本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通信模塊和便攜式終端。

背景技術(shù)：
目前的通信模塊常用的有3G模塊和4G模塊，一般裝配在手機、平板電腦等智能終端中，與其內(nèi)部的控制系統(tǒng)連接即可實現(xiàn)上網(wǎng)功能。3G/4G模塊的體積大小及接口方式會直接影響到裝配3G/4G模塊的智能終端的體積及連接方式，特別是便攜式智能終端對3G/4G模塊的體積大小及接口要求更嚴格。而現(xiàn)有的3G/4G模塊一般采用Mini-PCIe接口，其接口的體積較大，已不適應目前便攜式智能終端的要求。而且3G/4G模塊在使用時常與終端的Mini-PCIe連接器進行熱插拔操作，即帶電插拔、允許用戶在不關(guān)閉系統(tǒng)，不切斷電源的情況下取出或更換3G/4G模塊。這種方式只需簡單的插入、拔出動作即可取出3G/4G模塊，且系統(tǒng)保持不間斷地正常運行，從而提高了系統(tǒng)對災難的及時恢復能力、擴展性和靈活性。但是，現(xiàn)有的3G/4G模塊在熱插拔時存在以下問題：1、USB接口數(shù)據(jù)損壞?，F(xiàn)有3G/4G模塊的PCB板在設計時，所有信號、數(shù)據(jù)管腳的長度均相等，如USB數(shù)據(jù)接口的D+（正數(shù)據(jù)）管腳、D-（負數(shù)據(jù)）管腳與電源管腳的長度相同。當3G/4G模塊拔出時，USB的通訊和數(shù)據(jù)傳輸同時斷開，此時數(shù)據(jù)可能仍在傳輸中，主機系統(tǒng)還來不急保存數(shù)據(jù)導致部分數(shù)據(jù)丟失。2、電源接口產(chǎn)生瞬間大電流。3G/4G模塊在插入時，主機系統(tǒng)輸出的電源電壓會立即輸入到3G/4G模塊的電源端，產(chǎn)生一個大的瞬間電流。該大電流可能會燒損3G/4G模塊的電源模塊中的部分元件，導致系統(tǒng)工作失常、甚至崩潰。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種通信模塊和便攜式終端，以解決現(xiàn)有通信模塊體積大、及通信模塊進行熱插拔時出現(xiàn)數(shù)據(jù)損壞、產(chǎn)生大的瞬間電流導致系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：一種通信模塊，其包括：NGFF接口，所述NGFF接口包括電源管腳和USB數(shù)據(jù)傳輸管腳；所述USB數(shù)據(jù)傳輸管腳短于所述電源管腳；開關(guān)單元，用于控制通信模塊的供電端與所述電源管腳供電的通斷；充電保護單元，用于開關(guān)單元關(guān)閉時充電，消除開關(guān)單元打開瞬間的沖擊電流；延時單元，用于控制開關(guān)單元延時打開；所述開關(guān)單元、充電保護單元和延時單元分別連接NGFF接口的電源管腳，所述開關(guān)單元通過所述充電保護單元連接所述供電端。所述的通信模塊中，所述開關(guān)單元為MOS管，所述MOS管的源極連接NGFF接口的電源管腳、充電保護單元的第一輸入端和延時單元的第一端，所述MOS管的柵極連接延時單元的第二端，所述MOS管的漏極連接充電保護單元的第二輸入端。所述的通信模塊中，所述充電保護單元包括第一電阻、第一電容和第二電容；所述第一電阻的一端連接MOS管的源極、NGFF接口的電源管腳和延時單元的第一端，所述第一電阻的另一端連接MOS管的漏極、第一電容的一端、第二電容的正極和通信模塊的供電端；所述第一電容的另一端和第二電容的負極均接地。所述的通信模塊中，所述延時單元包括第二電阻和第三電容，所述第二電阻的一端連接MOS管的柵極，第二電阻的一端還通過第三電容連接第一電阻的一端、MOS管的源極和NGFF接口的電源管腳，第二電阻的另一端接地。所述的通信模塊中，所述NGFF接口還包括至少一射頻管腳和至少兩個接地管腳，所述接地管腳位于射頻管腳的兩側(cè)。所述的通信模塊中，每一射頻管腳的兩側(cè)分別設置有兩個接地管腳。所述的通信模塊中，所述USB數(shù)據(jù)傳輸管腳的長度為2/3電源管腳的長度±0.1mm。所述的通信模塊中，所述通信模塊還包括PCB板，所述PCB板上設置有電子元件布設區(qū)和罩設于所述電子元件布設區(qū)的屏蔽罩。一種便攜式終端，包括控制系統(tǒng)和上述的通信模塊，所述通信模塊連接控制系統(tǒng)。所述的便攜式終端中，所述通信模塊還包括功率器件或結(jié)構(gòu)器件，所述功率器件或結(jié)構(gòu)器件設置于所述控制系統(tǒng)中，并通過NGFF接口與通信模塊的PCB板電連接。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的通信模塊和便攜式終端，由于在通信模塊設置NGFF接口減小了通信模塊的體積，減少了通信模塊與便攜式終端裝配時的結(jié)構(gòu)限制。而且設置USB數(shù)據(jù)傳輸管腳短于電源管腳，使便攜式終端可預先保存USB數(shù)據(jù)或完成上電準備，再進行USB切斷或通訊，確保了數(shù)據(jù)的完整性和穩(wěn)定性；在通信模塊插入時，由充電保護單元先進行小電流充電，消除開關(guān)單元打開瞬間的沖擊電流，避免此時產(chǎn)生的瞬間大電流損壞開關(guān)單元，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的通信模塊的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2為本發(fā)明提供的通信模塊的主視結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明提供的通信模塊的后視結(jié)構(gòu)圖。圖4為圖2中A處的放大示意圖。圖5為本發(fā)明提供的通信模塊的電路圖。具體實施方式本發(fā)明提供一種通信模塊和便攜式終端，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的通信模塊為3G模塊、4G模塊等，插入智能終端（即便攜式終端，如手機、平板電腦等）及其它便攜式終端中實現(xiàn)上網(wǎng)功能。所述通信模塊使用了小型的NGFF接口，便攜式終端中設置與相應的NGFF連接器。所述通信模塊不但有兼容標準NGFF接口的功能，同時尺寸明顯減小，還能滿足熱插拔的要求，充分滿足未來智能終端及其它設備對4G、3G模塊的需求。請參閱圖1、圖2和圖3，其中，圖1為本發(fā)明提供的通信模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明提供的通信模塊的主視結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明提供的通信模塊的后視結(jié)構(gòu)圖。如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供的通信模塊包括PCB板60、NGFF接口10（NextGenerationFormFactor，）、開關(guān)單元20、充電保護單元30和延時單元40。其中，所述NGFF接口10為intel公司為超極本量身定做的新一代接口標準，可使通信模塊的尺寸設計為42mm×22mm，單面布置元器件的厚度為2.75mm，雙面布置元器件的厚度為3.85mm。因此該NGFF接口10體積小于現(xiàn)有Mini-PCIe接口，使通信模塊具有小型化、接口規(guī)范化、支持熱插拔等特點。具體來說，所述NGFF接口10、開關(guān)單元20、充電保護單元30和延時單元40均設置在所述PCB板60上，所述NGFF接口10為金手指接口，且位于PCB板60一端，使通信模塊通過該NGFF接口10插入便攜式終端（如手機、平板電腦等終端）與其內(nèi)部的控制系統(tǒng)連接（即與便攜式終端內(nèi)部的控制電路連接）即可實現(xiàn)上網(wǎng)功能。所述NGFF接口10包括電源管腳101和USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102，所述開關(guān)單元20、充電保護單元30和延時單元40分別連接NGFF接口10的電源管腳101，所述開關(guān)單元20通過所述充電保護單元30連接所述通信模塊的供電端J1。其中，開關(guān)單元20用于控制通信模塊的供電端J1與所述電源管腳101供電的通斷。充電保護單元30用于開關(guān)單元20關(guān)閉時充電，消除開關(guān)單元20打開瞬間的沖擊電流；延時單元40用于控制開關(guān)單元20延時打開。通過充電延時單元40控制開關(guān)單元20延時打開，并且在預定延時時間內(nèi)（即開關(guān)單元20關(guān)閉時間內(nèi)），通過充電保護單元30進行小電流充電，消除了開關(guān)單元20打開瞬間的沖擊電流，避免損壞開關(guān)單元20。應當說明的是，本發(fā)明在通信模塊上僅增加了開關(guān)單元20、充電保護單元30和延時單元40，而通信模塊的其余模塊為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳述。請參閱圖2、圖3和圖4，所述NGFF接口10的USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102包括正數(shù)據(jù)傳輸管腳D+和負數(shù)據(jù)傳輸管腳D-，為了在熱插拔時避免數(shù)據(jù)丟失或保存失敗，所述USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102短于所述電源管腳101。此處可以理解為USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102短于NGFF接口10的其它管腳（包括電源管腳101）。在設計通信模塊的PCB板60時，將USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102設置于PCB板60的正面，PCB板60正面的其余管腳和其背面管腳均可保持標準NGFF接口10的管腳的長度。本發(fā)明實施例中，所述USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102的長度為2/3電源管腳101的長度±0.1mm。當通信模塊插入時，電源管腳101先與其插入設備的電源管腳先接通，使整個系統(tǒng)先通電工作起來，然后正數(shù)據(jù)傳輸管腳D+和負數(shù)據(jù)傳輸管腳D-再分別與NGFF連接器上的正數(shù)據(jù)傳輸管腳D+和負數(shù)據(jù)傳輸管腳D-接通，進行USB通訊。這樣便攜式終端中的CPU（CentralProcessingUnit，中央處理器）就能提前對通信模塊加電，系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定后再做好準備等待USB數(shù)據(jù)的傳輸。當通信模塊拔出時，正數(shù)據(jù)傳輸管腳D+和負數(shù)據(jù)傳輸管腳D-先斷開、即USB通訊先斷開；此時CPU即可處理USB的斷開事件并保存好相關(guān)數(shù)據(jù)。之后，通信模塊的電源管腳101再與NGFF連接器的電源管腳斷開連接，使通信模塊斷電。在具體實施時，正數(shù)據(jù)傳輸管腳D+和負數(shù)據(jù)傳輸管腳D-的長度比其他管腳（包括電源管腳101）短L，L優(yōu)選為0.5mm，如圖4所示。該長度可根據(jù)插拔速度的不同，電源管腳101斷開的時間比USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102斷開的時間會延后大約幾百毫秒，則在所述USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102與NGFF連接器斷開之后、電源管腳101與NGFF連接器的電源管腳斷開之前就有了幾百毫秒的時間段，CPU在這個時間段內(nèi)足以處理完USB斷開事件并保存好相關(guān)數(shù)據(jù)。這樣在通信模塊斷電前CPU已經(jīng)保存所有數(shù)據(jù)、并停止了數(shù)據(jù)的傳輸，就可避免現(xiàn)有技術(shù)中斷電與斷開數(shù)據(jù)傳輸同時進行導致數(shù)據(jù)丟失、保存失敗的問題，大大提高了數(shù)據(jù)的完整性和正確性。為了避免通信模塊插入時智能終端的NGFF連接器產(chǎn)生一個大的瞬間電流，本發(fā)明采用開關(guān)單元20來關(guān)斷通信模塊的供電端J1與所述電源管腳101供電的連接，使通信模塊免受瞬間大電流的沖擊，在瞬間大電流消除后，開關(guān)單元20再控制信模塊的供電端J1與所述電源管腳101供電的連接。請參閱圖1和圖5，所述開關(guān)單元20為MOS管Q1，所述MOS管Q1的源極連接NGFF接口10的電源管腳101、充電保護單元30的第一輸入端1和延時單元40的第一端4，所述MOS管Q1的柵極連接延時單元40的第二端5，所述MOS管Q1的漏極連接充電保護單元30的第二輸入端2，充電保護單元30的輸出端3連接通信模塊的供電端J1。控制系統(tǒng)的NGFF連接器的電源管腳提供的系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER通過NGFF接口10的電源管腳101輸出至MOS管Q1的源極、充電保護單元30的第一輸入端1和延時單元40的第一端4。在具體實施時，所述MOS管Q1為PMOS管，當其柵極輸入低電平時，MOS管Q1導通；當其柵極輸入高電平時，MOS管Q1截止。所述充電保護單元30，用于開關(guān)單元20關(guān)閉時進行小電流充電，消除開關(guān)單元20打開瞬間的沖擊電流，并且使通信模塊的供電端J1的電壓通過充電上升，在供電端J1的電壓4G/3G_POWER等于或接近SYSTEM_POWER電壓時，MOS管Q1打開，這時開關(guān)沖擊電流最小，對系統(tǒng)電源影響最小。本實施例中，所述充電保護單元30包括第一電阻R1、第一電容C1和第二電容C2；所述第一電阻R1的一端連接MOS管Q1的源極、NGFF接口10的電源管腳101和延時單元40的第一端4，所述第一電阻R1的另一端連接MOS管Q1的漏極、第一電容C1的一端、第二電容C2的正極和通信模塊的供電端J1；所述第一電容C1的另一端和第二電容C2的負極均接地。為了控制充電保護單元30的充電電流和充電時間，所述第一電阻R1的阻值優(yōu)選為20Ω，第一電容C1為濾波電容，用于濾除高頻、脈沖干擾，其容值為100pF。第二電容C2為大電容，用于充電、將脈沖耗電控制在適應的范圍內(nèi)，其容值為150uF。所述延時單元40用于控制MOS管Q1延時導通的時間，其具體包括：第二電阻R2和第三電容C3，所述第二電阻R2的一端連接MOS管Q1的柵極，第二電阻R2的一端還通過第三電容C3連接第一電阻R1的一端、MOS管Q1的源極和NGFF接口10的電源管腳101，第二電阻R2的另一端接地。其中，第二電阻R2和第三電容C3連接點的電壓為Vg。需要注意的是，第一電阻R1、第二電阻R2、第二電容C2、第三電容C3的取值大小應滿足：所述第一電阻R1和第二電容C2的時間常數(shù)小于第二電阻R2和第三電容C3的時間常數(shù)；也即是說，在第二電容C2充滿電、且通信模塊的電源電壓4G/3G_POWER接近或等于系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER之后，第三電容C3才完成負充電、即電壓Vg下降至MOS管Q1閾值電壓。這是因為當電源電壓4G/3G_POWER接近或等于系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER時，從系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER流向電源電壓4G/3G_POWER的電流很小，此時再導通MOS管Q1，也就避免了剛插入時具有一定壓值的系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER傳輸至0V的電源電壓4G/3G_POWER出現(xiàn)大的瞬間電流，瞬間電流對MOS管Q1的沖擊就小，也就不會燒損通信模塊中電源模塊內(nèi)部的元件，對通信模塊的電源影響變小。因此，根據(jù)上述第一電阻R1和第二電容C2的取值大小，相應地設置第二電阻R2的阻值為220K，第三電容C3的容值為1uF。以下通信模塊為4G/3G模塊插入平板電腦為例，結(jié)合圖5對通信模塊插拔瞬間大電流的避免和限制的實現(xiàn)過程作詳細說明：平板電腦的系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER通過該NGFF接口10連接到4G/3G模塊的MOS管Q1的源極，MOS管Q1作為4G/3G模塊電源的開關(guān)，當4G/3G模塊剛連接到系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER時，由于電容的特性，第三電容C3兩端的電壓不能突變，第三電容C3和第二電阻R2的連接點電壓Vg，在4G/3G模塊剛連接到系統(tǒng)電源時的電壓為SYSTEM_POWER，既MOS管Q1的柵極電壓為SYSTEM_POWER，此時MOS管Q1的柵極和源極電壓均為SYSTEM_POWER，MOS管Q1處于關(guān)斷狀態(tài)，這時系統(tǒng)電源SYSTEM_POWER通過第一電阻R1對第一電容C1和第二電容C2進行小電流充電，其充電電流為（SYSTEM_POWER-4G/3G_POWER）/R1。當電壓Vg下降至等于MOS管Q1的開關(guān)閾值電壓時，MOS管Q1導通，由于MOS管Q1的導通內(nèi)阻很小可以忽略，通信模塊的電源端J1可以看作直通系統(tǒng)電源的電源管腳，即4G/3G_POWER的電壓等于或接近SYSTEM_POWER電壓。因此，可通過調(diào)節(jié)第二電阻R2和第三電容C3的值來確定MOS管Q1的時延常數(shù)t，t=R2×C3×ln((SYSTEM_POWER-Vg)/SYSTEM_POWER)，使MOS管Q1導通時，4G/3G_POWER的電壓等于或接近SYSTEM_POWER電壓，這時開關(guān)沖擊電流最小，對系統(tǒng)電源影響最小。本發(fā)明還對NGFF接口10的射頻管腳103作為相應處理，減少射頻信號衰減，請參閱圖2和圖3，所述NGFF接口10還包括至少一射頻管腳103和至少兩個接地管腳104，所述接地管腳104位于射頻管腳103的兩側(cè)。射頻管腳103均設置在PCB板60的正面，以圖2視角，每一射頻管腳103的左右相鄰的管腳均為接地管腳104。本發(fā)明采用的NGFF接口10的端子很小，分布電容、分布電感等參數(shù)也小，對射頻信號的影響相對也小，同時NGFF接口10的管腳均為鍍金或化學沉淀金處理，對射頻信號的衰減也小。并且本發(fā)明還采用對射頻管腳的兩邊設置接地管腳，還具有對射頻信號進行屏蔽保護等作用。具體實施過程中，所述USB數(shù)據(jù)傳輸管腳102使用標準NGFF接口的USB2.0管腳，射頻管腳103和部分接地管腳104使用標準NGFF接口的USB3.0管腳。為了使射頻信號的衰減最小，接地管腳104的數(shù)量為射頻管腳103數(shù)量的兩倍以上，且每一射頻管腳的兩側(cè)分別設置有兩個接地管腳，即每兩個射頻管腳103之間設置有兩個接地管腳104，以圖2的視角，每個射頻管腳103的左、右兩側(cè)各設置有兩個接地管腳104。本實施例中，所述NGFF接口10的其它管腳定義與標準NGFF接口其它管腳的定義相同，其它管腳的定義可參閱標準NGFF接口的技術(shù)資料，本發(fā)明對此不作詳述。本發(fā)明實施例中，所述通信模塊的PCB板60上設置有電子元件布設區(qū)（圖中未標出），該電子元件布設區(qū)設置有電子元件，為了減小信號干擾，所述PCB板60上還設置有屏蔽罩50，屏蔽罩50罩設于所述電子元件布設區(qū)上。本發(fā)明還相應提供一種便攜式終端，其包括控制系統(tǒng)和通信模塊，所述通信模塊具有NGFF接口，該通過模塊通過該NGFF接口插入控制系統(tǒng)的NGFF連接器中實現(xiàn)上網(wǎng)功能。以通信模塊為3G模塊或4G模塊為例，所述通信模塊還包括高度較高的功率器件（如大電容、電源組件、DC/DC等）或結(jié)構(gòu)較大的結(jié)構(gòu)器件（如SIM卡座、SD卡座、接插件等），現(xiàn)有的3G模塊或4G模塊中，這些功率器件和結(jié)構(gòu)器件均設置在3G模塊或4G模塊的PCB板上，使得通信模塊的體積大。在本發(fā)明的通信模塊中，其采用了intel公司為超極本量身定做的新一代接口標準NGFF接口，可使4G模塊或3G模塊尺寸為42mm×22mm，為了降低3G模塊或4G模塊的厚度，所述功率器件或結(jié)構(gòu)器件設置于所述控制系統(tǒng)中（即將功率器件或結(jié)構(gòu)器件設置在控制系統(tǒng)的PCB板上），并通過NGFF接口與通信模塊的PCB板上的控制電路電連接，實現(xiàn)了通信模塊單面布置元器件的厚度為2.75mm，雙面布置元器件的厚度為3.85mm，從而使得通信模塊的體積大大減小。綜上所述，與現(xiàn)在技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果：1、通信模塊的接口為小型的NGFF接口，實現(xiàn)了通信模塊具有小型化、接口規(guī)范化等特點。2、采用本發(fā)明NGFF接口的通信模塊，其尺寸為42mm×22mm，單面布置元器件的厚度為2.75mm，雙面布置元器件的厚度為3.85mm，將一些高度比較高的器件（如功率器件、結(jié)構(gòu)器件等無法降低高度的器件）放于模塊外部的控制系統(tǒng)中以減小通信模塊的厚度。3、NGFF接口采用射頻管腳的兩邊管腳接地，使射頻信號的衰減小，及對射頻信號進行屏蔽保護等。4、設計NGFF接口的USB數(shù)據(jù)傳輸管腳比電源管腳短，使通信模塊接入控制系統(tǒng)時電源先接通使系統(tǒng)先工作起來，然后USB數(shù)據(jù)傳輸管腳再接通進行USB通訊；當通信模塊拔出時USB數(shù)據(jù)傳輸管腳先斷開，也就是USB通訊先斷開，在USB通訊斷開后，控制系統(tǒng)的CPU會馬上處理USB的斷開事件并保護好相關(guān)數(shù)據(jù)，使NGFF接口支持熱插拔。并且通過在通信模塊中設置開關(guān)單元、充電保護單元和延時單元，對通信模塊進行熱插拔防護：避免和限制在通信模塊插拔瞬間大電流，以保護通信模塊的電源，防止通信模塊的電源崩潰?？梢岳斫獾氖?，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。