一種串行通信分析裝置的製作方法
2023-10-06 12:41:04 1
專利名稱：一種串行通信分析裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於串行通信領域，尤其涉及一種串行通信分析裝置。
背景技術：
目前，串行通信應用十分廣泛，已成為日常生活、交通和工業生產等領域中必不可少的部分。常見的串行通信標準有USB、I2C、RS-232、RS-485、SPI、CAN、TCN和PS/2等。
與並行通信方式相比，由於串行通信方式中所有的握手信號和傳輸數據都是按位給出的，因而對時序有著更高的要求，由此導致其調試和分析更為困難。如果通信雙方均為非通用型計算機，則調試分析就更加困難。
已提出的解決方案，如發明98116233.9「用於測試串行通訊的診斷裝置」，限於當時的技術條件，對RS-232以外的通信方式均不適用(1)由其權利要求1，「該第一主機串行端，該第二主機串行端分別與第一通訊設備、第二通訊設備連接」可知，該發明不能適用於同一條連線傳遞雙向信息的場合；(2)由其權利要求3，「該第一信號接收器及該第二信號接收器為通用異步收發器」可知，該發明不能適用於同步通信方式；(3)由其權利要求4，「第一介面串行端及第二介面串行端符合RS-232標準」可知，該發明不能適用於RS-232標準以外的通信方式。
另一種解決方案，是藉助於通用計算機的系統管理軟體來捕捉通用計算機的通信埠的數據並在顯示屏顯示，但這種方法不能適用於通信雙方均不是通用計算機的場合。即使對通信一方為通用計算機的場合，也只能記錄和顯示的通信成功的數據。
隨著通信技術水平的提高，一些串行通信的調試更為困難。
發明內容
本發明的目的在於提供一種串行通信分析裝置，本發明基於串行數據快速記錄、實時分析與事後分析相結合的方法，給出一種適用於多種串行通信、記錄全部通信信息的裝置，可用於串行通信的數據分析、輔助調試及通信過程的優化。
為此，本發明採用的技術方案如下本發明的串行通信分析裝置包括存儲模塊、顯示模塊、電源供給模塊，還包括串行數據信息標準轉換模塊、控制及前端分析模塊和信息轉換接口模塊，所述串行數據信息標準轉換模塊將截獲到的被通信雙方發出的全部信息，通過信息轉換接口模塊並按照控制及前端分析模塊的設定要求將串行通信數據轉換成適宜存儲模塊存儲的位信息，存儲模塊將所收到的數據進行快速存儲；控制及前端分析模塊實現對各模塊的前端控制，並根據要求對所收到的存儲於存儲模塊的數據進行事後分析；顯示模塊連接於控制及前端分析模塊，可顯示八位數據；電源供給模塊與其它模塊都相連，為裝置提供電源。
此外，為了能對數據進行進一步的分析，並按照要求將分析結果或原始位信息存儲下來，本發明還可以包括通用計算機和通信接口模塊，電源供給模塊與通用計算機及通信接口模塊分別相連，控制及前端分析模塊對所收到的存儲於存儲模塊的數據進行事後分析，以及將數據通過通信接口模塊傳送給通用計算機進行分析並存儲。
所述事後分析是控制及前端分析模塊分析出信息是由哪一方發出，並判斷出哪一方是主叫方或被叫方，再依據所設定的通信協議從位、字節、命令和命令序列判斷出被分析雙方通信過程是否符合規範，以及依據所設定的通信協議和選定的器件判斷出被分析雙方通信流程是否符合規範，根據需要，在判斷出是否符合規範後給出相應的提示若符合規範則顯示該命令或數據、若不符合規範則給出可能的原因所在。
所述通信接口模塊的串行通信標準有USB、I2C、RS-232、RS-485、SPI、CAN、TCN、PS/2等。當串行通信標準為USB、RS-232、RS-485、CAN、TCN時，所述串行數據信息標準轉換模塊有一個可更換的轉換電路，對於不同的通信協議只需適配相應的轉換電路即可；當串行通信標準為I2C、SPI和PS/2時，所述串行數據信息標準轉換模塊沒有轉換電路就可用。
本發明其硬體的一部分作為獨立的第三方與通信雙方之間的通信連接線相連，將所收到的通信信息根據需要於前端或傳送至個人微型計算機或小型計算機進行分析，裝置能夠截獲通信雙方的信息，先將這些信息快速記錄下來然後進行前端分析和存儲，也可將信息傳入通用計算機完成進一步的分析並存儲。
本發明能夠截獲被通信雙方發出的全部信息且對通信過程不產生任何影響，而且可瞬時記錄所截獲數據，並可進行前端分析。
本發明可於通用計算機上有友好界面，對通用計算機軟體和前端分析裝置設置所選擇的通信協議和選定的器件，顯示分析出的串行通信的命令流程和所傳送的數據，並可將分析過程和分析結果記錄存儲，還可提取出通信雙方交換的數據文件並記錄存儲。
本發明與現有技術相比具有如下優點和有益效果本發明為獨立於通信雙方的串行通信分析裝置，採用了前端記錄和前後分析相結合的方法，解決了分析機構不能獨立使用和記錄分析同時進行時間不足的問題；由於具有了靈活的分析軟體，分析算法完全按照通信協議進行，使得對於同步和異步通信均能適用；此外，為使分析系統適應不同的通信協議，本發明的串行數據信息標準轉換模塊可有一個可更換的轉換電路，對於不同的通信協議只需適配相應的轉換電路即可，徹底解決了現有系統僅能適用於RS-232的問題。
圖1是本發明的串行通信分析裝置的一種原理框圖；圖2是本發明的串行通信分析裝置的另一種原理框圖；圖3是圖2的原理圖。
圖中1-控制及前端分析模塊 2-串行數據信息標準轉換模塊 3-信息轉換接口模塊 4-存儲模塊 5-顯示模塊 6-電源供給模塊 7-通信接口模塊8-通用計算機具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。
如圖1所示，本發明的串行通信分析裝置包括存儲模塊4、顯示模塊5、電源供給模塊6、串行數據信息標準轉換模塊2、控制及前端分析模塊1和信息轉換接口模塊3，串行數據信息標準轉換模塊2將截獲到的被通信雙方發出的全部信息，通過信息轉換接口模塊3並按照控制及前端分析模塊1的設定要求將串行通信數據轉換成適宜存儲模塊4存儲的位信息，存儲模塊4將所收到的數據進行快速存儲；控制及前端分析模塊1實現對各模塊的前端控制，並根據要求對所收到的存儲於存儲模塊4的數據進行分析；顯示模塊5連接於控制及前端分析模塊1，可顯示八位數據；電源供給模塊6與其它模塊都相連，為裝置提供電源。
如圖2所示，為了能對數據進行進一步的分析，並按照要求將分析結果或原始位信息存儲下來，本發明還可以通過通用計算機8和通信接口模塊7將控制及前端分析模塊1所收到的存儲於存儲模塊4的數據進行分析，以及將數據存儲。
事後分析是控制及前端分析模塊分析出信息是由哪一方發出，並判斷出哪一方是主叫方或被叫方，再依據所設定的通信協議從位、字節、命令和命令序列判斷出被分析雙方通信過程是否符合規範，以及依據所設定的通信協議和選定的器件判斷出被分析雙方通信流程是否符合規範，根據需要，在判斷出是否符合規範後給出相應的提示若符合規範則顯示該命令或數據、若不符合規範則給出可能的原因所在。
通信接口模塊7的串行通信標準有USB、I2C、RS-232、RS-485、SPI、CAN、TCN、PS/2等；當串行通信標準為USB、RS-232、RS-485、CAN、TCN時，串行數據信息標準轉換模塊2有一個可更換的轉換電路，對於不同的通信協議只需適配相應的轉換電路即可；當串行通信標準為I2C、SPI、PS/2時，串行數據信息標準轉換模塊2沒有轉換電路就可用。
將搭接於串行通信雙方之間連線上的引線引至串行數據信息標準轉換模塊2，串行通信信息經由串行數據信息標準轉換模塊2轉換成適宜分析存儲的位信息，然後再將這些位信息送存儲模塊4存儲，控制及前端分析模塊1根據需要對存儲於存儲模塊4中的位信息進行分析並將原始位信息或前端分析結果傳送給通用計算機8。在通用計算機8中，藉助於通用計算機8對所接收到的位信息按照通信標準和各集成電路晶片的通信流程完成進一步的分析，並按照要求將分析結果或原始位信息存儲下來。
如圖3所示，顯示模塊5，由IC2和L9～L12等組成，連接於控制及前端分析模塊1，可顯示8位16進位數據；控制及前端分析模塊1，由IC3和IC4等組成，控制所有模塊的運行，分析存儲的通信信息，對於不同的通信協議，其軟體雖不相同，但分析的算法原理相似；串行數據信息標準轉換模塊2，經由信息轉換接口模塊3，連接於控制及前端分析模塊1，將前端數據直接或經過初步處理後的數據傳入通用計算機8，並在通用計算機8上再進行後端分析與文件存儲。對於不同的通信協議，只需適配相應的串行數據信息標準轉換電路即可。
對於適配I2C串行通信協議方式，其串行數據信息標準轉換模塊無須任何電路，將CLK和SDA直接與J3連接即可。當CLK變化時，在控制及前端分析模塊1的控制下，記錄並分析SDA信號。
存儲模塊4，由IC8和IC10組成，連接於控制及前端分析模塊1，在控制及前端分析模塊1的控制下對串行數據進行快速存儲。信息在快速記錄存儲過程中，微處理器並不介入處理，存儲時序是在CPLD的直接幹預下完成的。微處理器的作用只是對過程管理和事後分析。對於部分分析結果可將其存儲於IC8(EEPROM)以免當系統脫離通用計算機8使用時掉電丟失數據。
電源供給模塊，為系統提供供電電源，與其他所有模塊相連。
本發明是獨立於通信雙方的串行通信分析裝置，採用了前端記錄和前後分析相結合的方法，由於具有靈活的分析軟體，分析算法完全按照通信協議進行，使得對於同步和異步通信均能適用；此外，本發明的串行數據信息標準轉換模塊可有一個可更換的轉換電路，對於不同的通信協議只需適配相應的轉換電路即可，徹底解決了現有系統僅能適用於RS-232的問題。
權利要求
1.一種串行通信分析裝置，包括存儲模塊、顯示模塊、電源供給模塊，其特徵在於還包括串行數據信息標準轉換模塊、控制及前端分析模塊和信息轉換接口模塊，所述串行數據信息標準轉換模塊將截獲通信雙方發出的全部信息，通過信息轉換接口模塊並按照控制及前端分析模塊的設定要求將串行通信數據轉換成適宜存儲模塊存儲的位信息，存儲模塊將所收到的數據進行快速存儲；控制及前端分析模塊實現對各模塊的前端控制，並根據要求對所收到的存儲於存儲模塊的數據進行事後分析；顯示模塊連接於控制及前端分析模塊；電源供給模塊與其它模塊都相連，為裝置提供電源。
2.根據權利要求1所述的串行通信分析裝置，其特徵在於還可以包括通用計算機和通信接口模塊，電源供給模塊與通用計算機及通信接口模塊分別相連，控制及前端分析模塊對所收到的存儲於存儲模塊的數據進行事後分析，以及將數據通過通信接口模塊傳送給通用計算機進行分析並存儲。
3.根據權利要求1或2所述的串行通信分析裝置，其特徵在於所述事後分析是控制及前端分析模塊分析出信息是由哪一方發出，並判斷出哪一方是主叫方或被叫方，再依據所設定的通信協議從位、字節、命令和命令序列判斷出被分析雙方通信過程是否符合規範，以及依據所設定的通信協議和選定的器件判斷出被分析雙方通信流程是否符合規範，根據需要，在判斷出是否符合規範後給出相應的提示若符合規範則顯示該命令或數據、若不符合規範則給出可能的原因所在。
4.根據權利要求3所述的串行通信分析裝置，其特徵在於所述通信接口模塊的串行通信標準為USB、I2C、RS-232、RS-485、SPI、CAN、TCN和PS/2。
5.根據權利要求4所述的串行通信分析裝置，其特徵在於當串行通信標準為USB、RS-232、RS-485、CAN、TCN時，所述串行數據信息標準轉換模塊有一個可更換的轉換電路。
全文摘要
本發明公開了一種串行通信分析裝置，包括存儲模塊、顯示模塊、電源供給模塊、串行數據信息標準轉換模塊、控制及前端分析模塊和信息轉換接口模塊，控制及前端分析模塊實現對各模塊的前端控制，並根據要求對所收到的存儲模塊的數據進行分析。本發明還可以包括通用計算機和通信接口模塊，控制及前端分析模塊將數據通過通信接口模塊傳送給通用計算機進行分析並存儲。本發明採用了前端記錄和前後分析相結合的方法，並且具有靈活的分析軟體，分析算法完全按照通信協議以位、字節命令和命令序列進行，使得對於同步和異步通信均能適用；此外，對於不同的通信協議只需適配相應的轉換電路即可。本發明可對串行通信雙方之間的數據進行分析。
文檔編號G06F11/267GK1801110SQ20051012136
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月30日 優先權日2005年12月30日
發明者楊劼學, 陳諾言, 範少華 申請人:楊劼學