[發明專利]基于USB接口的實現兩臺主機之間雙向通信與控制的系統

在審

• 申請號: 201410829875.2
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104484302A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張則樂;蔣乃波;王安意;胡林軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G06F13/42
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 張建宏

技術領域

本發明涉及通信控制領域，具體地說是一種基于USB接口的實現兩臺主機之間雙向通信與控制的系統。

背景技術

傳統上，PC機與外設的接口分為串口和并口。串口一般用來連接鼠標和外置Modem，其數據傳輸率從每秒數kbps至數百kbps。并口的數據傳輸率可達每秒1MB，一般用來連接打印機、掃描儀等。傳統的接口方式在與鍵盤、鼠標、打印機、Modem等外設接口時，數據傳輸速度低，可擴展性差，不能即插即用，已經無法適應PC軟硬件的飛速發展。針對以上存在的問題，通用串行總線(Universal?Serial?Bus，簡稱USB)應運而生。1996年制定了USB?1.0通用串行總線規范，1997年開始有真正符合USB技術標準的外設出現。1998年頒布了USB?1.1規范，成了支持USB的計算機與外設上普遍采用的標準，提供的傳輸速度有低速1.5Mbps和全速12Mbps兩種。2000年USB?2.0規范正式推出，支持高速傳輸模式，數據的傳輸率可達480Mbps，還支持寬帶多媒體設備，如數字攝像設備及下一代掃描儀、打印機和存儲設備等。2008年11月正式發布USB?3.0規范，比特率高達5Gbps，預計以后會逐漸在計算機和消費電子產品上使用。USB是一種點對點通訊的通用串行總線。USB系統分為三個部分:USB的連接、USB的主機和USB的設備。USB的連接是USB主機與USB設備連接和交互通信的方式。在任何USB系統中僅有一臺主機(Host)。USB主機一般具有以下功能：檢測USB設備的插拔動作；管理USB主機與USB設備之間的控制流；管理USB主機與USB設備之間的數據流；收集USB主機的狀態和USB設備的動作信息。USB主機包括：客戶軟件，USB系統軟件和USB主機控制器3個層次。客戶軟件提供用戶界面；USB系統軟件包括USB驅動程序和主控制器驅動程序，分別用來驅動面向客戶的主機界面和主機控制器；主機控制器是總線在主機方面的接口，用于支持主機與設備之間的交互。一個USB設備(Device)的邏輯結構包括：USB總線接口，USB邏輯設備和應用層3個層次。USB總線接口是總線在設備方面的接口，用來支持與主機的通信；端點是設備與USB總線的邏輯連接點，一系列相互獨立的端點在一起構成了USB邏輯設備；功能相關的端點的組合稱為接口，一系列接口的組合構成USB的一個配置。一個USB設備可以有多個配置，但一次只能有一個配置。管道實現了在主機的一個內存緩沖區和設備的端點之間的數據傳輸，主機與外設的數據在邏輯上就是通過管道來傳輸的。集線器(Hub)用來擴展USB接口，使系統連接更多的外設。在即插即用的USB結構體系中,集線器是一種重要的設備,它簡化了USB互連的復雜性。USB系統就是USB主機通過電纜或集線器連接到USB設備組成的通訊裝置。USB主要有兩種接口，一種是USB-A接口，另一種是USB-B接口。USB主機及集線器提供的接口是USB-A型接口，它是一種扁型的USB接口。USB設備提供的接口一般是USB-B型接口，例如打印機、儀器，它是一種方型的USB接口。在一個計算機通過USB電纜連接到手機、數碼相機、打印機、儀器的典型系統中，計算機是主機，而手機、數碼相機、打印機、儀器都是設備。USB系統的簡單模型如圖1所示。在USB系統中，計算機充當了控制中樞的角色，因此被設計為控者，而手機、數碼相機、打印機、儀器等被設計為被控者，兩者的功能是固定的，一般不能相互轉換。在USB系統中，計算機能夠控制儀器等設備，而儀器等設備不能控制計算機，因為它們的功能是不同的。由于計算機充當控制者的角色，它不能扮演被控制者的角色，因此兩臺計算機是不能通過USB電纜直接進行通信的。同樣，充當被控制者角色的兩臺儀器也是不能通過USB電纜直接進行通信的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠實現兩臺主機之間雙向通信與控制的基于USB接口的實現兩臺主機之間雙向通信與控制的系統。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：基于USB接口的實現兩臺主機之間雙向通信與控制的系統，它包括一個USB接口電路和一份通信協議；

所述主機為具有主機功能的計算機或儀器；

所述USB接口電路包括兩個USB設備類接口芯片、一個EPLD電路、兩個USB接口插座以及一個為EPLD電路供電的穩壓電路，來自其中一個USB接口插座的電源信號+5VA與來自另一個USB接口插座的電源信號+5VB分別經過一只二極管后接至穩壓芯片的輸入端，輸出+3.3V電源信號給EPLD電路供電；