一种USB通信在线维护的装置和方法 【技术领域】
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及的是，一种USB接口通信电路在线维护的装置和方法。
背景技术
随着计算机应用的普及，外围设备与计算机之间的通讯问题成了各种应用中关键的一个环节，在各种通讯方式中，USB因其诸多优点而备受青睐，申请号为200420038273.7的中国实用新型专利“基于USB的可重构密码协处理器的板级验证电路”公开了一种通过USB接口实现外围设备与计算机之间通讯的装置，参见图1，该装置的技术方案为，使用USB接口芯片FT245BM连接USB接口和现场可编程门阵列FPGA，实现计算机和FPGA之间的数据通信，但是该方案存在的问题是，在数据通信过程中经常出现数据掉链、USB接口挂起的故障，解决这一故障往往需要重新拔、插USB接口，使接口芯片FT245BM复位，重新建立数据连接，对于持续大流量的数据传输，这种故障排除方法显然满足不了应用要求。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种USB通信在线维护装置和维护方法。
本发明的技术方案如下：
一种USB通信在线维护的装置，包括USB接口、USB接口电路和数据处理电路，所述USB接口电路分别与所述USB接口和所述数据处理电路相连接，用于所述USB接口和所述数据处理电路之间的数据通信，其中，所述数据处理电路还包括复位控制模块，其分别与所述USB接口电路和所述USB接口相连接，用于同时接收来自所述USB接口电路的控制信号1和来自所述USB接口的控制信号2，并根据所述控制信号1和所述控制信号2，按预设置条件向所述USB接口电路输出复位信号。
所述的装置，所述复位控制模块包括判断单元和复位输出单元，所述判断单元分别与所述USB接口电路和所述USB接口相连接，用于接收所述控制信号1和所述控制信号2，判断所述控制信号1和所述控制信号2符合所述预设置条件，向所述复位输出单元输出控制信号3，所述复位输出单元用于响应所述控制信号3，输出复位信号。
所述的装置，所述USB接口电路为芯片FT245BM。
所述的装置，所述控制信号1为FT245BM芯片管脚10的输出信号，所述控制信号2为所述USB接口的电源总线信号。
所述的装置，所述数据处理电路为现场可编程门阵列FPGA。
一种应用于如权利要求1所述装置的方法，包括如下步骤：
A1：所述数据处理电路接收来自所述USB接口电路的控制信号1和来自所述USB接口的控制信号2；
A2：判断所述控制信号1和所述控制信号2是否同时为高电平，是则执行步骤A3；
A3：检测控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间，判断所述持续时间是否超过预设数值，是则执行步骤A4；
A4：向所述USB接口电路输出复位信号，返回步骤A2。
所述的方法，所述预设数值为5秒。
所述的方法，所述复位信号为持续至少5毫秒的低电平脉冲信号。
所述的方法，所述USB接口电路为FT245BM芯片。
所述的方法，所述数据处理电路为现场可编程门阵列FPGA。
所述的方法，所述控制信号1为FT245BM芯片管脚10的输出信号，所述控制信号2为所述USB接口的电源总线信号。采用上述方案，本发明通过设置复位控制模块，自动在线检测出USB通信装置的掉链故障，自动在线向USB接口芯片发出复位信号使之重新复位，不需要重新拔、插USB数据线，在线解决了通信中断的故障。
【附图说明】
图1为现有技术的示意图；
图2是本发明实施例1的示意图；
图3是本发明实施例2的结构示意图；
图4是本发明实施例3的示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
如图2所示，本实施例提供了一种USB接口通信电路在线维护装置，包括USB接口10，USB接口电路11和数据处理电路12，本实施例中USB接口电路11采用接口芯片FT245BM实现其功能，数据处理电路12采用现场可编程门阵列FPGA实现其功能，当然，本领域技术人员根据需要也可以选择其他类似硬件，比如接口芯片还可以采用FT245BL、FT245RL等，数据处理电路12也可采用单片机或者复杂可编程门阵列CPLD等，
FT245BM与USB接口10和数据处理电路FPGA相连接，用于USB接口10和FPGA之间的数据通信，FT245BM与USB接口10和数据处理电路FPGA的连接方法已经实现有技术，在此不再赘述，以下重点描述本发明对现有技术的贡献部分。
在数据处理电路FPGA中还设置一复位控制模块121，复位控制模块121同时接收来自USB接口电路FT245BM的控制信号1——USB_PWREN，也即FT245BM芯片第10管脚的输出和来自USB接口10的控制信号2——USB_VBUS，也即USB接口的+5V端，本实施例中采用该+5V端经过电阻R1分压后的信号，复位控制模块121根据控制信号USB_PWREN和控制信号USB_VBUS的状态，决定是否向FT245BM的复位端(第4管脚)输出复位信号，具体来说，当USB_VBUS为低电平，USB_PWREN为高电平时，此时表示USB数据线没有插上，所以此时USB设备一定处于断开的状态，复位控制模块不做出任何动作；USB_VBUS为高，USB_PWREN为低，此时表示USB线已经插上，且USB通信正常，同样无需处理；USB_VBUS为高，USB_PWREN为高，此种情况表示USB线已经插上，但是USB设备处于挂起状态，这就表示USB通信出错，但是USB驱动通常能够回复设备的连接。故在这种情况出现后，需要等待一段时间后再做判断，如果过了几秒之后仍然为该状态，则表示USB连接一直在错误并且无法回复，此时就需要给FT245BM中发送一个持续时间为数毫秒的低电平的复位信号，这样就能恢复USB的连接。
这样，通过设置复位控制模块，自动在线检测出USB通信装置的掉链故障，自动在线向USB接口芯片发出复位信号使之重新复位，不需要重新拔、插USB数据线，在线解决了USB通信中断地故障。
实施例2
本实施例对实施例1中的复位控制模块121进一步做了优化设计，如图3所示，复位控制模块121包括判断单元1211和复位输出单元1212，判断单元1211接收控制信号1和控制信号2，并对控制信号1和控制信号2作出判断和检测，根据判断和检测结果输出信号到复位输出单元1212，控制其是否输出复位信号USB_RST到USB接口电路的复位端。
例如，所述复位控制模块包括判断单元和复位输出单元，判断单元包括接收模块、第一判断模块、检测模块和第二判断模块，复位输出单元包括响应模块和输出模块。接收模块接收所述控制信号1和所述控制信号2，传送到第一判断模块，由其判断所述控制信号1和所述控制信号2是否同时为高电平，若结果为否，则不作处理，若同时为高电平时，则由检测模块检测控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间，传送到第二判断模块，由其判断所述持续时间是否超过预设数值，若结果为否，则不作处理，若超过预设数值时，输出控制信号3到响应模块，响应模块接收到控制信号3，则启动输出模块，由输出模块向所述USB接口电路输出复位信号。
一种实施方式是判断单元1211接收来自USB接口电路FT245BM的控制信号1——USB_PWREN，也即FT245BM芯片第10管脚的输出和来自USB接口10的控制信号2——USB_VBUS，也即USB接口的+5V端，复位输出单元1212根据控制信号USB_PWREN和控制信号USB_VBUS的状态，决定是否向FT245BM的复位端(FT245BM的第4管脚)输出复位信号，这样进一步优化设计数据处理电路结构，提高系统资源利用率。
实施例3
本实施例提供一种应用到上述任一实施例的USB通信在线维护的方法，图4为本实施例的流程图，该方法包括以下步骤：A1：数据处理电路接收控制信号1和控制信号2；A2：判断控制信号1和控制信号2是否同时为高电平，若为否，无动作；若为是，则继续执行以下步骤；A3：检测控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间是否超过预设数值，若为否，无动作，若为是，继续执行以下步骤；A4：向USB接口电路输出复位信号，同时返回步骤A2。
为了详细说明上述方法，本实施例中硬件电路USB接口电路11采用接口芯片FT245BM实现其功能，数据处理电路12采用现场可编程门阵列FPGA实现其功能，当然，本领域技术人员根据需要也可以选择其他类似硬件，比如接口芯片还可以采用FT245BL、FT245RL等，数据处理电路12也可采用单片机或者复杂可编程门阵列CPLD等。
步骤A1：系统上电以后，FPGA接收控制信号1——USB_PWREN，也即FT245BM芯片第10管脚的输出和来自USB接口10的控制信号2——USB_VBUS，也即USB接口的+5V端的信号。
步骤A2：判断控制信号1和控制信号2是否同时为高电平，若为否，无动作；若为是，则继续执行步骤A3。具体来说，当USB_VBUS为低电平，USB_PWREN为高电平时，此时表示USB数据线没有插上，所以此时USB设备一定处于断开的状态，复位控制模块不做出任何动作；USB_VBUS为高，USB_PWREN为低，此时表示USB线已经插上，且USB通信正常，同样无需处理；USB_VBUS为高，USB_PWREN为高，此种情况表示USB线已经插上，但是USB设备处于挂起状态，这就表示USB通信出错，继续步骤A3。
步骤A3：检测、判断控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间是否超过预设数值，若为否，无动作，若为是，继续执行以下步骤；在具体应用中，USB驱动通常能够回复设备的连接状态，故在USB_VBUS、USB_PWREN都为高的情况下，需要检测其是否持续为高电平超过了预设时间，如果过了这一时间以后仍然都为高电平状态，则表示USB连接一直在错误并且无法回复，此时继续执行步骤A4，本步骤中上述预设时间优选设置为5秒钟。
步骤A4：向USB接口电路输出复位信号，同时返回步骤A2；本步骤在上述步骤的基础上给FT245BM的复位端发送一个持续时间为数毫秒的低电平复位信号USB_RST，这样就能恢复USB的连接，优选的，复位信号USB_RST的低电平时间至少为5毫秒。
又一个例子，如图3所示，将上述方法作如下优化，数据处理电路12中设置复位控制模块121，复位控制模块121中设置判断单元1211和复位输出单元1212，判断单元1211接收控制信号1和控制信号2，并对控制信号1和控制信号2作出判断和检测，根据判断和检测结果输出信号到复位输出单元1212，控制其是否输出复位信号USB_RST到USB接口电路的复位端。具体来说，判断单元1211判断控制信号1和控制信号2是否同时为高电平，若为是，则继续检测、判断控制信号1和控制信号2同时为高电平的持续时间是否超过预设数值，若为是，则向复位输出单元1212输出控制信号3，复位输出单元1212响应于控制信号3向USB接口电路输出复位信号，之后，判断单元1211继续判断控制信号1和控制信号2是否同时为高电平，重复以上步骤，直到故障排除。
这样，通过复位控制模块对控制信号1和控制信号2综合判断，自动在线检测出USB通信装置的掉链故障，自动在线向USB接口芯片发出复位信号使之重新复位，不需要重新拔、插USB数据线，在线解决了USB通信中断的故障。
应当理解的是，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，而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。