應用於單板與外圍設備通訊的適配裝置及其數據傳輸方法

2023-07-12 09:59:11 1

專利名稱：應用於單板與外圍設備通訊的適配裝置及其數據傳輸方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域，尤其涉及一種應用於單板與外圍設備通訊的 適配裝置及其數據傳輸方法。
背景技術：
在單板的開發與研製過程中，由於各種原因，很多外圍功能模塊不 能只選用一個廠家的一種產品，這樣無論從單板的穩定性和可靠性方面 考慮，還是為節約成本考慮，或者為產品的延續性做長久的打算，都是 一種欠妥的做法。所以業界通用的做法是同時選用兩個或者兩個以上廠 家提供功能類似的器件，在單板上做兼容設計，使得單板同時支持這些 器件。但是在實際的設計開發中經常會發現，由於廠家不同，廠家選用的 接口、通訊方式、通訊協議等多方面的差別相當的大。這樣在研製的過 程中不可避免的就是隨著供貨廠家的增加，硬體上的兼容板的數量不斷 地增加、軟體上的代碼量的無限制地增加、測試人員反覆重新測試同樣 的內容。這樣不僅僅造成開發人員花費在無限制的兼容兼容再兼容上的 時間和精力的浪費，而且對於節約成本也產生了非常不利的影響。更可 怕的是在兼容的過程中常常會引入一些新的問題，影響到原有已經調試好的代碼，如兼容了新的設備，但是對原來已經定型了的設備驅動產 生影響，造成原來工作正常的設備更新軟體後不能正常工作。考慮到對於開發最簡單的方法，就是統一各個廠家的接口規範。但是，這項工作是一件難以完成的事情，除非訂製器件或者訂貨量超大， 足以使所有廠家甘心為此重新開發設計一套接口規範以供使用。因而上 面兩種方法均存在較大的缺陷。發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種簡單易實現的應用於單板 與外圍設備通訊的適配裝置及其數據傳輸方法。為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的 一種應用於單板與外圍設備通訊的適配裝置，包括與單板之間的 固定硬體接口、主控制單元、與外圍設備之間的硬體接口組；所述與單板之間的固定硬體接口，用於與單板相連，建立適配裝置與單板的數據通道；所述與外圍設備之間的硬體接口組，包括至少一種硬體接口，用於 與外圍設備相連，建立適配裝置與外圍設備的數據通道；所述主控制單元，用於存儲各種外圍設備的驅動程序，根據所連接 的外圍設備選擇裝載相應的驅動程序，通過與單板之間的固定硬體接口 及與外圍設備之間的硬體接口在單板和外圍設備之間傳輸數據。其中，所述主控制單元包括與單板之間的軟體驅動接口和與外圍設備之間的軟體驅動接口 ；所述與單板之間的軟體驅動接口 ，用於按照統一的通訊協議通過與單板之間的固定硬體接口和單板進行通訊；所述與外圍設備之間的軟體驅動接口 ，用於根據外圍設備的不同選 擇裝載相應的驅動程序，按照相應的通訊協議通過與外圍設備之間的硬體接口和外圍設備進行通訊。其中，所述與單板的固定接口為高級數據鏈路控制通道接口、通用 異步串口或者雙埠 RAM接口。其中，所述與外圍設備的接口組包括高級數據鏈路控制通道接口、 通用異步串口、雙埠RAM接口、內部集成電路總線接口及串行外圍 設備接口。一種如上所述適配裝置的數據傳輸方法，包括以下步驟(1) 獲取與其連接的外圍設備的環境參數；(2) 根據環境參數選"^裝載與所述外圍設備相應的驅動程序；(3 )掃描與單板連接的固定硬體接口及與外圍設備連接的硬體接 口，若所述硬體接口接收到來自單板/外圍設備的報文，則將該報文解 析並翻譯後發送給外圍設備/單板。其中，所述步驟(l)中的環境參數包括外設器件類型、通訊方 式及通訊協議。其中，所述步驟(3)進一步包括，若接收到來自單板的報文，則 解析此報文，並根據所連接的外圍設備選擇相應的驅動設備和通訊協 議，按此協議重新組織報文並將其下發給外圍設備；若接收到來自外圍 設備的報文，則先解析此報文，並將其按照單板的通訊協議重新組織報 文，再將該報文上報給單板。本發明具有以下有益效果1)採用本發明的適配裝置，單板軟體的兼容工作減少了很多。由 於單板與適配裝置間採用統一的通訊接口和協議，單板軟體只要支持此一種的接口即可，避免了無休止的升級單板軟體帶來的新問題和反覆構 建產生的流程上的麻煩，保持了單板軟體長時間的穩定性和一致性。2) 採用本發明的適配裝置，驅動程式設計師不必要過多的考慮新設備 驅動對單板軟體應用程式產生的影響，可以將重點精力放到驅動的編寫過程中，僅需要考慮需要向單板提供功能接口函數如何實現即可，大大 削減了軟體編寫和調試過程中所耗費的時間。3) 由於適配裝置可以對外圍設備提供豐富的接口，而對單板接口是一致的，所以硬體人員僅需要簡單的將外設需要的接口直接引到適配 裝置相應的接口即可，大大減少了設計難度和硬體研發和生產成本。4) 對於測試人員，由於本發明僅在適配程序上有了很少的增加且 不會影響到適配程序的其它部分，單板上的應用程式在兼容過程中沒有 發生任何變化，這樣測試就由複雜的單板轉向了簡單並且改動很少的適 配裝置上，同時僅需要考慮測試模塊實現需求功能即可，測試時間也大 大降低。因此，採用本發明，可在多廠家設備兼容設備上節省相當多的人力、 物力、財力和時間，同時設備的可靠性、 一致性得到了大幅度的提高， 生產和開發的成本卻隨之下降了很多。


圖1是本發明實施例中適配裝置的結構示意圖；圖2是本發明實施例中適配裝置的數據傳輸方法流程圖。
具體實施方式
本發明所提出的適配裝置主要包括三部分與單板之間的固定硬體接口、主控制單元、與外圍設備之間的硬體接口組；其中，與單板之間的固定硬體接口，用於與單板相連，建立適配裝置與單板的數據通道；與外圍設備之間的硬體接口組，包括至少一種硬 件接口，這些接口符合不同的接口規範，用於與不同的外圍設備相連， 建立適配裝置與外圍設備的數據通道；主控制單元，用於存儲各種外圍 設備的驅動程序，根據所連接的外圍設備選擇裝載相應的驅動程序，通 過與單板之間的固定硬體接口及與外圍設備之間的硬體接口在單板和 外圍設備之間傳輸數據。上述適配裝置的數據傳輸方法為首先，獲取與其連接的外圍設備的環境參數；其次，根據環境參數選擇裝載與所述外圍設備相應的驅動程序；然後，掃描與單板連接的固定硬體接口及與外圍設備連接的硬體接 口，若所述硬體接口接收到來自單板/外圍設備的報文，則將該報文解 析並翻譯後發送給外圍設備/單板。下面將結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細的描述請參閱圖l,本實施例中的適配裝置包括A部分為適配裝置的主控制單元，連接B部分與C部分，作為B 與C的橋梁，它根據外設的不同選擇裝載相應外圍設備的驅動程序，充 當單板與外圍設備之間的交換媒質。在工作時，在A部分上運行D部 分適配軟體，按照與單板統一的通訊協議和接口，接收單板發送來的命 令，並且將此命令解析為外圍設備遵守的協議，通過C部分硬體接口下 發給外圍設備；待外圍設備做出相應的操作並且應答後，通過C部分硬8件接口返回給適配裝置，A部分再將應答結果以統一的單板通訊協議回 報給單板，至此， 一個數據交換周期結束。B部分為單板與適配裝置之間的固定硬體接口，與單板和A部分 分別連接。B部分可以採用固定的硬體接口 ， 如UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步串口 ) 、 HDLC (High Level Data Link Control,高級數據鏈路控制通道)或DPRAM (Dula-port ram,雙埠RAM)接口，從而達到單板與適配裝置才妄口 的一致性。如圖所示，B與A之間的數據流是雙向的。C部分為適配裝置與外圍設備之間的硬體接口組，與A部分和外 圍設備分別連接。與B部分不同的是，C部分由於需要兼容多廠家的多 種不同通訊接口和通訊協議，所以需要提供儘可能多的不同規範的接 口，如UART接口、 HDLC接口、 DPRAM接口、 I2C (Inter-Integrated Circuit,內部集成電路總線)接口、 SPI ( Serial Peripheral Interface,串 行外圍設備接口 )等。該部分的主要功能是作為外設和適配裝置的硬體 驅動接口。如圖所示，C與A之間的數據流是雙向的。D部分包括適配裝置與單板之間的軟體驅動接口和與外圍設備之 間的軟體驅動接口。其中，與單板之間的軟體驅動接口，按照統一的接 口協議與單板通訊；與外圍設備之間的驅動接口，可以參照外圍設備的 提供的技術文檔，編寫對應的驅動程序，通過軟體或者硬體的選擇切換， 選用相應的驅動，實現外圍設備與單板的適配功能。該裝置可以實現多廠家外設的兼容，主要的操作過程是這樣的首 先單板軟體根據規定的統一的通訊協議下發才艮文給適配裝置，適配裝置解析報文並且根據所安裝的外圍設備的不同選用適當的硬體驅動設備、通訊協議，然後重新組織報文，下發給外圍設備；外圍設備接收到報文並且執行要求的相應動作後返回執行結果。適配裝置接收到執行結果解 析後構成單板可識別的報文並返回給單板。請參閱圖2,該圖所示為上述適配裝置的數據傳輸方法201、 適配裝置應用軟體正常啟動後獲取外圍設備的環境參數，如 選定外設器件類型，通訊方式，通訊協議。202、 根據外部環境選擇適當的外設驅動程序以供接下來的操作。203、 掃描與單板之間的硬體接口 ，若有命令傳來，則轉入步驟205; 若沒有，則繼續下一步。204、 掃描與外圍設備之間的硬體接口，若有外圍設備主動上報的 報文，則轉入步驟207;若沒有，則返回步驟203。205、 解析並翻譯報文，下發給外設。206、 等待外圍設備返回報文並且回傳給單板，同時轉入步驟203。207、 解析並翻譯報文，上報給單板，如果需要回復報文則等待單 板回復，並將所回復的報文下發給外圍設備，之後轉入步驟203;如果 不需要回復，則直接轉入步驟203。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡 在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應 包含在本發明的保護範圍之內。10
權利要求
1、一種應用於單板與外圍設備通訊的適配裝置，其特徵在於，包括與單板之間的固定硬體接口、主控制單元、與外圍設備之間的硬體接口組；所述與單板之間的固定硬體接口，用於與單板相連，建立適配裝置與單板的數據通道；所述與外圍設備之間的硬體接口組，包括至少一種硬體接口，用於與外圍設備相連，建立適配裝置與外圍設備的數據通道；所述主控制單元，用於存儲各種外圍設備的驅動程序，根據所連接的外圍設備選擇裝載相應的驅動程序，通過與單板之間的固定硬體接口及與外圍設備之間的硬體接口在單板和外圍設備之間傳輸數據。
2、 如權利要求1所述的應用於單板與外圍設備通訊的適配裝置， 其特徵在於，所述主控制單元包括與單板之間的軟體驅動接口和與 外圍設備之間的軟體驅動接口 ；所述與單板之間的軟體驅動接口 ，用於按照統一的通訊協議通過與單板之間的固定硬體接口和單板進行通訊；所述與外圍設備之間的軟體驅動接口 ，用於根據外圍設備的不同 選擇裝載相應的驅動程序，按照相應的通訊協議通過與外圍設備之間 的硬體接口和外圍設備進行通訊。
3、 如權利要求1或2所述的應用於單板與外圍設備通訊的適配 裝置，其特徵在於，所述與單板的固定接口為高級數據鏈路控制通道 接口、通用異步串口或者雙埠 RAM接口。
4、 如權利要求1或2所述的應用於單板與外圍設備通訊的適配 裝置，其特徵在於，所述與外圍設備的接口組包括高級數據鏈路控制通道接口、通用異步串口、雙埠RAM接口、內部集成電路總線 接口及串行外圍設備接口。
5、 一種如權利要求1所述適配裝置的數據傳輸方法，其特徵在 於，包括以下步驟(1)獲取與其連接的外圍設備的環境參數；(2 )根據環境參數選擇裝載與所述外圍設備相應的驅動程序；(3 )掃描與單板連接的固定硬體接口及與外圍設備連接的硬體接口，若所述硬體接口接收到來自單板/外圍設備的報文，則將該報文解析並翻譯後發送給外圍設備/單板。
6、 如權利要求5所述的數據傳輸方法，其特徵在於，所述步驟 (1)中的環境參數包括外設器件類型、通訊方式及通訊協議。
7、 如權利要求5所述的數據傳輸方法，其特徵在於，所述步驟 (3)進一步包括，若接收到來自單板的報文，則解析此報文，並根據所連接的外圍設備選擇相應的驅動設備和通訊協議，按此協議重新 組織報文並將其下發給外圍設備；若接收到來自外圍設備的報文，則 先解析此報文，並將其按照單板的通訊協議重新組織報文，再將該報 文上報給單板。
全文摘要
本發明公開了一種應用於單板與外圍設備通訊的適配裝置及其數據傳輸方法，該裝置包括與單板之間的固定硬體接口、主控制單元、與外圍設備之間的硬體接口組；與單板之間的固定硬體接口，用於與單板相連，建立適配裝置與單板的數據通道；與外圍設備之間的硬體接口組，包括至少一種硬體接口，用於與外圍設備相連，建立適配裝置與外圍設備的數據通道；主控制單元，用於存儲各種外圍設備的驅動程序，根據所連接的外圍設備選擇裝載相應的驅動程序，通過與單板之間的固定硬體接口及與外圍設備之間的硬體接口在單板和外圍設備之間傳輸數據。採用本發明，可在多廠家設備兼容設備上節省相當多的人力、物力、財力和時間，同時提高了設備的可靠性，降低了生產和開發的成本。
文檔編號H04L29/06GK101582928SQ20081006715
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月13日 優先權日2008年5月13日
發明者旭 張 申請人:中興通訊股份有限公司