[實用新型]一種多串口服務器

有效

• 申請號: 201420108890.3
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN203745974U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 李章林
• 申請（專利權）人: 上海卓嵐信息科技有限公司
• 主分類號: G06F1/16
• 分類號: G06F1/16;H04L12/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 徐秋平

技術領域

本實用新型屬于計算機技術領域，涉及一種串口服務器，特別是涉及一種多串口服務器。

背景技術

串口服務器是一個數據轉換器，如圖1所示，其內部有一個微控制器MCU、一個以太網接口單元、一個串口類型轉換器。一般MCU都具有UART（異步通信接口），如ARM、51、PIC等多種流行的MCU。串口類型轉換器可以將串口類型轉化為RS232、RS485、RS422等標準，或者直接使用UART。串口類型轉化后，不同串口標準之間的差別是電平、和傳輸方式，但是數據內容并沒有變化。如果直接使用UART作為串口標準，那么串口類型轉化部分就是空的。

在圖1所示的串口服務器中，MCU通過數據總線和以太網接口單元通信，以太網接口單元將來自MCU的數據總線上的數據轉化為以太網信號（Ethernet）。一般以太網接口單元包含以太網控制芯片和網絡變壓器。若MCU內部自帶有以太網接口芯片，則以太網接口單元則只包含網絡變壓器。以太網接口單元輸出的信號可以直接接入網線。串口格式的數據若需要轉化為以太網上的常用的TCP/IP協議，則需要在MCU內實現復雜的運算和控制。

在某些場合需要串口服務器具有多個串口接口，那么就需要設計多串口服務器?，F有的幾種類型的多串口服務器均是基于串口擴展實現的?；诖诘臄U展方法無非分為2種，一種是增加MCU自身的UART接口，如圖2所示；另一種是基于UART擴展芯片擴展出多個UART接口，如圖3所示。

在圖2所示的MCU自身UART增加的方案中，設計者可以采用具有多個UART接口的MCU，目前具有2～4個MCU的控制器也很多。但是本方案中的串口擴展受MCU的UART接口個數限制。

在圖3所示的基于UART擴展芯片擴展出多個UART接口的方案中，UART擴展芯片負責將MCU的一個或多個UART接口接通，并且用MCU的控制線來選擇是與哪個UART接口通信。即如果數據發往UART?i（1<i<N）接口，那么則需要MCU的控制線選擇為i，相反，如果有UART?i的數據過來，那么則需要通過相應的控制線通知MCU數據來自哪個UART接口?；诖跀U展芯片方案的特點是：以太網接口單元只有一個，一般主控的MCU也只有一個。

當然，采用圖2和圖3所示的兩個方案結合的方式也可以擴展出更多的串口。目前市面上的多串口服務器實現的都是串口擴展，而以太網接口卻只有一個。

對于圖3使用UART擴展單元的方案，當串口擴展個數N增加時，N個通道的數據都要通過MCU的主UART，這就會使得主UART上出現擁塞，進而產生數據丟失和延遲。雖然主UART可以采用較高的波特率來緩解問題，但是仍然無法徹底解決擁塞問題。

如果采用圖2所示的多個MCU方案，雖然沒有多個UART傳輸到1個UART的擁塞問題，但是當串口數量N增加時，一個MCU需要同時處理多個UART通道過來的數據，在處理速度和實時性上難以保證。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種多串口服務器，用于解決現有多串口服務器只有一個以太網接口的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種多串口服務器，所述多串口服務器包括：交換機單元，包括M個外部以太網接口和N個內部以太網接口；M和N均為大于等于1的正整數；N個以太網接口單元，與所述N個內部以太網接口一一對應相連；N個MCU，與所述N個以太網接口單元一一對應相連；N個串口類型轉換單元，與所述N個MCU一一對應相連；每個串口類型轉換單元包括至少1個串口類型轉換器，每個串口類型轉換器直接與MCU相連或/和通過UART擴展單元間接與MCU相連。

優選地，所述MCU具有至少1個UART接口。

優選地，所述串口類型轉換器直接與MCU的UART接口相連，或通過UART擴展單元間接與MCU的UART接口相連。

優選地，所述交換機單元的內部以太網接口通過以太網網線與所述以太網接口單元相連。

優選地，所述以太網網線為PCB走線。

優選地，每組直接相連的以太網接口單元、MCU和串口類型轉換單元構成一個單串口服務模塊。

優選地，每組直接相連的以太網接口單元、MCU、UART擴展單元和串口類型轉換單元構成一個基于UART擴展的多串口服務模塊。

優選地，所述以太網接口單元通過數據總線與MCU相連。

如上所述，本實用新型所述的多串口服務器，具有以下有益效果：