一种光模块、光通讯系统及光通讯系统上电方法与流程

1.本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及的是一种光模块、光通讯系统及光通讯系统上电方法。


背景技术：

2.在光通信网络中，光模块是一个重要组成部分，在光通信网络传输的不同领域、环节中扮演着重要角色，光模块一般包括光发射机、光接收机与单片机(microcontroller unit，mcu)。
3.在光通讯领域中，为了提高通讯容量，一个系统上面需要配置多个光模块。光模块通常支持热插拔，在插拔光模块时系统无需断电。然而，当在单板上面插拔光模块的时候，会造成i2c总线先上电，mcu的电源脚后上电的情况，这样会引起i2c总线的电流倒灌，使得i2c总线上的电压串到mcu的电源脚上驱动mcu内部的假负载，进而使得i2c总线上的电平被异常拉低，导致单板上其他光模块出现通讯错误。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光模块、光通讯系统及光通讯系统上电方法，以解决现有光模块在单板上热插拔时i2c总线上的电平被异常拉低而导致单板上其他光模块出现通讯错误的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种光模块，其包括单片机以及与所述单片机连接的光发射模块与光接收模块；其中，所述单片机包括：通讯单元、假负载、第一静电保护单元、第二静电保护单元、第一二极管与第二二极管；
8.所述假负载与所述单片机的电源脚连接；
9.所述通讯单元分别与所述单片机的时钟脚与数据脚连接；
10.所述第一静电保护单元分别与所述第一二极管的阴极、所述单片机的数据脚以及地连接；
11.所述第一二极管的阳极与所述单片机的电源脚连接；
12.所述第二静电保护单元分别与所述第二二极管的阴极、所述单片机的时钟脚以及地连接；
13.所述第二二极管的阳极与所述单片机的电源脚连接。
14.本发明的进一步设置，所述第一静电保护单元包括：第三二极管与第四二极管；其中，
15.所述第三二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极连接；
16.所述第四二极管的阴极还与所述单片机的数据脚连接，所述第四二极管的阳极接
地。
17.本发明的进一步设置，所述第二静电保护单元包括：第五二极管与第六二极管；其中，
18.所述第五二极管的阴极与所述第二二极管的阴极连接，所述第五二极管的阳极与所述第六二极管的阴极连接；
19.所述第六二极管的阴极还与所述单片机的时钟脚连接，所述第六二极管的阳极接地。
20.本发明的进一步设置，所述光模块还包括：缓启模块；所述缓启模块与所述单片机的电源脚连接，所述缓启模块用于控制所述单片机的电源脚延迟上电。
21.本发明的进一步设置，所述缓启模块控制所述单片机的电源脚延迟上电的时间为3－7毫秒。
22.本发明的进一步设置，所述单片机通过时钟脚与数据脚与i2c总线连接。
23.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种光通讯系统，其包括单板以及若干与所述单板连接的如上述所述的光模块。
24.本发明的进一步设置，所述单板设置有单板接口，所述光模块通过所述单板接口实现与i2c总线的连接以及电源的接入。
25.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种应用于上述所述光通讯系统的光通讯系统上电方法，其包括：
26.当光模块插入单板时，单片机的时钟脚与数据脚首先上电；
27.控制单片机的电源脚在延迟预设时长后上电；其中，在单片机的电源脚的延迟上电期间，通过第一二极管与第二二极管防止电压从单片机的时钟脚与数据脚串至电源脚。
28.本发明的进一步设置，所述预设时长为3－7毫秒。
29.本发明所提供的一种光模块、光通讯系统及光通讯系统上电方法，其中光模块包括单片机以及与所述单片机连接的光发射模块与光接收模块；其中，所述单片机包括：通讯单元、假负载、第一静电保护单元、第二静电保护单元、第一二极管与第二二极管；所述假负载与所述单片机的电源脚连接；所述通讯单元分别与所述单片机的时钟脚与数据脚连接；所述第一静电保护单元分别与所述第一二极管的阴极、所述单片机的数据脚以及地连接；所述第一二极管的阳极与所述单片机的电源脚连接；所述第二静电保护单元分别与所述第二二极管的阴极、所述单片机的时钟脚以及地连接；所述第二二极管的阳极与所述单片机的电源脚连接。本发明通过在单片机的电源脚与第一静电保护单元之间连接第一二极管，并在单片机的电源脚与第二静电保护单元之间连接第二二极管，能够防止电压从单片机的时钟脚与数据脚串至电源脚，从而不会造成i2c总线的电平被拉低，进而能够避免因i2c总线电平被异常拉低所导致的单板上其他光模块出现通讯错误的问题。
附图说明
30.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
31.图1是本发明中光通讯系统原理图。
32.图2是本发明中光模块的整体架构图。
33.图3是本发明中光通讯系统上电方法的流程示意图。
34.附图中各标记：100、光模块；110、单片机；111、假负载；112、通讯单元；113、第一静电保护单元；114、第二静电保护单元；120、光发射模块；130、光接收模块；140、缓启模块；200、单板。
具体实施方式
35.本发明提供一种光模块、光通讯系统及光通讯系统上电方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
37.应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
38.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
39.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
40.请同时参阅图1与图2，本发明提供了一种光通讯系统的较佳实施例。
41.如图1所示，本发明提供的一种光通讯系统，其包括单板200以及若干与所述单板200连接的光模块100。具体地，所述单板200设置有单板接口，所述光模块100通过所述单板接口实现与i2c总线的连接以及电源的接入。
42.请参阅图2，在一些实施例中，所述光模块100包括单片机110以及与所述单片机110连接的光发射模块120与光接收模块130，所述光发射模块120根据接入的电信号输出光信号至所述光接收模块130，所述光接收模块130将接收的光信号转换为电信号，所述单片机110能够对电信号进行处理。
43.请参阅图1，所述单片机110包括：通讯单元112、假负载111、第一静电保护单元
113、第二静电保护单元114、第一二极管d1与第二二极管d2。所述假负载111与所述单片机110的电源脚连接；所述通讯单元112分别与所述单片机110的时钟脚与数据脚连接；所述第一静电保护单元113分别与所述第一二极管d1的阴极、所述单片机110的数据脚以及地连接；所述第一二极管d1的阳极与所述单片机110的电源脚连接；所述第二静电保护单元114分别与所述第二二极管d2的阴极、所述单片机110的时钟脚以及地连接；所述第二二极管d2的阳极与所述单片机110的电源脚连接。
44.具体地，所述假负载111通过单片机110的电源脚接入电源实现驱动，所述通讯单元112通过所述单片机110的时钟脚与数据脚与i2c总线连接，以实现通讯。所述第一静电保护单元113与所述第二静电保护单元114能够在光模块100上电后起到静电保护作用。因所述单片机110的gpio脚(时钟脚与数据脚)的上电时间比电源脚上电时间要早，则存在gpio上的电压通过所述第一静电保护单元113或所述第二静电保护单元114串到电源脚的风险，根据二极管的单向导通性，在所述第一静电保护单元113与单片机110的电源脚之间以及所述第二静电保护单元114与单片机110的电源脚之间分别连接所述第一二极管d1与所述第二二极管d2，能够防止gpio上的电流倒灌至单片机110的电源脚。
45.当所述光模块100插入所述单板200时，即进行热插拔时，所述单片机110的gpio脚先上电，单片机110的电源脚后上电，在gpio脚与电源脚的间隔上电期间，所述第一二极管d1与所述第二二极管d2能够防止电压从gpio上串到电源脚，因而不会造成i2c总线的电平被异常拉低，进而能够避免因i2c总线电平被异常拉低所导致的单板200上其他光模块100出现通讯错误的问题。另外，所述第一二极管d1与所述第二二极管d2还能够对所述单片机110的gpio起到静电保护的作用。
46.请继续参阅图1，在一些实施例中，所述光模块100还包括：缓启模块140；所述缓启模块140与所述单片机110的电源脚连接，所述缓启模块140用于控制所述单片机110的电源脚延迟上电。
47.具体地，所述缓启模块140与所述单片机110的电源脚连接，当光模块100插入所述单板200时，外部电源首先与所述光模块100内的所述缓启模块140连通，在所述缓启模块140的控制下，所述单片机110的电源脚会延迟预设时长上电，在延迟的预设时长中，通过所述第一二极管d1与所述第二二极管d2放置所述单片机110的时钟脚与数据脚的电压串至所述单片机110的电源脚。
48.在一些实施例中，所述缓启模块140控制所述单片机110的电源脚延迟上电的时间为3－7毫秒，例如，可以是5毫秒。
49.请参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述第一静电保护单元113包括：第三二极管d3与第四二极管d4。其中，所述第三二极管d3的阴极与所述第一二极管d1的阴极连接，所述第三二极管d3的阳极与所述第四二极管d4的阴极连接；所述第四二极管d4的阴极还与所述单片机110的数据脚连接，所述第四二极管d4的阳极接地。
50.具体地，所述第四二极管d4连接在所述单片机110的数据脚与地之间，对所述单片机110的数据脚起到静电保护作用，所述第三二极管d3连接在所述单片机110的电源脚与所述第四二极管d4之间，对所述单片机110的电源脚起到静电保护作用。
51.请参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述第二静电保护单元114包括：第五二极管d5与第六二极管d6。其中，所述第五二极管d5的阴极与所述第二二极管d2的
阴极连接，所述第五二极管d5的阳极与所述第六二极管d6的阴极连接；所述第六二极管d6的阴极还与所述单片机110的时钟脚连接，所述第六二极管d6的阳极接地。
52.具体地，所述第六二极管d6连接在所述单片机110的时钟脚与地之间，对所述单片机110的时钟脚起到静电保护作用，所述第五二极管d5连接在所述单片机110的电源脚与所述第六二极管d6之间，对所述单片机110的电源脚起到静电保护作用。
53.请参阅图3，在一些实施例中，本发明还提供了一种应用于上述所述光通讯系统的光通讯系统上电方法，其包括步骤：
54.s100、当光模块插入单板时，单片机的时钟脚与数据脚首先上电；
55.s200、控制单片机的电源脚在延迟预设时长后上电；其中，在单片机的电源脚的延迟上电期间，通过第一二极管与第二二极管防止电压从单片机的时钟脚与数据脚串至电源脚。
56.具体地，当所述光模块进行热插拔时，所述单片机的gpio脚先上电，通过缓启模块控制单片机的电源脚后上电，在gpio脚与电源脚的间隔上电期间，通过第一二极管与第二二极管防止电压从gpio上串到电源脚，因而不会造成i2c总线的电平被异常拉低，进而能够避免因i2c总线电平被异常拉低所导致的单板上其他光模块出现通讯错误的问题。另外，所述第一二极管与所述第二二极管还能够对单片机的gpio起到静电保护的作用。
57.在一些实施例中，所述预设时长为3－7毫秒，例如5毫秒。
58.综上所述，本发明所提供的一种光模块、光通讯系统及光通讯系统上电方法，具有以下有益效果：
59.当所述光模块进行热插拔时，控制单片机的gpio脚先上电，单片机的电源脚后上电，在gpio脚与电源脚的间隔上电期间，通过第一二极管与第二二极管防止电压从gpio上串到电源脚，因而不会造成i2c总线的电平被异常拉低，进而能够避免因i2c总线电平被异常拉低所导致的单板上其他光模块出现通讯错误的问题。另外，所述第一二极管与所述第二二极管还能够对单片机的gpio起到静电保护的作用。
60.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种光模块，其特征在于，包括单片机以及与所述单片机连接的光发射模块与光接收模块；其中，所述单片机包括：通讯单元、假负载、第一静电保护单元、第二静电保护单元、第一二极管与第二二极管；所述假负载与所述单片机的电源脚连接；所述通讯单元分别与所述单片机的时钟脚与数据脚连接；所述第一静电保护单元分别与所述第一二极管的阴极、所述单片机的数据脚以及地连接；所述第一二极管的阳极与所述单片机的电源脚连接；所述第二静电保护单元分别与所述第二二极管的阴极、所述单片机的时钟脚以及地连接；所述第二二极管的阳极与所述单片机的电源脚连接。2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一静电保护单元包括：第三二极管与第四二极管；其中，所述第三二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极连接；所述第四二极管的阴极还与所述单片机的数据脚连接，所述第四二极管的阳极接地。3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二静电保护单元包括：第五二极管与第六二极管；其中，所述第五二极管的阴极与所述第二二极管的阴极连接，所述第五二极管的阳极与所述第六二极管的阴极连接；所述第六二极管的阴极还与所述单片机的时钟脚连接，所述第六二极管的阳极接地。4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括：缓启模块；所述缓启模块与所述单片机的电源脚连接，所述缓启模块用于控制所述单片机的电源脚延迟上电。5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述缓启模块控制所述单片机的电源脚延迟上电的时间为3－7毫秒。6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述单片机通过时钟脚与数据脚与i2c总线连接。7.一种光通讯系统，其特征在于，包括单板以及若干与所述单板连接的如权利要求1－6任一项所述的光模块。8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述单板设置有单板接口，所述光模块通过所述单板接口实现与i2c总线的连接以及电源的接入。9.一种应用于权利要求7或8所述光通讯系统的光通讯系统上电方法，其特征在于，包括：当光模块插入单板时，单片机的时钟脚与数据脚首先上电；控制单片机的电源脚在延迟预设时长后上电；其中，在单片机的电源脚的延迟上电期间，通过第一二极管与第二二极管防止电压从单片机的时钟脚与数据脚串至电源脚。10.根据权利要求9所述的光通讯系统上电方法，其特征在于，所述预设时长为3－7毫秒。

技术总结
本发明公开了一种光模块、光通讯系统及光通讯系统上电方法，其中光模块包括单片机以及与单片机连接的光发射模块与光接收模块；其中，单片机包括：通讯单元、假负载、第一静电保护单元、第二静电保护单元、第一二极管与第二二极管；假负载与单片机的电源脚连接；通讯单元分别与单片机的时钟脚与数据脚连接；第一静电保护单元分别与第一二极管的阴极、单片机的数据脚以及地连接；第一二极管的阳极与单片机的电源脚连接；第二静电保护单元分别与第二二极管的阴极、单片机的时钟脚以及地连接；第二二极管的阳极与单片机的电源脚连接。本发明能够避免因I2C总线电平被异常拉低所导致的单板上其他光模块出现通讯错误的问题。上其他光模块出现通讯错误的问题。上其他光模块出现通讯错误的问题。


技术研发人员：刘吉平 刘洋 王翔 郑增忠
受保护的技术使用者：深圳市航顺芯片技术研发有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/13