專(zhuān)利名稱(chēng)：雙頻工作的數(shù)據(jù)傳送方法和設(shè)備的制作方法
一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及高速低幅值的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，更具體地說(shuō)是涉及以多個(gè)速度操作高速低幅值的數(shù)據(jù)總線(xiàn)。
一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)包括能在一個(gè)設(shè)備和多個(gè)外圍設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線(xiàn)。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)中，主設(shè)備在要發(fā)送給外圍設(shè)備的任何數(shù)據(jù)前利用地址對(duì)每個(gè)外圍設(shè)備尋址，外圍設(shè)備的地址通常是在數(shù)據(jù)總線(xiàn)操作前預(yù)定的，并且對(duì)主設(shè)備來(lái)說(shuō)是已知的。
在較新的自動(dòng)系統(tǒng)中，外圍設(shè)備的地址在數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)工作前是未知的，在數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，有一個(gè)初始化過(guò)程，這個(gè)程中，每個(gè)外圍設(shè)備和主控制器通信地址及其它設(shè)備類(lèi)型信息。這些設(shè)備遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)復(fù)雜，但從用戶(hù)的角度看操作還是很方便的。這個(gè)初始化過(guò)程非常復(fù)雜，且需要一個(gè)高的精確度。如果數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)初始化不正確，則接下來(lái)的通信就會(huì)丟失。
眾所周知，在數(shù)據(jù)通信區(qū)中，有一個(gè)用于高速數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)(push)，它能以很很高的效率傳送更多的數(shù)據(jù)。另外，要考慮使據(jù)傳送系統(tǒng)產(chǎn)生最小的射頻干擾(RFI)和電磁干擾(EMI)。減小RFI和EMI輻射量的一個(gè)方法是把數(shù)據(jù)總線(xiàn)上信號(hào)電平的輻值從傳統(tǒng)的峰-峰值信號(hào)電平為5v減小到峰-峰值為0.5v。幅值的這一減小明顯減小了由數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)產(chǎn)生的輻射的量。其次，為了產(chǎn)生低幅值數(shù)據(jù)系統(tǒng)，由連接到數(shù)據(jù)總線(xiàn)的每個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的信號(hào)都要被嚴(yán)格濾波以便除去信號(hào)尖峰。該濾波加長(zhǎng)了數(shù)據(jù)總線(xiàn)上轉(zhuǎn)變(transition)的上升和下降時(shí)間，在主設(shè)備和外圍設(shè)備之間收發(fā)的信號(hào)中引起偏差。第三，高速低輻值數(shù)據(jù)總線(xiàn)，其中主外圍設(shè)備相隔一米以上距離，數(shù)據(jù)總線(xiàn)的實(shí)際電纜的電容在主外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生可變的且長(zhǎng)的延遲時(shí)間。
為了保持自動(dòng)復(fù)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)所要求的完整性，需要發(fā)展總線(xiàn)判優(yōu)方法和設(shè)備中的高度準(zhǔn)確的初始化過(guò)程，以便使數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的完整性不受初始化過(guò)程中的噪聲或通信偏差的干擾，其中所述自動(dòng)的復(fù)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)包括一個(gè)高速低幅值的數(shù)據(jù)總線(xiàn)和外設(shè)與主控制器間20米以上的隔離。


圖1顯示了本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)電話(huà)系統(tǒng)。
圖2表示了曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)圖。
圖3顯示了已有技術(shù)中數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)在初始化過(guò)程中采樣時(shí)間可靠性。
圖4顯示了本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的采樣時(shí)間可靠性。
圖5是一個(gè)處理流程圖，說(shuō)明在初始化期間一個(gè)外圍控制器工作的步驟。
圖6是初始化過(guò)程中主控制器工作的流程圖。
圖7包括說(shuō)明初始化過(guò)程中的同步比特和本發(fā)明所述的工作狀態(tài)。
最佳實(shí)施例包括一個(gè)無(wú)線(xiàn)電話(huà)系統(tǒng)。最重要的是，該無(wú)線(xiàn)電話(huà)是使用了無(wú)線(xiàn)電話(huà)收發(fā)信機(jī)和多個(gè)外設(shè)之間的高速低幅植數(shù)據(jù)總線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)電話(huà)系統(tǒng)的外圍設(shè)備包括但不限于手機(jī)和傳真機(jī)。其他外設(shè)可以是一個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器，膝上型計(jì)算機(jī)，或一個(gè)數(shù)據(jù)顯示裝置。高速低幅值數(shù)據(jù)總線(xiàn)有一個(gè)在收發(fā)信機(jī)中的主控制器和每個(gè)外設(shè)中相應(yīng)的外圍控制器。該數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)在初始化過(guò)程中以初始化狀態(tài)開(kāi)始。初始化狀態(tài)中，首先，考慮到附加采樣和準(zhǔn)確度，數(shù)據(jù)總線(xiàn)在外設(shè)判優(yōu)過(guò)程中以低于正常的速度工作，接下來(lái)，使每個(gè)外設(shè)與主設(shè)備同步;然后，每個(gè)外設(shè)被分給一個(gè)唯一的地址，使主控制器可單獨(dú)與每個(gè)外設(shè)通信。主控制器能檢測(cè)初始化狀態(tài)的結(jié)束，當(dāng)檢測(cè)到初始化狀態(tài)結(jié)束時(shí)，數(shù)據(jù)總線(xiàn)的頻率增加到高于其初始化速率的工作速率。利用初始化過(guò)程中較低的頻率保證在接下來(lái)的通信過(guò)程中主設(shè)備和外圍設(shè)備間通信的完整性。該完整性是通過(guò)考慮附加采樣及接下來(lái)的噪聲處理，以及考慮到由于濾波和電容引起的比特邊緣偏差以及和每個(gè)外圍設(shè)備相連的實(shí)際電纜長(zhǎng)度的偏差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
圖1說(shuō)明了本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)電話(huà)系統(tǒng)。該無(wú)線(xiàn)電話(huà)系統(tǒng)包括一個(gè)固定的收發(fā)信機(jī)107和移動(dòng)或便攜無(wú)線(xiàn)電話(huà)103。該移動(dòng)或便攜無(wú)線(xiàn)電話(huà)103包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)107、天線(xiàn)105和多個(gè)外圍設(shè)備。為方便最佳實(shí)施例的說(shuō)明和描述，這里的外設(shè)包括傳真機(jī)113和手機(jī)111。但也可用其他設(shè)備代替或增加其他的外設(shè)。數(shù)據(jù)總線(xiàn)109是得益于本發(fā)明的高速低幅值數(shù)據(jù)總線(xiàn)。移動(dòng)或便攜無(wú)線(xiàn)電話(huà)103從固定的基地收發(fā)信機(jī)101發(fā)送或接收射頻(RF)信號(hào)，該RF信號(hào)被天線(xiàn)105耦合并被收發(fā)信機(jī)107調(diào)制、轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)。收發(fā)信機(jī)107能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)信號(hào)到許多外設(shè)，這里不限于是手機(jī)111和傳真機(jī)113。
在收發(fā)信機(jī)和外設(shè)之間由數(shù)據(jù)總線(xiàn)109傳送的數(shù)據(jù)是曼徹斯特編碼的串行數(shù)據(jù)流。圖2說(shuō)明了曼徹斯特編碼的原理。在曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)中，邏輯0代表201所顯示的中間比特的下降沿。曼徹斯特?cái)?shù)據(jù)由203所代表的中間比特的上升沿來(lái)表示。
在初始化過(guò)程中，建立外設(shè)和主設(shè)備之間的通信。初始化狀態(tài)的要求包括使外圍設(shè)備和主設(shè)備同步及給每個(gè)外圍設(shè)備分配一個(gè)唯一的地址。為了以要求的精確度調(diào)節(jié)唯一地址的分配，數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)以一個(gè)低于工作狀態(tài)的頻率工作。在最佳實(shí)施例中，初始化頻率為128KHz，工作狀態(tài)頻率為512KHz。
在數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的工作過(guò)程中，外設(shè)與主設(shè)備的同步是以有規(guī)則的間隔進(jìn)行的。同步是主設(shè)備107向外設(shè)109、113發(fā)射一個(gè)同步比特來(lái)獲得的。為了保持在工作狀態(tài)和初始化狀態(tài)中的同步，同步比特需基本上一樣，且外部控制器需能識(shí)別一個(gè)以上的同步比特，否則通信鏈路將丟失。
圖7為初始化狀態(tài)和工作狀態(tài)所發(fā)出的同步比特。波形701是一個(gè)以初始化頻率(128KHz)發(fā)送的曼徹斯特編碼器“O”。曼徹斯特編碼“1”在初始化過(guò)程中也用作同步比特。這樣，在初始化過(guò)程發(fā)送的每個(gè)比特將使外設(shè)時(shí)鐘與主設(shè)備同步。在工作狀態(tài)中，同步不經(jīng)常進(jìn)行。在最佳實(shí)施例中，同步發(fā)生在每個(gè)時(shí)隙的開(kāi)始，大約每125毫秒發(fā)生一次。具體說(shuō)，在工作狀態(tài)中，主控制器發(fā)出一個(gè)未編碼的邏輯“1”比特703，接著是一個(gè)曼徹斯特編碼的邏輯“O”比特705和未編碼的邏輯“O”比特707。逆信號(hào)也用作同步比特，即一個(gè)未編碼的邏輯“0”比特，接下來(lái)是一個(gè)曼徹斯特編碼的邏輯“1”比特和一個(gè)未編碼的邏輯“1”比特。外設(shè)控制器認(rèn)為工作狀態(tài)和初始化狀態(tài)發(fā)出的同步比特是相同的，因而保持初始化狀態(tài)期間的同步。
為每個(gè)外設(shè)適當(dāng)?shù)胤峙湟粋€(gè)唯一的地址是需要的，以保證所有后續(xù)通信的成功。圖5的處理流程500說(shuō)明了每個(gè)外設(shè)控制器的處理過(guò)程。在功能方框509中，外設(shè)控制器把其地址置為最低的地址值。在功能塊511中，外設(shè)控制器發(fā)送串行數(shù)字到數(shù)據(jù)總線(xiàn)109。在功能塊513中，外設(shè)控制器讀數(shù)據(jù)總線(xiàn)109上的電流值，在判斷塊515中，外設(shè)控制器數(shù)據(jù)總線(xiàn)的值和發(fā)送的串行數(shù)字相比較，如比較確定串行數(shù)字與數(shù)據(jù)總線(xiàn)的值相等，則沒(méi)有數(shù)據(jù)總線(xiàn)爭(zhēng)用;若無(wú)數(shù)據(jù)總線(xiàn)爭(zhēng)用，則外線(xiàn)設(shè)控制器的唯一的地址在功能塊517中被分給地址值。
檢測(cè)到初始過(guò)程結(jié)束，則把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)。圖6所示的處理流程圖600說(shuō)明了主控制器測(cè)初始化過(guò)程結(jié)束時(shí)的處理。在功能塊609中，控制軟件以一預(yù)定的間隔計(jì)時(shí)，以檢查外設(shè)串行數(shù)字是否被收到。等待一預(yù)定的時(shí)間就等于使控制軟件以預(yù)定間隔所計(jì)的時(shí)間。
在判斷塊611中，判斷一個(gè)串行數(shù)字是否被收到。如果已經(jīng)收到，則在功能塊613中，主控制器軟件配置新分配的外設(shè)。在完成功能塊613后，該處理等待功能塊609中的下個(gè)軟件計(jì)時(shí)。
如果判斷塊611判定串行數(shù)字沒(méi)有收到時(shí)，則判斷塊615要判斷從控制器接通電源始是否至少有一個(gè)串行數(shù)字被收到。如果沒(méi)有一個(gè)串行數(shù)字被收到，則在功能塊627中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備被關(guān)閉。如果至少有一個(gè)串行數(shù)字被收到，則初始化狀態(tài)已被檢測(cè)。檢測(cè)到初始化過(guò)程結(jié)束后，在功能塊617中數(shù)據(jù)總線(xiàn)的頻率被變成工作狀態(tài)的頻率。在最佳實(shí)施側(cè)中，工作狀態(tài)的頻率高于初始化狀態(tài)的頻率，即512KHz。
當(dāng)改變數(shù)據(jù)總線(xiàn)109的頻率時(shí)，系統(tǒng)保持主外圍控制器之間的同步。在最佳實(shí)施例中，工作頻率為512KHz。主控制器不會(huì)改變到工作頻率在已經(jīng)檢測(cè)到一個(gè)初始化過(guò)程的結(jié)束之前。首先，在主控制器保持在初始化頻率時(shí)，主控制器向所有外圍控制器發(fā)出變化到工作頻率的指令。在這一轉(zhuǎn)變時(shí)期中，從主控制器到外圍控制器的所有發(fā)送看起來(lái)象到以工作步率運(yùn)行的外圍控制器的同步脈沖。其原因類(lèi)似于前面關(guān)于圖7的討論。一旦外圍控制器變化到工作頻率，則控制器開(kāi)始以工作頻率工作。一旦進(jìn)入工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳送設(shè)備間的通信就變得標(biāo)準(zhǔn)化。
初始化過(guò)程中較慢的速度是必要的，以保證接下來(lái)通信的完整性。圖3的波形300是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)，說(shuō)明了當(dāng)外設(shè)運(yùn)行在工作狀態(tài)時(shí)，外圍控制器用來(lái)判定其唯一地址的采樣時(shí)間。在采樣時(shí)間301中，外圍控制器需要發(fā)送它的串行數(shù)字到數(shù)據(jù)總線(xiàn)511，并讀出數(shù)據(jù)總線(xiàn)的值513。由于電容延遲、連到外設(shè)的電纜長(zhǎng)度的變化和低幅信號(hào)比特邊緣的變化等原因，采樣時(shí)間301不足以根據(jù)數(shù)據(jù)總線(xiàn)讀出513的結(jié)果完成附加采樣和噪聲處理。在初始化過(guò)程中以較低的速度工作，增加了用于讀出數(shù)據(jù)總線(xiàn)513上的值的時(shí)間。該增加的采樣時(shí)間401在圖4中說(shuō)明?？勺冄舆t的詳細(xì)分析包括在附表1-4中。
權(quán)利要求
1.一個(gè)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)用于向或從主設(shè)備傳遞數(shù)據(jù)且至少有一個(gè)第一外圍設(shè)備和一個(gè)第二外圍設(shè)備，該數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)包括一條數(shù)據(jù)總線(xiàn)和至少一個(gè)第一和一個(gè)第二外圍控制器，該數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)包括用于在第一初始化過(guò)程中初始化數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的裝置，所述初始裝置包括在第一頻率操作數(shù)據(jù)總線(xiàn)的裝置，以及用于給每一個(gè)和第二外設(shè)分配一個(gè)唯一地址的裝置；用檢測(cè)所述初始化過(guò)程結(jié)束的裝置；以及響應(yīng)所述檢測(cè)裝置，用于以第二頻率操作數(shù)據(jù)總線(xiàn)的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳送裝置，其中所述檢測(cè)裝置的檢測(cè)包括下列步驟等待一段預(yù)定的時(shí)間;檢查在等待步驟之前，主控制器是否收到一個(gè)唯一的串行數(shù)字;判定主控制器至少收到一個(gè)唯一的串行數(shù)字以響應(yīng)所述檢查步驟所顯示的無(wú)唯一串行數(shù)字;以及重復(fù)所述等待步驟，響應(yīng)所述檢查驟所顯示的收到一個(gè)唯一串行數(shù)字。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，其中給至少有第一外設(shè)和第二外設(shè)的每一個(gè)分配一個(gè)唯一地址的所述裝置還包括下列步驟在一個(gè)地址計(jì)數(shù)設(shè)定第一計(jì)數(shù)器值;在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上發(fā)送所述第一唯一串行數(shù)字;讀出數(shù)據(jù)總線(xiàn)的第一值;把所述數(shù)據(jù)總線(xiàn)的第一值和所述第一唯一串行數(shù)據(jù)相比較;判斷外設(shè)是否在爭(zhēng)用總線(xiàn)的使用;以及在沒(méi)有爭(zhēng)用數(shù)據(jù)總線(xiàn)的情況下，給外設(shè)分配所述地址計(jì)數(shù)器的地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳送裝置，其中所述分配裝置還包括下列中間步驟增加所述地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容以響應(yīng)外設(shè)正爭(zhēng)用數(shù)據(jù)總線(xiàn)的判定;以及重復(fù)所述發(fā)送、讀出和判定步驟直到判定所述數(shù)據(jù)總線(xiàn)的爭(zhēng)用不存在為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，其中所述初始化裝置還包括在所述分配裝置前使至少第一和第二外設(shè)與主設(shè)備同步。
6.一種向或從主設(shè)備和至少一個(gè)第一外設(shè)和一個(gè)第二外設(shè)傳送數(shù)據(jù)的方法，該方法利用了一條數(shù)據(jù)總線(xiàn)，每個(gè)主設(shè)備和外設(shè)包括一個(gè)相應(yīng)的控制器，該傳送數(shù)據(jù)的方法包括以下步驟在第一初始化過(guò)程中進(jìn)行初始化，所述初始化的步驟包括在第一頻率操作數(shù)據(jù)總線(xiàn);以及給至少第一和第二外設(shè)的每個(gè)分配一個(gè)唯一地址;檢測(cè)所述初始化過(guò)程的結(jié)束;以及在對(duì)應(yīng)于所述檢測(cè)步驟的第二頻率操作數(shù)據(jù)總線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳送數(shù)據(jù)的方法，其中所述檢測(cè)步驟還包括等待一個(gè)第一預(yù)定時(shí)間;檢查在前面的等待步驟中主控制器是否收到一個(gè)唯一的串行數(shù)字;相應(yīng)于所述檢查步驟揭示的沒(méi)有收到唯一串行數(shù)字的情況，判定主控制器是否至少收到一個(gè)唯一串行數(shù)字;以及相應(yīng)于所述檢查步驟揭示收到一個(gè)唯一串行數(shù)字的情況，重復(fù)所述等待步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳送數(shù)據(jù)的方法，其中所述給至少第一和第二外設(shè)的每一個(gè)分配唯一地址的步驟還包括在地址計(jì)數(shù)器中設(shè)定第一計(jì)數(shù)器值;在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上傳送所述一個(gè)第一唯一串行數(shù)字;讀出數(shù)據(jù)總線(xiàn)的第一值;把所述數(shù)據(jù)總線(xiàn)的第一值與所述第一唯一串行數(shù)字相比較;判斷外設(shè)是否爭(zhēng)用數(shù)據(jù)總線(xiàn);以及在外設(shè)沒(méi)有爭(zhēng)用數(shù)據(jù)總線(xiàn)的情況下，給外設(shè)分配所述地址計(jì)數(shù)器的地址。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳送數(shù)據(jù)的方法，其中所述分配步驟還包括下列中間步驟增加所述地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容以響應(yīng)外設(shè)爭(zhēng)用數(shù)據(jù)總線(xiàn)的判定;以及重復(fù)所述發(fā)送，讀出和判定步驟，直到所述爭(zhēng)用數(shù)據(jù)總線(xiàn)的情況不存在。
10.一個(gè)無(wú)線(xiàn)電話(huà)包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)和至少一個(gè)手機(jī)以及用于在收發(fā)信號(hào)和手機(jī)間傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)包括一條數(shù)據(jù)總線(xiàn)和至少一個(gè)第一外圍控制器和一個(gè)第一主控制器，該第一外圍控制器在手機(jī)中，而第一主控制器在收發(fā)信機(jī)中，該無(wú)線(xiàn)電話(huà)包括在第一初始過(guò)程中初始化數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的裝置，所述初始化裝置包括在第一頻率操作數(shù)據(jù)總線(xiàn)的裝置，以及給至少第一和第二外設(shè)的每一個(gè)分配一個(gè)唯一地址的裝置;檢測(cè)所述初始化過(guò)程結(jié)束的裝置，以及響應(yīng)所述檢測(cè)裝置，以第二頻率操作數(shù)據(jù)總線(xiàn)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)用于向和從無(wú)線(xiàn)電話(huà)中的無(wú)線(xiàn)電收發(fā)信機(jī)和所有相應(yīng)的外圍設(shè)備傳送數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)包括一條數(shù)據(jù)總線(xiàn)、一個(gè)收發(fā)信機(jī)中的主控制器和每個(gè)外設(shè)中的外圍控制器。該系統(tǒng)分初始化狀態(tài)和工作狀態(tài)。在初始化狀態(tài)中數(shù)據(jù)總線(xiàn)以低于工作狀態(tài)的頻率進(jìn)行工作。該較低的速度增加了給每個(gè)外設(shè)分配唯一地址的允許時(shí)間。檢測(cè)到初始化狀態(tài)結(jié)束時(shí)，主控制器進(jìn)入工作狀態(tài)。
文檔編號(hào)H04L12/413GK1086362SQ93117359
公開(kāi)日1994年5月4日 申請(qǐng)日期1993年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月4日
發(fā)明者杰弗里·W·特里普, 杰·H·西姆, 布魯斯·帕格奧特 申請(qǐng)人:莫托羅拉公司