CN216579819U - Mpu芯片和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种MPU芯片和图像形成设备，该MPU芯片可应用于图像形成设备，能够提升打印机等设备的防破解性能。打印机包括图像形成装置和耗材组件，图像形成装置与耗材组件可拆卸连接，耗材组件中安装有待检测的目标电路；MPU芯片包括：第一运算模块、第二运算模块、控制模块和组合模块；第一运算模块、第二运算模块均与组合模块电连接；第一运算模块，用于接收原始数据，根据原始数据和预定的校验参数生成第一信号，输出至组合模块；第二运算模块，用于根据原始数据和预定的校验参数生成第二信号，输出至组合模块；控制模块与组合模块电连接，用于控制组合模块对第一信号和第二信号进行组合，获得第三信号输出至目标电路。

Description

MPU芯片和图像形成设备

技术领域

本申请涉及打印机技术领域，特别涉及一种MPU芯片和图像形成设备。

背景技术

打印机中一般设有用于检测耗材余量的检测电路，用来检测耗材组件(例如打印盒、硒鼓、墨盒等)中耗材的余量，例如检测打印墨水余液的液位。目前，部分用户使用非原装耗材组件替代原装，非原装耗材组件多数情况下会与原装打印机不能完全匹配，使得打印机无法准确预测耗材余量，也容易造成打印机损坏或减少打印机使用寿命。一些方案中会对检测电路等目标电路进行检测，以识别其是否为破解电路(即非原装电路)，而目前用于检测目标电路的控制逻辑被反向破解的难度有待提升，若被反向破解，会使得检测失效。

鉴于此，亟需一种方案以解决上述问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种MPU芯片和图像形成设备，能够较为精确地识别出目标电路是否为已被破解的非原装电路，并且通过模块结构的组合设计，提高产品控制逻辑被反向破解的难度。

第一方面，本申请实施例提供一种MPU芯片，MPU芯片应用于图像形成设备；图像形成设备包括图像形成装置和耗材组件，图像形成装置与耗材组件可拆卸连接，耗材组件中安装有待检测的目标电路；该MPU芯片包括：第一运算模块、第二运算模块、控制模块和组合模块；第一运算模块、第二运算模块均与组合模块电连接；第一运算模块，用于接收原始数据，根据原始数据生成第一信号，输出至组合模块；第二运算模块，用于根据原始数据生成第二信号，输出至组合模块；控制模块与组合模块电连接，用于控制组合模块对第一信号和第二信号进行组合，获得第三信号输出至目标电路；第三信号中的第一信号，用于驱动目标电路以获得第四信号；第四信号用于与第二信号进行比较以确定目标电路的检测结果。

可选的，在一个实施例中，MPU芯片还包括寄存器；寄存器用于存储原始数据，分别与第一运算模块、第二运算模块以及控制模块电连接。

可选的，在一个实施例中，图像形成装置还包括打印控制器，打印控制器与寄存器电连接；打印控制器用于生成原始数据并存入寄存器。

可选的，在一个实施例中，MPU芯片还包括比较模块；比较模块与组合模块以及目标电路电连接；比较模块用于比较第四信号与第二信号以输出目标电路的检测结果。

可选的，在一个实施例中，比较模块包括：比较器、D类触发器、模数转换器ADC中的任意一种；或，比较器和模数转换器ADC的组合；或，D类触发器和模数转换器ADC的组合。

可选的，在一个实施例中，MPU芯片用于安装至图像形成装置内或耗材组件上。

第二方面，本申请实施例提供一种图像形成设备，图像形成设备包括图像形成装置和耗材组件，图像形成装置与耗材组件可拆卸连接耗材组件中安装有待检测的目标电路；第一MPU芯片用于安装在图像形成装置内，第二MPU芯片用于安装在耗材组件上；第一MPU芯片包括打印控制器，用于生成原始数据；第二MPU芯片包括第一运算模块、第二运算模块、控制模块和组合模块；打印控制器分别与第一运算模块、第二运算模块以及控制模块电连接；第一运算模块、第二运算模块以及控制模块分别与组合模块电连接；第一运算模块，用于根据原始数据生成第一信号，输出至组合模块；第二运算模块，用于根据原始数据生成第二信号，输出至组合模块；控制模块用于控制组合模块对第一信号和第二信号进行组合获得第三信号，输出至目标电路；第三信号中的第一信号，用于驱动目标电路以获得第四信号；第四信号用于与第三信号中的第二信号进行比较以确定目标电路的检测结果。

可选的，在一个实施例中，第二MPU芯片还包括寄存器；寄存器用于存储原始数据，与打印控制器、第一运算模块、第二运算模块以及控制模块电连接；寄存器位于打印控制器与第一运算模块、第二运算模块、控制模块之间；打印控制器用于生成原始数据并存入寄存器。

可选的，在一个实施例中，图像形成设备还包括比较模块；比较模块与组合模块以及目标电路电连接；比较模块用于比较第四信号与第二信号以输出目标电路的检测结果。

可选的，在一个实施例中，比较模块包括：比较器、D类触发器、模数转换器ADC中的任意一种；或，比较器和模数转换器ADC的组合；或，D类触发器和模数转换器ADC的组合。

本申请实施例中的MPU芯片和图像形成设备，其中芯片的设计中，通过第一运算模块、第二运算模块以及组合模块和控制模块等模块结构以及连接关系的组合设计，提升了产品防破解性能。其中，第一运算模块和第二运算模块与组合模块的连接关系的设计，可以使得组合模块对第一运算模块的输出和第二运算模块的输出进行组合，获得组合后的第三信号，输出至目标电路，其中，第一信号为目标电路的驱动信号，可以驱动目标电路进行耗材余量的检测获得第四信号，一方面，第四信号与第二信号进行比较可以确定目标电路是否为被破解的非原装电路；另一方面，由于从芯片输出至目标电路的第三信号为第一信号与第二信号的组合，相当于在第一信号基础上混淆了一个第二信号数据，因而即便该第三信号被截获，由于第二信号、校验参数以及第一信号均是保密的，对方无法从第三信号中有效辨别出第一信号，产品被反向破解的难度大大增加，提升了产品防破解的安全性。

附图说明

图1为余液液位检测电路的结构示意图；

图2为加热电路和传感器电路的排布示意图；

图3为余液液位检测电路的检测原理示意图；

图4为本申请实施例提供的基于打印机的防破解方法的一个实施例的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的基于打印机的防破解方法的一个实施例中更改热脉冲信号的原理示意图；

图6为本申请实施例提供的基于打印机的防破解方法的另一个实施例中更改时钟信号的原理示意图；

图7为本申请实施例提供的基于打印机的防破解方法的又一个实施例中更改时钟信号的原理示意图；

图8为本申请实施例提供的基于打印机的防破解方法的再一个实施例中更改电压阈值信号的幅值的原理示意图；

图9为本申请实施例提供的MPU芯片的模块结构框架示意图；

图10为本申请实施例提供的MPU芯片的一个实施例的模块结构框架示意图；

图11为本申请实施例提供的MPU芯片设置于打印装置一侧的模块结构框架示意图；

图12为本申请实施例提供的MPU芯片设置于耗材组件一侧的模块结构框架示意图；

图13为本申请实施例提供的图像形成设备的模块结构框架示意图。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

为便于理解本申请的技术方案，下面先对相关技术进行说明：

在相关技术中，一种检测打印机墨盒中余液液位的方案如下：

参阅图1所示，图1为余液液位检测电路的结构示意图，该电路可以包括：

控制电路(控制器)，控制电流源给传感器供电，以及控制加热电路的工作；加热电路，设置在墨盒内，用于产生热量，改变温度；传感器，设置在墨盒内，用于感测附近位置的温度变化，以将感测位置处或基本上在感测位置附近(例如在10微米内)的温度转换为电压，也就是将感应的温度转换为电压信号输出；一般传感器与加热电路采用一对一配置，一个感测位置设置一个加热电路和与之匹配的传感器。例如，参阅图2所示，图2为加热电路和传感器电路的排布示意图，进行液位检测时，一个传感器20(S)搭配一个加热电路10(H)。余液液位检测电路中可以包括n个传感器20和n个加热电路10。余液液位测量的粒度或者说精确度，取决于的感测位置的数量，n越大则检测粒度越小，精度越高。例如，如果设置五个均匀间隔的感测位置，则是以百分之二十的间隔计算余液液位测量。再例如，设置100个感测位置，则检测精度为液位最大值的百分之一，设置20个感测位置，则检测精确度为液位最大值的百分之五，等等。

余液液位检测电路还包括：计算电路(例如多路复用器和比较触发器)，用于根据传感器输出的电压信号计算得到液位信息；反馈电路(未在图里体现)，用于将上述计算得到的液位信息反馈到控制器(例如芯片)等模块。

具体地，参阅图3所示，上述余液液位检测电路的检测原理为：

①热脉冲信号控制加热电路10发热，例如热脉冲为高电平时，加热电路加热，热脉冲信号处于低电平时，停止加热。

②传感器20感测周围温度变化，并将温度变化转换为变化的电压信号。其中，输出的电压信号与温度存在一一对应的数量关系，即输出的电压与感应到的温度之间存在定量的函数关系，例如，感应到的温度和输出的电压信号有对应关系：u＝α*△Vbe/Vbe，其中u表示电压，α为一常数，Vbe表示温度。

③将上述②中获得的电压和阈值电压用电压比较器进行比较，在感测电压大于或者等于阈值电压时输出高电平，并且在感测的电压低于阈值电压时输出低电平。输出高电平的持续时长可以理解为翻转时长，即由高电平翻转到低电平的时长。

④计数器在电压比较器输出高电平时，根据时钟芯片RTC或晶振提供的周期性时钟信号(采样时钟信号)，对接收的时钟信号上升沿的数量进行计数；计数的数值能够表征感测到的电压大于等于电压阈值的时长或者小于电压阈值的时长。

⑤因为电压比较器在传感器感测的位置在墨水中时，输出的高电平时间比在空气中少，所以在墨水中时，计数器计数上升沿的数量比在空气中少，计数器将计数结果发送给芯片，芯片通过对比计数结果，知道哪一位置的传感器在墨水中/空气中，从而得知墨水液面。如图3所示，存在墨水的温度响应曲线为图中305所示，不存在墨水的温度响应曲线如图中310所示，显然，曲线305更快地接近电压阈值并低于电压阈值，即存在墨水时，温度对应的电压信号更快地降到了电压阈值以下，相应的计数数值更小，翻转时间315的时长更短；曲线310更缓慢地接近电压阈值并低于电压阈值，即不存在墨水(空气)时，温度对应的电压信号相对更慢地降低，相应的计数数值更大，翻转时间320的时长更长。因而，根据计数的数值，能够确定当前的感测位置周围是空气还是墨水，进而确定余液的液位在哪一个感测位置附近。

上述方案能够有效检测余液液位，但是无法对抗破解行为，例如用户使用非原装墨盒替代原装，而非原装墨盒使用破解的余液液位检测电路，该破解电路能够按照原有的机制与打印机进行信号交互，但实际上并未进行相应的液位检测，或者破解的余液液位检测电路和与原装打印机会有不匹配情况，使得无法准确预警墨量，致使打印机出现损坏或减少使用寿命的情形。

相关技术中，进而提出了一种用于检测余液液位检测电路等目标电路是否为破解电路的方案。参阅图4所示，其方案可以包括如下流程：

401，根据校验参数，生成相应的检测信号；402，获取检测信号对应的参考结果(即理论检测结果)以及检测结果(即实际检测结果)；403，通过比较实际检测结果和理论检测结果，鉴别目标电路是否合法。

需要说明的是，鉴别目标电路是否合法，指鉴别目标电路是否为原装或者是否能够与原打印机设备精准兼容、经批准可以合法使用，若目标电路为破解后的非原装或者未经批准而与原打印机设备不兼容，则认为该目标电路不合法。

其中，参考结果，也就是理论检测结果。检测结果，也就是实际检测结果，是待检测的目标电路(例如液体余量检测单元)基于输入的检测信号，对耗材组件内的耗材的余量进行检测后输出的实际结果。

根据上述阐述可以得知，液体余量检测单元(即余液液位检测电路)，用于基于输入信号等，对耗材组件内的打印材料的余量进行检测并输出检测结果。输入信号包括热脉冲信号(决定加热时长)、时钟信号(用于计数翻转时长)、电压阈值(用于确定翻转的时间点)，在待校验的液体余量检测单元为原装电路的情况下，若更改上述输入信号其中的任意一种，则获得的检测结果也随之更改，并且更改之后的检测信号与输出的检测结果之间存在明确的一一对应关系，也就是校验参数与输出的检测结果之间应存在定量的函数关系，因而，通过校验液体余量检测单元输出的实际检测结果与校验参数之间是否存在已知的对应关系，即可鉴别液体余量检测单元是否为原装。具体可以是将原装的余液液位检测电路输出的检测结果作为理论检测结果，通过比较液体余量检测单元输出的理论检测结果与实际检测结果，进而鉴别液体余量检测单元是否为原装或者说是否被破解。

具体地，检测信号，包括目标热脉冲信号、目标时钟信号和目标电压阈值信号中的任意一种；其中，目标热脉冲信号、目标时钟信号和目标电压阈值信号分别在原始热脉冲信号、原始时钟信号和原始电压阈值信号进行修改而得到。

对于检测信号的修改，可以通过设置校验参数实现，校验参数用于确定对热脉冲信号、时钟信号、电压阈值等信号的修改幅度。对应地，检验参数，包括第一校验参数、第二校验参数和第三校验参数中的任意一种。

其中，第一校验参数用于修改原始热脉冲信号的峰值和/或第一占空比，例如修改热脉冲信号的峰值，使得高电平时的信号幅值更高，因而加热的幅度也越大，单位时间内上升的温度越高；或者，修改热脉冲信号的占空比(第一占空比)，即修改热脉冲信号的高电平时长，延长或者减小加热的时长。例如，第一校验参数中约定修改后的热脉冲信号的占空比为50％。为防止混淆，将热脉冲信号的占空比称为第一占空比，原始时钟信号的占空比称为第二占空比。

第二校验参数，用于修改原始时钟信号的周期和/或第二占空比，例如，修改时钟信号的周期，或者修改时钟信号的高电平占一个脉冲周期的时长比例。修改周期也就是修改时钟信号的频率。例如，第二校验参数中约定修改后的时钟信号的周期为1/12us(频率为12M)、占空比(第二占空比)为50％或者75％。

所述第三校验参数，用于修改原始电压阈值信号的电压值大小。例如，第三校验参数中约定修改后的电压阈值信号对应的电压值大小比原始电压阈值信号增大30％，等等。

下面列举几个具体示例：

在一个示例中，仅以热脉冲信号作为修改对象，改变热脉冲信号，而用于计数的时钟信号(即原始时钟信号)不变、电压阈值信号也不变。如此，校验参数可以是控制热脉冲信号的峰值、占空比中的至少一项的参数值，例如，校验参数可以是热脉冲信号的高电平时长(占空比)，或者可以是热脉冲信号的峰值；或者还可以是高电平时长与峰值的组合，也就是既修改占空比，又修改峰值。根据校验参数，即可产生相应峰值和/或占空比的热脉冲信号，作为检测信号。其中，修改占空比可以包括修改下降沿，即修改下降沿对应的时刻。

修改热脉冲的占空比，相当于改变加热电路工作的高电平时长，改变热脉冲信号的峰值，相当于改变加热的强度，对应的感测电压的也会随之发生变化，进而改变时钟信号上升沿的数量的多少，根据上升沿的数量计算液位。部分实施方式中，时钟信号上升沿的数量还可用于进行加密认证。热脉冲信号可以是基于脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)获得。

例如，参阅图5所示，增加加热时钟信号的占空比，也就是延长加热电路的加热时间，热脉冲信号的下降沿右移；且将热脉冲信号的峰值调高，修改后的热脉冲信号如图5中的虚线(梯形)所示，对应地，在更改热脉冲信号的情况下，对应的感测电压信号也发生变化，相比于原始的电压信号(感测电压对应的黑色实曲线)，对于存在墨水以及不存在墨水两种情形下，修改后的感测电压信号对应的响应曲线分别如图5中的虚线曲线所示。

具体地，热脉冲信号可以采用如下方式产生：

方式一：采用LabVIEW编程；

方式二：先将脉冲产生程序封装成LabVIEW的Subvi，然后由LabVIEW调用；

方式三：先用Visual C++6.0将脉冲产生程序编成动态链接库，然后由LabVIEW调用动态链接库；

方式四：采用Turbo C在DOS下编程；

方式五：利用计时器/计数器，通过修改其中断服务程序来产生脉冲。

在电压阈值信号(即图5中所示的阈值电压)360保持不变，且时钟信号的占空比不变的情况下，感测位置存在墨水时，时钟信号上升沿个数增加，对应计数得到翻转时间515，感测位置不存在墨水时(例如感测位置周围为空气)，时钟信号上升沿个数也随之增加，对应计数得到翻转时间520。将原装的余液液位检测电路获得的翻转时间515和520作为参考结果。

由此，示例性地，可以记录热脉冲信号的校验参数以及对应获得的翻转时间515和520，再次输出同样的检测信号时，若反馈的检测结果中的翻转时间与图5中所示的翻转时间515和520保持一致或者在误差允许范围内，则认为校验对象(液体余量检测单元)合法，例如为原装电路。若不一致，或者超出误差允许范围内，则认为校验对象不合法，例如为非原装的破解电路。

该示例方案，通过简单控制加热元件的工作高电平时长(校验参数)，改变热脉冲信号(检测信号)，生成与校验参数和检测信号对应的检测结果(上升沿的个数)，由打印机(即打印装置)或者MPU芯片等对检测结果进行校验，实现防破解的效果。

在另一个示例中，改变时钟信号的周期和占空比，热脉冲信号不变、电压阈值信号也不变，改变对时钟信号上升沿的数量的统计，根据上升沿的数量计算液位情况和防破解认证。具体地，参阅图6所示，修改对象为时钟信号，校验参数为时钟信号的周期和占空比，设定修改后的周期延长至原周期的双倍，占空比为50％，获得检测信号包括占空比为50％、周期延长的时钟信号，检测信号还包括保持不变的原始热脉冲信号和原始电压阈值信号。墨盒内的一个加热电路发出热量，通过由该加热电路关联的温度传感器(即传感器20)感测温度后，输出对应的感测电压信号。同样统计时钟信号上升沿的个数，此时，传感器所处的感测位置周围存在墨水时，上升沿个数减少至仅2个，获得翻转时间615；同理，传感器周围存在空气中时，上升沿个数也相比于上一示例有所减少，获得翻转时间620。因而，在余液液位检测电路为原装电路的情况下，用于调节时钟信号的校验参数，与获得的翻转时间615和620存在明确的对应关系，若更换电路，该种对应关系即发生改变，即破解后的非原装电路一般会使得校验参数与输出的检测结果之间不再存在与原装电路一致的对应关系。当再次输入与该示例相同的检测信号时(时钟信号周期延长至双倍，占空比为50％)，可根据液体余量检测单元反馈的计数结果，也就是液体余量检测单元反馈的翻转时间与该示例获得的翻转时间615和620(参考结果)是否一致或者在误差允许范围内，鉴别液体余量检测单元是否为原装。

该示例方案，通过简单控制时钟信号的周期和占空比(校验参数)，改变时钟信号(检测信号)，生成与校验参数和检测信号对应的检测结果(上升沿的个数)，通过检测结果与参考结果的对比，实现防破解的效果。

在又一个示例中，可以修改时钟信号占空比为75％，周期延长至原周期的双倍，墨盒内的加热电路发出热量，通过由该加热电路关联的温度传感器感测温度后，输出对应的感测电压信号。例如，参阅图7所示，分别统计存在墨水以及不存在墨水的情况下，从停止加热的时刻到感测到的电压信号降到电压阈值的时刻的时间间隔内的时钟信号上升沿的个数，此时，传感器周围存在墨水中时，上升沿个数相应降低，同理，传感器在空气中时，上升沿个数也随之降低。

在再一个示例中，改变阈值电压的大小，保持热脉冲信号不变、时钟信号也不变，翻转时间发生变化，对时钟信号上升沿的数量分别统计，根据上升沿的数量计算液位情况和防破解认证。参阅图8所示，设定阈值电压增大，如图8中标记阈值电压860的实线直线，即为增大后的电压阈值信号，对应的感测电压信号不变，热脉冲信号不变、时钟信号的周期和占空比也不变，翻转时间变短，存在墨水的情况下，获得相应的翻转时间815，不存在墨水的情况下，获得的翻转时间820，翻转时间815和820相比于原翻转时间315和320时长缩短。

需要说明的是，由于墨水的特性，在输入相同的检测信号的情况下，墨水的不同也可能会导致输出不同的检测结果，即墨水是否为原装墨水也能够影响到检测结果，当墨水不是原装墨水时，也会使得输出的检测结果相比于原装墨水对应的检测结果发生变化，因而本申请实施例提出的设计思路，不仅可以检测液体余量检测单元，还可以检测墨盒中的墨水是否为原装墨水而不是其他厂商灌装的墨水。

该示例方案，通过控制电压阈值(校验参数)，改变阈值电压信号(检测信号)，生成与校验参数和检测信号对应的理论检测结果(上升沿的个数)，通过对比上升沿个数，来确定检测结果。

在上述相关技术方案的基础上，为了进一步提升产品的防破解效果，本申请实施例第一方面提出了一种MPU芯片和图像形成设备。该MPU(Micro Processor Unit，微处理器)芯片可应用于图像形成设备，图像形成设备包括图像形成装置和耗材组件，图像形成装置与耗材组件可拆卸连接，耗材组件中安装有待检测的目标电路。

本申请实施例提供的MPU芯片的一种模块结构示例参见图9所示。该MPU芯片包括：第一运算模块、第二运算模块、控制模块和组合模块。其中，第一运算模块、第二运算模块均与组合模块电连接；第一运算模块，用于接收原始数据，根据原始数据生成第一信号，输出至组合模块；第二运算模块，用于根据原始数据生成第二信号，输出至组合模块；控制模块与组合模块电连接，用于控制组合模块对第一信号和第二信号进行组合，获得第三信号输出至目标电路；第三信号中的第一信号，用于驱动目标电路以获得第四信号；第四信号用于与第二信号进行比较以确定目标电路的检测结果。

图像形成设备，可以是用于形成图像和/或文本等实体的各种设备，例如打印机。图像形成装置，为图像形成设备中除耗材组件以外的装置，用于利用耗材组件提供的碳粉和墨水等耗材，形成文本或者图像等实体，例如，打印机可以包括打印装置和耗材组件，其中打印装置(或者说打印机本体)即为图像形成装置。

为防止混淆，需要说明的是，目标电路的检测结果，指的是目标电路是否合法的检测结果，例如原装电路为合法，非原装电路不合法。而第二信号和第四信号分别表示目标电路对耗材余量进行检测的理论预估值和实际值。

具体的，在一个实施例中，第一信号即检测信号，检测信号用于驱动待检测的目标电路，也就是检测信号输入到耗材组件中的耗材芯片，能够触发对目标电路的检测。

第二信号，即理论检测结果，理论检测结果可以根据原始数据计算出，具体可以根据原始数据和校验参数计算理论检测结果。

第三信号，即有效运算结果数据，将检测信号和理论检测结果进行组合即可获得有效运算结果数据。

第四信号，即实际检测结果，也就是待检测的目标电路(例如液体余量检测单元)基于输入的第一信号，对耗材组件内的耗材的余量进行检测后输出的实际检测数据。

具体的，在一个实施例中，第一运算模块根据原始数据和预定的校验参数A生成第一信号；第二运算模块根据原始数据和预定的校验参数B生成第二信号。第一运算模块和第二运算模块中的校验参数可以预先写入到算法程序中，即在第一运算模块和第二运算模块的算法程序可以采用该校验参数进行运算，或者作为变量存储到指定的存储地址中，算法程序可以通过访问指定的存储地址读取该校验参数。若需要修改该校验参数，可以通过产品软件升级的方式进行修改。

具体地，该校验参数A可以是上述第一校验参数、第二校验参数或第三校验参数中的任意一种或多种，例如该校验参数可以是修改后的热脉冲信号的占空比相比于原热脉冲信号增加20％，或者修改后的时钟信号的周期相比原时钟信号延长至1/12us等。

具体地，该校验参数B可以是上述第一校验参数、第二校验参数或第三校验参数中的任意一种或多种对目标电路触发检测的理论计算模型，即第二运算模块根据原始数据和预定的校验参数B(对应的理论计算模型)生成的第二信号为理论检测结果。

目标电路包括液位检测电路、MPU芯片(耗材芯片)中的至少一种，即本申请提供的防破解方法，不仅可以检测液位检测电路是否为原装，还可以检测耗材组件中的MPU芯片是否为原装。

参阅图10所示，在一个实施例中，MPU芯片还包括寄存器。寄存器用于存储原始数据，分别与第一运算模块、第二运算模块以及控制模块电连接。

在该实施例中，作为一种可实施方式，图像形成装置包括打印控制器，打印控制器与寄存器电连接，打印控制器用于生成原始数据并存入寄存器。

可选的，MPU芯片还包括比较模块；比较模块用于比较第四信号与第二信号以输出目标电路的检测结果，比较模块与组合模块以及目标电路电连接。

其中，比较模块可以是比较器、D类触发器、模数转换器ADC中的任意一种，或者是比较器和模数转换器ADC的组合；或者，还可以是D类触发器和模数转换器ADC的组合。

图像形成设备中的耗材组件一般是与图像形成装置可拆解连接的，图像形成装置(即图像形成设备设备除耗材组件以外的图像形成设备本体结构)和耗材组件中有至少一侧会安装有控制芯片，一般情况下，图像形成装置和耗材组件都各自安装有控制芯片。

需要说明的是，本申请实施例提供的MPU芯片，可以是用于安装至图像形成装置一侧的控制芯片，也可以是用于安装到耗材组件上的耗材芯片。

在一个实施例中，参阅图11所示，示例性地，本申请提供的MPU芯片可以是安装于打印装置一侧的控制芯片(即第一MPU芯片)，打印装置一侧的第一MPU芯片输出组合后的有效运算结果数据(第三信号)至目标电路，在该实施例中，目标电路包括第二MPU芯片(耗材芯片)和检测电路，有效运算结果数据中的检测信号(第一信号)可以驱动检测电路，对耗材余量进行检测，以输出实际检测结果(第四信号)，有效运算结果数据中包含理论检测结果(第三信号)，理论检测结果与实际检测结果进行比较，若二者之间的差值落入预定的阈值区间范围内，则认为目标电路中的耗材芯片以及检测电路均为原装。二者之间的差值超过预定阈值，则认为目标电路中的耗材芯片或者检测电路为非原装，则可能耗材芯片或者检测电路被反向破解，需要警告提示或终止打印机运行。

在另外的实施例中，参阅图12所示，本申请提供的MPU芯片，可以是安装于耗材组件一侧的耗材芯片。打印装置一侧的打印控制器或者控制芯片(第一MPU芯片，图12中暂未示出)输出原始数据至耗材组件中的耗材芯片(即第二MPU芯片)，耗材芯片通过如图12所示的模块结构组合设计，输出由检测信号和理论检测结果组合而成的有效运算结果数据至目标电路，在该实施例中，目标电路即为检测电路，有效运算结果数据中的检测信号可以驱动检测电路，对耗材余量进行检测，以输出实际检测结果，有效运算结果数据中包含理论检测结果数据，理论检测结果与实际检测结果进行比较，进而确定该检测电路是否为原装。该实施例中，相当于打印装置一侧向耗材组件发出了一个控制信号，例如该控制信号可以是原始数据，若耗材组件中的耗材芯片为原装，则耗材芯片会在如图9、图10或者图12中任一项所示的模块架构基础上，实现检测信号与理论检测结果的组合，并输出至检测电路，并且会向打印装置一侧反馈检测结果，若耗材芯片为非原装，则无法识别有效运算结果数据，进而检测电路驱动异常；若耗材芯片为原装，而检测电路为非原装，则打印装置一侧会接收到耗材芯片反馈的检测结果数据，该检测结果即为检测电路是否为原装或者说是否合法的检测结果。

下面为便于理解本申请提供的方案如何提高产品防破解效果，对该方案采用的数据组合方式进行说明：

打印控制器可以负责编译原始数据，将原始数据编译成由核心数据和标识数据两种数据段组成。也就是，原始数据包括：核心数据和标识数据，其中，核心数据为原始信号，例如核心数据可以是初始热脉冲信号、初始阈值电压值、计数时钟信号中的至少一种。标识数据用于标识相应的数据段是否为第一运算模块输出或者是否为第二运算模块输出。

示例性的，触发第一运算模块的标识数据可以是连续的高电平信号“111”，触发第二运算模块的标识数据可以是连续的低电平信号“000”，例如，核心数据为初始热脉冲信号：“01001101011”，则相应的原始数据为：“11101001101011…00001001101011”，即原始数据为标识数据和原始信号的组合。

原始数据输出至第一运算模块时，第一运算模块识别出标识数据“111”，则触发执行预定的计算，该预定的计算中，校验参数A为一个固定的常数值参与运算，第一运算模块根据原始数据中的核心数据(或者说有效数据)“01001101011”以及校验参数，生成检测信号(第一信号)。

原始数据输出至第二运算模块时，第二运算模块识别出标识数据“000”，则触发执行预定的计算，该预定的计算中，校验参数B为一个固定已知的常数值参与运算，第二运算模块还设置有结果预测算法，在基于原始数据和校验参数确定出检测信号后，再根据检测信号预估相应的理论检测结果(第二信号)；或者，第二运算模块中的算法程序，可以根据原始数据中的核心数据和校验参数直接计算得到相应的理论检测结果。在一个实施例中，理论检测结果可以是计数器计数上升沿的理论个数。

上述已经提及，校验参数指的是热脉冲信号等驱动信号的变更值，例如高电平时长或是阈值电压的变更值；阈值电压值或是计数时钟(采样时钟信号)的变更值，例如时钟频率、占空比。

组合模块用于将第一运算模块的输出和第二运算模块的输出进行组合，获得有效运算结果数据(第三信号)。这种组合相当于在原本的检测信号基础上混淆了其他数据，组合方式是保密的，理论检测结果也是不易获取的，使得用户或者生产商无法从中识别出有效的检测信号，也无法破解该产品实现防破解的逻辑，进而无法设计出相应的检测电路以欺骗打印机。

一种组合方式示例为：标识数据(第一运算模块)+校验参数+标识数据(第二运算模块)+理论检测结果，获得的有效运算结果数据的示例即为“111校验参数000理论检测结果”。

需要说明的是，控制模块可以通过校验原始数据中是否出现标识数据而控制组合模块的输出，例如识别出“111”时输出第一运算模块的计算后的数据(检测信号)，原始数据中出现“000”时，输出第二运算模块的计算后的数据(理论检测结果)。该组合过程相当于对检测信号进行了混淆加密处理。

有效运算结果数据中的检测信号用于驱动检测电路，示例性地，原装的检测电路能够通过识别标识数据“111…000”从有效运算结果数据中分别识别出检测信号和理论检测结果。而非原装电路是无法预判标识数据的，因为也就无法识别出检测信号和理论检测结果。标识数据可以随机生成，且对外保密，其数字进制与检测信号和理论检测结果的进制格式保持一致，以达到较好的混淆效果。

本申请实施例第二方面还提供一种图像形成设备，参阅图13所示，该图像形成设备包括第一MPU芯片、第二MPU芯片。同上述第一方面，该图像形成设备整体上可以划分为图像形成装置一侧与耗材组件一侧，图像形成装置和耗材组件可拆卸连接，耗材组件中安装有待检测的目标电路。示例性地，待检测的目标电路可以是用于检测耗材余量的检测电路，例如余液液位检测电路。

其中，第一MPU芯片为应用于图像形成装置一侧的控制芯片，可以包括打印控制器，打印控制器用于发出原始数据，原始数据中包含原始信号，例如初始热脉冲信号和/或初始阈值电压值和/或计数时钟信号，第二MPU芯片为应用于耗材组件一侧的耗材芯片。第二MPU芯片包括第一运算模块、第二运算模块、控制模块和组合模块。打印控制器分别与第一运算模块、第二运算模块以及控制模块电连接；第一运算模块、第二运算模块均以及控制模块分别与组合模块电连接；第一运算模块，用于接收原始数据，根据原始数据生成第一信号，输出至组合模块；第二运算模块，用于根据原始数据生成第二信号，输出至组合模块。控制模块用于控制组合模块对第一信号和第二信号进行组合，获得第三信号输出至目标电路；第三信号中的第一信号，用于驱动目标电路以获得第四信号；第四信号用于与第二信号进行比较以确定目标电路的检测结果，即第四信号与第二信号进行比较以确定目标电路是否合法，例如原装即认为合法。

基于上述结构设计，可以生成第三信号，作为液位检测电路的加密控制信号，驱动液位检测电路工作，进行测试获得实际测试结果。具体的基础控制逻辑可参见上述第一方面的描述，其中需要说明的是，在该第二方面实施例中，比较模块可以设置在图像形成装置(例如打印装置)一侧，即实际检测结果和理论检测结果的比较可以在打印装置中的第一MPU芯片中完成。

通过比较模块输出的比较结果，发送到打印装置的MPU芯片和/或者打印控制器，进行后续的控制处理，如果不是原装的目标电路或者原装的耗材组件，就停止打印机工作，或者在显示面板进行警告提示或者蜂鸣器提示等。

可选的，在一个实施例中，第二MPU芯片还包括寄存器，寄存器用于存储原始数据，与打印控制器、第一运算模块、第二运算模块以及控制模块电连接；寄存器位于打印控制器与第一运算模块、第二运算模块、控制模块之间；打印控制器用于生成原始数据并存入寄存器。

在一个实施例中，作为一种可实施方式，图像形成设备还包括比较模块。比较模块与组合模块以及目标电路电连接；比较模块用于比较第四信号与第二信号以输出目标电路的检测结果。具体地，比较模块可以是比较器、D类触发器、模数转换器ADC中的任意一种，或者可以是比较器和模数转换器ADC的组合；或者还可以是D类触发器和模数转换器ADC的组合。

可选的，在一个实施例中，如图13所示，示例性地，实际检测结果(第四信号)和理论检测结果(第二信号)的比较可以在打印装置的MPU中完成，例如，比较模块可以设置在打印装置的控制芯片(第一MPU芯片)中。

示例性地，原始数据中的原始信号可以是初始热脉冲信号，根据原始数据中的热脉冲信号和热脉冲信号对应的校验参数，获得修改后的热脉冲信号作为检测信号(第一信号)。例如改变热脉冲信号(计数时钟(采样时钟信号)的占空比不变、阈值电压信号也不变)，如改变加热元件的工作的高电平时长，然后改变热脉冲信号的峰值和下降沿，对应的感测电压的也会发生变化情况，进而改变时钟信号上升沿的数量的多少，根据上升沿的数量计算液位情况和加密认证。

可选的，在一个实施例中，组合模块中还设置有选通输出端，由控制模块通过识别标识数据来控制第一信号和第二信号的输出顺序。由于运算模块和选通输出端的设置，第一信号和第二信号的输出顺序不一样，通过简单控制加热元件的工作高电平时长(校验参数)，获得改变后的热脉冲信号(第一信号)，第一信号驱动检测电路进行耗材余量检测，输出与校验参数和第一信号一一对应的第四信号(上升沿的个数)，由打印装置校验第四信号和第二信号，以确定检测电路是否合法，并且第一信号不易被截获，实现防破解效果。

需要说明的是，上述各实施例中，根据校验参数生成相应的第一信号，可以分别基于如下电路实现：

基于分频器，产生热脉冲信号；

基于实时时钟芯片(Real_Time Clock，RTC)或晶振，产生时钟信号；

基于锁存-比较器电路，设定阈值电压上限并输出相应的电压阈值信号。

综上，本申请实施例提供的上述方案，通过模块结构的组合设计实现防破解，使得其他生产商或者用户等无法从图像形成装置和耗材芯片的通信中截取破解产品的检测信号或者控制逻辑，提升了产品防破解性能。

上述MPU芯片的数量可以为一个或多个，并且可选的，还设有存储器，MPU芯片和存储器之间可以通过总线或者其他方式连接。存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的设备对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述任意方法实施例中的防破解方法。存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；以及必要数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。

本申请实施例还提供一种存储介质，存储介质中存储有可执行程序，当其在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述任意实施例中的基于打印机的防破解方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，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。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、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(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(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成的服务器、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(例如固态硬盘Solid StateDisk)等。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“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的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MPU芯片，其特征在于，所述MPU芯片应用于图像形成设备；所述图像形成设备包括图像形成装置和耗材组件，所述图像形成装置与所述耗材组件可拆卸连接，所述耗材组件中安装有待检测的目标电路；

所述MPU芯片包括：

第一运算模块、第二运算模块、控制模块和组合模块；

所述第一运算模块、所述第二运算模块均与所述组合模块电连接；

所述第一运算模块，用于根据原始数据生成第一信号，输出至所述组合模块；

所述第二运算模块，用于根据所述原始数据生成第二信号，输出至所述组合模块；

所述控制模块与所述组合模块电连接，用于控制所述组合模块对所述第一信号和所述第二信号进行组合获得第三信号，输出至所述目标电路；所述第三信号中的第一信号，用于驱动所述目标电路以获得第四信号；所述第四信号用于与所述第三信号中的第二信号进行比较以确定所述目标电路的检测结果。

2.根据权利要求1所述的MPU芯片，其特征在于，所述MPU芯片还包括寄存器；

所述寄存器用于存储原始数据，分别与所述第一运算模块、所述第二运算模块以及所述控制模块电连接。

3.根据权利要求2所述的MPU芯片，其特征在于，

所述图像形成装置还包括打印控制器，所述打印控制器与所述寄存器电连接；

所述打印控制器用于生成所述原始数据并存入所述寄存器。

4.根据权利要求1所述的MPU芯片，其特征在于，所述MPU芯片还包括比较模块；

所述比较模块与所述组合模块以及所述目标电路电连接；

所述比较模块用于比较所述第四信号与所述第二信号以输出所述目标电路的检测结果。

5.根据权利要求4所述的MPU芯片，其特征在于，所述比较模块包括：

比较器、D类触发器、模数转换器ADC中的任意一种；

或，

比较器和模数转换器ADC的组合；

或，

D类触发器和模数转换器ADC的组合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的MPU芯片，其特征在于，

所述MPU芯片用于安装至所述图像形成装置或所述耗材组件。

7.一种图像形成设备，其特征在于，

所述图像形成设备包括图像形成装置和耗材组件；所述图像形成装置与所述耗材组件可拆卸连接，所述耗材组件中安装有待检测的目标电路；

第一MPU芯片用于安装在图像形成装置，第二MPU芯片用于安装在所述耗材组件；

所述第一MPU芯片包括打印控制器，用于生成原始数据；所述第二MPU芯片包括第一运算模块、第二运算模块、控制模块和组合模块；

所述打印控制器分别与所述第一运算模块、所述第二运算模块以及所述控制模块电连接；所述第一运算模块、所述第二运算模块以及所述控制模块分别与所述组合模块电连接；

所述第一运算模块，用于根据所述原始数据生成第一信号，输出至所述组合模块；

所述第二运算模块，用于根据所述原始数据生成第二信号，输出至所述组合模块；

所述控制模块用于控制所述组合模块对所述第一信号和所述第二信号进行组合获得第三信号，输出至所述目标电路；所述第三信号中的第一信号，用于驱动所述目标电路以获得第四信号；所述第四信号用于与所述第三信号中的第二信号进行比较以确定所述目标电路的检测结果。

8.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，所述第二MPU芯片还包括寄存器；

所述寄存器用于存储原始数据，与所述打印控制器、所述第一运算模块、所述第二运算模块以及所述控制模块电连接；所述寄存器位于所述打印控制器与所述第一运算模块、所述第二运算模块、所述控制模块之间；

所述打印控制器用于生成所述原始数据并存入所述寄存器。

9.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，所述图像形成设备还包括比较模块；

所述比较模块与所述组合模块以及所述目标电路电连接；

所述比较模块用于比较所述第四信号与所述第二信号以输出所述目标电路的检测结果。

10.根据权利要求9所述的图像形成设备，其特征在于，所述比较模块包括：

比较器、D类触发器、模数转换器ADC中的任意一种；

或，

比较器和模数转换器ADC的组合；

或，

D类触发器和模数转换器ADC的组合。

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