具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例的光模块控制专用集成电路的抗辐照设计架构，有效的解决宇航环境下抗辐照光模块产品无法使用传统微控制器的问题。本实施例能够实现宇航环境下满足抗辐照指标要求的小型化设计，替代传统微控制器，以取消嵌入式软件设计，提高控制器的抗电磁干扰能力、抗空间辐照能力和实时响应速度等性能，该抗辐照设计架构能够满足宇航环境下集成电路抗辐照的要求，能够实现对光模块内部驱动芯片的有效控制。通过本实施例能够实现宇航环境下抗辐照光模块产品的设计与开发，满足航天系统各类载荷数据传输的要求。

具体的，下面对本实施例光模块控制专用集成电路的抗辐照设计架构进行具体说明：

一种光模块控制专用集成电路的抗辐照设计架构，包括数据总线从机接口、存储器、感温电路、查表和计算单元、数据总线主机接口、数据总线、模数转换器、模拟通道选择电路、调试模块、寄存器配置模块、GPIO接口和GPIO配置模块。

如图1所示，本实施例以数据总线为IIC总线，数据总线从机接口为IIC总线从机接口，数据总线主机接口为IIC总线主机接口为例进行说明：

IIC总线从机接口，用于接收上位机发送的温度补偿数据并在调试模块判断温度补偿数据合法时，将温度补偿数据传输至IIC总线上。

存储器，用于接收数据总线上的温度补偿数据并存储。本实施例的存储器为PROM存储器和非易失类存储器。PROM存储器用于存储在最恶劣辐照情况下能提供基本功能的核心关键数据，确保芯片在最恶劣辐照情况下能提供基本的功能。非易失类存储器用于存储能够提供全部功能的重要数据，保证芯片的全部功能。

感温电路，用于检测温度。其中，本实施例的感温电路包括感温电路0和感温电路1，可以用于采集芯片内和/或外的温度。

查表和计算单元，用于接收感温电路的检测温度并通过数据总线读取存储器存储的温度补偿数据，根据检测温度获取与检测温度对应的温度补偿数据；还用于将与检测温度对应的温度补偿数据传输至IIC总线上，通过IIC总线传输至对应的IIC总线主机接口。

至少一个IIC总线主机接口，用于接收与检测温度对应的温度补偿数据并输出至外围驱动/限放芯片并进行配置。同时，芯片还对外围驱动/限放芯片进行数据采集以实现监控。

至少一个模拟通道，本实施例包括AIN0-AIN5 6个模拟通道，用于接收模拟数据。

至少一个模数转换器，本实施例包括两个模数转换器-模数转换器0和模数转换器1，模数转换器用于输出数字信号至查表和计算单元：

在一个模拟转换器对应多个模拟通道时，还包括模拟通道选择电路，通过模拟通道选择电路选择与模数转换器导通的模拟通道。

本实施例包括与模数转换器0对应的模拟通道选择电路0，与模数转换器1对应的模拟通道选择电路1。其中，模拟通道选择电路0对应AIN0-AIN2，模拟通道选择电路1对应AIN3-AIN5。

调试模块，用于在IIC总线从机接口接收的温度补偿数据合法时将温度补偿数据通过IIC总线发送至存储器存储。其中，判断温度补偿数据是否合法的方法为：判断编程引脚、编程密码和编程配置是否有效，若是，合法，否则，不合法。

寄存器配置模块，用于配置寄存器参数。

GPIO接口，用于输入或输出数据。

GPIO配置模块，用于配置GPIO参数。

查表和计算模块用于监控GPIO接口的输入和所述模拟通道的输入，用于在GPIO接口输出数据。

本实施例还提出了一种光模块的控制方法，控制方法包括正常工作模式：

上电后，将存储器中的初始化数据刷新到本芯片寄存器中，根据寄存器配置，将存储器中外围芯片的配置数据通过数据总线主机接口输出，写入外围芯片。

感温电路检测温度；

查表和计算单元接收检测温度并通过数据总线读取存储器存储的温度补偿数据，根据检测温度获取与检测温度对应的温度补偿数据，将检测温度对应的温度补偿数据通过数据总线主机接口输出，写入外围芯片，回读外围芯片数据。

监控GPIO接口的输入和模拟通道的输入，根据寄存器配置在GPIO接口输出数据。

如图2所示，具体包括如下步骤：

S1、上电。

S2、将存储器中的初始化数据刷新到本芯片寄存器中。

S3、根据寄存器配置，将存储器中外围芯片的配置数据写入外围芯片，进入S4和S7。

S4、采集温度数据。

S5、根据温度值查表。

S6、将查表数据写入外围芯片，回读外围芯片数据。进入步骤S4。

S7、监控GPIO的输入以及ADC输入。

S8、根据寄存器配置在GPIO上输出数据。进入步骤S7。

本实施例的控制方法还包括编程调试模式：在正常工作模式时，若接收到合法的温度补偿数据，将温度补偿数据通过数据总线发送至存储器存储。

本实施例的控制方法还包括安全模式，以对光模块进行保护。具体的，在正常工作模式时，获取辐照剂量，在辐照剂量超出正常工作限制值时，运行第一安全模式，在第一安全模式时，数据总线主机接口输出最近一次输出的温度补偿数据或者设定的温度补偿数据。在辐照剂量超出烧毁限制值时，运行第二安全模式，第二安全模式的级别高于第一安全模式，第二安全模式时，不按照温度值进行温补配置，关闭除主I2C以及自检之外的所有功能，对芯片实时保护。

当自检温度及电流恢复正常后，延迟一段时间后退出安全工作状态，进入正常工作状态。

其中，辐照剂量通过集成电路查表和计算单元进行监控，在温度和工作电流均超出正常工作限制值时，认为辐照剂量超出正常工作限制值，在温度和工作电流均不超出正常工作限制值时认为辐照剂量在正常工作限制值。在温度和工作电流均超烧毁限制值时，认为辐照剂量超出烧毁限制值，在温度和工作电流均不超烧毁限制值时认为辐照剂量不超烧毁限制值。

本实施例的控制方法还包括复位模式和自检模式，复位模式对各模块进行复位，自检模式对各模块进行自检。

如图3所示，具体说明本实施例的集成电路各工作状态之间切换的流程：

S1、集成电路根据需求进行复位。具体包括上电复位、欠压复位、管脚接收外部信号复位和上位机软复位等。

S2、复位模式。

S3、各模块复位是否完成，若是，进入步骤S4，否则，进入步骤S2。

S4、自检模式。

S5、各模块自检成功，若是，进入步骤S6，否则，进入步骤S14。

S6、自检失败次数计数器清零。

S7、正常工作模式。

S8、温度、电流自检值是否超过正常工作限制值，若是，进入步骤S9，否则进入步骤S16。

S9、温度、电流自检值是否超过芯片烧毁限制值，若是，进入步骤S10，否则进入步骤S12。

S10、第二安全模式。

S11、温度、电流自检值是否恢复正常，若是，进入步骤S7，否则，进入步骤S10。

S12、第一安全模式。

S13、温度、电流自检值是否恢复正常，若是，进入步骤S7，否则，进入步骤S12。

S14、自检失败次数计数器+1。

S15、自检失败次数等于3，若是进入步骤S6，否则进入步骤S2。

S16、编程引脚、编程密码、编程配置是否同时有效，若是，进入步骤S17，否则，进入步骤S7。

S17、编程调试模式。

S18、掉电退出。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。