CN101241483A - 串行端口数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种串行端口数据传输方法，适用于具有一串行端口的若干串行装置，其中串行端口具有一传送端以及一接收端。此方法包括下列步骤：首先，由一第一串行装置送出一封包，其中封包包括有一识别码。接着，由一中间串行装置接收封包，并依据识别码，判断是否对封包内的一数据进行处理。其中，中间串行装置的串行端口的传送端是连接至第一串行装置的串行端口的接收端，而中间串行装置的串行端口的接收端是连接至一第二串行装置的串行端口的传送端，以进行数据传输。

Description

串行端口数据传输方法

技术领域

本发明是有关于一种串行端口数据传输方法，特别是有关于一种适用于具有多个串行装置的串行系统的串行端口数据传输方法。

背景技术

对于多数电子装置而言，串行接口或串行端口例如异步式串行接口(UART)以及集成电路间联机(I2C)总线接口为两种最为常见的连接接口。透过此两种接口，可使系统中不同的装置进行数据的传输。集成电路间联机总线接口的应用中需要指定一个主装置(master device)，其它装置则变为从属装置(slavedevice)，且需满足特定的同步数据传输方式。一般的异步式串行接口并没有这类的限制，然而，通常一个异步式串行接口只能连接两个装置。图1显示一习知的异步式串行接口串行端口连接示意图。其中，装置1以及装置2分别具有一组串行端口，且此串行端口包括了一传送端TX及一接收端RX。为了使装置1及装置2间的数据能顺利的互相传输，装置1的串行端口传送端TX以及接收端RX被分别连接至装置2的串行端口接收端RX以及传送端TX。因此，当装置1欲传送数据给装置2时，可将数据透过其传送端TX送给装置2的接收端RX。同样地，当装置2欲传送数据给装置1时，可将数据透过其传送端TX送给装置1的接收端RX。此时，装置1以及装置2的串行端口已经被用掉，若有一或多个装置要加入数据传输时，无法直接连接，必须重新设计硬件，在某些装置中增加两组以上的串行端口、增加一个额外串行端口切换装置或者改采集成电路间联机总线接口。如此一来，将使得硬件成本增加。此外，对于某些只有串行端口的装置而言，将无法在不更改硬件设计下进行系统扩充，造成设计及使用方面的不便。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一即在于提供一种适用于具有多个串行装置的系统中的数据传输方法，利用特定的连接方式串接系统中每一装置，并利用传送一特定数据格式以进行装置间的数据传输，可有效解决装置数量变多时所造成的硬件成本及设计问题。

基于上述目的，本发明提供一种串行端口数据传输方法，适用于具有一串行端口的若干串行装置，其中串行端口具有一传送端以及一接收端。此方法包括下列步骤：首先，由一第一串行装置送出一封包，其中封包包括有一识别码。接着，由一中间串行装置接收封包，并依据识别码，判断是否对封包内的一数据进行处理。其中，中间串行装置的串行端口的传送端是连接至第一串行装置的串行端口的接收端，而中间串行装置的串行端口的接收端是连接至一第二串行装置的串行端口的传送端，以进行数据传输。

本发明尚提供另一种串行端口数据传输方法，适用于具有串行端口的若干串行装置。

一种串行端口数据传输方法，适用于具有一串行端口的若干串行装置，串行端口具有一传送端以及一接收端。此方法包括下列步骤：首先，将一中间串行装置的串行端口的传送端连接至一第一串行装置的串行端口的接收端，而中间串行装置的串行端口的接收端是连接至一第二串行装置的串行端口的传送端。其中，每一串行装置有一对应的装置码。接着，传送一封包，封包具有一来源码以及一目的码。最后，每一串行装置依据来源码或目的码，决定处理、丢掉或转送该封包。

附图说明

图1是显示一习知的异步式串行接口(UART)串行端口连接示意图。

图2是显示一依据本发明实施例的串行系统示意图。

图3是显示一依据本发明实施例的封包格式示意图。

图4是显示一依据本发明实施例的串行端口数据传输方法示意图。

图5是显示另一依据本发明实施例的串行端口数据传输方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种用于串行端口的数据传输方法，适用于具有多个串行装置的系统中，尤其适用于三个以上串行装置的系统。其中，每一串行装置具有一串行端口。请注意，于此实施例中，串行端口是指符合UART协议的串行端口，其具有一传送端以及一接收端，分别用于与另一UART串行端口进行数据的传送以及接收。UART协议中定义了串行端口传输时的各种数据格式，例如设定传输速率(即鲍率)以及数据大小等等，必须要设定相同才能达到正确的数据传输。因此，符合UART协议的串行端口是指具有设定相同的传输速率以及数据格式的串行端口，例如传输速率皆设为每秒57600位(bps)、没有同位检查位、数据为8位时，才能正确对接收到的数据作译码。以下简称符合UART协议的串行端口为串行端口。

依据本发明，将系统中每一串行装置的串行端口(传送端以及接收端)利用环状连接方式连接，系统中至少有一第一串行装置、一中间装置以及一第二串行装置，并且每一串行装置皆有一具有一传送端以及一接收端的串行端口。其中，中间装置的接收端是连接至第一串行装置的传送端，而中间装置的传送端是连接至第二串行装置的接收端。

每一装置的传送端以及接收端分别接到其它装置的接收端以及传送端，使系统中的头尾装置相接，并利用传送包括有不同识别码以及特定格式的一封包进行装置间的数据传输，以将数据传输于系统中的每一装置间。当系统中装置数量变多时，依据本发明的方法，不需增加或更改硬件的设计即可将新增的装置加入数据传输的行列中，可有效解决装置数量变多时所造成的硬件成本及设计问题，同时非常方便于实作且容易扩充。

图2显示一个依据本发明实施例的串行系统示意图。如图所示，此串行端口系统中包括了N个串行装置(装置1 210、装置2 220、装置3 230、装置N 240)，其中每一个串行装置都有一个传送端TX以及一接收端RX且每一个装置都具有一特定的装置码250。举例来说，装置210的装置码250为1，装置220的装置码250为2，以此类推。又，其中每一个串行装置将以环状方式连接，即每一串行装置的传送端TX接到下一串行装置的接收端RX，而其接收端则又接到前一装置的传送端TX。请注意，为了将所有装置连接，系统中的串行装置具有一特定的连接关是，且其关是可依据装置码来识别。以图2为例，装置220(装置码为2)的下一装置为装置230(装置码为3)，而其前一装置为装置210(装置码为1)；装置240(装置码为N)为装置中的最后一个串行装置，表示其后面没有多余的串行，因此，装置N(装置码为N)的下一装置为装置210(装置码为1)，而其前一装置(未绘示)的装置码为N-1。因此，依据本发明实施例，将装置210的传送端TX连接到其下一装置装置220的接收端RX、装置220的传送端TX连接到装置230的接收端RX、…、以及装置(N-1)(未绘示)的传送端TX连接到装置210的接收端RX。因此，由于装置220的接收端RX与装置210的传送端连接，装置210所传送的数据将传送至装置220。同样地，由于装置N的传送端TX连接到装置210的接收端，装置N所传送的数据将传送至装置210。此外，每一串行装置具有一传送缓冲器(未绘示)，这些串行装置会将欲传送的数据先暂存到此传送缓冲器中，接着再送到其传送端TX以将数据传送出去。

于此实施例中，当串行系统中一第一串行装置欲传送数据的一第二串行装置时，第一串行装置将传送一至少包含识别此第二装置以及欲传送数据的封包至其传送缓冲器中，接着再送到其传送端TX，此封包将透过其传送端TX所连接的第一中间装置的接收端传送至此第一中间装置。图3显示一依据本发明实施例的封包格式示意图。其中，封包的格式是采一已知的固定格式，且系统中每一串行装置都依据此格式产生欲传送的封包，当然封包格式也可依据系统复杂度以及传输效能的考虑进行各种变形以获得更佳的系统效能。如图3所示，封包P分成数种不同字段，以存放各种识别数据或识别码。于此实施例中，封包P中包括一标头码HR、一目的码DN、一来源码SR、一数据DATA以及一检查码字段CHECK。标头码HR字段中有一标头码，是放置于每一封包的最开始位置，此标头码为一默认值(例如0x5A)且每个装置所送出的标头码都是一致的，可用以识别一封包的起始位置。值得注意的是，于此实施例中，每一封包的标头码为一相同默认值(例如0x5A)，或称固定码，以识别一封包的起始位置，然而，此标头码于其它应用中也可采用类似但不完全相同的标头码，例如只有数个位的数据相同的非固定码加以实现，只要装置能辨识出封包的起始位置即可。

目的码DN以及来源码SR字段是分别用以识别预期接收此数据的一目的装置以及传送此数据的一来源装置，其是等于目的装置以及来源装置的装置码。举例来说，于图2中，假设装置210欲传送数据至装置230时，此时来源码SR即为装置210的装置码”1”，而目的码DN即为装置230的装置码”3”。数据DATA字段包括欲传送的实际数据，此数据符合一般的串行协议。检查码CHECK字段则包括一具有加总核对值(checksum)的检查码，其是等于前述标头码HR、目的码DN、来源码SR以及数据DATA的加总结果，用以辅助错误检查，检查一封包的正确性。于装置接收到封包之后，当发现检查码与实际计算出的结果不同时，表示数据可能损毁或不正确，因此可忽略此封包，并发出一讯息以进行错误的处置(例如：是否进行重传)。

当一串行装置欲传送数据至另一串行装置时，会先依据上述格式产生一封包。接着，将此封包送到第一中间装置，第一中间装置再依据封包的内容决定后续的处理动作。图4显示一依据本发明实施例的串行端口数据传输方法示意图。请同时参照图2以及图4。首先，由欲传送数据的来源装置传送出如图3所示格式的一封包给第一中间装置，其包括一来源码SR以及一目的码DN(步骤S410)。此第一中间装置即为来源装置的传送端TX所连接的装置。接着，此第一中间装置透过其接收端RX接收由来源装置所传送的此封包，并依据封包内的各种识别码如目的码DN以及来源码SR，决定对此封包的后续处置(步骤S420)。这些后续处置包含了对收到的封包进行处理、丢掉封包以及转送此封包等处置，其是依据识别码来决定。

假设第一中间装置的装置码等于封包内的来源码SR时，表示封包已经于传输过程中于所有装置中绕了一圈仍未找到目标码DN所对应的目标装置，亦即目标码为无效或者目标装置不存在，因此此第一中间装置(来源装置)便丢掉或忽略此封包，并传送一错误信息至上层程序以进行错误的处置。若第一中间装置的装置码等于封包内的目的码DN时，表示此第一中间装置即为目的装置，因此其后续处置为对收到的封包进行处理，将封包内的数据取出，依据数据的内容进行相关的运算，并于运算完成后传送一确认讯息给来源装置，以告知数据已送达。反之，若第一中间装置的装置码不等于封包内的目的码DN时，表示此第一中间装置并非目的装置，因此第一中间装置便将此封包的内容原封不动，整个暂存到其传送缓冲器中，接着再将封包往下传至其传送端TX所连接的一第二中间装置，进行转送此封包的处置。

图5显示另一依据本发明实施例的串行端口数据传输方法的流程图500。流程图500用以表示当一第一中间装置接收到一封包时的详细处理流程。首先，先判断封包内的来源码是否等于第一中间装置本身的装置码(步骤S510)。若封包内的来源码等于第一中间装置本身的装置码时(步骤S510的是)，表示此封包为自己所传送出的且目标装置并不存在，于是便丢掉此封包(步骤S530)，并且传送出一错误讯息(步骤S540)给上层管理程序以便进行错误处理。若封包内的来源码不等于装置本身的装置码时(步骤S510的否)，表示第一中间装置并非来源装置，接着判断封包内的目的码是否等于第一中间装置本身的装置码(步骤S520)。若目的码等于第一中间装置本身的装置码(步骤S520的是)时，表示自己为目的装置，亦即封包内的数据是给自己的，因此便将封包的数据域位内的数据取出，依据数据内容处理此数据(步骤S550)。当数据处理完毕后，此第一中间装置接着发送一确认讯息给来源码所对应的来源装置，通知来源装置数据已正确送达(步骤S560)。若目的码不等于本身的装置码(步骤S520的否)时，表示自己不是目的装置，亦即封包内的数据不是给自己的，因此便转送整个封包给传送端TX所连接的第二中间装置(步骤S570)。

举例来说，请参照图2及图5，假设串行系统中共有三个串行装置，分别为装置210、装置220以及装置230，并且其装置码分别为1、2以及3。装置210、装置220以及装置230的传送端TX与接收端RX分别依序连接至第一中间装置的接收端RX与前一装置的传送端TX。举例来说，装置210的第一中间装置为装置220而装置210的前一装置为装置230，因此装置210的传送端TX便连接至装置220的接收端RX，而装置210的接收端RX则连接至装置230的传送端TX。其中，系统中使用如图3的封包格式。假设装置210(来源装置)欲传送数据D1给装置230(目标装置)时，由此装置230的装置码为3而装置210的装置码为1，因此装置210产生一包括目标码为3以及来源码为1的封包P1，且其数据域位内有数据D1。于是装置210便将此封包P1传送给装置2(第一中间装置)。当装置220接收到封包P2时，先判断封包P1内的来源码(1)是否等于装置本身的装置码(2)。由于两者不相等，接着再判断封包P1内的目的码(3)是否等于本身的装置码(2)。由于两者不相等，于是装置220转送整个封包P1给传送端TX所连接的装置230(第二中间装置)，此时目标码仍为3，来源码仍为1。当装置230接收到装置220所转送的封包P1时，一样先判断封包P1内的来源码(1)是否等于装置本身的装置码(3)。由于两者不相等，接着再判断封包P1内的目的码(3)是否等于本身的装置码(3)。此时，封包P1内的目的码(3)恰好等于装置230的装置码(3)，表示装置230为目的装置，因此装置230便将封包的数据域位内的数据D1取出，依据数据内容处理此数据D1。当装置230将数据D1处理完毕后，装置230发送一确认讯息给来源码1所对应的装置210(来源装置)，通知装置210，数据已正确送达。值得注意的是，于此实施例中仅将数据由一装置传至另一单一装置，其它数据传输的各种应用方式例如将数据由一装置传至若干装置，也可利用本发明轻易完成。举例来说，假设装置210欲将数据D1同时传送给装置220以及装置230时，装置210可于数据D1中包括一广播指令，并将封包内的目标码设为2。当装置220接收到此封包并解读其内的数据时，发现此一广播指令，于是便备份一份封包内容，并将封包的目标码改为3后送至传送缓冲器中，同时进行封包处理以及将数据转送的装置230的动作。因此，装置230也可接收到此数据D1。

类似地，假设装置220欲传送数据D2给装置4，因此装置220产生一包括目标码为4以及来源码为2的封包P2，且其数据域位内有数据D2。于是装置220便将此封包P2传送给其第一中间装置-装置230。当装置230接收到封包P2时，先判断封包P2内的来源码(2)是否等于装置本身的装置码(3)。由于两者不相等，接着再判断封包P2内的目的码(4)是否等于本身的装置码(3)。由于两者不相等，于是装置230转送整个封包P2给传送端TX所连接的第二中间装置-装置210，此时目标码仍为4，来源码仍为2。当装置210接收到装置230所转送的封包P2时，一样先判断封包P2内的来源码(2)是否等于装置本身的装置码(1)。由于两者不相等，接着再判断封包P1内的目的码(4)是否等于本身的装置码(1)。此时，封包P1内的目的码仍不等于本身的装置码，于是装置210再转送整个封包P2给传送端TX所连接的装置220。当装置220接收到封包P2时，先判断封包P2内的来源码(2)是否等于装置本身的装置码(2)。此时，由于封包P2内的来源码等于装置220的装置码，表示此封包P2为装置220所传送出的且目标装置(4)并不存在，于是装置220便丢掉或忽略此封包P2，并且传送出一错误讯息给上层管理程序以便进行错误处理。

此外，对于每个装置的传送端而言，其动作皆为一致，只需检查是否其传送缓冲器中有数据存在，若有，就将数据依序送至传送端准备传送，直到传送缓冲器清空为止便停止动作。此外，封包中的标头码以及检查码可用以辅助封包的起始点以及正确性判断，其功用及作法为一般所熟知，因此细节不在此赘述。

值得注意的是，上述执行步骤仅为辅助说明，于其它实施例中，可依据使用上的需求将上述执行步骤进行调整，以达到特殊的目的。举例来说，为了进行自我测试，可将步骤S510以及S520的执行顺序可以交换，亦即先判断封包内的目的码是否等于第一中间装置本身的装置码，然后传送一封包再接收此封包，判断收到的封包是否正确就可以知道测试结果。再者，如上述，本发明实施例中的串行端口是为符合UART协定的串行端口，然而，本发明亦可适用于其它使用一传送端以及一接收端，但使用不同协议进行传输的串行端口传输中。

通过本发明的方法，串行系统中的所有串行装置即便彼此硬件上并未直接连接在一起，仍可以彼此进行数据的传输。如上例，装置210与装置230虽然并未直接连接在一起，一样可以进行数据的传输。即使装置变多，也不需要额外的硬件成本或重新设计，只需用到串行端口原有的一传送端及一接收端，非常方便于实作且容易扩充。

Claims (21)

1. 一种串行端口数据传输方法，适用于具有一串行端口的若干串行装置，该串行端口具有一传送端以及一接收端，该方法包括下列步骤：

由一第一串行装置送出一封包，其中该封包包括有一识别码；以及

由一中间串行装置接收该封包，并依据该识别码，判断是否对该封包内的一数据进行处理，

其特征在于，该中间串行装置的该串行端口的该传送端是连接至该第一串行装置的该串行端口的该接收端，而该中间串行装置的该串行端口的该接收端是连接至一第二串行装置的该串行端口的该传送端，以进行数据传输。

2. 根据权利要求1所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该判断是否对该封包内的该数据进行处理的步骤，更包括：

当该识别码等于该中间串行装置的该装置码时，该中间串行装置对该封包内的该数据进行处理；以及

传送一确认信息给该第一串行装置。

3. 根据权利要求2所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，更包括：

当该识别码不等于该中间串行装置的该装置码时，该中间串行装置丢掉该封包或转送该封包至该第二串行装置。

4. 根据权利要求3所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该转送该封包至该第三串行装置的步骤更包括：

当该第三串行装置是等于该第一串行装置时，传送一错误信息。

5. 根据权利要求1所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该封包更包括一来源码以及一标头码，并且该来源码是等于该第一串行装置的该装置码。

6. 根据权利要求5所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该封包更包括一标头码，且该标头码是用以识别该封包的起始位置。

7. 根据权利要求6所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该标头码是为一固定码。

8. 根据权利要求1所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该封包更包括一检查码，用以检查该封包的正确性。

9. 根据权利要求1所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该串行端口是为一符合异步式串行接口(UART)协议的串行端口。

10. 一种串行端口数据传输方法，适用于具有一串行端口的若干串行装置，该串行端口具有一传送端以及一接收端，其特征在于，该方法包括下列步骤：

将一中间串行装置的该串行端口的该传送端连接至一第一串行装置的该串行端口的该接收端，而该中间串行装置的该串行端口的该接收端是连接至一第二串行装置的该串行端口的该传送端，其中每一该等串行装置有一对应的装置码；

传送一封包，该封包具有一来源码以及一目的码；以及

每一该等串行装置依据该来源码或该目的码，决定处理、丢掉或转送该封包。

11.根据权利要求10所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，更包括：

比较该来源码以及一串行装置的该装置码以决定处理、丢掉或转送该封包。

12.根据权利要求11所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，更包括：

当该串行装置的该装置码是等于该来源码时，丢掉该封包；以及

传送一错误信息。

13. 根据权利要求11所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，更包括：

当该串行装置的该装置码不等于该来源码时，比较该目的码以及该串行装置的该装置码。

14. 根据权利要求13所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，更包括：

当该串行装置的该装置码不等于该目的码时，将该封包转送至另一串行装置。

15. 根据权利要求13所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，更包括：

当该串行装置的该装置码等于该目的码时，对该封包内的一数据进行处理；以及

传送一确认信息给该来源码所对应的一串行装置。

16. 根据权利要求10所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该来源码是为送出该封包的一串行装置的该装置码。

17. 根据权利要求10所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该目的码是为该封包欲送至的一串行装置的该装置码。

18. 根据权利要求10所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该封包更包括一标头码，用以识别该封包的起始位置。

19. 如申请专利范围第18项所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该标头码是为一固定码。

20. 根据权利要求10所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该封包更包括一检查码，用以检查该封包的正确性。

21. 根据权利要求10所述的串行端口数据传输方法，其特征在于，该串行端口是为一符合异步式串行接口(UART)协议的串行端口。

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