專利名稱：紅外擴(kuò)展卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸裝置，尤其涉及一種能持多種紅外速率傳輸和UART傳輸?shù)募t外擴(kuò)展卡。
早在80年代初期，全功能的微處理器已包含內(nèi)部UART。這些內(nèi)部UART可滿足中低速串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。盡管此后制造商增加了時(shí)鐘頻率、ROM容量及其它功能，但控制器中UART的速度和功能并沒(méi)有多大改善。當(dāng)需要采用多個(gè)UART時(shí)，設(shè)計(jì)者有兩種選擇1、如果僅需要低性能的UART，并且易于實(shí)現(xiàn)及CPU時(shí)間允許，可由軟件實(shí)現(xiàn)UART與硬件的交替使用。2、另附加一個(gè)UART，但大多數(shù)情況下，這種方案讓人無(wú)法接受它意味著大尺寸、大功率、高價(jià)格，更重要的是它需要復(fù)雜的軟件支持以獲得較好的性能。目前市場(chǎng)上類似產(chǎn)品功能單一支持標(biāo)準(zhǔn)UART功能的產(chǎn)品，往往不支持IrDA1.0或IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)；支持IrDA標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品通常又不具備標(biāo)準(zhǔn)UART結(jié)構(gòu)，并且根本就不兼容于ISA總線結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種能支持多種紅外速率傳輸和UART傳輸，兼容ISA總線，的紅外擴(kuò)展卡。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)如下的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一種紅外擴(kuò)展卡，包括主控電路、擴(kuò)展槽接口總線及附加擴(kuò)展總線、可編程邏輯陣列U1、與主控電路雙向連接的紅外(IR)傳輸電路和RS232傳輸電路。所述主控電路包括UART控制器、配置及狀態(tài)寄存器，所述紅外(IR)傳輸電路包括低速(SIR)紅外線邏輯、中速(MIR)紅外線邏輯、高速(FIR)紅外線邏輯以及TV Remote邏輯和Sharp(IR)五種模塊，所述的擴(kuò)展槽接口總線以及附加擴(kuò)展總線為ISA總線和ISA擴(kuò)展總線。
附圖的說(shuō)明如下

圖1是本實(shí)用新型紅外擴(kuò)展卡的一級(jí)原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型紅外擴(kuò)展卡的二級(jí)原理方框圖；圖3是本實(shí)用新型紅外擴(kuò)展卡的電路原理圖；圖4是主控芯片的讀寫(xiě)時(shí)序圖；圖5是紅外擴(kuò)展卡的FIR工作流程圖；圖6是紅外擴(kuò)展卡的MIR工作流程圖；圖7是紅外擴(kuò)展卡的SIR工作流程圖；圖8是紅外擴(kuò)展卡的SHARP IR工作流程圖；圖9是紅外擴(kuò)展卡的TV工作流程圖；圖10是紅外擴(kuò)展卡的UART工作流程圖；圖11是紅外擴(kuò)展卡與收發(fā)器的連接示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的紅外擴(kuò)展卡包括主控電路1、ISA總線2以及ISA擴(kuò)展總線3、可編程邏輯陳列(U1)4、與主控電路雙向連接的紅外(IR)傳輸電路5和RS232傳輸電路6、48MHz周期振蕩器和測(cè)試槽。所述主控電路包括UART控制器、配置及狀態(tài)寄存器，UART接口以及五種紅外模塊被固化在集成電路芯片U2中，集成電路芯片型號(hào)為TIR2000；主控芯片U2通過(guò)五個(gè)紅外邏輯模塊低速(SIR)紅外線邏輯模塊、中速(MIR)紅外線邏輯模塊、高速(FIR)紅外線邏輯模塊以及TV Remote邏輯模塊和Sharp(IR)模塊與紅外(IR)傳輸電路2雙向連接，通過(guò)UART接口與RS232傳輸電路雙向連接，該紅外擴(kuò)展卡接口兼容于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)地址總線SA[15-0]，外部地址譯碼器(可編程邏輯陳列(U1))使用ISA信號(hào)(SA[15-4]，AEN)產(chǎn)生片選(CS)信號(hào)，低位地址SA[3-0]則直接連接到內(nèi)部譯碼器以選擇不同的內(nèi)部寄存器(圖3)。
在通常情況下，通過(guò)相應(yīng)的程序設(shè)定，新網(wǎng)通紅外擴(kuò)展卡可工作在如下6種不同的方式之下快速紅外線(IrDA FIR)方式(圖5)，其傳輸速率為4MBPS；中速紅外線(IrDA MIR)方式(圖6)，傳輸速率為1.15MBPS；低速紅外線(IrDA SIR)方式(圖7)，傳輸速率最高為1.15MBPS；SHARP(IR)方式(圖8)，傳輸速率最高為38.4KBPS；TV方式(圖9)，傳輸速率最高為166.7KBPS；通用異步收發(fā)(UART)方式(圖10)，傳輸速率最高為1MBPS。
當(dāng)紅外擴(kuò)展卡被配置為URTA方式時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸和接收能夠同時(shí)進(jìn)行；被配置為紅外(IR)方式時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸或數(shù)據(jù)接收不能同步進(jìn)行。
圖3給出了主控芯片(U2)TIR2000與紅外擴(kuò)展卡其他部分的連接關(guān)系。
首先介紹主控芯片與紅外傳輸電路的連接主控芯片U2的IRTX(PIN62腳)為紅外線發(fā)射數(shù)據(jù)端，連接紅外傳輸電路的紅外線發(fā)射數(shù)據(jù)端(TXD)；IRRVL(PIN63腳)為低速紅外線接收數(shù)據(jù)端，接在紅外傳輸電路的低速紅外線接收數(shù)據(jù)端(RXD-A)，可支持SHARP IR、TV等模式；IRRVH(PIN64腳)為高速紅外線接收數(shù)據(jù)端，接在紅外傳輸電路的高速紅外線接收數(shù)據(jù)端(RXD-B)，速度可達(dá)到1.15MBPS-4MBPS。
主控芯片U2通過(guò)UART接口與RS232傳輸電路6的電平轉(zhuǎn)換IC(U3)雙向連接，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸方式設(shè)定為UART方式時(shí)，主機(jī)通過(guò)有線的串行接口和遠(yuǎn)程的設(shè)備或調(diào)制解碼器進(jìn)行通信，速度最高可達(dá)1MPBS；主控芯片(U2)TIR2000的SIN(TIR2000的數(shù)據(jù)接入端)、CTS(外界通信機(jī)的清除發(fā)送信號(hào))、DSR(TIR2000的數(shù)據(jù)接收就緒信號(hào))、DCD(外界通信機(jī)的數(shù)據(jù)載波信號(hào))、RI(TIR2000的回路指示器信號(hào))、SOUT(TIR2000的數(shù)據(jù)輸出端)、RTS(TIR2000的接收應(yīng)答信號(hào))、DTR(電平轉(zhuǎn)換IC的數(shù)據(jù)接收/發(fā)送開(kāi)關(guān))分別為TIR2000的PIN53-PIN59腳、PIN61腳，與電平轉(zhuǎn)換IC(U3)(本例中為CN75C185)的RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、DA1、DA3、DA2接線端相連；主控芯片U2的SD0-SD7(TIR2000的數(shù)據(jù)總線)(PIN1-PIN4、PIN6-PIN9腳)、IRQ3-IRQ7，IRQ9(TIR2000的中斷信號(hào))(PIN11-PIN16腳)、DRQ1，DRQ3(TIR2000的DMA通道選擇信號(hào))(PIN24-PIN25腳)、DACK1，DACK3(主機(jī)對(duì)主控芯片的DMA通道選擇信號(hào))(PIN28-PIN29腳)、TC(TIR2000的計(jì)數(shù)器信號(hào))(PIN31腳)、RESET(PIN35腳)、SA0-SA3(TIR2000的地址信號(hào))(PIN36-PIN39腳)分別與ISA總線(4)的A9-A2、B25-B21，B4、B18，B16、B17，B15、B27、B2、A31-A28接線端相連；主機(jī)通過(guò)主控IC的引腳SA0-SA15、AEN、SD0-SD7、TC、/DACK0、/DACK1、/DACK3等來(lái)控制與TIR2000的通信，通過(guò)譯碼尋址后產(chǎn)生控制IC的片選信號(hào)，SA0-SA3用來(lái)選擇TIR2000的ICR、PRESC、MDR、SCT、PLR、LCR、IEC、ACREG、MCR等內(nèi)部寄存器，并作相應(yīng)的控制。
主控芯片U2的GPI00-GPI07(TIR2000的PIN40-43、PIN45-48腳)為通用I0。受TIR2000內(nèi)部寄存器GPIODIR(方向)、GPIODAT(數(shù)據(jù))的控制。
主控芯片U2的IRQ10-IRQ12(TIR2000的中斷信號(hào))，IRQ14(中斷信號(hào))、IRQ15(TIR2000的中斷信號(hào))、DRQ0(TIR2000的DMA通道選擇信號(hào))、DACK0(主機(jī)對(duì)主控芯片的DMA通道選擇信號(hào))(PIN18-PIN22腳、PIN23腳、PIN27腳)與ISA擴(kuò)展總線(5)的D3-D9接線端相連。
主控芯片U2通過(guò)CS(片選信號(hào))(PIN30腳)與可編程邏輯陳列芯片U1的Q3(PIN21腳)相連；ISA總線的B13腳與可編程邏輯陳列U1的Q5(PIN19腳)并聯(lián)后接主控芯片的WR(IOWZ)接線端(PIN33腳)；ISA總線的B14腳與可編程邏輯陳列(U1)的Q6(PIN18腳)并聯(lián)后接主控芯片的RD(IORZ)接線端(PIN32腳)；可編程邏輯陳列(U1)負(fù)責(zé)主控芯片與ISA總線之間的譯碼尋址(圖4)ISA總線的AEN(A11腳)和可編程邏輯陳列U1的CLK/I1(PIN1腳)相接；SA15-SA4(A16-A25腳)，SA5(A26)、SA4(A27)分別與可編程邏輯陳列U1的I2-I11(PIN2-PIN11腳)、Q10(PIN14腳)、I12(PIN13腳)相連。
主控芯片U2的XIN(主控芯片的PIN49腳)和XOUT(主控芯片的PIN51腳)接在一個(gè)48MHz的周期振蕩器7的輸出端；通過(guò)設(shè)置PRESC寄存器，生成內(nèi)部時(shí)鐘。
紅外擴(kuò)展卡控制器電路還包括測(cè)試槽；該紅外擴(kuò)展卡主控芯片U2的TEST(PIN52腳)與其相連。該測(cè)試槽作用主要是當(dāng)紅外擴(kuò)展卡需要調(diào)試時(shí)，通過(guò)測(cè)試槽連接測(cè)試卡，以判斷卡所處的狀態(tài)。
本紅外擴(kuò)展卡能方便地連接到HP或TI收發(fā)器上(圖11)，HP和TI的收發(fā)器是PIN-TO-PIN兼容的，有一個(gè)發(fā)送端(TXD)及二個(gè)接收端(RXD-和RXD-B)。收發(fā)器的TXD引腳連接到擴(kuò)展卡的IRTX引腳，收發(fā)器的RXD-A引腳連接到TIR2000的IRRVL引腳，這一般用于慢速接收數(shù)據(jù)(IR和TV MODE)。收發(fā)器的RXD-B引腳連接到擴(kuò)展卡的IRRVH引腳，這一般用于中速、高速及SHARP ASK方式接收數(shù)據(jù)。該紅外擴(kuò)展卡也能連接到Temic收發(fā)器上，連接收發(fā)器的TXD引腳到擴(kuò)展卡的IRTX引腳。收發(fā)器僅有一個(gè)RXD引腳，既可高速也可慢速傳輸數(shù)據(jù)。連接收發(fā)器的RXD腳到擴(kuò)展卡的IRRVL、IRRVH引腳。收發(fā)器的SD引腳需要正確地設(shè)置以使它能夠正常地工作在高速IR方式下。
本實(shí)用新型裝置具有如下特性支持高速(最高可達(dá)4MBPS)數(shù)據(jù)傳輸；雙工數(shù)據(jù)傳輸，傳輸啟動(dòng)可控；內(nèi)置波特率發(fā)生器；具備功耗關(guān)閉模式且能被喚醒；支持IrDA標(biāo)準(zhǔn)紅外通信及UART；FIF0接受緩沖減輕微控制器的通信負(fù)擔(dān)；高驅(qū)動(dòng)和施密特觸發(fā)器輸入與隔離無(wú)耦直接接口；兼容ISA總線結(jié)構(gòu)；支持消費(fèi)電子遙控標(biāo)準(zhǔn)(RC5、RC5擴(kuò)展型、NEC、RECS80)；支持電源管理；UART波特率最高達(dá)1MBPS；支持多種紅外速率傳輸；支持IrDA1.0標(biāo)準(zhǔn)，最高數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)115.2KBPS；支持IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)，最高數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)1.15MBPS；支持IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)，最高數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)4.0MKBPS；支持SHARP ASK紅外標(biāo)準(zhǔn)；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的紅外擴(kuò)展卡具有如下優(yōu)點(diǎn)能支持低速(SIR)紅外、中速(MIR)紅外、高速(FIR)紅外以及TV Remote和Sharp(IR)多種紅外速率的數(shù)據(jù)傳輸。
本實(shí)用新型實(shí)施例所用主要元、器件型號(hào)、參數(shù)如下
權(quán)利要求1.一種紅外擴(kuò)展卡，包括主控電路(1)、擴(kuò)展槽接口總線(2)及附加擴(kuò)展總線(3)，可編程邏輯陣列(U1)(4)，其特征在于所述紅外擴(kuò)展卡還包括主控芯片雙向連接的紅外(IR)傳輸電路(5)和RS232傳輸電路(6)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于所述主控電路(1)包括UART控制器、配置及狀態(tài)寄存器，所述紅外(IR)傳輸電路(5)包括低速(SIR)紅外線邏輯、中速(MIR)紅外線邏輯、高速(FIR)紅外線邏輯以及TV Remote邏輯和Sharp(IR)五種模塊，所述的擴(kuò)展槽接口總線以及附加擴(kuò)展總線為ISA總線和ISA擴(kuò)展總線。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于該紅外擴(kuò)展卡的UART控制器、配置及狀態(tài)寄存器、UART接口以及五種紅外模塊低速(SIR)紅外線邏輯模塊、中速(MIR)紅外線邏輯模塊、高速(FIR)紅外線邏輯模塊以及TV Remote邏輯模塊和Sharp(IR)模塊被固化在集成電路芯片U2中。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于所述紅外擴(kuò)展卡還包括一個(gè)與主控芯片U2的XIN和XOUT腳連接的周期振蕩器和與U2的TEST腳連接的測(cè)試槽。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于所述主控芯片U2的IRTX腳連接紅外傳輸電路的紅外線發(fā)射數(shù)據(jù)端TXD，IRRVL腳接在紅外傳輸電路的低速紅外線接收數(shù)據(jù)端RXD-A、PIN64腳接在紅外傳輸電路的高速紅外線接收數(shù)據(jù)端RXD-B；主控芯片U2的SIN、CTS、DSR、DCD、RI、SOUT、RTS、DTR(PIN53-PIN59腳、PIN61腳)與電平轉(zhuǎn)換IC(U3)的RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、DA1、DA3、DA3、DA2接線端相連。
6.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于主控芯片U2的SD0-SD7腳、IRQ3-IRQ7，IRQ9腳、DRQ1，DRQ3腳、DACK1，DACK3腳、TC、RESET腳、SA0-SA3腳分別與ISA總線(4)的A9-A2、B25-B21，B4、B18，B16、B17，B15、B27、B2、A31-A28接線端相連；主控芯片U2的IRQ10-IRQ12，IRQ14、IRQ15、DRQ0、DACK0腳與ISA擴(kuò)展總線(5)的D3-D9接線端相連。
7.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于主控芯片U2通過(guò)CS腳與可編程邏輯陳列(U1)(4)的Q3腳相連。
8.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于主控芯片U2的GPI00-GPI07腳為通用IO。
9.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于ISA總線的B13腳與可編程邏輯陳列(U1)的Q5腳并聯(lián)后接主控芯片U2的WD接線端(PIN33腳)；ISA總線的B14腳與可編程邏輯陳列(U1)的Q6腳并聯(lián)后接主控芯片U2的RD(IORZ)接線端。
10.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外擴(kuò)展卡，其特征在于ISA總線的AEN(A11)腳和可編程邏輯陳列U1的CLK/I1(PIN1)腳相接；SA15-SA4(A16-A31)、SA5(A26)、SA4(A2)腳分別與可編程邏輯陳列U1的I2-I111腳、Q10、I12腳相連。
專利摘要一種紅外擴(kuò)展卡,包括主控電路1、擴(kuò)展槽接口總線2以及附加擴(kuò)展總線3、可編程邏輯陳列(U1)4、與主控電路1雙向連接的紅外(IR)傳輸電路5和RS232傳輸電路6;本實(shí)用新型裝置支持多種紅外傳輸,同時(shí)支持SHARP－IR、HPSIR、MIR、FIR以及TV等傳輸模式。該擴(kuò)展卡完全支持DMA(直接存儲(chǔ)器存取)以及中斷操作,它還提供可編程寄存器以路由中斷DMA握手信號(hào),能夠有效的提升系統(tǒng)效率及數(shù)據(jù)傳輸波特率。
文檔編號(hào)G06F13/38GK2475079SQ0121548
公開(kāi)日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者丁子錦, 毛永毅, 程軍 申請(qǐng)人:深圳市桑夏皖能高科技有限公司