TW201448662A - 固定亮度發光二極體驅動通訊埠 - Google Patents

固定亮度發光二極體驅動通訊埠 Download PDF

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Abstract

用在時脈時間週期內具有可控制脈衝寬度及位置之複數個脈衝來驅動一發光二極體(LED)，該複數個脈衝來自一積體電路(IC)裝置之一單個輸出節點用於提供LED光強度控制及數位資訊通訊兩者。藉由該等脈衝之工作循環判定該LED光強度，其中人眼將來自該LED之此等光脈衝整合成連續光強度位準。由一光偵測器偵測來自該LED之光輸出中含有之數位資訊，該光偵測器將該等光脈衝轉換成由一電路除錯器及/或製造測試站解調變並讀取之電子信號。前述操作允許使用該IC裝置之僅一個輸出節點之連續視覺顯示及資料傳輸。在使用低接針計數IC裝置時，此係尤其有利的。

Description

固定亮度發光二極體驅動通訊埠
本發明係關於低接針計數積體電路裝置，且更特定而言係關於一種在積體電路封裝上具有用於提供狀態通訊及視覺顯示兩者之同時雙用途之單個接針。
一低接針計數積體電路應用通常需要用於指示及/或狀態之一發光二極體(LED)。另外，所有低接針計數積體電路裝置在開發及最終生產期間較佳地具有某種類型之通訊頻道。
因此，存在對針對一低接針計數積體電路應用提供視覺指示及通訊(例如，程式操作、資料及/或狀態)兩者之一方式之一需要。
根據一實施例，一種用於使用一積體電路裝置之一單個節點來驅動一發光二極體(LED)且傳輸數位資訊之方法可包括以下步驟：自一積體電路裝置之一單個節點產生複數個脈衝；及將來自該積體電路裝置之該單個節點之該複數個脈衝耦合至一發光二極體(LED)；其中來自該積體電路裝置之該單個節點之該複數個脈衝控制來自該LED之光強度且傳輸數位資訊。
根據該方法之又一實施例，來自該LED之該光強度可與該複數個脈衝之脈衝寬度實質上成比例。根據該方法之又一實施例，該複數個 脈衝中之每一者可在兩個循序時脈時間內發生。根據該方法之又一實施例，該複數個脈衝中之每一者之一位準改變可在兩個循序時脈時間內發生。根據該方法之又一實施例，一高至低位準改變可表示一邏輯1且一低至高位準改變可表示一邏輯0。根據該方法之又一實施例，一低至高位準改變可表示一邏輯1且一高至低位準改變可表示一邏輯0。根據該方法之又一實施例，在該兩個循序時脈時間內發生的表示一邏輯1之該位準改變之一位置可不同於表示一邏輯0之該位準改變的位置。
根據該方法之又一實施例，另外可包括以下步驟：憑藉一光偵測器將來自該LED之光脈衝轉換成電脈衝；將來自該光偵測器之該等電脈衝耦合至一資料接收裝置；及將來自該光偵測器之該等電脈衝轉換回成該數位資訊。
根據另一實施例，一種積體電路裝置可包括：一數位處理器及記憶體；一串列介面，其具有耦合至該數位處理器之一輸入；一發光二極體(LED)光強度控制電路，其具有耦合至該數位處理器之一輸入；一調變器，其具有耦合至該串列介面之一輸出之一第一輸入及耦合至該LED光強度控制電路之一輸出之一第二輸入；及一單個節點，其耦合至該調變器之一輸出。
根據又一實施例，一LED可耦合至該單個節點。根據又一實施例，一限流電阻器可耦合於該LED與該單個節點之間。
根據再一實施例，一種用於使用一積體電路裝置之一單個節點來驅動一發光二極體(LED)且傳輸數位資訊之系統可包括：一積體電路裝置，該積體電路裝置自其一單個節點產生複數個脈衝；及一發光二極體(LED)，其耦合至該積體電路裝置之該單個節點；其中來自該積體電路裝置之該單個節點之該複數個脈衝控制來自該LED之光強度且傳輸數位資訊。
根據又一實施例，來自該LED之該光強度可與該複數個脈衝之脈衝寬度實質上成比例。根據又一實施例，該複數個脈衝中之每一者在兩個循序時脈時間內發生。根據又一實施例，該複數個脈衝中之每一者之一位準改變在兩個循序時脈時間內發生。根據又一實施例，一高至低位準改變可表示一邏輯1且一低至高位準改變可表示一邏輯0。根據又一實施例，一低至高位準改變可表示一邏輯1且一高至低位準改變可表示一邏輯0。根據又一實施例，在該兩個循序時脈時間內發生的表示一邏輯1之該位準改變之一位置可不同於表示一邏輯0之該位準改變的位置。
根據又一實施例，一光偵測器可用於將來自該LED之光脈衝轉換成電脈衝；且一資料接收裝置可耦合至該光偵測器且經調適用於接收該等電脈衝；其中可藉由該資料接收裝置將來自該光偵測器之該等電脈衝轉換回成該數位資訊。
102‧‧‧低接針計數積體電路裝置/積體電路裝置
104‧‧‧調變器
106‧‧‧串列介面
108‧‧‧發光二極體光強度控制電路
110‧‧‧數位處理器及記憶體
112‧‧‧節點
114‧‧‧限流電阻器/電阻器
116‧‧‧發光二極體
122‧‧‧資料接收裝置
124‧‧‧解調變器
126‧‧‧串列介面
128‧‧‧除錯或測試處理器
130‧‧‧光偵測器
132‧‧‧人眼
134‧‧‧節點
Ck1‧‧‧時脈1
Ck2‧‧‧時脈2
Ck3‧‧‧時脈3
Ck4‧‧‧時脈4
Ck5‧‧‧時脈5
Ck6‧‧‧時脈6
Ck7‧‧‧時脈7
Ck8‧‧‧時脈8
結合隨附圖式參考以下說明可獲取對本發明之一較完整理解，其中：圖1根據本發明之一特定實例性實施例圖解說明一低接針計數積體電路裝置之一示意性方塊圖；圖2根據本發明之教示圖解說明用以產生各種LED光強度輸出之示意性波形時序圖；且圖3根據本發明之一特定實例性實施例圖解說明在用來自如圖1中所展示之一UART之數位信號進行調變時高及低LED光強度輸出之示意性波形時序圖。
雖然易於對本發明做出各種修改及替代形式，但已在圖式中展示並在本文中詳細闡述其特定實例性實施例。然而，應理解，本文中對特定實例性實施例之說明並不意欲將本發明限制於本文中所揭示之 特定形式，而是相反，本發明欲涵蓋隨附申請專利範圍所界定之所有修改及等效形式。
用在時脈時間週期內具有可控制脈衝寬度及位置之複數個脈衝來驅動一發光二極體(LED)，該複數個脈衝來自一積體電路(IC)裝置(例如，低接針計數IC裝置)之一單個輸出節點用於提供LED光強度控制及數位資訊通訊兩者。(例如)來自一UART之串列資訊(例如，資料)及對LED之光強度控制在一光強度及數位資訊調變器中組合在一起。LED光強度係藉由來自光強度及數位資訊調變器之脈衝輸出控制。人眼取決於其脈衝寬度而將來自LED之光脈衝整合成連續光強度位準。
由一光偵測器偵測來自LED之光輸出中含有之數位資訊，該光偵測器將來自LED之光脈衝轉換成可耦合至一解調變器之電子信號，該解調變器可與一電路除錯器及/或製造測試站相關聯。來自解調變器之經解調變資料輸出可由與電路除錯器及/或製造測試站相關聯之一數位處理器讀取。前述操作允許使用IC裝置之僅一個輸出節點(例如，接針、球塊等)之連續視覺顯示及資料傳輸。在使用(例如)囊封於低接針計數IC裝置封裝中之低接針計數IC裝置時，此係尤其有利的。
現在參考圖式，示意性地圖解說明特定實例性實施例之細節。圖式中之相同元件將由相同編號表示，且類似元件將由具有一不同小寫字母後綴之相同編號表示。
參考圖1，根據本發明之一特定實例性實施例繪示一低接針計數積體電路裝置之一示意性方塊圖。一低接針計數積體電路(IC)裝置102可包括一數位處理器及記憶體110、一串列介面106(例如，UART)、一LED光強度控制電路108及一調變器104，調變器104用於將來自串列介面106及LED光強度控制電路108之輸出組合成可施加至與一限流電阻器114串聯連接之一LED 116之複數個脈衝之一串列串 流。來自調變器104之輸出透過與IC裝置102相關聯之一單個節點112耦合至LED 116/電阻器114。
來自LED 116之光脈衝可由將此等光脈衝轉換成電子脈衝之一光偵測器130接收，光偵測器130可耦合至與一資料接收裝置122(例如，電路除錯器、製造測試站等)相關聯之一解調變器124。來自LED 116之光亦可被一人眼132看見，人眼132將來自其之光脈衝整合成與此等光脈衝之脈衝寬度成比例之光強度位準。資料接收裝置122可包括解調變器124、一串列介面126(例如，UART)及一除錯或測試處理器128。光偵測器130可透過資料接收裝置122之節點134耦合至解調變器124。
據預期且在本發明之範疇內，IC裝置102之節點112可直接耦合至資料接收裝置122之節點134，其中藉由資料接收裝置122之資料接收不再需要光偵測器130。
參考圖2，根據本發明之教示繪示用以產生各種LED光強度輸出之示意性波形時序圖。出現至一人眼132之光強度將與來自LED 116之該複數個光脈衝之脈衝寬度之整合實質上成比例。在電流流動穿過LED 116時，LED 116將具有一光輸出，且該複數個光脈衝之整合係由圖2中所展示之交叉陰影區指示。舉例而言，一50%工作循環下之脈衝寬度將自LED 116產生約一半最大亮度下之光。極高工作循環脈衝寬度將自LED 116產生約一最大亮度下之光。且極低工作循環脈衝寬度將自LED 116產生約一最小亮度下之光。最小脈衝寬度可經調整以指人眼132不會實質上感知來自LED 116之一光輸出之情況，其中LED 116將出現至或離開人眼132。即使在極低工作循環(極小脈衝寬度)下，嵌入於由圖2之波形時序圖中之箭頭所表示之該複數個光脈衝中之資料亦將係可恢復的。
參考圖3，根據本發明之一特定實例性實施例繪示在用來自如圖 1中所展示之一UART之數位信號進行調變時高及低LED光強度輸出之示意性波形時序圖。表示資料之高及低位準(例如，高及低電壓或高及低電流)可由串列介面106串列地產生。一(若干)開始脈衝可指示一串列資料傳輸之開始。串列資料傳輸之開始部分可係複數個低位準(邏輯零)(僅展示一個低位準)。串列介面126可藉由鎖定至可自包括該複數個低位準(邏輯零)之串列資料傳輸之開始部分導出之串列傳輸時脈速率上而起始接收資料獲取。
一旦已判定並鎖定至串列傳輸時脈速率，每一串列資料符號可解碼成一邏輯「1」(例如，高位準)或一邏輯「0」(例如，低位準)。如圖3中所展示，一邏輯「1」符號可由一向下指箭頭所表示之一高位準至一低位準轉變來表示，且一邏輯「0」符號可由一向上指箭頭所表示之一低位準至一高位準轉變來表示。此等位準轉變判定為在由Ck1、Ck2、...表示之循序時脈時間之間，例如，發生在時脈時間之間的一位準轉變可解碼成一邏輯「1」或一邏輯「0」。舉例而言，時脈時間Ck2與Ck3之間的符號解碼展示自一低位準至一高位準之一位準轉變，從而指示表示一資料「1」之一資料符號，且在時脈時間Ck3與Ck4及Ck與Ck5之間展示自高位準至低位準之位準轉變，從而指示表示兩個資料位元之資料符號，該兩個資料位元各自具有一邏輯「0」資料值。時脈邊界處之位準轉變可由串列介面126作為資料符號忽略但可用以維持時脈時序同步。據預期且在本發明之範疇內，表示「1」之一資料符號亦可係自高至低之一位準轉變，且表示「0」之一資料符號亦可係自低至高之一位準轉變。
來自LED 116之光輸出可由至其之邏輯高脈衝之脈衝寬度控制。高脈衝之脈衝寬度(持續時間)越長，來自LED 116之光輸出越亮。對於來自LED 116之一高光輸出，將針對時脈時間之間的波形之實質部分施加邏輯高至LED 116。相反地，對於來自LED 116之一極低光輸 出(一人眼132實質上未視覺感知到光)，將針對時脈時間之間的波形之實質非緊要部分施加邏輯高至LED 116。實質上全光輸出與實質上無光輸出之間之光輸出位準將與高邏輯位準(例如，Vdd(電源電壓))處之脈衝寬度大約成比例。脈衝之寬度僅影響來自LED 116之光強度輸出，此乃因資料符號偵測在時脈時序邊界之間的邏輯位準轉變處發生。舉例而言，資料寫碼可係但不限於曼徹斯特(Manchester)寫碼。
雖然已參考本發明之實例性實施例來繪示、闡述及界定本發明之實施例，但此等參考並不暗示對本發明之一限制，且不應推斷出存在此限制。如熟習相關技術且受益於本發明者將聯想到，所揭示之標的物能夠在形式及功能上具有大量修改、變更及等效形式。本發明之所繪示及所闡述實施例僅係實例，且並非係對本發明之範疇之窮盡性說明。
102‧‧‧低接針計數積體電路裝置/積體電路裝置
104‧‧‧調變器
106‧‧‧串列介面
108‧‧‧發光二極體光強度控制電路
110‧‧‧數位處理器及記憶體
112‧‧‧節點
114‧‧‧限流電阻器/電阻器
116‧‧‧發光二極體
122‧‧‧資料接收裝置
124‧‧‧解調變器
126‧‧‧串列介面
128‧‧‧除錯或測試處理器
130‧‧‧光偵測器
132‧‧‧人眼
134‧‧‧節點

Claims (19)

  1. 一種用於使用一積體電路裝置之一單個節點來驅動一發光二極體(LED)且傳輸數位資訊之方法，該方法包括以下步驟：自一積體電路裝置之一單個節點產生複數個脈衝；及將來自該積體電路裝置之該單個節點之該複數個脈衝耦合至一發光二極體(LED)；其中來自該積體電路裝置之該單個節點之該複數個脈衝控制來自該LED之光強度且傳輸數位資訊。
  2. 如請求項1之方法，其中來自該LED之該光強度與該複數個脈衝之脈衝寬度實質上成比例。
  3. 如請求項1之方法，其中該複數個脈衝中之每一者在兩個循序時脈時間內發生。
  4. 如請求項1之方法，其中該複數個脈衝中之每一者之一位準改變在兩個循序時脈時間內發生。
  5. 如請求項4之方法，其中一高至低位準改變表示一邏輯1且一低至高位準改變表示一邏輯0。
  6. 如請求項4之方法，其中一低至高位準改變表示一邏輯1且一高至低位準改變表示一邏輯0。
  7. 如請求項4之方法，其中在該兩個循序時脈時間內發生的表示一邏輯1之該位準改變之一位置不同於與表示一邏輯0之該位準改變的位置。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包括以下步驟：憑藉一光偵測器將來自該LED之光脈衝轉換成電脈衝；將來自該光偵測器之該等電脈衝耦合至一資料接收裝置；及將來自該光偵測器之該等電脈衝轉換回成該數位資訊。
  9. 一種積體電路裝置，其包括：一數位處理器及記憶體；一串列介面，其具有耦合至該數位處理器之一輸入；一發光二極體(LED)光強度控制電路，其具有耦合至該數位處理器之一輸入；一調變器，其具有耦合至該串列介面之一輸出之一第一輸入及耦合至該LED光強度控制電路之一輸出之一第二輸入；及一單個節點，其耦合至該調變器之一輸出。
  10. 如請求項9之積體電路裝置，其進一步包括耦合至該單個節點之一LED。
  11. 如請求項10之積體電路裝置，其進一步包括耦合於該LED與該單個節點之間的一限流電阻器。
  12. 一種用於使用一積體電路裝置之一單個節點來驅動一發光二極體(LED)且傳輸數位資訊之系統，該系統包括：一積體電路裝置，該積體電路裝置自其一單個節點產生複數個脈衝；及一發光二極體(LED)，其耦合至該積體電路裝置之該單個節點；其中來自該積體電路裝置之該單個節點之該複數個脈衝控制來自該LED之光強度且傳輸數位資訊。
  13. 如請求項12之系統，其中來自該LED之該光強度與該複數個脈衝之脈衝寬度實質上成比例。
  14. 如請求項12之系統，其中該複數個脈衝中之每一者在兩個循序時脈時間內發生。
  15. 如請求項12之系統，其中該複數個脈衝中之每一者之一位準改變在兩個循序時脈時間內發生。
  16. 如請求項12之系統，其中一高至低位準改變表示一邏輯1且一低至高位準改變表示一邏輯0。
  17. 如請求項15之系統，其中一低至高位準改變表示一邏輯1且一高至低位準改變表示一邏輯0。
  18. 如請求項15之系統，其中在該兩個循序時脈時間內發生的表示一邏輯1之該位準改變之一位置不同於表示一邏輯0之該位準改變的位置。
  19. 如請求項12之系統，其進一步包括：一光偵測器，其用於將來自該LED之光脈衝轉換成電脈衝；及一資料接收裝置，其耦合至該光偵測器且經調適用於接收該等電脈衝；其中藉由該資料接收裝置將來自該光偵測器之該等電脈衝轉換回成該數位資訊。
TW103108879A 2013-03-15 2014-03-13 固定亮度發光二極體驅動通訊埠 TWI618445B (zh)

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