基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器

摘要

本发明公开了一种基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器，所述微控制器包括编码模块、解码模块、存储模块和存储控制模块；所述存储控制模块分别与所述编码模块和所述存储模块连接，用于将所述存储模块存储的待发送调顶信号传输至所述编码模块；所述编码模块用于将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发器；所述解码模块与所述存储控制模块连接，用于将光收发器接收的外部调顶信号进行解调后通过所述存储控制模块传输至所述存储模块；本发明能够实现微控制器的调顶信号收发功能，且能够有效避免光模块与主机I2C通信时与调顶信号发生冲突。

权利要求

1.一种微控制器，其特征在于，包括编码模块、解码模块、存储模块和存储控制模块；所述存储控制模块分别与所述编码模块和所述存储模块连接，用于将所述存储模块存储的待发送调顶信号传输至所述编码模块；所述编码模块用于将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发器；所述解码模块与所述存储控制模块连接，用于将光收发器接收的外部调顶信号进行解调后通过所述存储控制模块传输至所述存储模块；所述待发送调顶信号包括主机发送的第一调顶数据、外部调顶信号中的第二调顶数据以及数字诊断信息；所述微控制器还包括传输总线，所述传输总线包括第一总线和第二总线；所述第一总线用于接收主机发送的所述第一调顶数据，所述第二总线用于读取所述光收发器的所述数字诊断信息。

2.根据权利要求1所述的微控制器，其特征在于，所述存储控制模块包括至少一个发送通道和至少一个接收通道，所述发送通道用于将所述存储模块中存储的待发送调顶信号传输至所述编码模块；所述接收通道用于将所述解码模块输出的外部调顶信号传输至所述存储模块。

3.根据权利要求1所述的微控制器，其特征在于，所述编码模块包括调顶信号编码器，所述调顶信号编码器包括第一数据寄存器、第一移位寄存器和第一控制寄存器；所述第一控制寄存器和第一数据寄存器分别连接第一移位寄存器。

4.根据权利要求1所述的微控制器，其特征在于，所述解码模块包括调顶信号解码器，所述调顶信号解码器包括第二数据寄存器、第二移位寄存器和第二控制寄存器；所述第二控制寄存器连接所述第二移位寄存器，所述第二移位寄存器还连接所述第二数据寄存器。

5.一种基于权利要求1‑4任意一项所述的微控制器的调顶信号传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

存储控制模块将存储模块存储的待发送调顶信号传输至编码模块；

编码模块将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发器；

解码模块将光收发器接收的外部调顶信号进行解调后输出至存储控制模块；

存储控制模块将解码模块输出的外部调顶信号传输至存储模块。

6.根据权利要求5所述的调顶信号传输方法，其特征在于，所述的存储控制模块将存储模块存储的待发送调顶信号传输至编码模块的步骤包括：发送通道将待发送调顶信号传输至所述编码模块。

7.根据权利要求5所述的调顶信号传输方法，其特征在于，所述的存储控制模块将解码模块输出的外部调顶信号传输至存储模块的步骤包括：接收通道将所述解码模块输出的外部调顶信号传输至所述存储模块。

8.一种基于权利要求1‑4任意一项所述的微控制器的调顶信号传输系统，其特征在于，包括主机、光模块和光纤，所述光模块包括所述微控制器和所述光收发器。

说明书

基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器。

背景技术

[0002] 随着5G通信的商用，越来越多的5G AAU(Active Antenna Unit，有源天线单元)正在大规模架设。由于5G AAU天线通信数据量大，它与DU(Distribute Unit，分布单元)之间
采用光纤通讯。在5G通信中，AAU和DU统称为前传。运营商为了提高对前传网络的检修和维
护能力，需要对光模块功率、温度、电流、电压告警进行低速通信。在此过程中信道检测技术
是其必须具备的重要技术。目前信道监测主要采用调顶技术，调顶信号是利用调频或调幅
技术在发射端为波长通道的主信号生成一个低速的光随路信号。简单理解，调顶相当于在
现有信号上“叠加”了一个小信号，不会干扰现有信号的传输，但是可以携带少量信息。

[0003] 现有光模块的微控制器中没有调顶信号收发模块，对于接收调顶信号只好采用GPIO外部中断或者查询方式，来进行调顶信号的解码接收工作。对于发送调顶信号，只好采
用定时器按照规范要求的数据位宽度进行调顶数据信号的编码发送，在此过程中调顶信号
编解码收发操作，都是需要微控制器内部的CPU逐一完成。特别是当光模块与主机进行I2C
通信时，该任务的优先级最高。如果此时有调顶信号数据包到来，就有可能丢失调顶信号数
据包，也即光模块与主机进行I2C通信与调顶信号存在冲突。

[0004] 因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器，能够有效解决光模块与主机进行I2C通信和调顶信号存在冲突的问题。

[0006] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

[0007] 一种微控制器，包括编码模块、解码模块、存储模块和存储控制模块；所述存储控制模块分别与所述编码模块和所述存储模块连接，用于将所述存储模块存储的待发送调顶
信号传输至所述编码模块；所述编码模块用于将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发
器；所述解码模块与所述存储控制模块连接，用于将光收发器接收的外部调顶信号进行解
调后通过所述存储控制模块传输至所述存储模块。

[0008] 所述的微控制器中，所述存储控制模块包括至少一个发送通道和至少一个接收通道，所述发送通道用于将所述存储模块中存储的待发送调顶信号传输至所述编码模块；所
述接收通道用于将所述解码模块输出的外部调顶信号传输至所述存储模块。

[0009] 所述的微控制器中，所述待发送调顶信号包括主机发送的第一调顶数据、外部调顶信号中的第二调顶数据以及数字诊断信息。

[0010] 所述的微控制器中，所述编码模块包括调顶信号编码器，所述调顶信号编码器包括第一数据寄存器、第一移位寄存器和第一控制寄存器；所述第一控制寄存器和第一数据
寄存器分别连接第一移位寄存器。

[0011] 所述的微控制器中，所述解码模块包括调顶信号解码器，所述调顶信号解码器包括第二数据寄存器、第二移位寄存器和第二控制寄存器；所述第二控制寄存器连接所述第
二移位寄存器，所述第二移位寄存器还连接所述第二数据寄存器。

[0012] 所述的微控制器，还包括传输总线，所述传输总线包括第一总线和第二总线；所述第一总线用于接收主机发送的所述第一调顶数据，所述第二总线用于读取所述光收发器的
所述数字诊断信息。

[0013] 一种基于如上所述的微控制器的调顶信号传输方法，包括如下步骤：

[0014] 存储控制模块将存储模块存储的待发送调顶信号传输至编码模块；

[0015] 编码模块将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发器；

[0016] 解码模块将光收发器接收的外部调顶信号进行解调后输出至存储控制模块；

[0017] 存储控制模块将解码模块输出的外部调顶信号传输至存储模块。

[0018] 所述的调顶信号传输方法中，所述的存储控制模块将待发送调顶信号传输至编码模块的步骤包括：发送通道将待发送调顶信号传输至所述编码模块。

[0019] 所述的调顶信号传输方法中，所述的存储控制模块将解码模块输出的外部调顶信号传输至存储模块的步骤包括：接收通道将所述解码模块输出的外部调顶信号传输至所述
存储模块。

[0020] 一种基于如上所述的微控制器的调顶信号传输系统，包括主机、光模块和光纤，所述光模块包括微控制器和光收发器，所述微控制器包括编码模块、解码模块、存储模块和存
储控制模块。

[0021] 相较于现有技术，本发明提供了一种基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器，所述微控制器包括编码模块、解码模块、存储模块和存储控制模块；所述存储控
制模块分别与所述编码模块和所述存储模块连接，用于将所述存储模块存储的待发送调顶
信号传输至所述编码模块；所述编码模块用于将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发
器；所述解码模块与所述存储控制模块连接，用于将光收发器接收的外部调顶信号进行解
调后通过所述存储控制模块传输至所述存储模块；本发明能够实现微控制器的调顶信号收
发功能，且能够有效避免光模块与主机I2C通信时与调顶信号发生冲突。

附图说明

[0022] 图1为本发明提供的基于微控制器的调顶信号传输系统的结构框图；

[0023] 图2为本发明提供的基于微控制器的调顶信号传输系统中微控制器的结构框图；

[0024] 图3为本发明提供的基于微控制器的调顶信号传输系统中编码模块和解码模块的结构框图；

[0025] 图4为本发明提供的基于微控制器的调顶信号传输系统的工作流程图；

[0026] 图5为本发明提供的基于微控制器的调顶信号传输方法的流程图。

具体实施方式

[0027] 本发明的目的在于提供一种基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器，能够有效解决光模块与主机进行I2C通信和调顶信号存在冲突的问题。

[0028] 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施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用以解释本发明，并不用于
限定本发明。

[0029] 请一并参阅图1和图2，本发明提供的本发明提供的一种基于微控制器21的调顶信号传输系统包括主机10、光模块20和光纤30，所述主机10与所述光模块20通讯连接，所述光
模块20与所述光模块20通讯连接；其中，所述光模块20包括微控制器21和光收发器22，所述
微控制器21包括编码模块210、解码模块220、存储模块230和存储控制模块240，所述微控制
器21与所述主机10和所述光收发器22通讯连接，所述光收发器22与所述光纤30通讯连接，
所述存储控制模块240分别与所述编码模块210和所述存储模块230连接，所述解码模块220
与所述存储控制模块240连接。

[0030] 其中，所述存储控制模块240用于将所述存储模块230存储的待发送调顶信号传输至所述编码模块210，所述编码模块210用于将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发器
22，由光收发器22进行调顶操作，再把经调顶的光信号注入到光纤30进行传输；所述解码模
块220用于将光收发器22接收的外部调顶信号进行解调后通过所述存储控制模块240传输
至所述存储模块230进行存储，等到所述主控模块250空闲之后，再对存储模块230中存储的
接收的外部调顶信号进行处理，本实施例中的主控模块250也就是微控制器21中的CPU，也
就是说当外部有调顶信号数据包发过来时，由所述存储控制模块240将其传输至存储模块
230进行存储，不需要CPU的参与，那么就避免了光模块20与主机10之间的12C通信和调顶信
号发生冲突。

[0031] 进一步地，所述存储控制模块240包括至少一个发送通道和至少一个接收通道，所述发送通道用于将所述存储模块230中存储的待发送调顶信号传输至所述编码模块210；所
述接收通道用于将所述解码模块220输出的外部调顶信号传输至所述存储模块230，其中，
所述发送通道和所述接收通道是可以并行工作的，例如，一个发送通道负责将待发送调顶
信号传输至所述编码模块210，而另一个接收通道可同时负责将解码模块220解调得到的外
部调顶信号搬移到存储模块230指定的位置进行存储；具体来说，所述存储控制模块240为
DMA控制模块也即直接存储器访问控制单元，本发明通过所述存储控制模块240、编码模块
210和解码模块220的设置，在不需要CPU参与的情况下即可完成微控制器21调顶信号的收
发功能，避免了光模块20与主机10进行I2C通信时与调顶信号发生冲突。

[0032] 进一步地，请继续参阅图2,本实施例中所述微控制器21还包括传输总线，所述传输总线包括第一总线261和第二总线262；所述第一总线261用于接收主机10发送的所述第
一调顶数据，所述第二总线262用于读取所述光收发器22的数字诊断信息，本实施例中所述
待发送调顶信号包括主机10发送的调顶信号中的第一调顶数据、外部调顶信号中的第二调
顶数据以及数字诊断信息；其中，所述第一总线261为Slave I2C，所述微控制器21需要随时
通过Slave I2C接收来自系统主机10下发的控制命令以及发送的调顶信号，Slave I2C的中
断优先级是最高的；第二总线262为Master I2C，Master I2C用于微控制器21与光收发器22
之间的通讯，可主动从光收发器22中读取数字诊断信息，该数字诊断信息包括供电电压、温
度、激光器偏置电流、发射光功率、接收光功率五个监控量，这五个监控量可能随时在变化。

[0033] 进一步地，请参阅图3,所述编码模块210包括调顶信号编码器，所述调顶信号编码器包括第一数据寄存器、第一移位寄存器和第一控制寄存器；所述第一控制寄存器和第一
数据寄存器分别连接第一移位寄存器，具体地，所述第一数据寄存器为发送数据寄存器，第
一移位寄存器为发送移位寄存器，第一控制寄存器为发送波特率控制寄存器，所述调顶信
号编码器将接收到待发送调顶信号，也即待发送的并行数据，按照配置的位宽，并串转换发
送出去，完成调顶信号的发送工作。

[0034] 进一步地，所述解码模块220包括调顶信号解码器，所述调顶信号解码器包括第二数据寄存器、第二移位寄存器和第二控制寄存器；所述第二控制寄存器连接所述第二移位
寄存器，所述第二移位寄存器还连接所述第二数据寄存器；其中，所述第二数据寄存器为接
收数据寄存器，所述第二移位寄存器为接收移位寄存器，所述第二控制寄存器为异步采样
判决控制寄存器，本实施例中所述调顶信号解码器将光收发接收的外部调顶信号，进行波
形整形、帧检测、帧采样，串并转换，并进行校验，而后在CPU不参与的情况下，依次将一帧外
部调顶信号中的地第二调顶数据传输至存储模块230中指定位置，等待CPU空闲之后再进行
处理，从而避免光模块20与主机10的I2C通信和调顶信号发生冲突。

[0035] 进一步地，请继续参阅图2,本实施例中所述存储模块230包括随机存取存储器RAM，当所述接收通道接收解码模块220解析的数据之后，将该输出搬移至随机存取存储器
RAM指定位置进行存储，以便于后续CPU空闲时进行处理；所述随机存取存储器RAM也可以存
储由主机10发送过来的数据信息。

[0036] 进一步地，本实施例中所述存储模块230还包括FLASH闪存，FLASH闪存是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器，数据删除不是以单个
的字节为单位而是以固定的区块为单位，可以用于存储数字诊断信息。

[0037] 更进一步地，请为更好地理解本发明提供的基于微控制器21的调顶信号传输系统的工作原理，请一并参阅图4，根据应用实施例对本发明提供的基于微控制器21的调顶信号
传输系统的工作过程进行详细说明，即所述基于微控制器21的调顶信号传输系统的工作步
骤如下：

[0038] S10、Slave I2C初始化；

[0039] S20、Master I2C初始化；

[0040] S30、编码模块和解码模块初始化；

[0041] S40、存储控制模块初始化；

[0042] S50、中断优先级使能；

[0043] S60、判断Slave I2C是否接收到主机发送的调顶信号，若是，则进行步骤S70，若否，则进行步骤S70；

[0044] S70、判断存储控制模块是否接收到外部调顶信号，若是，则进行步骤S80，若否，则进行步骤S80；

[0045] S80、Master I2C读取数字诊断信息；

[0046] S90、启动存储控制模块发送待发送调顶信号。

[0047] 当主机10上电之后进行初始化设置，首先将第一总线261和第二总线262进行初始化后，对所述编码模块210和解码模块220进行初始化，之后再进行中断优先级使能，设置中
断优先级，设置I2C Slave优先级最高；然后检测I2C Slave是否接收到主机10下发的最新
调顶信号，如果没有收到最新的调顶信号，则用原来的调顶信号中的第一调顶数据；之后，
再检测存储控制模块240中的接收通道是否从解码模块220中接收到外部调顶信号，如果没
有收到就用原有的外部调顶信号的第二调顶数据；由Master I2C主动从光收发器22读取数
字诊断信息；获取各个数据信息之后，将第一调顶数据、第二调顶数据和数字诊断信息进行
数据融合打包，按照一定的帧格式，通过存储控制模块240的发送通道，在不需要CPU参与的
情况下，依次将数据传输给编码模块210进行编码后发送数据出去；经编码模块210并串转
换后的调顶信号加到光收发器22上进行调顶操作，再把经调顶的光信号注入光纤30进行传
输；再之后，启动存储控制模块240中的接收通道，微控制器21随时等待接收对方发送来的
调顶信号，调顶信号解码和数据接收，在不需要CPU参与的情况下，依次将一帧调顶数据传
输到存储模块230中，等待CPU空闲后，进行处理，由此实现微控制器21的调顶信号收发功
能，且避免了光模块20与主机10的I2C通信和调顶信号发生冲突。

[0048] 其中，第一总线261即I2C Slave终端服务程序为：进入I2C Slave终端服务程序，之后判断主机10读操作还是写操作，如果主机10是读操作，微控制器21将主机10指定读取
的数据输出到I2C总线上，供读走；如果主机10是写操作，微控制器21将主机10写入的数据，
保存到规定的RAM中。数据写入完成后，设置一个标志位，在推出中断服务程序后，供主程序
查询使用。

[0049] 本发明还相应提供了一种微控制器，所述微控制器包括编码模块、解码模块、存储模块和存储控制模块，所述存储控制模块分别与所述编码模块和所述存储模块连接，所述
解码模块与所述存储控制模块连接，本申请中通过在所述微控制器中设置编码模块、解码
模块和存储控制模块，实现了微控制器的调顶信号收发功能，且可有效避免光模块与主机
I2C通信时与调顶信号发生冲突，由于上文对该微控制器进行了详细描述，在此不再赘述。

[0050] 进一步地，本发明还相应提供了一种基于微控制器的调顶信号传输方法，请参阅图5，所述的基于微控制器的调顶信号传输方法包括如下步骤：

[0051] S100、存储控制模块将存储模块存储的待发送调顶信号传输至编码模块；

[0052] S200、编码模块将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发器；

[0053] S300、解码模块将光收发器接收的外部调顶信号进行解调后输出至存储控制模块；

[0054] S400、存储控制模块将解码模块输出的外部调顶信号传输至存储模块。

[0055] 综上所述，本发明提供的一种基于微控制器的调顶信号传输方法、系统及微控制器，所述微控制器包括编码模块、解码模块、存储模块和存储控制模块；所述存储控制模块
分别与所述编码模块和所述存储模块连接，用于将所述存储模块存储的待发送调顶信号传
输至所述编码模块；所述编码模块用于将待发送调顶信号进行编码后输出至光收发器；所
述解码模块与所述存储控制模块连接，用于将光收发器接收的外部调顶信号进行解调后通
过所述存储控制模块传输至所述存储模块；本发明能够实现微控制器的调顶信号收发功
能，且能够有效避免光模块与主机I2C通信时与调顶信号发生冲突。

[0056] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保
护范围。