信号设备进行固件升级。
需要说明的是，本实施方式中提出的固件升级包含但不限于对应单信号设备的参数配置、调试维护等。
本实施例中，信号接收模块包括但不限于能够监测信号接收状态的传感器或集成电路。
本实施例中，对于仅支持PWM输出的“设备”，使用pwm信号输出设备状态，可以通过增加信号接收模块，就可以实现对设备的双向通信，对于设备的维护升级来说，仅仅增加几个器件(信号接收模块)就可解决双向通信问题是极具价值的，例如对于热管理探测器，因其成本要求，使用pwm信号作为热失控探测状态指示，但对于生产、测试、维护来说，对于内部状态、参数配置仅可以使用jtag、swd方式通信，因其为生产接口对外不引出，固对于生产测试维护来说是非常困难，且难以操作的，本实施例通过在pwm输出的基础上，增加简单的信号接收模块，且不限制形式，仅通过pwm类似信号，可以解决pwm仅支持输出、不支持对设备的参数配置、固件升级、调试维护问题。
示例的，结合图2，该部分为对应本申请中信号接收模块的典型收发电路，其中，PW_INT为供电电源，TX为接MCU的PWM输出控制引脚；RX为接MCU的PWM输入检测引脚；PWM为单信号输出引脚；GND为电源地。图2中，发送信号路径：Tx到PWM；接收信号路径：PWM到RX。
作为优选的，步骤S1中还包括，通过对外围设备或单信号设备的输出信号端开关进行开合，并监测信号线为高电平或低电平，以判断外围设备或单信号设备输出或接收信号是否有效。
示例性的，结合图3，步骤S1中监测信号线连接状态具体包括：
1.设备之间通信使用一条信号线DIO。
2.电路形式不局限于此，只要满足双向通信、信号冲突可识别即可，例如干节点信号、湿节点信号。
3.此示例电路说明
3.1当设备1的key闭合时，设备2key分开，信号线电平为高电平，设备1的发送信号为高，接收信号为高，设备2的发送信号为低，接收信号为高，此时设备1输出有效，设备2接收有效。
3.2当设备1的key闭合时，设备2的key闭合时，信号线电平为高，设备1的发送信号为高，接收信号为高，设备2的TX信号为高，接收信号为高，此时信号线处于冲突状态。
3.3当设备1的key分开时，设备2的key分开时，信号线电平为低，设备1的发送信号为低，接收信号为低，设备2的发送信号为低，接收信号为低，此时信号线处于空闲状态。
3.4设备可通过发送、接收信号识别输出信号是否冲突，当发现冲突时，设备方应发送转为接受状态。
3.5设备间通信不局限于两个设备，多个设备通信也可使用，对于多主多从、一主多从，一主一从均可使用。
作为优选的，步骤S2中，第一条件包括：
(1)单信号设备接收的有效信号高电平时间和低电平时间均包含设定比例的占空比，且占空比不重合；
(2)单信号设备接收的有效信号需遵循开始信号、数字信号以及结束信号的时序。
本实施方式中，示例性的，外围设备为控制器，单信号设备为传感器，控制器发送数据给传感器数据传输流程：
1.发送发首先发送“开始信号”N1个。
2.接收方根据“接收电路”解析接收到连续N1开始信号后，进入接收状态。
3.发送方依次发送长度、payload、crc16校验信号，LSB先发送。
4.接收方根据有效信号时间解析接收的数据内容。
5.接收方校验长度、payload的crc16，对此数据帧进行有效性验证，验证成功则此帧接收完成。
6.接收方进入缺省状态。
说明：长度：代表payload有效数据个数；Payload：物理层承载的数据。Crc16：长度、payload、的crc16校验数值，用于帧有效性校验。
传感器发送数据给控制器数据传输流程与控制器发送给传感器数据方式相同。此物理帧格式可根据需求做调整，不局限于此。
通过此双向通信方式，可进行“固件升级”、“配置参数”，“控制指令”，“数据读取”，“流程控制”等且不局限于此。
作为优选的，步骤S3具体为：
S301、当升级指示为单信号设备与外围设备为信号可识别状态，外围设备发送开始信号，单信号设备接收到连续的开始信号后，进入接收状态；
S302、基于外围设备发送的数字信号中数据请求以及数据响应确定固件升级节点；
S303、对数据请求以及数据响应对应节点的读取时间和响应时间进行记录，若读取超时或响应超时，则根据单信号设备内对应升级节点的设定时间来确定升级节点；
S304、根据升级节点处于擦除指令、写数据或固件效验环节，并确定升级时序，基于升级时序对单信号设备进行固件升级。
作为优选的，当外围设备响应超时，擦除指令时间根据单信号设备擦除固件时间确定；
当外围设备写数据超时，写数据时间根据单信号设备写数据时间确定；
当外围设备固件校验超时，固件校验时间根据单信号设备运行时间确定。
结合图4，固件升级时序图中：
T1表示控制器响应超时，根据设备x擦除固件时间确定。
T2表示控制器写数据超时，根据设备x写数据时间确定。
T3表示控制器固件校验超市，根据设备x运行时间确定。
参数配置、调试数据写入等节点，使用“写数据请求”，“写数据响应”进行操作。
设备x调试数据读取节点，使用“读数据请求”，“读数据响应”进行调试数据的读取，流程类似固件升级时序。
本实施例中，对于大数据量的应用场景可考虑在物理层基础上增加“传输层”来提高应用传输数据长度的大小，根据不同场景可自行定义应用层数据结构，传输层作用，对应用层数据进行发送时拆包，接收时解包操作，提高数据传输数量。
作为优选的，升级方法适配于：一个外围设备匹配一个单通信设备、或一个外围设备匹配多个单通信设备、或多个外围设备匹配多个单通信设。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络，或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)，或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明实施例中所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，其特征在于，方法包括：
S1、预先在单信号设备内配置信号接收模块，基于信号接收模块确定单信号设备与外围设备间的信号线连接状态；
S2、监测外围设备和单信号设备间信号线的信号传递状态，基于第一条件确定信号线传递状态并确定单信号设备升级指示；
S3、基于所述升级指示，并根据外围设备接收来自单信号设备的数据请求以及数据响应确定固件升级节点，若外围设备监测到对应节点出现超时，基于单信号设备内升级设定时间来确定固件升级节点，并确定固件升级时序，基于所述升级时序对单信号设备进行固件升级。
2.根据权利要求1所述的一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，其特征在于：所述信号接收模块包括能够监测信号接收状态的传感器或集成电路。
3.根据权利要求1所述的一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，其特征在于：步骤S1中还包括，通过对外围设备或单信号设备的输出信号端开关进行开合，并监测信号线为高电平或低电平，以判断外围设备或单信号设备输出或接收信号是否有效。
4.根据权利要求1所述的一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，其特征在于：步骤S2中，所述第一条件包括：
(1)单信号设备接收的有效信号高电平时间和低电平时间均包含设定比例的占空比，且占空比不重合；
(2)单信号设备接收的有效信号需遵循开始信号、数字信号以及结束信号的时序。
5.根据权利要求1所述的一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，其特征在于：步骤S3具体为：
S301、当所述升级指示为单信号设备与外围设备为信号可识别状态，外围设备发送开始信号，单信号设备接收到连续的开始信号后，进入接收状态；
S302、基于外围设备发送的数字信号中数据请求以及数据响应确定固件升级节点；
S303、对数据请求以及数据响应对应节点的读取时间和响应时间进行记录，若读取超时或响应超时，则根据单信号设备内对应升级节点的设定时间来确定升级节点；
S304、根据所述升级节点处于擦除指令、写数据或固件效验环节，并确定升级时序，基于所述升级时序对单信号设备进行固件升级。
6.根据权利要求5所述的一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，其特征在于：
当外围设备响应超时，擦除指令时间根据单信号设备擦除固件时间确定；
当外围设备写数据超时，写数据时间根据单信号设备写数据时间确定；
当外围设备固件校验超时，固件校验时间根据单信号设备运行时间确定。
7.根据权利要求1所述的一种基于单线双向通信的单信号设备固件升级方法，其特征在于：所述升级方法适配于：一个外围设备匹配一个单通信设备、或一个外围设备匹配多个单通信设备、或多个外围设备匹配多个单通信设备。
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