CN102497455A - 一种百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口 - Google Patents

一种百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口 Download PDF

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朱长银
冯亚东
刘国伟
徐东方
孙颂林
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Abstract

百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法，包括专用数据通信接口电路和专用调试电缆两部分；1)所述的专用数据通信接口电路是通过RJ45百兆以太网网络接口8根针的重新定义来完成，RJ45百兆以太网网络接口在百兆网络中实际只实际应用4根线来传输数据，另4根是备份的线，将另4根备份的线用于串口调试；为了简化含以太网接口的嵌入式系统产品中程序下载、应用程序更新、系统状态调试需要另增加串口的不足而开发的，使数据通信接口物理融合后具有简约性。提高了产品的生产效率和调试方便性。

Description

一种百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口
技术领域
本发明涉及嵌入式系统数据与PC进行通信与调试方法与装置，来调试的所有嵌入式系统产品。
背景技术
随着电子元器件技术的进步，嵌入式系统及以太网技术也迅速发展，嵌入式以太网系统被广泛应用于很多行业的自动化系统中。嵌入式系统产品的调试不仅依赖于网络口，还依赖于串口调试信息的打印及调试命令的输入，而使用的两个调试口在嵌入式系统产品生产中会增加成本，增加生产复杂度，如果处理不善，很容易影响产品的生产效率。
目前，常用的嵌入式系统产品调试、程序下载及应用程序更新方式：
嵌入式系统产品需要分别提供RS-232串口和百兆以太网，PC机使用网络线和串口连接线连接嵌入式系统产品，通过串口工具输入调试命令，通过网络口下载程序，完成程序下载、应用程序更新；
以上这种方式都存在一定的缺点，随着嵌入式系统产品集成度的提高，提供串口、网络口专门用于调试、程序下载及应用程序更新不很适宜，增加了板卡布局难度和成本；而且两根连接线PC机和嵌入式系统产品不方便。
发明内容
本发明的目的是：提供一百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法与装置。
本发明的解决方案是：一种百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法，包括专用数据通信接口电路设计和专用调试电缆两部分；
1)所述的专用数据通信接口电路是通过RJ45百兆以太网网络接口8根针的重新定义来完成，RJ45百兆以太网网络接口在百兆网络中实际只实际应用4根线来传输数据，另4根是备份的线，将另4根备份的线用于串口调试；按下表进行连接，其中P1表示嵌入式系统装置的专用调试口接口电路RJ45百兆以太网网络接口8根针，P2为PC端使用的百兆RJ45定义的实际应用的4根线，P3为PC端DB9端子：
  P1-1   TX+   Tranceive Data+(发信号+)   P2-1
  P1-2   TX-   Tranceive Data-(发信号-)   P2-2
  P1-3   RX+   Receive Data+(收信号+)   P2-3
  P1-4   RS232收   PC Rxd(计算机 收信号)   P3-2
  P1-5   RS232发   PC Txd(计算机 发信号)   P3-3
  P1-6   RX-   Receive Data-(收信号-)   P2-6
  P1-7   RS232地   GND(地)   P3-5
  P1-8   RS232地   GND(地)   P3-5
表2
2)所述的专用调试电缆是通过RJ45百兆以太网网络线改造，RJ45百兆以太网网络线的一端为通用的RJ45百兆以太网网络接口通过水晶压头压接，RJ45百兆以太网网络线另一端分叉为百兆RJ45定义的实际应用的4根线和DB9端子串口调试用的4根线，并分别通过水晶压头和DB9端子分别压接、做型。形状如图。
采用一种百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口与装置连接进行通信，包括如下步骤：
1)将专用调试电缆的一端插在嵌入式系统装置的专用调试口，用RJ45百兆以太网网络接口，将调试电缆的另一端插在PC机的百兆RJ45网络口和调试用的4根线DB9串口上；
2)专用调试电缆将所述嵌入式系统装置和PC机进行连接，构成百兆以太网和串口连接；
3)PC机通过调试电缆对嵌入式系统产品输入命令进行系统状态调试；
4)完成系统状态调试，如果报告异常，则对嵌入式系统产品进行诊断、维修，如果报告正常，则通过百兆以太网进行程序下载、应用程序更新等操作；
5)结束。
所述PC机的连接口是百兆RJ45以太网口和RS-232口(即DB9串口)。
所述专用调试口是嵌入式系统装置的RJ45口。
制作本发明所述的兆以太网和串口物理融合的数据通信接口专用调试电缆的方法是：标准网络线的一端裁线(分成二根4芯线，分别为PC用百兆RJ45以太网口和RS-232口即DB9串口)、修线，注塑护套，套上护套，压水晶头，焊DSUB，注塑DSUB，再进行三根线焊接，注塑线卡，点胶，最后通过测试。
本发明主要是为了简化含以太网接口的嵌入式系统中程序下载、应用程序更新、系统状态调试需要另增加串口这一要求而开发的，其主要技术要点在于数据通信接口物理融合后的简约性。本发明方案主要是通过专用的调试口电路设计以及专用调试电缆来实现程序下载、应用程序更新、系统状态调试功能；采用本发明方案设计的嵌入式系统装置可以有效地解决调试通信接口较多，调试线缆相应增加，调试不方便等问题，从而充分地提高了产品的生产效率和调试方便性。
本发明有益效果：采用本发明，不仅提高了生产效率，也提高了调试方便性，降低了产品的成本。
附图说明
图1是RJ45百兆网口示意图，
图1中的“1”指的是RJ45针脚顺序的首端，“8”指的是RJ45针脚顺序的末端，“Male”指的是RJ45接口的公头，“Female”指的是RJ45接口的母头。
图2是调试电缆和制备工艺示意图，
图2中的“1”指的是灰色8芯网络线线材，“2”指的是8P8C水晶头，“3”指的是注塑成型的水晶头护套，“4”指的是注塑成型的D-SUB9P母头，“5”指的是注塑成型的护线卡，“8”指的是#4成型螺杆；“P1”指的是连接嵌入式系统装置的RJ45水晶头接口，“P2”指的是连接PC的RJ45水晶头接口，“P3”指的是连接PC的DB9接口；“P1”、“P2”、“P3”的①-⑧的对应关系如表1所示。
图3是专用数据通信接口电路。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
本发明方案的具体实施方式是：通过流程化的步骤实现专用调试电缆制作，其流程如图2所示。
制作本发明所述的兆以太网和串口物理融合的数据通信接口专用调试电缆的方法是：将灰色8芯网络线“1”的一端裁线(分成二根4芯线，分别为PC用百兆RJ45以太网口和RS-232口即DB9串口)、修线，将灰色8芯网络线“1”的两头注塑套上护套，灰色8芯网络线“1”的“P1”、“P2”按照表1对应关系接好线并套上热缩套管，然后“P1”、“P2”端压水晶头“2”，焊DSUB并注塑DSUB“3”，再将“5”位置处地线进行三根线焊接，“P3”按照表1对应关系接好线并套上热缩套管，然后组合注塑成型D-SUB9P母头“4”和成型螺杆“8”，注塑成型护线卡“5”，在护线卡“5”和灰色8芯网络线“1”的接头处点胶，最后通过测试。
图3中“J1”是本发明的嵌入式系统装置的RJ45网络接口母头原理图端子定义，如下，图2中的“P1”连接图3中的“J1”。
 RXA-   Receive Data-(收信号-)
 RXA+   Receive Data+(收信号+)
 TXA-   Tranceive Data-(发信号-)
 TXA+   Tranceive Data+(发信号+)
 PC_RXD   PC Rxd(计算机 收信号)
 PC_TXD   PC Txd(计算机 发信号)
 GND5A’   GND(地)

Claims (5)

1.一种百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法，其特征是：包括专用数据通信接口电路和专用调试电缆两部分；
1)所述的专用数据通信接口电路是通过RJ45百兆以太网网络接口8根针的重新定义来完成，RJ45百兆以太网网络接口在百兆网络中实际只实际应用4根线来传输数据，另4根是备份的线，将另4根备份的线用于串口调试；按下表进行连接，其中P1表示嵌入式系统装置的专用调试口接口电路RJ45百兆以太网网络接口8根针，P2为PC端使用的百兆RJ45定义的实际应用的4根线，P3为PC端DB9端子：
  P1-1   TX+   Tranceive Data+(发信号+)   P2-1   P1-2   TX-   Tranceive Data-(发信号-)   P2-2   P1-3   RX+   Receive Data+(收信号+)   P2-3   P1-4   RS232收   PC Rxd(计算机 收信号)   P3-2   P1-5   RS232发   PC Txd(计算机 发信号)   P3-3   P1-6   RX-   Receive Data-(收信号-)   P2-6   P1-7   RS232地   GND(地)   P3-5   P1-8   RS232地   GND(地)   P3-5
表1
2)所述的专用调试电缆是通过RJ45百兆以太网网络线改造，RJ45百兆以太网网络线的一端为通用的RJ45百兆以太网网络接口通过水晶压头压接，RJ45百兆以太网网络线另一端分叉为百兆RJ45定义的实际应用的4根线和DB9端子串口调试用的4根线，并分别通过水晶压头和DB9端子分别压接、做型。
2.根据权利要求1所述的百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法，其特征是：采用一种百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口与装置连接进行通信并调试，包括如下步骤：
1)将专用调试电缆的一端插在嵌入式系统装置的专用调试口，用RJ45百兆以太网网络接口，将调试电缆的另一端插在PC机的百兆RJ45网络口和调试用的4根线DB9串口上；
2)专用调试电缆将所述嵌入式系统装置和PC机进行连接，构成百兆以太网和串口连接；
3)PC机通过调试电缆对嵌入式系统产品输入命令进行系统状态调试。
3.根据权利要求1或2所述的百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法，其特征是所述PC机的连接口是百兆RJ45以太网口和RS-232口(即DB9串口)。
4.根据权利要求1或2所述的百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法，其特征是所述专用调试口是嵌入式系统装置的RJ45口。
5.根据权利要求1所述的百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的方法，其特征是百兆以太网和串口物理融合的数据通信接口的专用调试电缆的构造是，采用RJ45百兆以太网标准网络线，RJ45百兆以太网网络线的一端为通用的RJ45百兆以太网网络接口通过水晶压头压接，RJ45百兆以太网网络线另一端分叉为百兆RJ45定义的实际应用的4根线和DB9端子串口调试用的4根线，并分别通过水晶压头和DB9端子分别压接、做型。
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