接口裝置的製作方法
2023-05-28 16:10:31
專利名稱：接口裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域和電子領域，特別是涉及一種用於為單板等電子設備提供通信接口的接口裝置。
背景技術：
在通信行業和電子行業中，為了保證系統的正常運轉，常常需要對系統中的單板進行調試，以使單板的實際功能符合設計的預期要求。目前，常採用的調試方法是建立計算機等數據處理系統與單板之間的連接，由計算機等數據處理系統訪問單板，實現二者之間的數據通信，並完成對單板的調試。
現有技術中，為了實現單板同計算機等數據處理系統的連接，往往需要在單板上設置專門用於調試的接口電路。所謂專門用於調試指的是，該接口電路只在調試單板時才被使用。所述接口電路通常包括網口電路或串口電路，並且各個單板的接口電路相同。
請參閱圖1，是現有技術中帶有接口電路的單板結構示意圖。單板100上設置有接口電路，所述接口電路包括串口晶片101、串口連接器102以及網口晶片104和網口連接器103。單板通過自身帶有的串口連接器102或網口連接器103可以直接和計算機等數據處理系統的串口或網口相連接，從而建立二者之間的數據通信通道，並完成對單板的調試。
在實際應用中，由於單板自身帶有的接口電路常用在調試過程中，而在單板正常工作時使用較少，因而，接口電路損壞的概率較小。因此，當單板因常用元器件的損壞而報廢或閒置時，接口電路中的器件往往是完好的。這些完好的器件因單板的報廢或閒置而不再使用，造成了極大的浪費。這樣，就使得在單板上設置接口電路來對單板進行調試的成本較高。
此外，現有的單板上可以設置多個網口或者串口。然而，在實際調試過程中，通常只需要用到一個接口，而其他接口被閒置，這同樣造成了浪費。而且，若在單板上只設置有網口，而在實際使用時卻需要串口，由於網口電路已經被焊接，無法更換為串口電路。反之，亦然。這樣，就使得在實際調試過程中，不能任意地選擇接口，從而導致通用性較差。
目前，為了提高接口電路的通用性以及降低成本，單板上設置的接口電路常常採取選焊電路措施。也就是，在生產單板時可以先不焊接某些晶片(例如串口晶片或網口晶片)，而是在工作過程中根據實際需要自行焊接，例如需要網口接口時就焊接網口晶片，需要串口接口時就焊接串口晶片，這樣就提高了接口電路的通用性，並且有效地節約了成本。
儘管，現有技術中可以在單板上設計並安裝網口和串口接口電路，以實現單板同計算機等數據處理系統之間的連接，進而完成對單板的調試。但是在實際應用中，上述方法仍然不可避免地存在下述缺陷其一，成本高。由於需要對系統中的每一個單板進行調試，因此，就需要在每一個單板上設置用於同計算機等數據處理系統進行連接的接口電路，進而完成計算機等數據處理系統對單板的調試過程。由於每一個單板上的接口電路相同，使得在單板上設計並安裝接口電路來調試單板的成本較高。此外，儘管單板在設計和安裝接口電路時可以採用選焊電路的措施，但是現有的選焊電路往往只針對晶片，而不針對阻容器件。而實際應用中，專用於單板調試的接口電路中存在大量的阻容器件，並且其中很多阻容器件未被利用，這同樣浪費了資源，導致成本較高。
其二，可靠性低。由於單板的結構和尺寸的限制，實際使用中單板上元器件的密度較高。這種情況下，若還需要在單板上設計完整的網口或串口接口電路，則會使得本已緊張的布線空間更為緊張。這樣，過於緊張的布線空間和過於緊湊的元器件布局往往會導致元器件之間的相互幹擾，從而使得單板的可靠性較低。
其三，調試效率較低。由於單板上設計、安裝有接口電路，為了保證該接口電路設計的正確性，往往需要在單板的開發前期對所述接口電路進行調試。為保證系統中每個單板接口電路的正確性，就需要對每個單板的接口電路都進行調試，這將使得整個調試過程的效率較低。
第四，開發周期長。現有技術中，在開發前期需要在單板上設計和安裝接口電路，一旦接口電路設計出現錯誤，將導致單板不能正常使用，而需要改版，從而延長了開發周期。
發明內容
本發明解決的技術問題在於提供一種接口裝置，用於降低成本，提高單板的可靠性和調試效率，以及縮短開發周期。
為此，本發明解決技術問題的技術方案是提供了一種接口裝置，用於為電子設備提供通信接口，包括第一連接單元、接口轉換單元和第二連接單元；所述接口轉換單元與第一連接單元和第二連接單元相連接，用於建立同第一連接單元和第二連接單元的信號通道，並實現接口的轉換接收來自第一連接單元的信號，將其轉換為數據處理系統可以識別的信號，並輸出至第二連接單元，或者接收來自第二連接單元的信號，將其轉換為電子設備可以識別的信號，並輸出至第一連接單元；所述第一連接單元，用於連接電子設備，並建立同電子設備之間的信號通道；所述第二連接單元，用於連接數據處理系統，並建立同數據處理系統之間的信號通道。
所述接口轉換單元包括串口轉換模塊和/或網口轉換模塊、接口外圍電路。
所述串口轉換模塊是分立元件組成的串口轉換模塊或串口晶片。
所述網口轉換模塊是分立元件組成的網口轉換模塊或網口晶片。
所述接口外圍電路包括阻容器件。
所述接口外圍電路還包括保護電路和/或網口變壓器。
所述網口轉換模塊兼容國際網口協議或者可以實現物理層的功能。
所述網口晶片兼容國際網口協議或者可以實現物理層的功能。
所述第一連接單元包括扣板形式連接器或線纜形式連接器。
所述第二連接單元包括同數據處理系統網口相連接的網口插座和/或同數據處理系統串口相連接的串口插座。
相對於現有技術，本發明的有益效果是第一，成本較低。由於本發明提供的接口裝置獨立於單板之外，因此，採用本發明提供的接口裝置來對單板進行調試，只需要在每個單板上設置同本接口裝置中第一連接單元相連接的連接器即可，而無需在單板上設置專門用於單板調試的接口電路。調試過程中，多個單板可以輪流使用同一個接口裝置。因此，同現有技術相比，成本較低。
第二，可靠性較高。採用本發明提供的接口裝置對單板進行調試，只需要在單板上設置同本接口裝置中第一連接單元相連接的連接器即可，無需設置其他器件，從而大大節省了單板的布局空間，減小了元器件的布局密度，從而減少了元器件之間的幹擾，提高了單板的可靠性。
第三，調試效率較高。本發明提供的接口裝置獨立於單板之外。採用本發明提供的接口裝置對單板進行調試，只需事先調試好接口裝置即可，而無需象現有技術那樣，對每一個單板上的接口電路都進行調試。因此，提高了調試效率。
第四，開發周期短。本發明提供的接口裝置獨立於單板之外，只要單板的電路設計沒有問題，若本發明提供的接口裝置出現設計失誤，則只需要重新設計、調試本接口電路即可，而無需對單板進行改版。因而，同現有技術相比，採用本發明提供的接口裝置來對單板進行調試，縮短了開發周期。
圖1是現有技術中帶有接口電路的單板結構示意圖；圖2是本發明接口裝置原理框圖；圖3是本發明接口裝置的接口轉換單元的原理框圖；圖4是本發明接口裝置的一個較佳實施方式原理示意圖；圖5是本發明接口裝置和單板的組合示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2，本發明提供的接口裝置包括第一連接單元210、接口轉換單元220和第二連接單元230。
其中，接口轉換單元220分別連接第一連接單元210和第二連接單元230。第一連接單元210用於連接單板，提供同單板進行數據交互的通道。接口轉換單元220用於實現接口的轉換將來自單板的信號轉換為數據處理系統識別的信號，或者將來自數據處理系統的信號轉換為單板識別的信號。第二連接單元230用於連接數據處理系統，提供同數據處理系統進行數據交互的通道。
應用本發明提供的接口裝置對單板進行調試時，單板同接口裝置的第一連接單元210連接，接口裝置的第二連接單元230同數據處理系統的接口相連。來自數據處理系統的電信號通過連接數據處理系統接口的第二接口單元230進入接口轉換單元220，並在接口轉換單元220中轉換為單板CPU可以識別的電信號，並通過第一接口轉換單元210傳送至單板。單板發出的電信號經過第一接口單元210而進入接口轉換單元220，由接口轉換單元220轉換為數據處理系統可以識別的電信號，並通過連接數據處理系統接口的第二接口單元230傳送至數據處理系統。這樣，通過接口裝置就可以實現數據處理系統同單板之間的數據交互，從而可以對單板進行調試。
需要指出的是，所述數據處理系統可以是計算機，也可以是工作站、單片機等其他數據處理系統。
請參閱圖3，接口轉換單元包括接口轉換模塊421、接口外圍電路422。其中，在本實施例中，數據處理系統為計算機。接口轉換模塊421用於實現接口的轉換，也就是，將來自單板的信號轉換為計算機可以識別的信號，或者將來自計算機的信號轉換為單板可以識別的信號。接口外圍電路422包括阻容器件。
在實際使用中，根據計算機提供的接口類型，接口轉換模塊421可以是網口轉換模塊，也可以是串口轉換模塊。也就是，網口轉換模塊可以將來自單板的信號轉換為計算機可以識別的、符合國際網口協議的信號，或者將來自計算機的、符合國際網口協議的信號轉換為單板可以識別的信號。串口轉換模塊可以將來自單板的信號轉換為計算機可以識別的、滿足RS232串口電平的信號，或者將來自計算機的信號轉換為單板可以識別的信號。
在實際應用中，網口轉換模塊執行接口轉換功能，同時也是執行物理層收發器功能的一個模塊。在網絡七層協議之中，最下面的兩層是「數據鏈路層」和「物理層」，其中「數據鏈路層」又包含有「LLC(Logical Link Control，邏輯鏈路控制)層」和「MAC(Medium Access Control，媒質接入控制)層」，LLC層處於高層，其下是MAC層，最底下一層為物理層。對於本發明提供的接口裝置來說，網口轉換模塊可實現物理層的功能，而單板CPU可實現MAC層的功能。因此，在實際應用中，本發明不僅僅應用於具有CPU的單板，也可以應用於沒有設置CPU、而設置有專用MAC層晶片的單板。事實上，設置有專用MAC層晶片的單板可以通過專用MAC層晶片和網口轉換模塊進行對接通信，這樣，也就可以實現對單板的調試了。
需要指出的是，接口轉換模塊421可以是集成的接口晶片，也可以是能夠實現相同功能的分立元件組成的模塊。在實際使用中，網口轉換模塊可以採用INTEL公司的網口晶片LXT971、LXT905等。當然，也可以採用其它公司其他型號的網口晶片，只要能夠兼容國際網口協議，或者，具有物理層收發器功能即可。對於串口轉換模塊可以採用MAXIM公司的串口晶片(例如，MAX232、MAX3232等)。當然，也可以採用其它公司、其他型號的串口晶片，只要能夠實現串口轉換即可。
進一步需要指出的是，在實際應用中，在本發明接口裝置中可以只設置一個網口轉換模塊或一個串口轉換模塊及其接口外圍電路，也可以同時設置有網口轉換模塊和串口轉換模塊及其接口外圍電路。
請參閱圖4，是本發明接口裝置一個較佳實施方式的原理示意圖。在本實施方式中，數據處理系統為計算機。本發明接口裝置同時提供網口接口和串口接口，也就是，同時設置有網口轉換模塊和串口轉換模塊及其接口外圍電路。
其中，第一接口單元210包括連接單板的連接器。
接口轉換單元220包括串口轉換模塊327、網口轉換模塊328。其中，串口轉換模塊327和網口轉換模塊328均包括集成的接口晶片。串口轉換模塊327包括串口晶片322、串口接口外圍電路321。網口轉換模塊328包括網口晶片323、網口接口外圍電路324。
第二接口單元230包括連接計算機接口的連接器。在此，同計算機串口相連的接口連接器是RJ48插座，同計算機網口相連的接口連接器同樣是RJ48網口插座。在實際使用時，可以採用網線來連接接口裝置的網口連接器和計算機的網口，即可通過網口實現計算機和接口裝置的之間通信(數據交互)；也可以通過連線連接接口裝置的串口連接器和計算機串口的DB9插座，即可通過串口實現計算機和接口裝置的之間通信(數據交互)。
在實際使用中，串口接口外圍電路包括阻容器件以及保障串口轉換模塊327正常工作的串口保護電路。網口接口外圍電路324包括阻容器件，還可以包括變壓器以及保護電路。其中，變壓器起到了隔離、防護、抗幹擾的作用；保護電路用於保障網口轉換模塊328的正常工作。
需要指出的是，在實際應用中第二連接單元不僅僅局限於RJ48插座或插針，也可以為其他形式的串口或網口插座(例如，RJ45插座或插針等)。
請參閱圖5，是本發明接口裝置和單板的組合示意圖。在本實施方式中，數據處理系統為計算機，並且單板100和接口裝置200通過扁平電纜211相連。
單板100上帶有同扁平電纜211相連接的插座103。
接口裝置200設置有第一接口單元210、接口轉換單元220和第二接口單元230。其中，第一接口單元210帶有同扁平電纜211相連接的插座(圖未示)。第二接口單元230包括串口接口231和網口接口232。
扁平線纜211一端帶有同單板100的插座103相配合的插頭(圖未示)，另一端帶有同接口裝置200第一接口單元210的插座相配合的插頭(圖未示)。
通過扁平線纜211可以將單板100和接口裝置200連接起來，單板100就可以通過接口裝置提供的串口接口231、網口接口232同計算機進行數據傳輸了。這樣，就可以由計算機來對單板100預期功能進行調試了。
需要指出的是，單板100和本發明接口裝置200之間可以通過本實施方式中採用的扁平線纜實現，也可以採用其他線纜形式連接器實現連接；還可以採用無連線的扣板形式連接器直接連接，即在單板100上設置母頭插座，接口裝置200的第一接口單元210設置公頭插頭，在測試過程中，直接將公頭插頭插接在母頭插座，從而實現了單板100和接口裝置200之間的連接。當然，在實際應用中，只要在單板100和接口裝置200上設置的插頭或插座相互配合即可，而不僅僅局限於上述設置和連接方式。
可以理解的是，本發明提供的接口裝置不僅僅用於調試單板時為單板提供接口的情形，還可以應用在測試單板時為單板提供接口的情形。也就是，當單板出現問題而需要測試相關信號，並進行問題定位時，可以應用本發明提供的接口裝置來協助測試。所謂協助測試指的是，本發明提供的接口裝置可以起到接口的作用，或是提供人機界面對話的途徑，即通過該裝置可以向單板下發命令，並藉助其他測試工具或是測試儀器(例如，示波器、邏輯分析儀等)對單板進行測試，從而實現問題的定位。
當然，本發明提供的接口裝置也不僅僅應用於上述實施方式中連接單板和計算機的情形，還可以用於單板與單板之間的連接。也就是，通過本發明提供的接口裝置，來連接需要進行通信的單板。由於所述接口裝置遵循TCP/IP協議，所以可以很方便的實現兩個單板之間的通信。
進一步可以理解的是，本發明提供的接口裝置不僅僅用於為單板提供通信接口，還可以用於為其他需要接口的電子設備(例如，示波器等測試儀器)提供通信接口，只要在該電子設備上設置同本發明接口裝置進行對接的第一連接單元即可。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種接口裝置，用於為電子設備提供通信接口，其特徵在於，包括第一連接單元、接口轉換單元和第二連接單元；所述接口轉換單元與第一連接單元和第二連接單元相連接，用於建立同第一連接單元和第二連接單元的信號通道，並實現接口的轉換接收來自第一連接單元的信號，將其轉換為數據處理系統可以識別的信號，並輸出至第二連接單元，或者接收來自第二連接單元的信號，將其轉換為電子設備可以識別的信號，並輸出至第一連接單元；所述第一連接單元，用於連接電子設備，並建立同電子設備之間的信號通道；所述第二連接單元，用於連接數據處理系統，並建立同數據處理系統之間的信號通道。
2.根據權利要求1所述的接口裝置，其特徵在於，所述接口轉換單元包括串口轉換模塊和/或網口轉換模塊、接口外圍電路。
3.根據權利要求2所述的接口裝置，其特徵在於，所述串口轉換模塊是分立元件組成的串口轉換模塊或串口晶片。
4.根據權利要求2所述的接口裝置，其特徵在於，所述網口轉換模塊是分立元件組成的網口轉換模塊或網口晶片。
5.根據權利要求2所述的接口裝置，其特徵在於，所述接口外圍電路包括阻容器件。
6.根據權利要求5所述的接口裝置，其特徵在於，所述接口外圍電路還包括保護電路和/或網口變壓器。
7.根據權利要求4所述的接口裝置，其特徵在於，所述網口轉換模塊兼容國際網口協議或者可以實現物理層的功能。
8.根據權利要求4所述的接口裝置，其特徵在於，所述網口晶片兼容國際網口協議或者可以實現物理層的功能。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的接口裝置，其特徵在於，所述第一連接單元包括扣板形式連接器或線纜形式連接器。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的接口裝置，其特徵在於，所述第二連接單元包括同數據處理系統網口相連接的網口插座和/或同數據處理系統串口相連接的串口插座。
全文摘要
本發明公開了一種接口裝置，用於為電子設備提供通信接口，包括第一連接單元、接口轉換單元和第二連接單元；所述接口轉換單元與第一連接單元和第二連接單元相連接，用於建立同第一連接單元和第二連接單元的信號通道，並實現接口的轉換接收來自第一連接單元的信號，將其轉換為數據處理系統可以識別的信號，並輸出至第二連接單元，或者接收來自第二連接單元的信號，將其轉換為電子設備可以識別的信號，並輸出至第一連接單元；所述第一連接單元，用於連接電子設備，並建立同電子設備之間的信號通道；所述第二連接單元，用於連接數據處理系統，並建立同數據處理系統之間的信號通道。本發明具有成本低、可靠性高、效率高，以及開發周期短等特點。
文檔編號G06F3/00GK1719428SQ20041006265
公開日2006年1月11日 申請日期2004年7月8日 優先權日2004年7月8日
發明者鄭君雄 申請人:華為技術有限公司