本实用新型涉及蓝牙领域和集成电路领域，具体涉及一种蓝牙芯片复合电路及升级系统。
背景技术：
现有技术中，如果蓝牙耳机已经完成了芯片贴片生产步骤，再需要更新蓝牙耳机芯片固件，则会变得有些繁琐。如果通过蓝牙耳机主控芯片io口有线升级，需要将升级io口引线出来，对于成品，还需要重新拆装蓝牙耳机，费时费力；如果通过蓝牙耳机无线升级，在复杂的生产环境中，容易受到频带内的其他无线信号干扰，导致升级不稳定。这些都增加了生产成本。为此，引申出一种通过蓝牙耳机充电口进行固件升级的有线升级方案，充电口的电源引脚和地线引脚是蓝牙耳机一定存在的两个触点，通过充电口有线升级，可有效简化和稳定了蓝牙耳机的固件升级。
在蓝牙耳机正常充电时，vusb输入电压为5v，而蓝牙耳机芯片发展到今天，生产通常采用65nm/55nm/40nm/28nm等工艺节点的数模混合工艺，这些工艺中通常没有能完全耐受5v电压且可以工作在开关状态的cmos器件。在升级时，因为升级工具主控芯片io电压通常为3.3v，这表示蓝牙耳机芯片在3.3v电平的信号能进行正常通信，而vusb输入电压为5v，因此用vusb口作为升级接口时，存在过压问题。
另一方面，由于过压问题的存在，现有蓝牙芯片使用常规的反相器或施密特触发器作为io口输入级已经不再合适。同时，由于蓝牙耳机在充满电后会自动关机，蓝牙耳机芯片io电压降低到0v，但vusb口可能仍然为5v，使用常规io电压供电的反相器输出级亦存在过压，漏电等问题。
技术实现要素：
有鉴于上述问题，本实用新型提供了一种蓝牙芯片复合电路及升级系统，其能够通过电源接口对蓝牙芯片进行固件升级，并且保证电路不会出现过压、漏电等问题。
上述升级电路由以下技术方案实现：
一种蓝牙芯片复合电路，包括充电电路、升级电路和比较模块，所述充电电路、升级电路、比较模块分别通过电源接口与外部设备连接，并且所述比较模块分别耦合到充电电路和升级电路。
进一步的，所述比较模块和升级电路之间设置有反相器。
进一步的，所述升级电路包括输入模块和输出模块，所述输入模块与输出模块通过所述蓝牙芯片电源接口与外部设备连接。
进一步的，所述输入模块包括第一场效应管以及第一处理电路，所述第一场效应的漏极与所述电源接口连接，源极与所述第一处理电路连接。
进一步的，所述输出模块包括第二场效应管和第二处理电路，所述第二场效应管的漏极与所述电源接口连接，栅极与所述第二处理电路连接，源极接地。
进一步的，所述输出模块还包括第三场效应管，所述第三场效应管的漏极与所述电源接口连接，源极与第二场效应管的漏极连接。
进一步的，所述输出模块还包括降压模块，所述降压模块的输入端与所述电源接口连接，输出端与第二场效应管的漏极连接。
上述技术方案的升级电路在利用蓝牙芯片电源接口进行固件升级时，通过第一场效应管和第二场效应管对输入电压进行限压，降低输入蓝牙芯片处理电路的大小，防止由于输入电压过高导致的过压问题。另外，通过在第二场效应管与蓝牙芯片电源接口之间设置第三场效应管或降压模块，目的在于对第二场效应管进行降压，降低第二场效应管由于从蓝牙芯片电源接口输入的电压过高导致第二场效应管被击穿的风险。
上述升级系统由以下技术方案实现：
一种蓝牙芯片升级系统，包括上述复合电路、外部设备和连接模块，所述连接模块包括复位电路，所述复位电路用于在蓝牙耳机与连接模块连接时，使蓝牙耳机自动开机。
进一步的，所述复位电路包括三极管以及电源，其中，三极管的发射极与电源连接，三极管的基极与外部设备连接，三极管的集电极与蓝牙芯片电源接口连接。
进一步的，所述连接模块包括第一电阻，所述第一电阻一端与所述蓝牙芯片电源接口连接，一端与外部设备连接。
进一步的，所述复位电路还包括第二电阻，所述第二电阻一端与三极管的发射极连接，一端与三极管的基极连接。
进一步的，所述连接模块还包括第三电阻，所述第三电阻一端与外部设备连接，一端与蓝牙芯片的电源接口连接。
上述技术方案的升级系统在利用蓝牙芯片电源接口进行固件升级时，一方面通过第一电阻进行分压，避免出现蓝牙芯片中的部分处理电路在固件升级过程中因为较大的输入电流而影响通信的问题；另一方面通过设置复位电路，在蓝牙芯片与外部设备连接时，通过复位电路使蓝牙芯片自行启动而不必手动开机，自动化升级过程。
附图说明
附图1为实施例一提供的复合电路与外部设备连接的电路模块示意图。
附图2为实施例一提供的复合电路的电路模块以及通过电源接口与外部设备连接示意图。
附图3为实施例一提供的升级电路中的输入模块和输出模块的电路结构示意图。
附图4为实施例二提供的蓝牙芯片升级系统的电路结构示意图。
附图5为实施例三提供的另一种蓝牙芯片升级系统的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一：
本实施例提供了一种蓝牙芯片复合电路，参照图1所示，包括充电电路、升级电路和比较模块，所述充电电路、升级电路、比较模块分别通过电源接口与外部设备连接，并且所述比较模块分别耦合到充电电路和升级电路。
上述比较模块为图1中所示比较器，其第一输入端常驻一基准电压vb1，该基准电压小于充电电路工作电压且大于升级电路工作电压。在复合电路与外部设备通过电源接口连接时，从外部设备输入的输入电压输入比较器中，与基准电压vb1进行比较，输出逻辑电平信号，复合电路根据该逻辑电平信号的高低选择性使充电电路或升级电路工作，以进入对应的充电模式或升级模式。
上述充电电路用于对蓝牙耳机进行充电，使其在使用时正常工作。
上述升级电路用于对蓝牙耳机的芯片进行固件升级。
以下对图1中所示外部设备和复合电路的工作流程进行具体说明：
在外部设备通过蓝牙耳机的电源接口相互连接时，输入电压从外部设备通过电源接口输入到比较器中，比较器将输入电压与基准电压进行比较，当输入电压大于基准电压时，比较器输出高电平，充电电路接收高电平，升级电路通过反相器接收到低电平，因此充电电路工作，蓝牙耳机进入充电模式；当输入电压小于基准电压时，比较器输出低电平，充电电路接收到低电平，升级电路通过反相器接收到高电平，升级电路工作，蓝牙耳机进入升级模式。
参照图2所示，上述升级电路包括输入模块和输出模块，输入模块与输出模块通过所述蓝牙芯片电源接口与外部设备连接，输入模块作为输入处理电路，用于接收从外部设备传递过来的固件升级信息，输出模块作为输出处理电路，用于反馈蓝牙芯片固件升级结果。
在本实施例中，蓝牙耳机芯片的充电电路与升级电路共同使用同一个电源接口，因此充电电路与升级电路的输入电压是相同的。然而可能存在情况：充电电路正常工作所要求的输入电压与升级电路正常工作所要求的输入电压不同。通常情况下，充电电路正常工作所要求的输入电压较高，一般为5v，升级电路正常工作所要求的输入电压较低，一般为3.3v，当输入电压大于工作电压时，将导致过压。因此，参照图3所示，本实施例所述升级电路的输入模块进一步包括第一场效应管m1以及第一处理电路，第一场效应m1的漏极与所述电源接口连接，源极与第一处理电路连接；升级电路的输出模块包括第二场效应管m2和第二处理电路，第二场效应管m2的漏极与所述电源接口连接，栅极与第二处理电路连接，源极接地。通过在第一处理电路和第二处理电路前端设置第一场效应管m1和第二场效应管m2，对输入电压进行降压，防止由于输入电压过高导致的过压问题。
在本实施例中，第一场效应管m1和第二场效应管m2均为nmos管。
继续参照图3所示，在输入模块中，第一场效应管m1的栅极输入一固定偏置电压vb2，该电压为蓝牙耳机芯片中常在的电压，不受蓝牙耳机关机影响，通常用于开机关机控制电路供电以及传感器供电等，为1.8v～2.6v。第一场效应管m1导通后，在该偏置电压vb2下，第一场效应管m1源极电压不超过该偏置电压vb2，防止出现过压问题。而在输出模块中，第二场效应管m2的源极接地，与电源接口连接的漏极电压为输入电压，考虑到由于vds(即漏极与源极之间的电势差)过大可能发生的击穿，在电源接口和第二场效应管m2之间还设置了同样为nmos管的第三场效应管m3，第三场效应管m3的漏极与所述电源接口连接，源极与第二场效应管m2的漏极连接。与第一场效应管m1类似的，第三场效应管m3的栅极输入固定偏置电压vb3，同样为1.8v～2.6v，第三场效应管m3导通后，在该偏置电压vb3下，第三场效应管m3源极电压不超过该偏置电压vb3，即第三场效应管m3源极电压小于输入电压，最终在第三场效应管m3作用下，第二场效应管m2的vds减小，防止漏极-源极被击穿。
实施例二：
本实施例提供了一种蓝牙芯片升级系统，如图4所示，包括实施例一所述复合电路、外部设备和连接模块，所述连接模块包括复位电路，可以在蓝牙耳机与连接模块连接时，自动开机。参照图4所示，复位电路包括三极管q1以及电源，其中，三极管q1的发射极与电源连接，三极管q1的基极与外部设备的gpio1连接，三极管q1的集电极与蓝牙芯片电源接口连接。复位电路进一步包括第二电阻r2，第二电阻r2一端与三极管q1的发射极连接，一端与三极管q1的基极连接，用于提高三极管q1的可靠性。
上述连接模块进一步包括第一电阻r1，所述第一电阻r1一端与所述蓝牙芯片电源接口连接，一端与外部设备连接。在连接模块对复合电路供电过程中，通过在复合电路和外部设备之间连接第一电阻r1，对外部设备的输入电压进行分压，减小从连接模块往外部设备的输入电压，防止外部设备由于输入电压过高对外部设备产生不良影响。
以下结合图1、2、3、4，对本实施例所示蓝牙芯片升级系统的工作流程进行具体说明：
当蓝牙芯片、外部设备分别与连接模块连接时，图4所示gpio1(general-purposeinput/output，通用输入/输出)输出低电平至复位电路三极管q1的基极，gpio1的下拉电阻r4开启下拉，三级管q1基极电压下降，发射极与基极之间的电压大于导通电压，发射极与集电极导通，三极管处于导通状态，连接模块的复位电路通过电源接口给蓝牙芯片供电，使其复位自动开机；与此同时，由于外部设备与蓝牙芯片的电源接口连接，复位电路的电压也将施加到外部设备上，一般而言，外部设备的工作电压较低，为3.3v左右，复位电路施加到外部设备上的电压显然过大，因此，在外部设备与电源接口之间设置第一电阻r1，提供分压作用，降低外部设备的输入电压。
当蓝牙芯片复位完成后，外部设备gpio1的下拉电阻r4通过开关元件控制，关闭下拉能力，gpio1处于输入高阻状态，三级管q1基极电压上升，发射极与基极之间的电压小于导通电压，三极管q1处于截止区，复位电路电压停止输出，外部设备、蓝牙芯片进入固件升级流程。
当对蓝牙芯片进行升级时，外部设备作为数据输出，升级电路作为数据输入：
a、外部设备通过图4所示gpio2输出逻辑电平1时，图3所示输入模块接收该逻辑电平1，第一场效应管m1的源极电压不超过偏置电压vb2，第一处理电路可以识别到逻辑电平1；
b、外部设备通过图4所示gpio2输出逻辑电平0时，图3所示第一场效应管m1的源极电压为0v，第一处理电路可以识别到逻辑电平0。
本实施例蓝牙耳机的升级数据由一连串的二值化数据构成，通过上述逻辑电平逐位传递，对蓝牙芯片进行升级。
当蓝牙芯片升级完毕时，升级电路反馈外部设备升级结果，外部设备为输入，升级电路为输出：
c、图3所示升级电路输出模块的第二处理电路输出逻辑电平1时，第二场效应管m2导通，图4所示外部设备gpio2的上拉电阻r5开启上拉，由于此时图3所示升级电路输出模块的第二场效应管m2和第三场效应管m3作为下拉电阻，控制第二处理电路在第二场效应管m2栅极的输入电压，使第二场效应管m2处于截至状态，关掉了下拉能力，因此输入电压被上拉电阻r5拉至高电平，外部设备的gpio2可以正确识别出逻辑电平1；
d、第二处理电路输出逻辑电平0时，外部设备gpio2的上拉电阻r5通过开关元件控制，关闭上拉能力，而输出模块的第二场效应管m2和第三场效应管m3作为下拉电阻，控制第二处理电路在第二场效应管m2栅极的输入电压，使第二场效应管m2处于导通状态，开启下拉能力，电源接口处的电压被拉到近似为0v，gpio2接收到低电平，其输入电路可以正确别出逻辑电平0。
本实施例蓝牙耳机的反馈数据同样由一连串的二值化数据构成，通过上述逻辑电平逐位传递，告知升级结果。
实施例三
参照图5所示，本实施例所提供的蓝牙芯片升级系统在实施例二的基础上，连接模块进一步包括第三电阻r3，所述第三电阻r3一端与外部设备的gpio3连接，一端与蓝牙芯片的电源接口连接。连接模块在外部设备和复合电路之间设置第三电阻r3，提高分压效果，进一步减小电源接口处的输入电压，防止充电电路由于输入电压产生的输入电流过大影响升级电路与外部设备之间的通信，提高电路可靠性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种蓝牙芯片复合电路，其特征在于，包括充电电路、升级电路和比较模块，所述充电电路、升级电路、比较模块分别通过电源接口与外部设备连接，并且所述比较模块分别耦合到充电电路和升级电路。
2.如权利要求1所述的复合电路，所述升级电路包括输入模块和输出模块，所述输入模块与输出模块通过所述蓝牙芯片电源接口与外部设备连接。
3.如权利要求2所述的复合电路，所述输入模块包括第一场效应管以及第一处理电路，所述第一场效应的漏极与所述电源接口连接，源极与所述第一处理电路连接；所述输出模块包括第二场效应管和第二处理电路，所述第二场效应管的漏极与所述电源接口连接，栅极与所述第二处理电路连接，源极接地。
4.如权利要求3所述的复合电路，所述输出模块还包括第三场效应管，所述第三场效应管的漏极与所述电源接口连接，源极与第二场效应管的漏极连接。
5.如权利要求3-4任一项所述的复合电路，所述输出模块还包括降压模块，所述降压模块的输入端与所述电源接口连接，输出端与第二场效应管的漏极连接。
6.一种蓝牙芯片升级系统，包括权利要求1-5任一项所述的复合电路、外部设备和连接模块，所述连接模块包括复位电路，所述复位电路用于在蓝牙耳机与连接模块连接时，使蓝牙耳机自动开机。
7.如权利要求6所述的升级系统，所述复位电路包括三极管以及电源，其中，三极管的发射极与电源连接，三极管的基极与外部设备连接，三极管的集电极与蓝牙芯片电源接口连接。
8.如权利要求6-7任一项所述的升级系统，所述连接模块包括第一电阻，所述第一电阻一端与所述蓝牙芯片电源接口连接，一端与外部设备连接。
9.如权利要求7所述的升级系统，所述复位电路还包括第二电阻，所述第二电阻一端与三极管的发射极连接，一端与三极管的基极连接。
10.如权利要求8所述的升级系统，所述连接模块还包括第三电阻，所述第三电阻一端与外部设备连接，一端与蓝牙芯片的电源接口连接。
技术总结