CN103118143B - 串行接口和以太网接口的复用电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以太网接口和串行接口的复用电路，包括：连接器，包括四个端子，其中，第一端子连接到以太网接口芯片的数据发送正端子，第二端子连接到以太网接口芯片的数据发送负端子；模式检测器，根据第四端子的电压来产生指示外部接口是以太网接口还是串行接口的控制信号；多路开关，响应于指示外部接口是以太网接口的控制信号，将以太网接口芯片的数据接收正端子和数据接收负端子分别连接到第三端子和第四端子；响应于指示外部接口是串行接口的控制信号，将串行接口芯片的数据发送端子和数据接收端子分别连接到第三端子和第四端子。根据本发明的复用电路，可以在一个接口实现以太网接口和串行接口的功能。

Description

串行接口和以太网接口的复用电路

技术领域

本发明涉及通信接口电路领域。更具体地讲，涉及一种串行接口和以太网接口的复用电路。

背景技术

串行接口和以太网接口是电子设备常用的物理接口。随着电子设备小型化、微型化的发展趋势，为电子设备的物理接口所保留的物理空间越来越小。为此，在一些电子设备上串行接口或者以太网接口不得不被取消。这样，尽管电子设备的性能越来越强大，但是接口性能却被削弱。当用户需要使用串行接口或者以太网接口时，带来了很多不便。随着网络技术的发展和对网络需求的增强，很多情况下，会在电子设备上保留以太网接口，而串行接口会在电子设备上被取消。然而，很多电子设备通常需要利用串行接口来进行设备的调试和/或维护，由于串行接口的取消，调试/维护也就更困难了。

因此，需要一种能够在不增加物理接口的情况下，对串行接口和以太网接口进行复用的技术。

申请号为CN201120543101.5的中国专利申请公开了一种串口和以太网口复用结构，在所述复用结构中，以太以网口芯片10的两对收发信号引脚TX+、TX-、RX+、RX-分别连接RJ45插座的1、2、3、6脚；串口芯片的收发信号引脚RXD和TXD分别连接RJ45插座的7、8脚，如图1所示。该复用方案使用了RJ45接口，以太网接口和串行接口使用RJ45接口的不同管脚。这样，当使用管脚较少或者尺寸更小的接口时，无法实现以太网接口和串行接口的复用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串行接口和以太网接口的复用电路，以实现串行接口和以太网接口的复用。本发明的另一目的还在于以更少的端口和更小的尺寸来实现串行接口和以太网接口的复用。

为了实现上述目的，提供一种以太网接口和串行接口的复用电路，包括：连接器，包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子，其中，第一端子连接到以太网接口芯片的数据发送正端子，第二端子连接到以太网接口芯片的数据发送负端子；模式检测器，根据第四端子的电压来产生指示连接器所连接的外部接口是以太网接口还是串行接口的控制信号；多路开关，响应于指示外部接口是以太网接口的控制信号，将以太网接口芯片的数据接收正端子连接到第三端子，将以太网接口芯片的数据接收负端子连接到第四端子；响应于指示外部接口是串行接口的控制信号，将串行接口芯片的数据发送端子连接到第三端子，将串行接口芯片的数据接收端子连接到第四端子。

可选地，模式检测器包括：电感器、二极管、第一三极管、第二三极管、电容器、第一电阻器、第二电阻器，其中，电感器的一端连接到所述第四端子，电感器的另一端连接到二极管的阴极，二极管的阳极连接到第一三极管的发射极，第一三极管的集电极连接到第一电阻器的一端，第一电阻器的另一端连接到第二三极管的基极，第二三极管的发射极连接到电源，第二三极管的集电极连接到多路开关的控制端以发送控制信号给多路开关，第一三极管的基极经由第二电阻器接地，电容器连接在地与二极管的阳极之间。

可选地，连接器为RJ45接口，其中，第一端子、第二端子、第三端子、第四端子分别对应于RJ45接口的数据发送正端子、数据发送负端子、数据接收正端子、数据接收负端子。

可选地，当第四端子的电压为负电平时，模式检测器产生指示外部接口是串行接口的控制信号。

可选地，当第四端子的电压为低电平时，模式检测器产生指示外部接口是以太网接口的控制信号。

可选地，多路开关具有四个输入端和两个公共输出端，其中，多路开关的第一输入端连接到网卡芯片的数据接收正端子，多路开关的第二输入端连接到网卡芯片的数据接收负端子，多路开关的第三输入端连接到串行接口芯片的数据发送端子，多路开关的第四输入端连接到串行接口芯片的数据接收端子，多路开关的第一公共输出端连接到连接器的第三端子，多路开关的第二公共输出端连接到连接器第四端子。

可选地，响应于指示外部接口是以太网接口的控制信号，多路开关的第一公共输出端和第二公共输出端分别与多路开关的第一输入端和第二输入端相连接；响应于指示外部接口是串行接口的控制信号，多路开关的第一公共输出端和第二公共输出端分别与多路开关的第三输入端和第四输入端相连接。

可选地，连接器还包括第五端子，第五端子连接到串行接口芯片的接地端子。

根据本发明的另一方面，提供一种电子设备，该电子设备包括以太网接口芯片、串行接口芯片和权利要求1所述的以太网接口和串行接口的复用电路。

根据本发明的串行接口和以太网接口的复用电路，可以在同一个接口实现串行接口和以太网接口的功能，从而可以实现安装有该复用电路的电子设备的空间的有效利用。此外，根据本发明的串行接口和以太网接口的复用电路，可以通过比现有的以太网接口的尺寸更小的接口来实现串行接口和以太网接口的功能，并且可以使用比现有的以太网接口的端子更少的接口来实现串行接口和以太网接口的功能。

将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出现有技术的串行接口和以太网接口的复用电路的示图；

图2示出根据本发明的实施例的串行接口和以太网接口的复用电路的示图；

图3示出根据本发明的实施例的模式检测器的电路的示图。

具体实施方式

现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，其中，一些示例性实施例在附图中示出。在附图中，相同的标号始终代表相同的组件。

图2示出根据本发明的实施例的串行接口和以太网接口的复用电路的示图。

如图2所示，根据本发明的串行接口和以太网接口的复用电路包括：连接器201、模式检测器202、多路开关203。图2中的以太网接口芯片10和串行接口芯片20是安装有根据本发明的复用电路的电子设备中的以太网接口芯片和串行接口芯片。

连接器201是将以太网接口芯片10或串行接口芯片20的输出端子最终连接到外部的串行接口或以太网接口的接口。连接器201具有四个端子，即，第一端子T1、第二端子T2、第三端子T3、第四端子T4。第一端子T1连接到以太网接口芯片10的数据发送正端子Tx+，第二端子T2连接到以太网接口芯片10的数据发送负端子Tx-。第三端子T3选择性地连接到以太网接口芯片10的数据接收正端子Rx+或者串行接口芯片20的数据发送端子Tx。第四端子T4选择性地连接到以太网接口芯片10的数据接收负端子Rx-或者串行接口芯片20的数据接收端子Rx。在此情况下，当连接器201连接到外部的串行接口时，连接器201用作串行接口，第三端子T3和第四端子T4作为当前串行接口的数据发送端子和数据接收端子。当连接器201连接到外部的以太网接口时，连接器201用作以太网接口，第一端子T1、第二端子T2、

第三端子T3、第四端子T4作为当前的以太网接口的数据发送正端子、数据发送负端子、数据接收正端子、数据接收负端子。

此外，连接器201可以由RJ45、RJ11等现有的接口实现。

在一个实施例中，当连接器201由RJ45接口实现时，第一端子T1、第二端子T2、第三端子T3、第四端子T4分别对应于RJ45接口的数据发送正端子、数据发送负端子、数据接收正端子、数据接收负端子（即，1、2、3、6端子）。

连接器201可具有至少四个端子。除了上述四个端子之外，还可具有其他端子。例如，当串行连接需要地线时，连接器201还可包括接地端子，该接地端子可与串行接口芯片20的接地端子相连。在使用RJ45接口实现连接器201时，可使用空闲的一个端子作为该接地端子。

应该理解，为了实现通过以太网接口和串行接口的通信，可根据本发明所设计的连接器201的用于以太网接口和串行接口的各个端子（即，至少四个端子），相应地通过连接线将连接器201的各个端子连接到外部的以太网接口或串行接口的对应端子。

模式检测器202基于连接器201的第四端子T4的电压V_T4来确定连接器201所连接的外部接口的类型是以太网接口还是串行接口。由于第四端子T4的电压在连接到以太网接口或串行接口时是不同的，因此可基于此特性来确定连接的外部接口的类型。模式检测器202基于连接器201的第四端子T4的电压来产生指示外部接口的类型的控制信号Con。例如，模式检测器202可产生指示外部接口的类型为以太网接口的第一控制信号以及指示外部接口的类型为串行接口的第二控制信号。

具体地说，当连接的外部接口的类型为串行接口时，第四端子T4的电压V_T4为负电平（例如，-3至-15V）；当连接的外部接口的类型为以太网接口时，第四端子T4的电压V_T4为低电平（例如，大约0V）。这样，当第四端子T4的电压V_T4为负电平时，模式检测器202产生第二控制信号；当第四端子T4的电压V_T4为低电平时，模式检测器202产生第一控制信号。

多路开关203基于模式检测器202产生的控制信号Con，将以太网接口芯片10的数据接收正端子Rx+和数据接收负端子Rx-分别连接到连接器202的第三端子T3和第四端子T4，或者将串行接口芯片20的数据发送端子Tx和数据接收端子Rx分别连接到连接器202的第三端子T3和第四端子T4。

为此，多路开关203具有四个输入端和两个公共输出端。多路开关203的第一输入端In1连接到网卡芯片的数据接收正端子Rx+，多路开关203的第二输入端In2连接到网卡芯片的数据接收负端子Rx-，多路开关203的第三输入端In3连接到串行接口芯片20的数据发送端子Tx，多路开关203的第四输入端In4连接到串行接口芯片20的数据接收端子Rx，多路开关203的第一公共输出端Out1和第二公共输出端Out2分别连接到连接器201的第三端子T3和第四端子T4。

响应于指示外部接口的类型为以太网接口的第一控制信号，在多路开关内部，多路开关203的第一公共输出端Out1和第二公共输出端Out2分别与多路开关203的第一输入端In1和第二输入端In2相连接；响应于指示外部接口的类型为串行接口的第二控制信号，在多路开关内部，多路开关203的第一公共输出端Out1和第二公共输出端Out2分别与多路开关203的第三输入端In3和第四输入端In4相连接。

在一个实施例中，多路开关203可以是继电器类型的多路开关。

图3示出根据本发明的实施例的模式检测器的电路的示图。

如图3所示，根据本发明的实施例的模式检测器包括：电感器L1、二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、电容器C1、第一电阻器R1、第二电阻器R2。

电感器L1的一端连接到连接器201的第四端子T4，另一端连接到二极管D1的阴极。二极管D1的阳极连接到第一三极管Q1的发射极，第一三极管Q1的集电极连接到第一电阻器R1的一端，第一电阻器R1的另一端连接到第二三极管Q2的基极。第二三极管Q2的发射极连接到电源VCC，集电极连接到多路开关203的控制端。第一三极管Q1的基极经由第二电阻器R2接地。电容器C1的一端接地，另一端连接到二极管D1的阳极。

当连接器所连接的外部接口是串行接口时，该外部接口输出到第四端子T4的数据接收信号在没有数据传输（即，没有负载）时保持负电平（例如，-3V～-15V）状态。此时，第四端子T4的电压V_T4也保持负电平状态，从而二极管D1导通，从而使第一三极管Q1的发射极-集电极导通，进而使第二三极管Q2的发射极-集电极导通。此时，第二三极管Q2的集电极处于高电平状态。换言之，模式检测器202产生高电平的控制信号（即，第二控制信号）。

当作为串行接口的外部接口输出的数据接收信号在有数据传输（即，有负载）时，数据接收信号的电平尽管会在正负电平间不停跳变（正电平：+3V~+15V；负电平：-3V～-15V），然而由于电容器C1的作用，第一三极管Q1保持在导通状态，从而第二三极管Q2的集电极处于高电平状态。换言之，此时模式检测器202保持产生高电平的控制信号。

当连接器所连接的外部接口是以太网接口时，该外部接口输出到第四端子T4的数据接收负信号在没有负载时保持低电平（约0V）的状态，此时二极管D1截止，从而使第一三极管Q1截止，进而使第二三极管Q2截止。此时，第二三极管Q2的集电极处于低电平状态。换言之，模式检测器202产生低电平的控制信号（即，第一控制信号）。

当作为以太网接口的外部接口输出的数据接收负信号在有负载时，数据接收负信号尽管会在正负电平间不停跳变（正电平：约+1V；负电平：约-1V），但由于第一三极管Q1的基极与发射极间的电压Vbe<0.7V，因此第一三级管Q1仍处于截止状态，从而第二三极管Q2的集电极处于低电平状态。换言之，此时模式检测器202保持产生低电平的控制信号。

根据本发明的串行接口和以太网接口的复用电路，可以在同一个接口实现串行接口和以太网接口的功能，从而可以实现安装有该复用电路的电子设备的空间的有效利用。此外，根据本发明的串行接口和以太网接口的复用电路，可以通过比现有的以太网接口的尺寸更小的接口来实现串行接口和以太网接口的功能，并且可以使用比现有的以太网接口的端子更少的接口来实现串行接口和以太网接口的功能。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (8)

1.一种以太网接口和串行接口的复用电路，包括：

连接器，包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子，其中，第一端子连接到以太网接口芯片的数据发送正端子，第二端子连接到以太网接口芯片的数据发送负端子；

模式检测器，根据第四端子的电压来产生指示连接器所连接的外部接口是以太网接口还是串行接口的控制信号；

多路开关，响应于指示外部接口是以太网接口的控制信号，将以太网接口芯片的数据接收正端子连接到第三端子，将以太网接口芯片的数据接收负端子连接到第四端子；响应于指示外部接口是串行接口的控制信号，将串行接口芯片的数据发送端子连接到第三端子，将串行接口芯片的数据接收端子连接到第四端子；

其中，模式检测器包括：电感器、二极管、第一三极管、第二三极管、电容器、第一电阻器、第二电阻器，其中，电感器的一端连接到所述第四端子，电感器的另一端连接到二极管的阴极，二极管的阳极连接到第一三极管的发射极，第一三极管的集电极连接到第一电阻器的一端，第一电阻器的另一端连接到第二三极管的基极，第二三极管的发射极连接到电源，第二三极管的集电极连接到多路开关的控制端以发送控制信号给多路开关，第一三极管的基极经由第二电阻器接地，电容器连接在地与二极管的阳极之间。

2.根据权利要求1所述的复用电路，其中，连接器为RJ 45接口，其中，第一端子、第二端子、第三端子、第四端子分别对应于RJ 45接口的数据发送正端子、数据发送负端子、数据接收正端子、数据接收负端子。

3.根据权利要求1所述的复用电路，其中，当第四端子的电压为负电平时，模式检测器产生指示外部接口是串行接口的控制信号。

4.根据权利要求1所述的复用电路，其中，当第四端子的电压为低电平时，模式检测器产生指示外部接口是以太网接口的控制信号。

5.根据权利要求1所述的复用电路，其中，多路开关具有四个输入端和两个公共输出端，其中，多路开关的第一输入端连接到网卡芯片的数据接收正端子，多路开关的第二输入端连接到网卡芯片的数据接收负端子，多路开关的第三输入端连接到串行接口芯片的数据发送端子，多路开关的第四输入 端连接到串行接口芯片的数据接收端子，多路开关的第一公共输出端连接到连接器的第三端子，多路开关的第二公共输出端连接到连接器第四端子。

6.根据权利要求5所述的复用电路，其中，响应于指示外部接口是以太网接口的控制信号，多路开关的第一公共输出端和第二公共输出端分别与多路开关的第一输入端和第二输入端相连接；响应于指示外部接口是串行接口的控制信号，多路开关的第一公共输出端和第二公共输出端分别与多路开关的第三输入端和第四输入端相连接。

7.根据权利要求1所述的复用电路，其中，连接器还包括第五端子，第五端子连接到串行接口芯片的接地端子。

8.一种电子设备，该电子设备包括以太网接口芯片、串行接口芯片和权利要求1所述的以太网接口和串行接口的复用电路。