2024年5月4日发(作者：)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.3
(22)申请日 2012.12.27
(71)申请人 TCL集团股份有限公司
地址 516001 广东省惠州市鹅岭南路6号TCL工业大厦8楼技术中心
(72)发明人 闫龙阁
(74)专利代理机构 深圳市君胜知识产权代理事务所
代理人 王永文
(51)
H04N21/443
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 103517139 A
(43)申请公布日 2014.01.15
(54)发明名称
一种具有硬件配置升级功能的电视
(57)摘要
本发明公开了一种具有硬件配置升
级功能的电视，包括主系统模块、第一电
源转换芯片、升级子系统模块、母座、公
座、插入检测模块、开关模块和USB切换
模块。主系统模块、USB切换模块、母
座、开关模块分别连接插入检测模块；第
一电源转换芯片连接主系统模块，开关模
块、USB切换模块分别连接母座；公座连
接升级子系统模块。本发明在需要硬件配
置升级时，将公座与母座连接，即可将升
级子系统模块接入电视中与电视USB插座
进行数据传输，这样升级子系统模块所具
有的新功能就能在电视中实现，无需更换
一整台电视就能获得新功能，不仅成本更
低，而且操作简单，更加经济适用。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种具有硬件配置升级功能的电视，包括主系统模块、用于对主系统模块供电的
第一电源转换芯片，其特征在于，还包括：
升级子系统模块、母座、公座、开关模块、插入检测模块、USB切换模块，所述
升级子系统模块包括处理器、内存、闪存模块以及USB host接口；
所述主系统模块、USB切换模块、母座、开关模块分别连接插入检测模块的输出
端；
所述主系统模块、开关模块、USB切换模块分别连接母座；所述公座连接升级子
系统模块；
所述插入检测模块用于当公座与母座连接时，输出第一检测信号；
所述开关模块的控制端与所述插入检测模块的输出端连接，根据所述第一检测信号
对母座供电；
所述USB切换模块的控制端与所述插入检测模块的输出端连接，根据所述第一检
测信号控制母座与电视USB插座连接，将电视USB插座输入的信号传输至升级子
系统模块。
2. 根据权利要求1所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，所述插入检
测模块还用于当公座与母座断开连接时，输出第二检测信号；
所述开关模块的控制端根据所述第二检测信号对母座断开供电；
所述USB切换模块还根据所述第二检测信号控制主系统模块与电视USB插座连接，
将电视USB插座输入的信号传输至所述主系统模块。
3.根据权利要求2所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，还包括：
SD切换模块，所述升级子系统还包括SDIO接口；所述SD切换模块的控制端与插
入检测模块的输出端连接，根据所述第一检测信号控制母座与电视SD卡座连接，
将电视SD卡座输入的信号传输至升级子系统模块；
所述SD切换模块还根据第二检测信号，控制主系统模块与电视SD卡座连接，将
电视SD卡座输入的信号传输至主系统模块。
4.根据权利要求1所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，所述开关模
块包括第一开关电路和第二开关电路；所述第一开关电路的第一输入端连接外部电
源3V3端，第一开关电路的控制端、第一开关电路的输出端、第二开关电路的控
制端、第二开关电路的输出端分别连接母座，第二开关电路的第一输入端连接外部
电源5V端。
5.根据权利要求3所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，还包括第二
电源转换芯片；所述母座为MINI PCIE母座，所述公座为MINI PCIE公座；
MINI PCIE公座的3V3端、USB信号端、HDMI信号端以及SPI信号端分别连接升
级子系统模块的IO电压接口、USB host接口、HDMI接口以及SPI接口；所述
MINI PCIE公座的5V端通过第二电源转换芯片连接升级子系统模块，第二电源转
换芯片用于将MINI PCIE公座的5V端输出的电压转换成升级子系统模块的工作电
压；
MINI PCIE母座的HDMI信号端、SPI信号端分别连接主系统模块的HDMI接口、
SPI接口；MINI PCIE母座的USB信号端连接USB切换模块的第一
端， MINI PCIE母座的3V3端连接第一开关电路的输出端，MINI PCIE母座的5V
端连接第二开关电路的输出端；MINI PCIE母座的插入检测端连接插入检测模块的
输出端、第一开关电路的控制端和第二开关电路的控制端；
所述主系统模块的USB host接口连接USB切换模块的第二端，主系统模块的IO
电压接口连接外部电源3V3端；所述USB切换模块的第三端连接电视USB插座，
USB切换模块的第四端连接插入检测模块的输出端；
USB切换模块的控制端根据第一检测信号控制电视USB插座与MINI PCIE母座与
连接，在电视USB插座与MINI PCIE母座的USB信号端之间传输升级USB信号；
USB切换模块的控制端根据第二检测信号控制电视USB插座与主系统模块连接，
在电视USB插座与主系统模块之间传输原USB信号；
第一开关电路的控制端根据第一检测信号控制第一开关电路对MINI PCIE母座的
3V3端供电；第一开关电路的控制端根据第二检测信号控制第一开关电路对
MINI PCIE母座的3V3端断开供电；
第二开关电路的控制端根据第一检测信号控制第二开关电路对MINI PCIE母座的
5V端供电；第二开关电路的控制端根据第二检测信号控制第二开关电路对
MINI PCIE母座的5V端断开供电。
6.根据权利要求5所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，
MINI PCIE公座的SD卡信号端连接升级子系统模块的SDIO接口，MINI PCIE母
座的SD卡信号端连接SD切换模块的第一端；主系统模块的SDIO接口连接SD切
换模块的第二端，所述SD切换模块的第三端连接电视SD卡座，SD切换模块的控
制端连接插入检测模块的输出端；
SD切换模块的控制端根据第一检测信号控制电视SD卡座与MINI PCIE母座与连
接，在电视SD卡座与MINI PCIE母座的SD卡信号端之间传输升级SDIO信号；
SD切换模块的控制端根据第二检测信号控制电视SD卡座与主系统模块连接，在
电视SD卡座与主系统模块之间传输原SDIO信号。
7.根据权利要求5所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，所述第一开
关电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一场效应管、第二三极管、第三三
极管和第一电容；所述第一场效应管的栅极连接第三三极管的集电极、还通过第二
电阻连接第一场效应管的漏极；第一场效应管的漏极连接外部电源3V3端、还通
过第一电阻连接第二三极管的集电极，第一场效应管的源极连接MINI PCIE母座
的3V3端；所述第二三极管的基极连接插入检测模块的输出端和MINI PCIE母座
的插入检测端，第二三极管的集电极通过第三电阻连接第三三极管的基极，第二三
极管的发射极接地；所述第三三极管的基极通过第一电容接地，第三三极管的发射
极接地。
8.根据权利要求5所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，所述USB
切换模块包括第一芯片和第二电容，所述第一芯片的型号为FUSB30MUX；所述
第一芯片的S端连接插入检测模块的输出端，第一芯片的HSD1+端、HSD1-端分
别连接MINI PCIE母座的USB信号端，第一芯片的HSD2+端、HSD2-端分别连接
主系统模块的USB host接口，第一芯片的D+端、D-端分别连接电视USB插座，
第一芯片的VCC端连接第一芯片的OE端、还通过第二电容接地，第一芯片的OE
端连接外部电源3V3端。
9.根据权利要求5所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，所述SD切
换模块包括第二芯片、第三芯片、第三电容和第四电容，所述第二芯片和第三芯片
的型号均为74VC257A；所述第二芯片的S端、第三芯片的S端均连接插入检测模
块的输出端，第二芯片的1/0端、2/0端、3/0端、4/0端分别连接MINI PCIE母座
的SD卡信号端，第二芯片的1/1端、2/1端、3/1端、4/1端分别连接主系统模块的
SDIO接口，第二芯片的1Y端、2Y端、3Y端、4Y端分别连接电视SD卡座；第
二芯片的VCC端连接外部电源3V3端、还通过第三电容接地，第二芯片的/OE端
接地；第三芯片的1/0端、2/0端、3/0端分别连接MINI PCIE母座的SD卡信号端；
第三芯片的1/1端、2/1端、3/1端分别连接主系统模块的SDIO接口；第三芯片的
1Y端、2Y端、3Y端分别连接电视SD卡座；第三芯片的VCC端连接外部电源
3V3端、还通过第四电容接地，第三芯片的/OE端接地。
10.根据权利要求5所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，所述主系
统模块包括主板处理芯片，所述插入检测模块包括第四电阻和第五电阻；所述第四
电阻的一端连接主板处理芯片的GPIO口、USB切换模块的第四端、SD切换模块
的控制端和MINI PCIE母座的插入检测端，第四电阻的另一端连接外部电源3V3
端；第五电阻的一端连接第四电阻的一端，第五电阻的另一端接地。
11.根据权利要求7所述的具有硬件配置升级功能的电视，其特征在于，所述第一
场效应管为NMOS管，第二三极管和第三三极管均为NPN三极管。
说 明 书
技术领域
本发明涉及电视技术领域，特别涉及一种具有硬件配置升级功能的电视。
背景技术
目前的电视逐渐向着高清化、网络化、智能化的方向发展，越来越多的用户会选择
购买智能电视来获得更丰富的个性化体验。智能电视的硬件配置越高、芯片性能越
高，越能顺畅地运行3D体感游戏和各种软件程序。由于嵌入式处理器的处理能力
发展较快，软件系统对硬件的需求变化也较快。
一般的智能手机或平板电脑等小型智能化产品可以通过下载软件或更换部分硬件来
增加其功能，且其体积小、成本较适中，更新换代速度较快。但是电视这种比较大
型化的智能产品体积较大，使用寿命在7—10年，其主要硬件配置，如处理器、内
存、flash模块、控制芯片等多设置在主系统模块中。该主系统模块的相应接口与
电视USB插座或电视SD卡座连接，主系统模块可以实现音视频播放控制以及应
用软件执行等功能。
由于现有的主系统模块中的这些硬件配置都是配合使用的，无法更换其中的一个或
多个硬件配置来升级电视的功能。若更换整个主系统模块，则相应的需更换与其相
关的控制电路，成本较高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有硬件配置升级功能
的电视，通过更新电视的硬件配置来升级电视的功能，解决现有技术中电视的功能
不能随意升级的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种具有硬件配置升级功能的电视，包括主系统模块、用于对主系统模块供电的第
一电源转换芯片，其还包括：
升级子系统模块、母座、公座、开关模块、插入检测模块、USB切换模块，所述
升级子系统模块包括处理器、内存、闪存模块以及USB host接口；
所述主系统模块、USB切换模块、母座、开关模块分别连接插入检测模块的输出
端；
所述主系统模块、开关模块、USB切换模块分别连接母座；所述公座连接升级子
系统模块；
所述插入检测模块用于当公座与母座连接时，输出第一检测信号；
所述开关模块的控制端与所述插入检测模块的输出端连接，根据所述第一检测信号
对母座供电；
所述USB切换模块的控制端与所述插入检测模块的输出端连接，根据所述第一检
测信号控制母座与电视USB插座连接，将电视USB插座输入的信号传输至升级子
系统模块。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，所述插入检测模块还用于当公座与母
座断开连接时，输出第二检测信号；
所述开关模块的控制端根据所述第二检测信号对母座断开供电；
所述USB切换模块还根据所述第二检测信号控制主系统模块与电视USB插座连接，
将电视USB插座输入的信号传输至所述主系统模块。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，还包括：
SD切换模块，所述升级子系统还包括SDIO接口；所述SD切换模块的控制端与插
入检测模块的输出端连接，根据所述第一检测信号控制母座与电视SD卡座连接，
将电视SD卡座输入的信号传输至升级子系统模块；
所述SD切换模块还根据第二检测信号，控制主系统模块与电视SD卡座连接，将
电视SD卡座输入的信号传输至主系统模块。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，所述开关模块包括第一开关电路和第
二开关电路；所述第一开关电路的第一输入端连接外部电源3V3端，第一开关电
路的控制端、第一开关电路的输出端、第二开关电路的控制端、第二开关电路的输
出端分别连接母座，第二开关电路的第一输入端连接外部电源5V端。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，还包括第二电源转换芯片；所述母座
为MINI PCIE母座，所述公座为MINI PCIE公座；
MINI PCIE公座的3V3端、USB信号端、HDMI信号端以及SPI信号端分别连接升
级子系统模块的IO电压接口、USB host接口、HDMI接口以及SPI接口；所述
MINI PCIE公座的5V端通过第二电源转换芯片连接升级子系统模块，第二电源转
换芯片用于将MINI PCIE公座的5V端输出的电压转换成升级子系统模块的工作电
压；
MINI PCIE母座的HDMI信号端、SPI信号端分别连接主系统模块的HDMI接口、
SPI接口；MINI PCIE母座的USB信号端连接USB切换模块的第一
端， MINI PCIE母座的3V3端连接第一开关电路的输出端，MINI PCIE母座的5V
端连接第二开关电路的输出端；MINI PCIE母座的插入检测端连接插入检测模块的
输出端、第一开关电路的控制端和第二开关电路的控制端；
所述主系统模块的USB host接口连接USB切换模块的第二端，主系统模块的IO
电压接口连接外部电源3V3端；所述USB切换模块的第三端连接电视USB插座，
USB切换模块的第四端连接插入检测模块的输出端；
USB切换模块的控制端根据第一检测信号控制电视USB插座与MINI PCIE母座与
连接，在电视USB插座与MINI PCIE母座的USB信号端之间传输升级USB信号；
USB切换模块的控制端根据第二检测信号控制电视USB插座与主系统模块连接，
在电视USB插座与主系统模块之间传输原USB信号；
第一开关电路的控制端根据第一检测信号控制第一开关电路对MINI PCIE母座的
3V3端供电；第一开关电路的控制端根据第二检测信号控制第一开关电路对
MINI PCIE母座的3V3端断开供电；
第二开关电路的控制端根据第一检测信号控制第二开关电路对MINI PCIE母座的
5V端供电；第二开关电路的控制端根据第二检测信号控制第二开关电路对
MINI PCIE母座的5V端断开供电。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，
MINI PCIE公座的SD卡信号端连接升级子系统模块的SDIO接口，MINI PCIE母
座的SD卡信号端连接SD切换模块的第一端；主系统模块的SDIO接口连接SD切
换模块的第二端，所述SD切换模块的第三端连接电视SD卡座，SD切换模块的控
制端连接插入检测模块的输出端；
SD切换模块的控制端根据第一检测信号控制电视SD卡座与MINI PCIE母座与连
接，在电视SD卡座与MINI PCIE母座的SD卡信号端之间传输升级SDIO信号；
SD切换模块的控制端根据第二检测信号控制电视SD卡座与主系统模块连接，在
电视SD卡座与主系统模块之间传输原SDIO信号。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，所述第一开关电路包括第一电阻、第
二电阻、第三电阻、第一场效应管、第二三极管、第三三极管和第一电容；所述第
一场效应管的栅极连接第三三极管的集电极、还通过第二电阻连接第一场效应管的
漏极；第一场效应管的漏极连接外部电源3V3端、还通过第一电阻连接第二三极
管的集电极，第一场效应管的源极连接MINI PCIE母座的3V3端；所述第二三极
管的基极连接插入检测模块的输出端和MINI PCIE母座的插入检测端，第二三极
管的集电极通过第三电阻连接第三三极管的基极，第二三极管的发射极接地；所述
第三三极管的基极通过第一电容接地，第三三极管的发射极接地。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，所述USB切换模块包括第一芯片和
第二电容，所述第一芯片的型号为FUSB30MUX；所述第一芯片的S端连接插入
检测模块的输出端，第一芯片的HSD1+端、HSD1-端分别连接MINI PCIE母座的
USB信号端，第一芯片的HSD2+端、HSD2-端分别连接主系统模块的USB host接
口，第一芯片的D+端、D-端分别连接电视USB插座，第一芯片的VCC端连接第
一芯片的OE端、还通过第二电容接地，第一芯片的OE端连接外部电源3V3端。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，所述SD切换模块包括第二芯片、第
三芯片、第三电容和第四电容，所述第二芯片和第三芯片的型号均为74VC257A；
所述第二芯片的S端、第三芯片的S端均连接插入检测模块的输出端，第二芯片
的1/0端、2/0端、3/0端、4/0端分别连接MINI PCIE母座的SD卡信号端，第二
芯片的1/1端、2/1端、3/1端、4/1端分别连接主系统模块的SDIO接口，第二芯片
的1Y端、2Y端、3Y端、4Y端分别连接电视SD卡座；第二芯片的VCC端连接
外部电源3V3端、还通过第三电容接地，第二芯片的/OE端接地；第三芯片的1/0
端、2/0端、3/0端分别连接MINI PCIE母座的SD卡信号端；第三芯片的1/1端、
2/1端、3/1端分别连接主系统模块的SDIO接口；第三芯片的1Y端、2Y端、3Y
端分别连接电视SD卡座；第三芯片的VCC端连接外部电源3V3端、还通过第四
电容接地，第三芯片的/OE端接地。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，所述主系统模块包括主板处理芯片，
所述插入检测模块包括第四电阻和第五电阻；所述第四电阻的一端连接主板处理芯
片的GPIO口、USB切换模块的第四端、SD切换模块的控制端和MINI PCIE母座
的插入检测端，第四电阻的另一端连接外部电源3V3端；第五电阻的一端连接第
四电阻的一端，第五电阻的另一端接地。
所述的具有硬件配置升级功能的电视，其中，所述第一场效应管为NMOS管，第
二三极管和第三三极管均为NPN三极管。
相较于现有技术，本发明提供的具有硬件配置升级功能的电视，在需要硬件配置升
级时，通过将公座插入母座即可将具有更高性能的升级子系统模块接入电视中，插
入检测模块判断升级子系统模块接入后并输出第一检测信号；所述第一检测信号控
制开关模块对母座供电，第一检测信号还控制USB切换模块选择与母座连接，这
样升级子系统模块所具有的新功能就能通过公座与母座通信，即是电视选择升级子
系统模块代替现有的主系统模块实现音视频播放和控制的功能，无需更换一整台电
视就能获得新功能，不仅成本更低，而且操作简单，更加经济适用。同时，若需要
使用现有的功能，只需将公座拔出母座，插入检测模块输出第二检测信号来断开升
级子系统模块与电视相应端口的连接，选择现有的主系统模块接入电视中控制电视
的播放；这样即可灵活切换，满足用户的不同要求，增加用户的体验度。
附图说明
图1为本发明具有硬件配置升级功能的电视较佳实施例的结构框图。
图2A为本发明具有硬件配置升级功能的电视较佳实施例一部分的示意图。
图2B为本发明具有硬件配置升级功能的电视较佳实施例另一部分的示意图。
图3为本发明具有硬件配置升级功能的电视中第一开关电路的电路原理图。
图4为本发明具有硬件配置升级功能的电视中MINI PCIE的接口定义示意图。
图5为本发明具有硬件配置升级功能的电视中USB切换模块的电路原理图。
图6A为本发明具有硬件配置升级功能的电视中SD切换模块一部分的电路原理图。
图6B为本发明具有硬件配置升级功能的电视中SD切换模块另一部分的电路原理
图。
具体实施方式
本发明提供一种具有硬件配置升级功能的电视，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。
本发明提供具有硬件配置升级功能的电视采用在电视内增加一具有扩展性的升级子
系统模块来升级更换新的硬件配置，将与升级子系统模块连接的公座插入电视的母
座中，即可在升级子系统模块与电视的相应输入输出端口之间进行通信，传输相应
的音视频数据或控制信号，无需更换电视就能体验到升级子系统模块所实现的新功
能。请同时参阅图1、图2A和图2B，所述具有硬件配置升级功能的电视包括主系
统模块10、第一电源转换芯片71、升级子系统模块20、开关模块30、母座J2、
公座J1、USB切换模块50、SD（Secure Digital ，安全数码）切换模块60以及插
入检测模块40。所述主系统模块10、USB切换模块50、母座J2、开关模块30分
别连接插入检测模块40的输出端，所述第一电源转换芯片71连接主系统模块10，
所述开关模块30、USB切换模块50分别连接母座J2；所述公座J1连接升级子系
统模块20，用于与升级子系统模块20之间进行信号传输。
其中，主系统模块10包括处理器、内存、flash等模块，位于电视的主板上。第一
电源转换芯片71可以将其第一端1输入的5V电压转换为其第二端2输出的
1.2V/1.5V的内核电压和其第三端3输出的1.2V的内存电压、对主系统模块10供
电。所述升级子系统模块20包括处理器、内存、闪存模块、USB host接口等，这
些模块的性能强于主系统模块10上的对应模块的性能，进而增加电视的功能。
当公座J1与母座J2连接时，插入检测模块40输出第一检测信号，升级子系统模
块20通过公座J1与母座J2通信，传输相应的信号；所述第一检测信号控制开关
模块30对母座J2供电。USB切换模块50的控制端、即其第四端4根据所述第一
检测信号控制电视USB插座与母座J2连接，电视外部通过电视USB插座输入的
信号即可传输至升级子系统模块20。当公座J1与母座J2断开连接时，插入检测模
块40输出第二检测信号；所述第二检测信号控制开关模块30断开对母座J2的供
电。USB切换模块50的控制端根据所述第二检测信号控制电视USB插座与主系统
模块10连接，将电视外部通过电视USB插座输入的信号传输至主系统模块10。
其中，第一检测信号和第二检测信号均属于HOTPLUG信号，第一检测信号和第
二检测信号只是代表HOTPLUG信号的不同电平值。在本发明中，设置所述插入
检测模块40输出的第一检测信号低电平有效，第二检测信号高电平有效。
为了适用于带外置存储的电视，本发明还包括SD切换模块60；在本实施例中，设
置SD卡实现外置存储。所述SD切换模块60连接插入检测模块40、主系统模块
10和母座J2。所述SD切换模块60的控制端、即其第四端4与插入检测模块40的
输出端连接，当公座J1与母座J2连接时，根据所述第一检测信号控制母座与电视
SD卡座连接，将电视外部通过电视SD卡座输入的信号传输至升级子系统模块20。
当公座J1与母座J2断开连接时，所述SD切换模块60根据第二检测信号，控制主
系统模块10与电视SD卡座连接，将电视外部通过电视SD卡座输入的信号传输至
主系统模块10。
其中，所述开关模块30用于根据HOTPLUG信号控制升级子系统模块20的供电
状态，其包括第一开关电路和第二开关电路，如图2A所示。所述第一开关电路的
第一输入端1连接外部电源3V3端，第一开关电路的控制端（即是图2A中第一开
关电路的第二输入端2）、第一开关电路的输出端3、第二开关电路的控制端（即
是图2A中第二开关电路的第二输入端2）、第二开关电路的输出端3分别连接母
座J2，第二开关电路的第一输入端1连接外部电源5V端。第一开关电路用于根据
HOTPLUG信号控制是否将3.3V电压输入至母座J2的3V3端。第二开关电路用于
根据HOTPLUG信号控制是否将5V电压输入至母座J2的5V端。本实施例将在后
面详细阐述所述第一开关电路和第二开关电路的内部电路原理图及其工作原理。
在具体实施时，所述公座J1与母座J2连接即是将公座J1插入母座J2中，因此在
设计时公座J1与母座J2上的相应接口的定义是相同的，升级子系统模块20与主
系统模块10之间的的接口方式可以采用MINI PCIE
（Mini peripheral component interconnect express）接口或者SO-DIMM
（Small outline dual in-line memory module）接口。采用MINI PCIE时，公座J1为
MINI PCIE公座，母座J2为MINI PCIE母座；采用SO-DIMM时同理可得。
MINI PCIE的接口定义为图4所示，SO-DIMM的接口定义与MINI PCIE的接口定
义相同，可适当预留一些连接脚。MINI PCIE（或者SO-DIMM）公座的接口定义
和MINI PCIE（或者SO-DIMM）母座的接口定义完全相同。
在本实施例中，以公座J1即为MINI PCIE公座，母座J2即为MINI PCIE母座为例
对本发明进行阐述。请同时参阅图4，所述MINI PCIE公座和MINI PCIE母座的
接口定义中，用于供电的端口包括5V端和3V3端；用于传输USB信号的USB信
号端包括USB0_D+端、USB0_D-端、USB1_D+端、USB1_D-端；用于传输SDIO
信号的SD卡信号端包括SD_CLK端、SD_CMD端、SD_D0端、SD_ D1端、
SD_ D2端、SD_ D3端、SD_WP端、SD_DET端；用于传输SPI
（serial peripheral interface，串行外围设备接口）信号的SPI信号端包括SPI_SIMO
端、SPI_SOMI端、SPI_CLK端；用于传输HDMI信号的HDMI信号端包括VCC
端、DDCDA端、DDCCLK端、NC1端、NC2端、RXC+端、RXC-端、RX0+端、
RX0-端、RX1+端、RX1-端、RX2+端、RX2-端、GND1端、GND2端、GND3端、
GND4端、GND5端；用于检测MINI PCIE公座是否插入MINI PCIE母座的插入
检测端、即HPD端。其余的GND端和NC为预留端口。
进一步参见图2A-2B，图2A是本发明具有硬件配置升级功能的电视较佳实施例一
部分的示意图。图2B是本发明具有硬件配置升级功能的电视较佳实施例另一部分
的示意图。MINI PCIE公座的3V3端、USB信号端、SD卡信号端、HDMI信号端
以及SPI信号端一一对应连接升级子系统模块20的IO电压接口、USB host接口、
SDIO接口、HDMI接口以及SPI接口。MINI PCIE公座的5V端通过第二电源转换
芯片72连接升级子系统模块20，用于将MINI PCIE公座的5V端输出的5V电压
转换成升级子系统模块20的工作电压，包括内核电压和内存电压。对应的，
MINI PCIE母座的HDMI信号端、SPI信号端分别连接主系统模块20的HDMI接
口、SPI接口；MINI PCIE母座的USB信号端连接USB切换模块50的第一端1，
MINI PCIE母座的SD卡信号端连接SD切换模块60的第一端1；MINI PCIE母座
的3V3端连接第一开关电路的输出端3，MINI PCIE母座的5V端连接第二开关电
路的输出端3；MINI PCIE母座的插入检测端、主板处理芯片U4的GPIO口、第
一开关电路的控制端和第二开关电路的控制端均连接插入检测模块40的输出端。
MINI PCIE母座的插入检测端用于检测MINI PCIE公座是否插入。所述主系统模
块10的USB host接口连接USB切换模块50的第二端2，主系统模块10的SDIO
接口连接SD切换模块60的第二端2，主系统模块10的IO电压接口连接外部电源
3V3端；所述USB切换模块50的第三端3连接电视USB插座，USB切换模块50
的第四端4连接插入检测模块40的输出端；所述SD切换模块60的第三端3连接
电视SD卡座，SD切换模块60的第四端4连接插入检测模块40的输出端。
当MINI PCIE公座与MINI PCIE母座连接时，MINI PCIE公座的5V端、3V3端、
USB信号端、SD卡信号端、HDMI信号端、SPI信号端以及插入检测端分别连接
MINI PCIE母座的5V端、3V3端、USB信号端、SD卡信号端、HDMI信号端、
SPI信号端以及插入检测端。所述第一检测信号（即低电平）控制USB切换模块
50的第一端1与其第三端3导通，进而电视USB插座与MINI PCIE母座的USB
信号端导通，由主系统模块10切换为升级子系统模块20来处理USB信号；所述
第一检测信号控制SD切换模块60的第一端1与其第三端3连接，进而电视SD卡
座与MINI PCIE母座的SD卡信号端导通，由主系统模块10切换为升级子系统模
块20来处理SDIO信号；所述第一检测信号控制第一开关电路的输出端3、第二开
关电路的输出端3分别对MINI PCIE母座的3V3端、5V端供电，即对升级子系统
模块20进行供电。
当MINI PCIE公座与MINI PCIE母座断开连接时，MINI PCIE公座的5V端、3V3
端、USB信号端、SD卡信号端、HDMI信号端、SPI信号端以及插入检测端分别
与MINI PCIE母座的5V端、3V3端、USB信号端、SD卡信号端、HDMI信号端、
SPI信号端以及插入检测端断开连接。所述第二检测信号信号（即高电平）控制
USB切换模块50的第二端2与其第三端3导通、进而电视USB插座与主系统模块
10的USB host接口导通，由升级子系统模块20切换为主系统模块10来处理USB
信号；所述第二检测信号控制SD切换模块60的第二端2与其第三端3导通，进
而电视SD卡座与主系统模块10的SDIO接口导通，由升级子系统模块20切换为
主系统模块10来处理SDIO信号；第二检测信号控制第一开关电路的输出端3、第
二开关电路的输出端3分别断开对MINI PCIE母座的3V3端、5V端供电，即断开
对升级子系统模块20的供电。
请同时参阅图3，图3是本发明具有硬件配置升级功能的电视中第一开关电路的电
路原理图。所述第一开关电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第
一场效应管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第一电容C1；第一场效应管
Q1为NMOS管，第二三极管Q2和第三三极管Q3均为NPN三极管。所述第一场
效应管Q1的栅极连接第三三极管Q3的集电极、还通过第二电阻R2连接第一场效
应管Q1的漏极；第一场效应管Q1的漏极连接外部电源3V3端、还通过第一电阻
R1连接第二三极管Q2的集电极，第一场效应管Q1的源极连接MINI PCIE母座的
3V3端；所述第二三极管Q2的基极连接插入检测模块40的输出端和MINI PCIE
母座的插入检测端（即HPD端），第二三极管Q2的集电极通过第三电阻R3连接
第三三极管Q3的基极，第二三极管Q2的发射极接地；所述第三三极管Q3的基
极通过第一电容C1接地，第三三极管Q3的发射极接地。第一场效应管Q1的漏极
即是第一开关电路的第一端1，第二三极管Q2的基极即是第一开关电路的控制端
2，第一场效应管Q1的源极即是第一开关电路的输出端3。第二开关电路内部的电
路结构与第一开关电路完全相同，不同之处仅在于第二开关电路的第一输入端1、
其输出端3分别连接外部电源5V端、MINI PCIE母座的5V端。以第一开关电路
为例，当HOTPLUG信号为高电平时，第二三极管Q2导通、第三三极管Q3截止，
外部电源3V3端上的3.3V电压就不能通过第一场效应管Q1传输至MINI PCIE母
座的3V3端，UD_3V3的电压为低电平。当HOTPLUG信号为低电平时，第三三
极管Q3导通使第一场效应管Q1导通，UD_3V3的电压即为外部电源3V3端上的
电压3.3V，则MINI PCIE母座的3V3端输入3.3V电压。第二开关电路的工作原理
与第一开关电路相同，只是第二开关电路传输的是5V电压。
所述插入检测模块40用于判断升级子系统模块20是否接入电视并产生相应的
HOTPLUG信号，其包括第四电阻R4和第五电阻R5，请同时参阅图2A，主系统
模块10的处理器中包括主板处理芯片U4。所述第四电阻R4的一端（即插入检测
模块40的输出端）连接主板处理芯片U4的GPIO口、USB切换模块50的第四端
4、SD切换模块60的第四端4和MINI PCIE母座的插入检测端。第四电阻R4的
另一端连接外部电源3V3端；第五电阻R5的一端连接第四电阻R4的一端、即插
入检测模块40的输出端，第五电阻R5的另一端接地。当MINI PCIE公座没有插
入MINI PCIE母座时，插入检测模块的输出端通过第四电阻R4被拉高，输出
HOTPLUG信号为高电平。此时第一开关电路和第二开关电路均处于关闭状态。当
MINI PCIE公座插入MINI PCIE母座时，插入检测模块的输出端通过第五电阻R5
被拉低，输出的HOTPLUG信号变为低电平。此时第一开关电路和第二开关电路
打开，图3中的第一电容C1开始充电，第三三极管Q3会延迟一段时间才变为高
电平而导通，第一场效应管Q1的源极输出3.3V/5V电压。第一开关电路和第二开
关电路起到插入延迟供电的功能，即MINI PCIE公座插入MINI PCIE母座时并没
有马上供电，而是通过第一开关电路和第二开关电路延时一段时间才供电，这样可
以确保MINI PCIE公座完全插好后才间接给升级子系统模块20供电，提高系统的
安全性。
请同时参阅图5，图5是本发明具有硬件配置升级功能的电视中USB切换模块的
电路原理图。USB切换模块50用于根据HOTPLUG信号的高低电平控制升级子系
统模块20或主系统模块10与电视USB插座连接，其包括第一芯片U1和第二电容
C2，所述第一芯片U1的型号为FUSB30MUX。所述第一芯片U1的S端连接插入
检测模块40的输出端，第一芯片U1的HSD1+端、HSD1-端分别连接MINI PCIE
母座的USB信号端（即是MINI PCIE母座的接口定义中的USB0_D+端、
USB0_D-端）。第一芯片U1的HSD2+端、HSD2-端分别连接主系统模块10的
USB host接口，第一芯片U1的D+端、D-端分别连接电视USB插座，第一芯片
U1的VCC端连接第一芯片U1的OE端、还通过第二电容C2接地，第一芯片U1
的OE端连接外部电源3V3端。其中，第一芯片U1的HSD1+端和HSD1-端组合
为USB切换模块50的第一端1。第一芯片U1的HSD2+端和HSD2-端组合为USB
切换模块50的第二端2。第一芯片U1的D+端和D-端组合为USB切换模块50的
第三端3。第一芯片U1的S端组合为USB切换模块50的第四端4。当第一芯片
U1的S端输入的HOTPLUG信号为高电平时，USB切换模块50选择主系统模块
10的USB host接口的与电视USB插座之间传输USB信号。当第一芯片U1的S端
输入的HOTPLUG信号为低电平时，USB切换模块50选择MINI PCIE母座的
USB信号端（即升级子系统的USB host接口）与电视USB插座之间传输USB信
号。其中，第一芯片U1的HSD1+端、HSD1-端、HSD2+端、HSD2-端D+端、D-
端分别传输的信号为UDUSB+信号、UDUSB-信号、MBUSB+信号、MBUSB-信号、
USBD+信号、USBD-信号。UDUSB+信号和UDUSB-信号是升级子系统模块20传
输的USB信号，MBUSB+信号和MBUSB-信号是主系统模块10传输的USB信号，
USBD+信号和USBD-信号是电视USB插座传输的USB相关信号。
请同时参阅图6A和图6B，图6A是本发明具有硬件配置升级功能的电视中SD切
换模块一部分的电路原理图。图6B本发明具有硬件配置升级功能的电视中SD切
换模块另一部分的电路原理图。所述SD切换模块60用于根据HOTPLUG信号控
制升级子系统模块20与电视SD卡座连接，或者主系统模块10与电视SD卡座连
接，其包括第二芯片U2、第三芯片U3、第三电容C3和第四电容C4，所述第二芯
片U2和第三芯片U3的型号均为74VC257A。所述第二芯片U2的S端、第三芯片
U3的S端均连接插入检测模块40的输出端。第二芯片U2的1/0端、2/0端、3/0
端、4/0端分别连接MINI PCIE母座的SD卡信号端（即MINI PCIE母座的接口定
义中的SD_D0端、SD_D1端、SD_D2端、SD_D3端）。第二芯片U1的1/1端、
2/1端、3/1端、4/1端分别连接主系统模块10的SDIO接口，第二芯片U2的1Y
端、2Y端、3Y端、4Y端分别连接电视SD卡座；第二芯片U2的VCC端连接外
部电源3V3端、还通过第三电容C3接地，第二芯片U2的/OE端接地。第三芯片
U3的1/0端、2/0端、3/0端分别连接MINI PCIE母座的SD_CMD端、SD_CLK端、
SD_DET端。第三芯片U3的1/1端、2/1端、3/1端分别连接主系统模块10的
SDIO接口。第三芯片U3的1Y端、2Y端、3Y端分别连接电视SD卡座。第三芯
片U3的VCC端连接外部电源3V3端、还通过第四电容C4接地，第三芯片的/OE
端接地。当第二芯片U2的S端和第三芯片U3的S端输入的HOTPLUG信号为高
电平时，SD切换模块60选择主系统模块10的SDIO接口与电视SD卡座之间传输
SDIO信号。当第二芯片U2的S端和第三芯片U3的S端输入的HOTPLUG信号
为低电平时，SD切换模块60选择MINI PCIE母座的SD卡信号端（即升级子系统
模块的SD卡信号端）与电视SD卡座之间传输SDIO信号。其中，第二芯片U2的
1/0端、2/0端、3/0端、4/0端，第三芯片U3的1/0端、2/0端、3/0端组合为SD切
换模块60的第一端1，依次分别传输的信号为UD_DAT0信号、UD_DAT1信号、
UD_DAT2信号、UD_DAT3信号、UD_CMD信号、UD_CLK信号、UD_DET信
号,这些信号与MINI PCIE母座之间进行数据传输。第二芯片U2的1/1端、2/1端、
3/1端、4/1端，第三芯片U3的1/1端、2/1端、3/1端组合为SD切换模块60的第
二端2，依次分别传输的信号为MB_DAT0信号、MB_DAT1信号、MB_DAT2信
号、MB_DAT3信号、MB_CMD信号、MB_CLK信号、MB_DET信号,这些信号
与主系统模块10之间进行数据传输。第二芯片U2的1Y端、2Y端、3Y端、4Y
端，第三芯片U3的1Y端、2Y端、3Y端组合为SD切换模块60的第三端3，依
次分别传输的信号为PORT_DAT0信号、PORT_DAT1信号、PORT_DAT2信号、
PORT_DAT3信号、PORT_CMD信号、PORT_CLK信号、PORT_DET信号,这些
信号与电视SD卡座之间进行数据传输。
下面将结合表1的内容具体阐述本发明：
body> 模块 座 输信号 信号
表1
在具体实施时，若不需要升级，则不需要将升级子系统模块20通过MINI PCIE公
座插入MINI PCIE母座中，HOTPLUG信号的高电平控制USB切换模块50选择将
电视USB插座与主系统模块10连接，SD切换模块60选择将电视SD卡座与主系
统模块10连接。HOTPLUG信号还控制主系统模块10保持出厂前设置的电视功能，
按照原始的设置播放电视。此时第一开关电路和第二开关电路被关闭，不会对
MINI PCIE母座供电。
若需要增加新的功能，可将与升级子系统模块20连接的MINI PCIE公座插入
MINI PCIE母座中，则HOTPLUG信号被第五电阻R5（如图2A所示）拉为低电
平，此时第一开关电路和第二开关电路延时打开对MINI PCIE母座J2、MINI PCIE
公座和升级子系统模块20进行供电。HOTPLUG信号还控制USB切换模块50选
择将电视USB插座与升级子系统模块20连接，SD切换模块60选择将电视SD卡
座与升级子系统模块20连接，将电视的存储设备（电视USB插座和电视SD卡座）
传输的数据信号，音视频的HDMI信号，SPI信号（包括网络信号、遥控器的控制
信号）传输至升级子系统模块20中进行处理。
在本实施例中，升级子系统模块20可以随着技术的不断的发展而更新，当有其他
的新功能出现时，可以将升级子系统模块20更换为硬件配置更高的升级子系统模
块20，或者对升级子系统模块20中的硬件配置进行更换。更换升级子系统模块20
与更换一整台电视相比成本更低，更加方便灵活。
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。
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