CN216466987U - 打印耗材芯片和打印耗材 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种打印耗材芯片和打印耗材，其中，打印耗材芯片包括：通信接口、信号反馈模块、时钟管理模块和负载调制模块，通信接口与信号反馈模块的输入端连接，信号反馈模块的输出端与时钟管理模块的输入端、负载调制模块的输入端连接，负载调制模块的输出端与通信接口连接，时钟管理模块的输出端与信号反馈模块的时钟端、负载调制模块的时钟端连接。通过本申请，解决了相关技术中存在的打印耗材芯片无法适用于升级后的打印机的问题，使得一款打印耗材芯片能够兼容多种功耗。

Description

打印耗材芯片和打印耗材

技术领域

本申请涉及打印机耗材技术领域，特别是涉及一种打印耗材芯片和打印耗材。

背景技术

相关技术公开了一种打印耗材芯片(申请号为202020115875.7)，图1是相关技术中打印耗材芯片的内部结构框图，包括：时钟模块、中央控制模块、存储模块、通信模块、数据保护模块，模块之间相互连接相互作用，实现耗材芯片与打印机的正常交互。芯片工作时，时钟模块提供时钟供芯片工作。耗材芯片通过中央控制模块控制，从非易失性存储单元读取信息到易失性存储单元，再从易失性存储单元将对芯片进行应有的初始化配置，使芯片达到初始工作状态。进而芯片通过通信模块接收到相应信息，通过中央控制模块控制接收数据的校验，如果校验通过、则继续进行所需的下一步操作(如数据的读写，数据的处理等)。在读数据时，数据会从非易失性存储单元读取信息到易失性存储单元，然后从通信模块读出。在写数据时，数据从通信模块接收并校验，然后发送到易失性存储单元，再从易失性存储单元发送到非易失性存储单元保存。在需要数据保护、认证等处理时，通过中央控制模块控制，数据会从通信模块和易失性存储单元到算法单元进行相应的数据处理，最终处理数据会返回给中央控制模块和通信模块。

其中，通信模块负责与主机通信，数据保护模块用于对输入数据信息以及芯片内数据进行真实性校验，保证芯片数据安全。数据保护模块包括数据校验单元和算法单元，数据校验单元用于对输入数据信息进行真实性校验，算法单元用于接收随机数、经通信模块传输的数据以及控制指令，将相关数据及控制指令相结合并运算实现芯片的安全认证。具体地，算法单元的算法框架如图2所示，算法分为3个部分：算法输入、算法主体和算法输出。算法输入连接算法主体，算法主体连接算法输出，算法输入负责数据的输入，算法主体负责运算，算法输出负责将运算后的数据作为反馈信号由通信模块反馈给打印机。其中，Kreg代表随机数运算器，LReg代表寄存器存储器，MReg代表加密运算器。

其中，打印机对打印耗材芯片有着功耗要求，如果打印耗材芯片达不到相应的功耗，那么当打印耗材芯片输出反馈信号给打印机时，打印机无法识别反馈信号，打印机就会报错。打印机升级换代后，不同代的打印机有不同的打印耗材芯片功耗要求，原本A款打印耗材芯片能够和A代打印机正常通信，但是当A代打印机升级至B代之后，A款打印耗材芯片无法和B代打印机正常通信，导致同一款打印耗材芯片无法兼容多代打印机，需要重新开发打印耗材芯片，造成资源浪费。

针对相关技术中存在的打印耗材芯片无法适用于升级后的打印机的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

实用新型内容

在本实施例中提供了一种打印耗材芯片和打印耗材，以解决相关技术中存在的打印耗材芯片无法适用于升级后的打印机的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种打印耗材芯片，包括：通信接口、信号反馈模块、时钟管理模块和负载调制模块，所述通信接口与所述信号反馈模块的输入端连接，所述信号反馈模块的输出端与所述时钟管理模块的输入端、所述负载调制模块的输入端连接，所述负载调制模块的输出端与所述通信接口连接，所述时钟管理模块的输出端与所述信号反馈模块的时钟端、所述负载调制模块的时钟端连接。

在其中的一些实施例中，所述信号反馈模块包括：串行移位寄存器、校验单元、处理单元和译码单元，所述串行移位寄存器的输入端与所述通信接口连接，所述串行移位寄存器的输出端与所述校验单元的输入端连接，所述校验单元的输出端与所述处理单元的输入端连接，所述处理单元的输出端与所述译码单元的输入端连接，所述译码单元的输出端与所述时钟管理模块的输入端、所述负载调制模块的输入端连接。

在其中的一些实施例中，所述负载调制模块包括：多个电阻和多个开关，所述多个电阻相互并联，所述多个电阻的一端与所述通信接口连接，所述多个电阻的另一端与所述多个开关的第一连接端一一对应连接，所述多个开关的第二连接端与所述打印耗材芯片的接地端连接。

在其中的一些实施例中，所述负载调制模块包括：多个场效应晶体管M，所述多个场效应晶体管M相互串联，所述多个场效应晶体管M中的首节场效应晶体管M与所述通信接口连接，末节场效应晶体管M与所述打印耗材芯片的接地端连接。

在其中的一些实施例中，所述时钟管理模块包括：分频器和时钟门控单元，所述分频器的输出端与所述时钟门控单元的输入端连接，所述时钟门控单元的输出端与所述信号反馈模块的时钟端、所述负载调制模块的时钟端连接。

在其中的一些实施例中，所述打印耗材芯片还包括：比较器，所述比较器的输入端与所述通信接口连接，所述比较器的输出端与所述信号反馈模块连接。

在其中的一些实施例中，所述通信接口包括VDDH管脚。

在其中的一些实施例中，所述打印耗材芯片还包括：至少一种外设模块，所述外设模块与所述时钟管理模块连接。

在其中的一些实施例中，所述打印耗材芯片还包括：中央控制模块，所述中央控制模块通过总线与负载调制模块、信号反馈模块、外设模块连接。

第二个方面，在本实施例中提供了一种打印耗材，包括：耗材容器和上述第一个方面所述的打印耗材芯片，所述耗材容器与所述打印耗材芯片连接。

与相关技术相比，在本实施例中提供的打印耗材芯片和打印耗材，其中，打印耗材芯片包括：通信接口、信号反馈模块、时钟管理模块和负载调制模块，通信接口与信号反馈模块的输入端连接，信号反馈模块的输出端与时钟管理模块的输入端、负载调制模块的输入端连接，负载调制模块的输出端与通信接口连接，时钟管理模块的输出端与信号反馈模块的时钟端、负载调制模块的时钟端连接。通过本申请，解决了相关技术中存在的打印耗材芯片无法适用于升级后的打印机的问题，使得一款打印耗材芯片能够兼容多种功耗。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中打印耗材芯片的内部结构框图；

图2是相关技术中算法单元的内部结构框图；

图3是本申请一实施例的打印机信号和反馈信号的波形示意图；

图4是本申请一实施例的打印耗材芯片的结构框图一；

图5是本申请一实施例的信号反馈模块的内部结构框图；

图6是本申请一实施例的处理单元的内部结构框图；

图7是本申请一实施例的打印耗材芯片的结构框图二；

图8是本申请一实施例的负载调制模块的内部结构框图一；

图9(a)是本申请一实施例的负载调制模块的内部结构框图二；

图9(b)是本申请一实施例的负载调制模块的内部结构框图三；

图10是本申请一实施例的时钟管理模块的内部结构框图；

图11是本申请一实施例的打印耗材的结构框图。

附图标记：

10、通信接口；

20、信号反馈模块；21、串行移位寄存器；22、校验单元；23、处理单元；24、译码单元；KReg、随机数寄存器；LReg、寄存器存储器；MReg、加密运算器；

30、时钟管理模块；31、分频器；32、时钟门控单元；

40、负载调制模块；R、电阻；K、开关；M、场效应晶体管；

50、中央控制模块；

60、比较器；

70、外设模块；

80、总线；

90、耗材容器；

100、打印耗材芯片。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

经研究发现，在打印机和打印耗材芯片之间进行数据通信的过程中，打印机对自身所接收和发送的信号有特定的电压幅值要求，即打印机升级换代后，不同代的打印机有不同的电压幅值要求，如果反馈信号的电压幅值达不到预设要求，那么打印机无法识别该反馈信号，打印机就会报错。图3是本申请一实施例的打印机信号和反馈信号的波形示意图，如图3所示，当打印机发送打印机信号时，宽占空比表示1(或者0)，窄占空比表示0(或者1)；当打印耗材芯片处理生成反馈信号时，反馈信号被拉低到一定幅值下的波形表示1(或者0)，未被拉低的波形表示0(或者1)。不同代打印机存在电压幅值差，反馈信号无法下拉到多代打印机都能识别的幅值，以致一款打印耗材芯片无法兼容多代打印机。

在本申请的一个实施例中提供了一种打印耗材芯片，图4是本申请一实施例的打印耗材芯片的结构框图一，如图4所示，该打印耗材芯片包括：

通信接口10、信号反馈模块20、时钟管理模块30和负载调制模块40，通信接口与信号反馈模块20的输入端连接，信号反馈模块20的输出端与时钟管理模块30的输入端、负载调制模块40的输入端连接，负载调制模块40的输出端与通信接口10连接，时钟管理模块30的输出端与信号反馈模块20的时钟端、负载调制模块40的时钟端连接。

在本实施例中，通信接口10用于接收打印机信号并发送打印机信号至信号反馈模块20；信号反馈模块20用于根据打印机信号输出相应的反馈信号，并将反馈信号发送至时钟管理模块30和负载调制模块40；时钟管理模块30用于为打印耗材芯片提供时钟；负载调制模块40用于调节反馈信号的电压幅值，并将经电压幅值调节后的反馈信号发送至通信接口10。

在本实施例中，打印机信号从通信接口10输入并到达信号反馈模块20，由信号反馈模块20响应处理生成反馈信号，其中，信号反馈模块20可以根据不同型号的打印机输出对应的反馈信号，并将反馈信号发送至时钟管理模块30和负载调制模块，时钟管理模块30根据反馈信号调节打印耗材芯片的时钟频率，在当前打印耗材芯片的时钟频率下，负载调制模块40调节反馈信号的电压幅值，并将经电压幅值调节后的反馈信号发送至通信接口10，由通信接口10发送该反馈信号至打印机。

其中，打印机信号携带的信息包括但不限于打印耗材上机日期、已经打印的页数、耗材余量，反馈信号携带的信息包括但不限于打印机正常打印、异常打印、打印耗材余量不足，打印机根据反馈信号执行正常打印、停止打印、打印耗材余量不足提示的打印操作。

在本实施例中，通过信号反馈模块20和时钟管理模块30实现打印耗材芯片的时钟频率变换，以降低或增加当前打印耗材芯片的功耗要求，并通过负载调制模块40调节反馈信号的电压幅值，以使得打印耗材芯片输出的反馈信号被打印机识别，解决了打印耗材芯片无法适用于升级后的打印机的问题，使得一款打印耗材芯片能够兼容多种功耗。

图5是本申请一实施例的信号反馈模块的内部结构框图，如图5所示，在本申请的一个实施例中，信号反馈模块20包括：

串行移位寄存器21、校验单元22、处理单元23和译码单元24，串行移位寄存器21的输入端与通信接口10连接，串行移位寄存器21的输出端与校验单元22的输入端连接，校验单元22的输出端与处理单元23的输入端连接，处理单元23的输出端与译码单元24的输入端连接，译码单元24的输出端与时钟管理模块30的输入端、负载调制模块40的输入端连接。

在本实施例中，串行移位寄存器21用于接收打印机信号；校验单元22用于校验打印机信号所携带的命令头；处理单元23用于执行打印机信号所携带的命令，包括但不限于墨量改写、模量读取、算法值反馈；译码单元24用于输出对应于命令头格式的高低电平，并将这些高低电平组成波形作为反馈信号。

在本申请的一个实施例中，校验单元22包括CRC校验芯片，CRC校验芯片对打印机信号所携带的命令头进行N位CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)数据匹配，如果数据匹配成功，则认为识别到打印机型号，可继续执行下一步操作，否则判断此数据无效，CRC校验芯片保持原有状态。

在本申请的一个实施例中，校验单元22包括ID(Identity document，身份标识)校验芯片，ID校验芯片对打印机信号所携带的命令头进行数据匹配，如果数据匹配成功，则认为识别到打印机型号，可继续执行下一步操作，否则判断此数据无效，ID校验芯片保持原有状态。

在本申请的一个实施例中，处理单元23通过一个或者多个寄存器输出算法值。图6是本申请一实施例的处理单元的内部结构框图，如图6所示，处理单元23包括随机数运算器KReg、寄存器存储器LReg和加密运算器MReg，随机数运算器KReg的输出端、寄存器存储器LReg的输出端分别与加密运算器MReg的输入端连接。其中，随机数运算器KReg是一个随机数运算块，具体的，该结果随机数由固定的初始的输入随机数经过移位异或得到。寄存器存储器LReg，用于将从存储器读取到的模拟量数据传入Y位寄存器中，可以通过读取X(X＞Y)位数据，经过一定的算法处理后使输出仍为Y位数据，由此提高运算的负责程度。加密运算器MReg主要负责算法加密部分，基本操作包括移位、异或。

图7是本申请一实施例的打印耗材芯片的结构框图二，如图7所示，在本申请的一个实施例中，打印耗材芯片还包括中央控制模块50，中央控制模块50与打印耗材芯片的其余模块连接，用于控制打印耗材芯片的其余模块。

图8是本申请一实施例的负载调制模块的内部结构框图一，如图8所示，在本申请的一个实施例中，负载调制模块40包括：多个电阻R和多个开关K，多个电阻R相互并联，多个电阻R的一端与通信接口10连接，多个电阻R的另一端与多个开关K的第一连接端一一对应连接，多个开关K的第二连接端与打印耗材芯片的接地端连接。通过断开或者导通开关K，能够调节打印耗材芯片负载大小，以此调节通信接口10端电压幅值，即调节反馈信号电压幅值。

在一些实施例中，中央控制模块50与开关K的第三端连接，中央控制模块50配置控制参数，以控制开关K的状态。

图9(a)是本申请一实施例的负载调制模块的内部结构框图二，如图9(a)所示，负载调制模块40包括：多个场效应晶体管M，多个场效应晶体管M相互串联，多个场效应晶体管M中的首节场效应晶体管M与通信接口10连接，末节场效应晶体管M与打印耗材芯片的接地端连接。通过控制流过场效应晶体管M的电流，能够调节打印耗材芯片负载大小，以此调节通信接口10端电压幅值，即调节反馈信号电压幅值。

在图9(a)中，首节场效应晶体管M为PMOS，末节场效应晶体管M为NMOS，pbias代表偏置电流端子，enable代表使能端子，首节PMOS的栅极连接偏置电流端子以确定偏置电流大小，末节NMOS的栅极连接使能端子以作为使能开关。

图9(b)是本申请一实施例的负载调制模块的内部结构框图三，如图9(b)所示，首节场效应晶体管M为NMOS，末节场效应晶体管M为PMOS，nbias代表偏置电流端子，enable代表使能端子，首节NMOS的栅极连接偏置电流端子以确定偏置电流大小，末节PMOS的栅极连接使能端子以作为使能开关。

无论是依照图9(a)还是图9(b)实现负载调制模块，都是由中央控制模块50与场效应晶体管M的栅极连接，中央控制模块50配置控制参数，控制偏置电流，以精确控制流过场效应晶体管M的电流。

图10是本申请一实施例的时钟管理模块的内部结构框图，如图10所示，在本申请的一个实施例中，时钟管理模块30包括：分频器31和时钟门控单元32，分频器31的输出端与时钟门控单元32的输入端连接，时钟门控单元32的输出端与信号反馈模块20的时钟端、负载调制模块40的时钟端连接。在一些实施例中，时钟门控单元32的输出端还与中央控制模块50的时钟端、外设模块70的时钟端连接。

在本实施例中，时钟门控单元32中设置有多个寄存器，时钟门控单元32通过选择性关闭寄存器的传输功能，阻止无用数据进入下一级逻辑，避免引起一连串不必要的逻辑翻转，以降低打印耗材芯片的功耗。以及，时钟门控单元32选择性打开寄存器的传输功能，允许数据进入下一级逻辑，以增大打印耗材芯片的功耗。

参考图7，在本申请的一个实施例中，打印耗材芯片还包括比较器60，比较器60的输入端与通信接口10连接，比较器60的输出端与信号反馈模块20连接。在打印机信号为模拟信号的情况下，比较器60能够将模拟信号转换成数字信号输出。

在本申请的一个实施例中，通信接口10包括VDDH管脚。VDDH管脚用于给打印耗材芯片供电，同时也作为打印机通信的接口，连接打印耗材芯片与打印机。把VDDH下拉到一个特定电压幅值表示反馈0，把VDDH电压下拉到另一个特定幅值表示反馈1。

参考图7，在本申请的一个实施例中，打印耗材芯片还包括：外设模块70，外设模块70与时钟管理模块30连接，其中，外设模块70包括以下至少之一：I2C(Inter-IntegratedCircuit，集成电路总线)总线、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)总线、DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)单元。

参考图7，在本申请的一个实施例中，打印耗材芯片还包括总线80，中央控制模块50通过总线80与负载调制模块40、信号反馈模块20、外设模块70连接。

参考图7，在本申请的一个优选实施例中，打印耗材芯片通过VDDH管脚与打印机电连接，打印机信号从VDDH管脚输入，经由比较器60解析之后发送至信号反馈模块20完成输入通信，信号反馈模块20识别当前打印机型号，生成反馈信号，经过负载调制模块40的电压调制，送到VDDH管脚反馈给打印机完成输出通信。在输出通信时，同时由时钟管理模块30调整打印耗材芯片的时钟频率，使其达到功耗的整体调整，配合负载调制模块40完成合适的电压输出。

在本申请的一个实施例中，还提供了一种打印耗材，图11是本申请一实施例的打印耗材的结构框图，如图11所示，打印耗材包括：耗材容器90和上述任一实施例中的打印耗材芯片100，耗材容器90与打印耗材芯片100连接。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种打印耗材芯片，其特征在于，包括：通信接口、信号反馈模块、时钟管理模块和负载调制模块，所述通信接口与所述信号反馈模块的输入端连接，所述信号反馈模块的输出端与所述时钟管理模块的输入端、所述负载调制模块的输入端连接，所述负载调制模块的输出端与所述通信接口连接，所述时钟管理模块的输出端与所述信号反馈模块的时钟端、所述负载调制模块的时钟端连接。

2.根据权利要求1所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述信号反馈模块包括：串行移位寄存器、校验单元、处理单元和译码单元，所述串行移位寄存器的输入端与所述通信接口连接，所述串行移位寄存器的输出端与所述校验单元的输入端连接，所述校验单元的输出端与所述处理单元的输入端连接，所述处理单元的输出端与所述译码单元的输入端连接，所述译码单元的输出端与所述时钟管理模块的输入端、所述负载调制模块的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述负载调制模块包括：多个电阻和多个开关，所述多个电阻相互并联，所述多个电阻的一端与所述通信接口连接，所述多个电阻的另一端与所述多个开关的第一连接端一一对应连接，所述多个开关的第二连接端与所述打印耗材芯片的接地端连接。

4.根据权利要求1所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述负载调制模块包括：多个场效应晶体管M，所述多个场效应晶体管M相互串联，所述多个场效应晶体管M中的首节场效应晶体管M与所述通信接口连接，末节场效应晶体管M与所述打印耗材芯片的接地端连接。

5.根据权利要求1所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述时钟管理模块包括：分频器和时钟门控单元，所述分频器的输出端与所述时钟门控单元的输入端连接，所述时钟门控单元的输出端与所述信号反馈模块的时钟端、所述负载调制模块的时钟端连接。

6.根据权利要求1所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述打印耗材芯片还包括：比较器，所述比较器的输入端与所述通信接口连接，所述比较器的输出端与所述信号反馈模块连接。

7.根据权利要求1所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述通信接口包括VDDH管脚。

8.根据权利要求1所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述打印耗材芯片还包括：至少一种外设模块，所述外设模块与所述时钟管理模块连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的打印耗材芯片，其特征在于，所述打印耗材芯片还包括：中央控制模块，所述中央控制模块通过总线与负载调制模块、信号反馈模块、外设模块连接。

10.一种打印耗材，其特征在于，包括：耗材容器和权利要求1至9中任一项所述的打印耗材芯片，所述耗材容器与所述打印耗材芯片连接。

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