[發明專利]一種儀器系統的標準接口方法

有效

• 申請號: 200910080845.5
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101847045A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 劉明春
• 申請（專利權）人: 北京路捷儀器有限公司
• 主分類號: G06F3/00
• 分類號: G06F3/00;G06F13/38
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明屬于計算機接口技術領域，具體涉及一種儀器系統的標準接口方法。

背景技術

計算機技術、電子技術以及集成電路技術的日益發展促進了計算機接口技術的迅猛發展，使得外圍設備與計算機的互聯發生了重大變化，并且正朝著高速、智能的方向不斷前進。計算機接口從原始的RS-232串行接口、并行接口已經發展到了具有完備OSI通信規范的USB總線、藍牙無線接口以及高速以太網接口，實現復雜度有了大幅度的提高。

目前，諸如分析儀器之類的傳統儀器設備作為計算機外圍設備通常采用RS-232接口與計算機進行通信，但是其通信速率低，且功能單一，越來越不滿足現代儀器的需求。因此，新的計算機接口技術不斷應用到儀器設計領域，并且成為儀器設計的重要組成部分。計算機接口技術的日益發展及多樣化對儀器廠商而言是一種挑戰和亟待解決的問題。為了占領市場份額，快速響應市場的需求，儀器廠商需要不斷地追蹤計算機接口技術的最新發展，不得不熟悉多種計算機接口標準，研發基于多種計算機接口標準的儀器設備。另外，新接口技術的出現還需要對原有儀器系統進行重新設計，這必然增加儀器廠商在人力、物力和財力方面的投入。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種儀器系統的標準接口方法，將儀器功能和計算機接口進行分離，這樣使得兩者可以獨立發展，儀器的設計不依賴于計算機接口技術，兩者通過松耦合的方式集成，達到儀器與計算機互連的目的。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種儀器系統的標準接口方法，包括計算機和儀器系統，所述方法包括以下步驟：

(1)定義標準儀器接口，所述標準儀器接口為儀器系統通用的接口；

(2)將所述計算機接口獨立成一個接口單元，所述接口單元一端為計算機接口，另一端為所述的標準儀器接口；所述接口單元與儀器系統通過所述標準儀器接口進行連接；

(3)在所述計算機上將所述接口單元虛擬化成一個標準儀器接口端口，儀器測控軟件通過訪問所述標準儀器接口端口與儀器系統進行數據交互；

(4)當所述計算機與儀器系統通過所述接口單元互連時，儀器系統對所述接口單元進行識別；在識別過程中，儀器系統與接口單元采用默認的參數進行數據交互，獲取所述接口單元的配置信息；當獲取所述接口單元的配置信息后，儀器系統對接口單元進行識別、配置操作，完成接口單元的配置；配置完成后，儀器系統采用配置后的參數通過接口單元與計算機進行數據交互。

在所述步驟(1)中，所述標準儀器接口在物理層采用串行通信方法或者并行通信方法。串行通信方法和并行通信方法在物理層具有各自的特征，但在邏輯層具有相同的通信規范和數據格式定義。具體來說，串行通信方法基于異步串行通信(UART)的原理，并行通信方法基于存儲總線的原理。串行通信方法的信號定義與通用UART保持一致，可以滿足較低通信速率的需求；并行通信方法可以滿足較高通信速率的需求。

在所述步驟(4)中，儀器系統對接口單元的識別、配置過程為即插即用過程，通過接口單元內部的配置空間來實現。

所述配置空間采用標準的數據格式，在配置空間中記錄接口單元的相關參數如屬性，通過標準的配置時序和配置命令進行訪問。

所述方法通過將計算機接口單元與儀器系統分離，儀器系統可以不關心具體的計算機接口類型，其對外體現標準的儀器接口。例如，將符合標準儀器接口標準的USB接口單元與儀器系統連接之后，儀器系統將對外體現USB的接口能力。

所述方法中的接口單元的實現與具體的計算機接口類型相關，與儀器系統無關。所述接口單元與儀器系統通過標準儀器接口進行互聯，因此，儀器系統在設計過程中無需考慮接口的具體類型，通過選擇具體的接口單元就可以采用相應的計算機接口與計算機互連。接口單元與儀器系統的分離，使得儀器系統的發展獨立于計算機接口技術的發展。

所述標準儀器接口的實現規范分為物理層規范和邏輯層規范。物理層規范主要解決信號定義、通信時序等問題；邏輯層規范主要解決數據報文格式定義、配置數據格式定義、傳輸控制等問題。

所述方法中的標準儀器接口物理層實現方法通常有兩種，并且可以根據需要進行擴展。第一種方法基于異步串行通信(UART)的原理；第二種方法基于存儲總線的原理。異步串行通信的方法占用的較少的信號線，是一種常用的接口方法，幾乎所有的SOC芯片都支持該方法，采用這種物理接口方法可以減少信號數量，但是具有較低的通信速率。存儲總線的方法是一種并行方法，該方法的信號由本發明定義，適用于儀器系統高速數據傳輸。