[實用新型]串行總線轉(zhuǎn)換架構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520032009.0
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN204515762U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 林新輝
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G06F13/40
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務(wù)所(普通合伙) 11264
• 代理人: 劉俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型有關(guān)于一種串行總線轉(zhuǎn)換架構(gòu)，尤其是利用多個不同的總線轉(zhuǎn)換器以提供具不同串行總線的計算機(jī)、微控制器及終端裝置之間的通訊平臺。

背景技術(shù)

隨著電子工業(yè)的大幅進(jìn)步，不同電子裝置間需要可靠且方便連接的通訊方式，藉以傳輸數(shù)據(jù)，達(dá)到相互通訊的目的。依據(jù)實際需求，相關(guān)產(chǎn)業(yè)團(tuán)體或協(xié)會制定許多適當(dāng)?shù)耐ㄓ嵰?guī)范以及不同應(yīng)用領(lǐng)域的傳輸接口，因而產(chǎn)業(yè)界具體實現(xiàn)而制造相符的硬件及軟件操作系統(tǒng)，比如串行總線接口及并列總線接口。串行總線接口的實例包括I2C接口、通用串行總線(Universal?Serial?Bus，USB)接口、通用異步傳輸(Universal?Asynchronous?Receiver?Transmitter，UART)接口、RS485接口、RS232接口等等，而并列總線接口包括ISA、IDE、PCI、SATA接口等等。

不同串行總線及并列總線接口各有各的優(yōu)點及適用領(lǐng)域，其中串行總線的實體構(gòu)造較為簡單，很容易連接，而并列總線接口主要特點是適用于數(shù)據(jù)傳輸量較大的領(lǐng)域，不過實體尺寸較大，需要使用排線當(dāng)作傳輸線。因此，工業(yè)級、量產(chǎn)測試、檢驗，或計算機(jī)周邊通常是使用具串行總線的電子裝置或儀器，而計算機(jī)的中央處理機(jī)、圖形處理組件、數(shù)據(jù)儲存的硬盤或影像數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域會使用并列總線接口。

在常用的串行總線接口中，USB接口主要是提供周邊電子裝置與計算機(jī)之間的串行總線傳輸，比如鍵盤、鼠標(biāo)、隨身碟、光驅(qū)、數(shù)字相機(jī)、打印機(jī)、無線耳機(jī)等等，尤其是USB具有熱插拔(Hot?Plug?in)的特性，可在不中斷電源的狀態(tài)下直接連接或脫離，同時配合操作系統(tǒng)的操作，動態(tài)導(dǎo)入所需的驅(qū)動軟件，使得新插入的裝置能正常運(yùn)作，達(dá)到隨插即用(Plug&Play)的功效，而且可移除不需要的驅(qū)動軟件，增進(jìn)系統(tǒng)資源的有效運(yùn)用及整體操作穩(wěn)定性。因此，USB目前已成功的廣泛使用于計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，是計算機(jī)領(lǐng)域的必要基本配備，甚至具有USB通訊功能的智能型手機(jī)也可直接連接至計算機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

此外，依據(jù)USB規(guī)范，USB接口還能利用計算機(jī)主機(jī)的電源提供適當(dāng)?shù)碾娏o周邊裝置，當(dāng)作充電電源，可對手機(jī)、平板計算機(jī)、數(shù)字相機(jī)進(jìn)行充電，實現(xiàn)隨時充電的便利性。

UART接口是比USB更為早期而原始的串行總線接口，主要是在電子儀器設(shè)備方面，同時也應(yīng)用于簡單的計算機(jī)周邊裝置，比如鍵盤、鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器，實現(xiàn)點對點的數(shù)據(jù)傳輸，不過目前已被USB取代，但是在工業(yè)級的在線量產(chǎn)檢驗或測試儀器、設(shè)備中，由于UART接口具有非常優(yōu)異的抗干擾能力、傳輸距離，簡單、可靠的傳輸質(zhì)量，使得不同工業(yè)級電子裝置能很方便的相互連接，仍是業(yè)界相當(dāng)倚重的接口。

早期，RS485接口主要是電子工業(yè)界為解決實際需求所形成的一種建議性規(guī)范(Recommended?Standard，RS)接口，本質(zhì)上是不具強(qiáng)制性但為業(yè)界普遍接受的工業(yè)規(guī)范，而目前已為電子工業(yè)協(xié)會(Electronic?Industry?Association，EIA)提出。RS485主要是利用標(biāo)準(zhǔn)的平衡傳輸線達(dá)到共享于線對模式的應(yīng)用，其特點為最多可有255對驅(qū)動器/連接器的雙線對網(wǎng)絡(luò)共享，而驅(qū)動器和接收器共模電壓VCM的范圍為+12V～7V，且驅(qū)動器可與以切斷或經(jīng)由三態(tài)(tri-stated)連接，并能抵抗這個共模電壓。RS-485網(wǎng)絡(luò)也能連接4個絞線模式，在4個電線網(wǎng)絡(luò)下必需有一個主要節(jié)點，其余為附屬節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)是連接主要節(jié)點和所有的附屬節(jié)點，且全部附屬節(jié)點之間的溝通均是通過唯一的主節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中的裝置設(shè)備可由混合協(xié)議溝通獲得改善，然而附屬節(jié)點不會徑自由其它附屬節(jié)點得到響應(yīng)，一個附屬子節(jié)點也不能回應(yīng)到其它附屬節(jié)點。

隨然上述的USB、UART、RS485種串行總線接口各有各自的適當(dāng)應(yīng)用領(lǐng)域，然而，具不同串行總線接口的電子裝置之間無法直接藉由簡單的實體連接而溝通或傳輸數(shù)據(jù)，造成系統(tǒng)整合的問題。例如，系統(tǒng)層級的控制、操作、數(shù)據(jù)儲存一般是由具USB接口的計算機(jī)、服務(wù)器或儲存媒介負(fù)責(zé)，而現(xiàn)場測試、檢驗、實時監(jiān)控的核心技術(shù)往往是利用具UART、RS485接口的高功能設(shè)備而完成，尤其是需要在充滿高度電氣干擾、高溫或高濕的嚴(yán)刻環(huán)境下長時間工作。此外，無法利用簡單的連接方式，隨意擴(kuò)充整個操作系統(tǒng)，限制實務(wù)上的彈性。

因此，很需要一種串行總線轉(zhuǎn)換架構(gòu)，整合USB、UART、RS485接口的電子裝置，利用共享的RS485總線，提供具方便連接及增加使用單元的應(yīng)用平臺，改善使用彈性，藉以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。

實用新型內(nèi)容