CN101710858A - 时钟源选择的方法及数据通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时钟源选择的方法及数据通信设备，该方法用于数据通信设备DCE和数据终端设备DTE之间的通信，其中，在DCE设备与DTE设备不能正常通信的情况下，DCE设备对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。通过本发明，能够提高DCE设备的可靠性及兼容性。

Description

时钟源选择的方法及数据通信设备

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种时钟源选择的方法及数据通信设备。

背景技术

同步串口以其简单可靠的传输特点在网络通信中得到了广泛的应用，它同时支持不同的物理电气标准(如V.24，V.35，X.21，RS449，RS530等)，各种标准之间的差别在于数据信号、时钟信号和控制信号采用单端或者差分传输形式，不同的电气标准对应不同的连接线缆类型(如DB25，DB37等)。

同步串口分为数据通信设备(Data Communication Equipment，简称为DCE)和数据终端设备(Data Terminal Equipment，简称为DTE)两种工作方式，从某种意义上讲是按照时钟源来划分的，DCE是时钟的主动方，提供线路的收发时钟，DTE是时钟的被动方，依靠DCE提供的时钟工作，从而达到同步传输的目的。一般情况下系统设备(路由器等)根据组网方式既可以作为DCE设备也可以作为DTE设备，作为DCE设备时由内部产生的时钟作为线路收发时钟，作为DTE设备时接受对端DCE设备提供的时钟，同时系统设备可以通过三套片等电平和协议转换芯片自动检测同步串口外接线缆的类型。

下面以单端信号标准为例说明业界系统设备同步串口通信中DCE和DTE的通用时钟控制方案。

图1是根据相关技术的同步串口DCE设备和DTE设备的时钟控制的示意图。

如图1所示。作为DCE设备时，固定由晶振产生的时钟源作为CPU的发送时钟的时基CPU_ETC1(ETC：External Transmit Clock)，逻辑内部是直通的设计得到LOG_ETC1，同时为了满足标准要求逻辑内部会产生一个和LOG_ETC1同频同相位的时钟LOG_TXCLK1(图中信号虚线的含义是指对于X.21标准是没有该信号的)，LOG_ETC1和LOG_TXCLK1通过三套片转换后得到DCE_ETC和DCE_TXCLK作为DTE设备侧的时钟选择源；DCE设备的接收时钟DCE_RXCLK由DTE_ETC提供，而DTE_ETC的时钟源头实际是DCE_TXCLK或者DCE_ETC通过三套片和逻辑处理后在DTE侧的CPU内部环回得到的CPU_ETC2，因此归根结底DCE设备侧的发送和接收时钟都是使用本地时钟。作为DTE设备时，其接收时钟和发送时钟是由线路提供的DCE_ETC和DCE_TXCLK通过三套片和逻辑选择得到的，由于同步设备的接收和发送时钟是独立的，即DTE设备的发送接收时钟可以选择DCE设备的发送或者接收时钟，从而产生四种时钟选择组合，至于选择哪一种组合方式由设备内部的逻辑控制芯片(如：CPLD)决定。

但是市场上存在一些不规范的DTE设备(如某些雷达装置、POS终端等)，其发送或者接收采用的是本地产生的时钟，从而造成和DCE侧的收发时钟不同步引起传输丢包、CRC校验错误甚至无法PING通的严重问题。目前市场上规避该问题的方法是制作特殊线序的连接线缆，例如：如果发现路由器和收发均采用本地时钟的DTE设备互连，则需要临时订制特殊线序的发货线缆，即路由器虽然工作在DCE侧，但是线缆的线序需要调整成DTE的工作模式，以便从线路上提取时钟进行收发保持同步。这种处理方式的缺点是对于不同电气标准的同步串口需要订制不同的线缆类型，大大增加了产品成本，更重要的是在客户方出现通信异常的情况下通过更换特殊线缆来解决会严重影响客户的满意度，损坏公司形象。

针对相关技术中DCE设备往往无法与一些不规范的DTE设备进行正常通信的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对DCE设备往往无法与一些不规范的DTE设备进行正常通信的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种时钟源选择的方法及数据通信DCE设备，以解决上述问题至少之一。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种时钟源选择的方法。

根据本发明的时钟源选择的方法，用于数据通信设备DCE和数据终端设备DTE之间的通信，其中，在DCE与DTE不能正常通信的情况下，DCE对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。

优选地，DCE对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换包括：DCE对发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换。

优选地，DCE对发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换包括：DCE的发送时钟切换至本地时钟，DCE的接收时钟切换至线路时钟。

优选地，DCE对发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换包括：DCE的发送时钟和DCE的接收时钟均切换至线路时钟。

优选地，DCE对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换包括：DCE通过配置时钟源选择寄存器来实现对发送时钟和/或接收时钟的切换。

优选地，DCE接收和发送采用不同的波特率。

优选地，在DCE初始上电时，DCE的发送时钟和接收时钟均采用本地时钟。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种数据通信设备DCE。

根据本发明的数据通信设备包括：判断模块，判断与数据通信设备是否能够正常通信；时钟源选择模块，在与数据通信设备不能正常通信的情况下，用于对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。

优选地，上述时钟源选择模块用于对发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换。

优选地，上述时钟源选择模块包括时钟源选择寄存器。

通过本发明，采用在DCE设备与DTE设备不能正常通信的情况下，DCE设备对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换，解决了DCE设备往往无法与一些不规范的DTE设备进行正常通信的问题，进而达到了提高DCE设备的可靠性及兼容性的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的同步串口DCE设备和DTE设备的时钟控制的示意图；

图2是根据本发明实施例的时钟源选择的方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的同步串口DCE设备和DTE设备的时钟控制的示意图；

图4是根据本发明实施例的优选的时钟源选择的方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的DCE设备的示意图。

具体实施方式

考虑到DCE设备往往无法与一些不规范的DTE设备进行正常通信，本发明提供了一种时钟源选择的方法及数据通信DCE设备，用于DCE设备和DTE设备之间的通信，该方法包括：在DCE设备与DTE设备不能正常通信的情况下，DCE设备对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

方法实施例

根据本发明的实施例，提供了一种时钟源选择的方法。

图2是根据本发明实施例的时钟源选择的方法的流程图。

如图2所示，该方法包括如下的步骤S202至步骤S204：

步骤S202，DCE设备与DTE设备不能正常通信；

步骤S204，DCE设备对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。

本发明的目的在于提供一种同步串口DCE工作模式下的时钟源选择功能，能够实现各种情况下的时钟选择和切换功能，保证与DTE设备的正常通信。

表1是根据本发明实施例的DTE设备收发时钟组合方式的表格。

表1

由表1可知由于线路上总有DTE侧的DTE_ETC时钟存在，因此DCE设备的发送和接收时钟除了采用本地时钟的通用模式外，可以增加提取线路时钟的工作模式。这样的话共有四种DCE时钟控制模式可供选择：

工作模式一，发送时钟和接收时钟均采用本地时钟(默认方式)；

工作模式二，发送时钟采用本地时钟，接收时钟采用线路时钟；

工作模式三，发送时钟和接收时钟均采用线路时钟；

工作模式四，发送时钟采用线路时钟，接收时钟采用本地时钟。

结合图1可以得出，第4种工作模式实际上是无法实现的(即CPU发送时钟CPU_ETC1既然选择了线路时钟DTE_ETC，则接收时钟CPU_RXCLK1也必须选择线路时钟，否则会产生矛盾和冲突)，在本发明中，优选地，采用前面三种控制方案。

图3是根据本发明实施例的同步串口DCE设备和DTE设备的时钟控制的示意图。

如图3所示，本发明在逻辑代码中增加DCE时钟源选择功能模块，保证DCE的逻辑发送时钟LOG_ETC1和LOG_TXCLK1可以在本地时钟CPU_ETC1和线路时钟LOG_RXCLK1之间选择，同理接收时钟CPU_RXCLK1也可以在本地时钟CPU_ETC1和线路时钟LOG_RXCLK1之间选择，上电后逻辑默认选择工作模式1(收发均选择本地时钟)，与现有技术方案保持一致，另外增加工作模式2和工作模式3，当遇到与不规范的DTE设备互通时，只需要通过软件操作逻辑器件的相关控制寄存器进行工作模式的切换即可。

在逻辑器件代码(CPLD VHDL代码)中增加可读可写的DCE时钟源选择寄存器DCECLK_SEL，使用2个比特即可，“00”代表工作模式1(发送接收均采用本地时钟的默认方式)，“01”代表工作模式2(发送时钟采用本地时钟，接收时钟采用线路时钟)，“10”代表工作模式3(发送时钟和接收时钟均采用线路时钟)，“11”保留不用。

DCE设备上电默认DCECLK_SEL寄存器初始值为“00”，发送和接收时钟均采用本地时钟CPU_ETC1。

对于工作模式2，通过软件写DCECLK_SEL寄存器为“01”，工作模式2也实现了DCE收发采用不同波特率的功能。

对于工作模式3，通过软件写DCECLK_SEL寄存器为“10”，，此时可以认为虽然是DCE设备但是工作在DTE时钟控制方式下。

在具体的组网互通测试中，如果发现DTE设备侧的发送接收时钟未采用线路时钟而出现通信异常问题，可以通过软件操作DCE侧设备CPLD的DCECLK_SEL寄存器进行工作模式的切换，由于逻辑中已经涵盖所有可能出现的DTE时钟情况，因此能够完全兼容这些不规范的DTE设备实现正常通信。

图4是根据本发明实施例的优选的时钟源选择的方法的流程图。

如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤S401，在默认情况下，DCE设备发送时钟和接收时钟均采用本地时钟。

步骤S402，DCE设备与DTE设备进行报文的收发。

步骤S403，判断当前的DTE设备是否是规范的DTE设备。

步骤S404，当前的DTE设备是规范的DTE设备，则可以进行正常的通信。

步骤S405，若当前的设备不是规范的DTE设备，则往往无法进行正常的通信，此时，配置寄存器至表1中的工作模式2。

步骤S406，判断DCE设备与DTE设备是否能够进行正常通信。

步骤S407，如果能够进行正常通信，则流程结束。

步骤S408，如果仍然无法进行正常的通信，此时，配置寄存器至表1中的工作模式3。

步骤S409，DCE设备与DTE设备能够进行正常通信。

对于传统同步串口通信，DCE设备配置收/发时钟的波特率，如果与之通信的是不规范的DTE设备则通信失败，必须通过特殊线缆来解决。如图4所示，本发明在DCE设备侧增加了时钟源选择功能模块后，则可以通过软件配置CPLD的时钟源选择寄存器使DCE设备分别工作于上述的工作模式2和工作模式3，由于这些工作模式已经涵盖所有可能出现的DCE时钟控制情况，因此能够完全兼容这些不规范的DTE设备实现正常通信。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

与现有技术相比较，本发明保留业界通用的DCE收发时钟采用本地时钟的方案前提下，在CPLD代码中利用组合逻辑增加两种时钟控制和切换方案，可以方便地通过软件配置实现工作模式的切换，涵盖了DCE工作方式下所有可能出现的收发时钟控制情况，可以兼容市场上实际存在的不规范的DTE设备保证与之正常通信，避免订制特殊线缆带来的成本压力，提高了产品的兼容性、可靠性，达到客户满意。

装置实施例

根据本发明的实施例，提供了一种数据通信设备DCE。

图5是根据本发明实施例的DCE设备的示意图。

如图5所示，该DCE设备包括：判断模块501和时钟源选择模块503。

其中，判断模块501用于判断与DTE设备是否能够正常通信；时钟源选择模块503，在与DTE设备不能正常通信的情况下，用于对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。

优选地，时钟源选择模块503用于对发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换。

优选地，上述时钟源选择模块503包括时钟源选择寄存器。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种时钟源选择的方法，用于数据通信设备DCE和数据终端设备DTE之间的通信，其特征在于，在所述DCE与所述DTE不能正常通信的情况下，所述DCE对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DCE对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换包括：

所述DCE对所述发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DCE对所述发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换包括：

所述DCE的发送时钟切换至本地时钟，所述DCE的接收时钟切换至线路时钟。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DCE对所述发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换包括：

所述DCE的发送时钟和所述DCE的接收时钟均切换至线路时钟。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述DCE对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换包括：

所述DCE通过配置时钟源选择寄存器来实现对发送时钟和/或接收时钟的切换。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述DCE接收和发送采用不同的波特率。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述DCE初始上电时，所述DCE的发送时钟和接收时钟均采用本地时钟。

8.一种数据通信设备，其特征在于，包括：

判断模块，判断与数据通信设备是否能够正常通信；

时钟源选择模块，在与所述数据通信设备不能正常通信的情况下，用于对发送时钟和/或接收时钟进行时钟切换。

9.根据权利要求8所述的数据通信设备，其特征在于，所述时钟源选择模块用于对所述发送时钟和/或接收时钟进行本地时钟和线路时钟之间的切换。

10.根据权利要求8或9所述的数据通信设备，其特征在于，所述时钟源选择模块包括时钟源选择寄存器。

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