CN102202431B - 增加3g通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置和方法，其中所述装置包括：3G通讯模块、应用处理器AP和连接在所述3G通讯模块与所述AP之间的接口转接模块。接口转接模块把3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口与AP的适于非语音业务数据的总线接口进行总线转接。并且3G通讯模块的适于语音业务数据的总线接口与AP的适于语音业务数据的总线接口直接连接。本发明的总线转接为：接口转接模块把3G通讯模块或AP适用的非语音业务数据的总线数据格式转换成AP或3G通讯模块适用的非语音业务数据的总线数据格式。本发明可以方便3G模块与各种AP进行连接。
Description
技术领域
本发明涉及3G通讯模块设备接口，特别涉及增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置和方法。
背景技术
本专利所述的3G模块是指可以接收和发送3G信号，并将3G信号转换为语音业务或者数据业务的数据通过某种接口发送给应用处理处理器(以下简称AP)。
目前3G模块的应用属于新兴的技术领域，3G模块与AP的接口没有标准的规范。大部分3G模块延续了数据卡和电脑的连接方式，使用USB接口连接，在AP的操作系统中虚拟语音业务和数据业务的端口，实现语音和数据的交互。这种连接方式存在的问题是USB接口的功耗比较大，不适合应用在移动终端等低功耗需求的设备中。为了解决USB接口功耗大的问题，部分3G模块采用PCM接口传输语音业务数据，UART接口传输数据量小的数据，只有在较大数据量规模的情况下使用高速的USB接口，并且使用1到4个通用输入输出接口(以下简称GIPO)做3G模块和AP之间的唤醒。
由于物联网的发展依赖固定和移动网络，因此中国的电信运营商们对物联网研发的积极性，更将加快中国物联网产业的发展。随着物联网的快速发展，3G模块在各种无线通讯领域也将得到的广泛应用。所以连接3G模块的AP种类也将更加多样化，传统智能手机或上网本中的AP带有丰富的接口，如USB，PCM，I2C，UART等接口。而在工业或简单的民用无线通讯领域，有些AP是以PLC或简单单片机为主的应用环境，这些AP没有提供丰富的接口与3G模块连接。因而使3G通讯模块与AP的连接受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置，以解决现有的3G模块和AP接口技术中，3G模块接口单一，尤其是网络数据业务传输接口只有USB一种接口与AP连接的连接受限制问题。
本发明的另一目的是提供一种增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的方法，以解决现有技术的连接受限制问题。
根据本发明第一方面，本发明的增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置，包括：3G通讯模块和应用处理器AP，还包括：
连接在所述3G通讯模块与所述AP之间的接口转接模块，用于把3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口与AP的适于非语音业务数据的总线接口进行总线转接；
其中，3G通讯模块的适于语音业务数据的总线接口与AP的适于语音业务数据的总线接口直接连接。
根据本发明第二方面，本发明提供了一种增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的方法，用于3G通讯模块和应用处理器AP的语音业务数据和非语音业务数据的写入和读取，该方法包括以下步骤：
连接在所述3G通讯模块与所述AP之间的接口转接模块把3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口与AP的适于非语音业务数据的总线接口进行总线转接；
3G通讯模块或AP的语音业务数据通过直接连接3G通讯模块与AP的总线进行传输。
本发明的总线转接是指：接口转接模块把3G通讯模块或AP适用的非语音业务数据的总线数据格式转换成AP或3G通讯模块适用的非语音业务数据的总线数据格式。
此外，本发明的接口转接模块是现场可编程门阵列器件FPGA，其中所述FPGA分别经由ADM总线和SPI总线分别连接3G通讯模块和AP。
与现有技术相比，本发明的主要技术效果是：增加3G模块与AP接口设计的灵活性。3G模块通过并行异步总线ADM总线与FPGA相连，AP则可以根据具体的AP接口情况和应用情况通过设置FPGA实现相应的接口与之连接。这样提高了模块的通用性，方便3G模块和各种AP连接。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置的示意图；
图2是3G通讯模块把非语音业务数据写入FPGA和AP从FPGA读取非语音业务数据的流程图；
图3是AP把非语音业务数据写入FPGA和3G通讯模块从FPGA读取非语音业务数据的流程图。
具体实施方式
图1显示了本发明的一种增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置，包括：
3G通讯模块，用于接收3G射频信号并将其转换为可用数据发送给AP处理，以及将来自AP的可用数据转换成3G射频信号；
应用处理器AP，用于控制各种外围设备实现特定的应用，如上网、打电话等；
连接在所述3G通讯模块与所述AP之间的接口转接模块，用于把3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口与AP的适于非语音业务数据的总线接口进行总线转接；
其中，3G通讯模块的适于语音业务数据的总线接口与AP的适于语音业务数据的总线接口直接连接。
上述的总线转接是指：接口转接模块把3G通讯模块或AP适用的非语音业务数据的总线数据格式转换成AP或3G通讯模块适用的非语音业务数据的总线数据格式。
本发明的接口转接模块可以是现场可编程门阵列器件FPGA或者可编程微处理器。
在图1所示的具体实例中，3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口包括图中显示的AD0、AD1、AD2、RD、WR、ALE等端口，它们通过ADM总线连接FPGA的相应端口，AP的适于非语音业务数据的总线接口包括图中显示的MISO、MOSI、SCLK、/SS等端口，它们通过SPI总线连接FPGA的相应端口。
另外，3G通讯模块的适于语音业务数数据的总线接口和AP的适于语音业务数据的总线接口通过PCM总线直接连接。3G通讯模块和AP利用PCM总线主要用于3G模块的语音业务。即用户在打电话时声音在3G模块和AP间的传输是通过PCM总线完成的。
为了实现总线数据的相互转换，需要由FPGA对总线数据进行缓存转发，为此，FPGA利用缓存池分别缓存3G通讯模块或AP的经由ADM总线或SPI总线写入的非语音业务数据，以供AP或3G通讯模块经由SPI总线或ADM总线读取。
在图1的具体实例中，3G通讯模块通过ADM总线把非语音业务数据写入FPGA的缓存池中，在写入完成后，3G通讯模块通知AP从FPGA的缓存池中读取由3G通讯模块写入的非语音业务数据；AP通过SPI总线把非语音业务数据写入FPGA的缓存池中，在写入完成后，AP通知3G通讯模块从FPGA的缓存池中读取由AP写入的非语音业务数据。
为了实现非语音业务数据的写入和读取，3G通讯模块设有(具有)两个连接AP的用来把其非语音业务数据写入AP的唤醒端口GPIO1和GPIO2，利用其中一个唤醒接口GPIO1的置高，将其非语音业务数据写入FPGA的缓存池，以及利用其中另一个唤醒接口GPIO2的置高，通知AP从FPGA的缓存池中读取其非语音业务数据。
AP也设有(具有)两个连接3G通讯模块的用来把其非语音业务数据写入3G通讯模块的唤醒端口GPIO3和GPIO4，利用其中一个唤醒接口GPIO3的置高，将其非语音业务数据写入FPGA的缓存池，以及利用其中另一个唤醒接口GPIO4的置高，通知3G通讯模块从FPGA的缓存池中读取其非语音业务数据。
另一方面，本发明还提供了一种增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的方法，用于3G通讯模块和应用处理器AP的语音业务数据和非语音业务数据的写入和读取，包括：
连接在所述3G通讯模块与所述AP之间的接口转接模块把3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口与AP的适于非语音业务数据的总线接口进行总线转接；
3G通讯模块或AP的语音业务数据直接进行相互传输。
下面结合图2和图3对3G通讯模块和AP的非语音业务数据写入FPGA以及AP和3G通讯模块和从FPGA读取写入的非语音业务数据的过程进行说明。
首先参见图1，3G通讯模块和AP各提供4个GPIO端口主要用于双向唤醒，和对FPGA的读写控制。其中3G模块控制GPIO1和GPIO2的状态，AP检测这两个GPIO的状态并执行相应的操作。所以GPIO1和GPIO2它们在3G模块上设置为输出端口，在AP上设置为输入端口。而GPIO3和GPIO4是AP控制，3G模块检测它们的状态并执行相应的操作。所以在AP上设置为输出端口，在3G模块上设置为输入端口。
图2显示了本发明的3G通讯模块把非语音业务数据写入FPGA和AP从FPGA读取非语音业务数据的流程图。
3G模块写入和AP读取流程的处理步骤如下：
3G模块首先判断GPIO3是否置高，如果GPIO3被置高说明AP在执行写入流程这时就执行AP写入3G模块读取流程并等待AP的写入完成GPIO3置低；如果GPIO3没有置高，3G模块就置高GPIO1并将数据通过ADM总线写入FPGA的缓存池中。本实施例中FPGA的缓存池设置为10kByte。数据写入完成后置高GPIO2。AP检测到GPIO1置高后就等待GPIO2置高，当GPIO2置高后就通过SPI总线从FPGA的缓存池中读取10kByte数据，读取完成后将GPIO4置高。3G模块检测到GPIO4置高后置低GPIO2，AP检测到GPIO2置低后置低GPIO4。3G模块检测到GPIO4置低后判断是否还有数据传输，如果数据传输完成就将GPIO1置低推出本流程；如果数据没有传输完成，就继续向FPGA的缓存池中写入数据并重复上述流程直到数据都读取完成。
图3显示了本发明的AP把非语音业务数据写入FPGA和3G通讯模块从FPGA读取非语音业务数据的流程图。
AP写入和3G模块读取流程的处理步骤如下：
AP首先判断GPIO1是否置高，如果GPIO1被置高说明3G模块在执行写入流程这时就执行3G模块写入AP读取流程并等待3G模块的写入完成GPIO1置低；如果GPIO1没有置高，AP就置高GPIO3并将数据通过SPI总线写入FPGA的缓存池中。数据写入完成后置高GPIO4。3G模块检测到GPIO3置高后就等待GPIO4置高，当GPIO4置高后就通过ADM总线从FPGA的缓存池中读取10kByte数据，读取完成后将GPIO2置高。AP检测到GPIO2置高后置低GPIO4，3G模块检测到GPIO4置低后置低GPIO2。AP检测到GPIO2置低后判断是否还有数据传输，如果数据传输完成就将GPIO3置低退出本流程；如果数据没有传输完成，就继续向FPGA的缓存池中写入数据并重复上述流程直到数据都读取完成。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1.增加3G模块与AP接口设计的灵活性。3G模块通过8位或16位并行异步总线与FPGA相连，AP则可以根据具体的AP接口情况和应用情况通过设置FPGA实现相应的接口与之连接。这样提高了模块的通用性，方便3G模块和各种AP连接。
2.与原有技术中的USB连接方法相比降低了功耗，尤其是对待机功耗方面的降低。由于USB接口每次重新上电都需要对设备进行判断和装载驱动，需要耗费很长时间，为了快速响应业务的需求传统的连接方法在系统待机后必须继续给USB接口供电。而本发明所述的连接方法，在系统待机后不需要再给接口供电，而FPGA处于待机状态的耗电非常小。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的装置，包括：
具有适于非语音业务数据的总线接口和适于语音业务数据的总线接口的3G通讯模块；
其特征在于还包括：
具有适于非语音业务数据的总线接口和适于语音业务数据的总线接口的应用处理器AP；
连接在所述3G通讯模块与所述AP之间的接口转接模块，用于把3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口与AP的适于非语音业务数据的总线接口进行总线转接；
其中，3G通讯模块的适于语音业务数据的总线接口与AP的适于语音业务数据的总线接口直接连接；
其中，所述总线转接是指，接口转接模块把3G通讯模块或AP适用的非语音业务数据的总线数据格式转换成AP或3G通讯模块适用的非语音业务数据的总线数据格式。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口转接模块是现场可编程门阵列器件FPGA，其中所述FPGA分别经由ADM总线和SPI总线分别连接3G通讯模块和AP；
其中，所述ADM总线为并行异步总线；所述SPI总线为串行外围接口总线。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述FPGA利用缓存池分别缓存3G通讯模块或AP的经由ADM总线或SPI总线写入的非语音业务数据，供AP或3G通讯模块经由SPI总线或ADM总线读取。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，3G通讯模块具有两个连接AP的用来把其非语音业务数据写入AP的唤醒接口(GPIO1,GPIO2)，利用其中一个唤醒接口(GPIO1)的置高，将其非语音业务数据写入FPGA的缓存池，以及利用其中另一个唤醒接口(GPIO2)的置高，通知AP从FPGA的缓存池中读取其非语音业务数据；
AP具有两个连接3G通讯模块的用来把其非语音业务数据写入3G通讯模块的唤醒接口(GPIO3,GPIO4)，利用其中一个唤醒接口(GPIO3)的置高，将其非语音业务数据写入FPGA的缓存池，以及利用其中另一个唤醒接口(GPIO4)的置高，通知3G通讯模块从FPGA的缓存池中读取其非语音业务数据。
5.一种增加3G通讯模块与应用处理器接口灵活性的方法，用于3G通讯模块和应用处理器AP的语音业务数据和非语音业务数据的写入和读取，其中：
所述3G通讯模块具有适于非语音业务数据的总线接口和适于语音业务数据的总线接口；
所述应用处理器AP具有适于非语音业务数据的总线接口和适于语音业务数据的总线接口；
其特征在于包括以下步骤：
连接在所述3G通讯模块与所述AP之间的接口转接模块把3G通讯模块的适于非语音业务数据的总线接口与AP的适于非语音业务数据的总线接口进行总线转接；
3G通讯模块或AP的语音业务数据通过直接连接3G通讯模块与AP的总线进行传输；
所述总线转接具体为：接口转接模块把3G通讯模块或AP适用的非语音业务数据的总线数据格式转换成AP或3G通讯模块适用的非语音业务数据的总线数据格式。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接口转接模块是现场可编程门阵列器件FPGA，其中所述FPGA分别经由ADM总线和SPI总线分别连接3G通讯模块和AP；
其中，所述ADM总线为并行异步总线；所述SPI总线为串行外围接口总线。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述FPGA利用缓存池分别缓存3G通讯模块或AP的经由ADM总线或SPI总线写入的非语音业务数据，供AP或3G通讯模块经由SPI总线或ADM总线读取。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，3G通讯模块具有两个连接AP的用来把其非语音业务数据写入AP的唤醒接口(GPIO1,GPIO2)，利用其中一个唤醒接口(GPIO1)的置高，将其非语音业务数据写入FPGA的缓存池，以及利用其中另一个唤醒接口(GPIO2)的置高，通知AP从FPGA的缓存池中读取其非语音业务数据；
AP具有两个连接3G通讯模块的用来把其非语音业务数据写入3G通讯模块的唤醒接口(GPIO3,GPIO4)，利用其中一个唤醒接口(GPIO3)的置高，将其非语音业务数据写入FPGA的缓存池，以及利用其中另一个唤醒接口(GPIO4)的置高，通知3G通讯模块从FPGA的缓存池中读取其非语音业务数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20151125 |