CN106649167A - 总线切换电路及具有该总线切换电路的便携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种总线切换电路，应用于包括至少一个周边元件的便携式电子装置中，所述总线切换电路包括处理单元以及至少一开关单元，所述处理单元包括至少一总线端以及与所述至少一开关单元数量相应的控制信号输出端，每一控制信号输出端用以输出相应的控制信号，以控制相应的开关单元的导通或截止。上述周边元件共用所述总线端，而不会出现选址冲突等情况。本发明还提供一种具有该总线切换电路的便携式电子装置。

Description

总线切换电路及具有该总线切换电路的便携式电子装置

技术领域

本发明涉及一种总线切换电路及具有该总线切换电路的便携式电子装置。

背景技术

目前，移动电话等便携式电子装置通常包括前后两个摄像头，且为了达到高画质要求，通常将前后摄像头选用同像素同型号的产品。然而，同型号的摄像头通常具有相同的I2C(Inter-Integrated Circuit)总线地址，而处理器或者在***可编程（in-system programming，ISP）芯片有时往往只能提供一路I2C总线给某一个摄像头专用，这样不可避免的存在寻址冲突的问题。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种可避免寻址冲突的总线切换电路。

另外，有必要提供一种具有该总线切换电路的便携式电子装置。

一种总线切换电路，应用于包括至少一个周边元件的便携式电子装置中，所述总线切换电路包括处理单元以及至少一开关单元，所述处理单元包括至少一总线端以及与所述至少一开关单元数量相应的控制信号输出端，每一开关单元均包括与所述至少一总线端数量相应的输入端、输出端以及控制端，所述每一开关单元中每一输入端分别电连接至相应的总线端，每一输出端分别电连接至相应的周边元件的总线引脚，所述每一开关单元中的控制端电连接于一起，且分别电连接至相应的控制信号输出端，每一控制信号输出端用以输出相应的控制信号，以控制相应的开关单元的导通或截止。

一种便携式电子装置，包括至少一周边元件以及所述的总线切换电路。

本发明所述的便携式电子装置可通过该控制信号输出端输出相应的控制信号，以选择对应的周边元件，进而使得所述周边元件共用所述总线端，而不会出现选址冲突等情况。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的便携式电子装置的整体示意图。

图2为图1所述便携式电子装置另一角度下的示意图。

图3为图1所述便携式电子装置中总线切换电路的电路图。

主要元件符号说明

便携式电子装置	100
		主体部	11
第一表面	111
		第二表面	113
显示单元	12
		第一摄像头	13
第二摄像头	15
		数据引脚	SDA_CAM1、SDA_CAM2
时钟引脚	SCL_CAM1、SCL_CAM2
		总线切换电路	17
处理单元	171
		数据端	I2C_SDA
时钟端	I2C_SCL
		第一控制信号输出端	GPIO1
第二控制信号输出端	GPIO2
		第一开关单元	173
第一场效应管	Q1
		第二场效应管	Q2
第二开关单元	174
		第三场效应管	Q3
第四场效应管	Q4
		第一电阻	R1
第二电阻	R2
		第一上拉电路	177
第一上拉电阻	R3
		第二上拉电阻	R4
第二上拉电路	178
		第三电阻	R5
第四电阻	R6
		第一下拉电阻	R7
第二下拉电阻	R8

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例的便携式电子装置100可以为移动电话、平板电脑等。该便携式电子装置100包括主体部11、显示单元12、第一摄像头13、第二摄像头15以及设置于所述主体部11内部的总线切换电路17。

该主体部11包括第一表面111以及与第一表面111相对设置的第二表面113。所述显示单元12设置于所述第一表面111上。在本实施例中，该第一摄像头13为主摄像头，其设置于所述第二表面113上。所述第二摄像头15为副摄像头，其设置于所述第一表面111上，即设置于该显示单元12所在平面，用于辅助用户实现自拍等功能。可以理解的是，该第一摄像头13与第二摄像头15的位置不局限于上述所述，其也可以其他方式排设。

请一并参阅图3，该第一摄像头13包括数据引脚SDA_CAM1及时钟引脚SCL_CAM1。第二摄像头15包括数据引脚SDA_CAM2及时钟引脚SCL_CAM2。

在本实施例中，该总线切换电路17包括处理单元171、第一开关单元173、第二开关单元174、第一电阻R1、第二电阻R2、第一上拉电路177以及第二上拉电路178。

该处理单元171可以为中央处理器（central processing unit，CPU）或在***可编程（in-system programming，ISP）芯片。该处理单元171包括数据端I2C_SDA、时钟端I2C_SCL、第一控制信号输出端GPIO1以及第二控制信号输出端GPIO2。在本实施例中，该第一控制信号输出端GPIO1及第二控制信号输出端GPIO2均为通用输入/输出引脚。

所述第一开关单元173包括第一场效应管Q1及第二场效应管Q2。所述第一场效应管Q1的源极作为第一开关单元173的第一输入端，以电连接至所述数据端I2C_SDA。所述第二场效应管Q2的源极作为所述第一开关单元173的第二输入端，以电连接至所述时钟端I2C_SCL。所述第一场效应管Q1的漏极作为所述第一开关单元173的第一输出端，以电连接至所述第一摄像头13的数据引脚SDA_CAM1。所述第二场效应管Q2的漏极作为所述第一开关单元173的第二输出端，以电连接至所述第一摄像头13的时钟引脚SCL_CAM1。所述第一场效应管Q1的栅极和第二场效应管Q2的栅极分别作为所述第一开关单元173的第一控制端及第二控制端，均电连接至所述第一控制信号输出端GPIO1。

所述第二开关单元174包括第三场效应管Q3及第四场效应管Q4。所述第三场效应管Q3的源极作为第二开关单元174的第一输入端，以电连接至所述数据端I2C_SDA。所述第四场效应管Q4的源极作为所述第二开关单元174的第二输入端，以电连接至所述时钟端I2C_SCL。所述第三场效应管Q3的漏极作为所述第二开关单元174的第一输出端，以电连接至所述第二摄像头15的数据引脚SDA_CAM2。所述第四场效应管Q4的漏极作为所述第二开关单元174的第二输出端，以电连接至所述第二摄像头15的时钟引脚SCL_CAM2。所述第三场效应管Q3的栅极和第四场效应管Q4的栅极分别作为所述第二开关单元174的第一控制端及第二控制端，均电连接至所述第二控制信号输出端GPIO2。

所述第一电阻R1的一端连接至一供电电源VCC，另一端连接至所述数据端I2C_SDA。所述第二电阻R2的一端连接至所述供电电源VCC，另一端连接至所述时钟端I2C_SCL。

所述第一上拉电路177包括第一上拉电阻R3及第二上拉电阻R4。所述第一上拉电阻R3的一端连接至所述供电电源VCC，另一端连接至所述第一摄像头13的数据引脚SDA_CAM1。所述第二上拉电阻R4的一端连接至所述供电电源VCC，另一端连接至所述第一摄像头13的时钟引脚SCL_CAM1。

所述第二上拉电路178包括第三上拉电阻R5及第四上拉电阻R6。所述第三上拉电阻R5的一端连接至所述供电电源VCC，另一端连接至所述第一摄像头13的数据引脚SDA_CAM2。所述第四上拉电阻R6的一端连接至所述供电电源VCC，另一端连接至所述第二摄像头15的时钟引脚SCL_CAM2。

可以理解，在其他实施例中，所述总线切换电路17还包括第一下拉电阻R7及第二下拉电阻R8。所述第一下拉电阻R7的一端连接至所述第一控制信号输出端GPIO1，另一端接地。所述第二下拉电阻R8的一端连接至所述第二控制信号输出端GPIO2，另一端接地。

请一并参阅表1，所述处理单元171可通过该第一控制信号输出端GPIO1及所述第二控制信号输出端GPIO2输出相应的控制信号，以控制第一开关单元173与第二开关单元174的导通或截止，进而选择相应的第一摄像头13或第二摄像头15，以使得所述处理单元171通过I2C (Inter-Integrated Circuit)总线协议对所述第一摄像头13或第二摄像头15进行寻址。例如，当所述第一控制信号输出端GPIO1输出高电平（例如逻辑1），所述数据端I2C_SDA为输出，且输出高电平（例如逻辑1）时，所述第一场效应管Q1的源极与栅极之间的电压（VGS）为0伏特（即VGS=0），所述第一场效应管Q1截止，所述第一摄像头13的数据引脚SDA_CAM1通过第一上拉电阻R3连接至所述供电电源VCC，进而上拉至高电平。当所述数据端I2C_SDA为输出，且输出低电平（例如逻辑0）时，所述第一场效应管Q1的源极与栅极之间的电压（VGS）为1.8伏特（即VGS=1.8v），所述第一场效应管Q1饱和导通，所述第一摄像头13的数据引脚SDA_CAM1的电压被拉低至低电平。

当所述第一控制信号输出端GPIO1输出低电平（例如逻辑0），所述数据端I2C_SDA为输出，且输出高电平（例如逻辑1）时，所述第一场效应管Q1的源极与栅极之间的电压（VGS）小于0伏特（即VGS<0），所述第一场效应管Q1截止，所述第一摄像头13的数据引脚SDA_CAM1的电压通过所述第一上拉电阻R3连接至所述供电电源VCC，进而上拉至高电平。当所述数据端I2C_SDA为输出，且输出低电平（例如逻辑0）时，所述第一场效应管Q1的源极与栅极之间的电压（VGS）为0伏特（即VGS=0），所述第一场效应管Q1截止，所述第一摄像头13的数据引脚SDA_CAM1的电压通过所述第一上拉电阻R3连接至所述供电电源VCC，进而上拉至高电平。

表1 处理单元与第一摄像头、第二摄像头中各引脚的真值表

同样，请一并参阅表2，当所述第一控制信号输出端GPIO1输出高电平（例如逻辑1），所述数据端I2C_SDA为输入时，当所述第一摄像头13回应一应答信号（Ack-knowledge信号）而输出高电平时，所述第一场效应管Q1的源极与栅极之间的电压（VGS）为0伏特（即VGS=0），所述第一场效应管Q1截止，所述数据端I2C_SDA的电压通过所述第一上拉电路176中的第一电阻R1连接至所述供电电源VCC，进而上拉至高电平。当所述第一摄像头13回应所述Ack-knowledge信号而输出低电平时，所述第一场效应管Q1通过其内部的二极管（图未标）将所述数据端I2C_SDA的电压钳位至低电平，从而所述第一场效应管Q1中源极与栅极之间的电压（VGS）为1.5伏特（即VGS=1.5），所述第一场效应管Q1导通，所述数据端I2C_SDA的电压被锁定至低电平。

表2 处理单元与第一摄像头、第二摄像头中各引脚的真值表

显然，从上述表1及表2可以明显看出，第一控制信号输出端GPIO1及第二控制信号输出端GPIO2可输出相应的控制信号，以选择对应的摄像头，进而实现对相应的摄像头进行寻址。例如，当第一控制信号输出端GPIO1输出为0，且第二控制信号输出端GPIO2输出为0（即GPIO1&GPIO2=00）时，表示不选中任何摄像头。当GPIO1&GPIO2=01时，表示选中第二摄像头15，如此可实现对第二摄像头15的寻址。当GPIO1&GPIO2=10时，表示选中第一摄像头13，如此可实现对第一摄像头13的寻址。GPIO1&GPIO2=11的模式被禁止，意思是不该出现此模式。

本发明所述的便携式电子装置100可通过该第一控制信号输出端GPIO1及第二控制信号输出端GPIO2输出相应的控制信号，以选择对应的第一摄像头13或第二摄像头15，进而使得所述第一摄像头13或第二摄像头15共用所述数据端I2C_SDA及时钟端I2C_SCL，而不会出现选址冲突等情况。

可以理解的是，在其他实施例中，所述便携式电子装置100中摄像头的数量不局限于本实施例所述的两个，其也可以为一个或多个，即所述便携式电子装置100包括至少一个摄像头。对应地，所述总线切换电路17中的开关单元、上拉电路、控制信号输出端以及下拉电阻的数量均与摄像头的数量保持一致。例如，当所述便携式电子装置100包括三个摄像头时，所述总线切换电路17对应包括三个开关单元、三个上拉电路、三个控制信号输出端以及三个下拉电阻。其中，每一开关单元的第一输入端均电连接至所述数据端，每一开关单元的第二输入端均电连接至所述时钟端。每一开关单元的第一输出端及第二输出端分别电连接至相应的摄像头的数据引脚及时钟引脚。每一开关单元的第一控制端及第二控制端均电连接至一相应的控制信号输出端。每一控制信号输出端用以输出相应的控制信号，以控制相应的开关单元的导通或截止。

另外，每一开关单元均包括两个场效应管，其中一个场效应管的源极作为所述第一输入端，以电连接至所述数据端，另外一个效应管的源极作为所述第二输入端，以电连接至所述时钟端。所述其中一个场效应管的漏极作为所述第一输出端，以电连接至相应的摄像头的数据引脚，所述另外一个场效应管的漏极作为所述第二输出端，以电连接至相应的摄像头的时钟引脚。两个场效应管的栅极分别作为所述第一控制端及第二控制端，且均电连接至相应的控制信号输出端。

每一上拉电路均包括两个上拉电阻，其中一个上拉电阻的一端电连接至一供电电源，另一端连接至相应的开关单元的第一输出端及相应的摄像头的数据端。另外一个上拉电阻的一端连接至所述供电电源，另一端连接至相应的开关单元的第二输出端及相应的摄像头的时钟端。每一下拉电阻的一端接地，另一端则分别电连接至相应的控制信号输出端。

当然，可理解的是，在其他实施例中，所述便携式电子装置100也不局限于本实施例所述的摄像头，其还可以为其他的周边元件。

可以理解的是，在其他实施例中，所述便携式电子装置100中周边元件不局限于包括本实施例所述的两个总线引脚，即数据引脚SDA_CAM1、SDA_CAM2以及时钟引脚SCL_CAM1、SCL_CAM2，其还可包括一个或多个总线引脚，即所述周边元件包括至少一个总线引脚。对应地，所述处理单元中的总线端、开关单元中输入端、输出端、控制端以及上拉电路中上拉电阻的数量均与总线引脚的数量保持一致。例如，当所述周边元件仅包括一个总线引脚时，所述处理单元仅包括一个总线端。所述开关单元仅包括一个场效应管，所述场效应管的源极作为输入端连接至所述总线端。所述场效应管的漏极作为输出端连接至所述周边元件的总线引脚。所述场效应管的栅极作为控制端连接至相应的控制信号输出端。对应地，所述上拉电路仅包括一个上拉电阻，所述上拉电阻的一端连接至所述供电电源，另一端连接至相应的开关单元的输出端及相应的周边元件的总线引脚。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何形式上的限定。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种总线切换电路，应用于包括至少一个周边元件的便携式电子装置中，其特征在于：所述总线切换电路包括处理单元以及至少一开关单元，所述处理单元包括至少一总线端以及与所述至少一开关单元数量相应的控制信号输出端，每一开关单元均包括与所述至少一总线端数量相应的输入端、输出端以及控制端，所述每一开关单元中每一输入端分别电连接至相应的总线端，每一输出端分别电连接至相应的周边元件的总线引脚，所述每一开关单元中的控制端电连接于一起，且分别电连接至相应的控制信号输出端，每一控制信号输出端用以输出相应的控制信号，以控制相应的开关单元的导通或截止。

2.如权利要求1所述的总线切换电路，其特征在于：所述总线端包括数据端及时钟端，每一开关单元包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一控制端以及第二控制端，所述第一输入端电连接至所述数据端，所述第二输入端电连接至所述时钟端，所述第一输出端电连接至所述周边元件的数据引脚，所述第二输出端电连接至所述周边元件的时钟引脚，所述第一控制端以及第二控制端电连接于一起，并均电连接至相应的控制信号输出端。

3.如权利要求1所述的总线切换电路，其特征在于：每一开关单元均包括至少一个场效应管，每一场效应管的源极作为所述输入端，以分别电连接至相应的总线端，每一场效应管的漏极作为所述输出端，以电连接至相应的周边元件的总线引脚，每一场效应管的栅极均作为所述控制端，且电连接至相应的控制信号输出端。

4.如权利要求1所述的总线切换电路，其特征在于：所述总线切换电路还包括与所述至少一开关单元数量相应的上拉电路，每一上拉电路包括与所述至少一总线端数量相应的上拉电阻，每一上拉电阻的一端连接至一供电电源，另一端连接至相应的开关单元的输出端及相应的周边元件的总线引脚。

5.如权利要求1所述的总线切换电路，其特征在于：所述总线切换电路还包括与所述至少一总线端数量相应的电阻，每一电阻的一端连接至一供电电源，另一端连接至相应的总线端。

6.如权利要求1所述的总线切换电路，其特征在于：所述总线切换电路还包括与所述控制信号输出端数量相应的下拉电阻，每一下拉电阻的一端接地，另一端分别电连接至相应的控制信号输出端。

7.一种便携式电子装置，包括至少一周边元件以及如权利要求1-6项中任一项所述的总线切换电路。

8.如权利要求7所述的便携式电子装置，其特征在于：所述周边元件为摄像头。