CN104050111A - 通过具有不同时序要求的相应命令访问不同类型的存储器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过具有不同时序要求的相应命令访问不同类型的存储器。本发明提供一种包含远程设备和通过数字网络总线耦合到远程设备的总线控制器的系统。远程设备包含用于相应的一个或多个外围设备的一个或多个数据通道，并包含用于每个数据通道的易失的基于通道的存储器和用于远程设备的非易失的基于设备的存储器。总线控制器被配置为通过网络总线将命令发送到远程设备，并且响应于该命令的接收，远程设备被配置为从指定的数据通道获取数据或命令该指定的数据通道执行转换。该命令来自远程设备与之兼容的通信协议，该通信协议包括用于访问基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问基于设备的存储器的明显不同的一组设备存储器命令。通道命令和设备存储器命令具有不同的时序要求。

Description

通过具有不同时序要求的相应命令访问不同类型的存储器

技术领域

本发明总体涉及网络通信，更特别地，涉及包括通过具有不同的时序要求的相应命令访问不同类型的存储器的网络通信协议。

背景技术

许多应用如航空航天、汽车和工业控制都使用网络系统，例如多媒体娱乐系统、通信系统、过程控制系统和诊断系统。随着这些系统变得更加复杂，对与彼此或中央控制器等通信的额外的设备的需求也在增加。网络系统已经被开发来提供网络设备之间的公用通信路径。例如，在航空航天和汽车应用中，网络系统可以被用来监控各种组件以及收集诸如有关应变、加速度、压力和／或温度等的诊断和状态信息。在另一示例中，网络系统可以被用来支持航空航天或汽车应用中的多媒体信息的通信和传递，或者用于能够被应用到车辆等系统的过程控制应用中。

很多传统的系统具有很长的模拟线路，该模拟线路可能会遭遇到不期望的噪声和信号退化。甚至目前被开发来缩短模拟线路的网络化系统仍然在使用需要高级别的处理器的复杂协议，这种协议限制了小型化并因此限制了仍然造成长模拟线路的设备位置。此外，高级别的协议可能在总线上的消息中引入开销，其可以严重地限制能够在总线上传输的数据样本的数量、数据能够被传输或交付的延迟或数据采样和交付的时间确定。这些网络通常也不支持获取和控制，并且其一般只支持延伸相对较短长度的网络。此外，这些网络通常具有笨重的网络设备接口、缓慢的网络数据速率和／或较低的网络设备计数。此外，包括数字网络的许多计算机系统不以时间确定方式操作，并且因此缺乏将以任意精确定时重复或被解释或执行的触发命令安排到网络组件的能力。

已经开发出协议和数字网络结构来解决常规的数字网络的多中不足。例如，在2004年3月16日发布的题为“Network Device Interface for DigitallyInterfacing Data Channels to a Controller via a Network”的美国专利No.6708239和2002年8月15日公开的题为“Bus Controller for Digitally Controlling RemoteDevices via a Common Bus”美国申请公开No.2002／0112070中描述了该协议和网络结构。虽然该协议和网络结构提供了超越许多常规的数字网络的很多优势，但是通常期望对其进行进一步的改进。

发明内容

本发明的示例实施方式总体定向于用于通过具有不同的时序要求的相应命令访问不同类型的存储器的系统、装置和方法。根据示例实施方式的一个方面，提供包括远程设备和总线控制器的系统，该总线控制器经由数字网络总线耦合到远程设备。远程设备包括用于相应的一个或多个外围设备的一个或多个数据通道，并包括用于每个数据通道的易失的基于通道的存储器和用于远程设备的非易失的基于设备的存储器。在一个示例中，基于通道的易失的存储器由远程设备的设备接口在一个或多个数据寄存器或数据寄存器的一个或多个堆栈中来实现。

总线控制器被配置为通过网络总线将命令发送到远程设备，并且响应于该命令的接收，远程设备被配置为从指定的数据通道获取数据或命令指定的数据通道执行转换。被传送并被远程设备响应的命令来自于该远程设备与之兼容的通信协议。该通信协议包括用于访问基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问基于设备的存储器的明显不同的一组设备存储器命令。根据这个方面，通道命令和设备存储器命令具有不同的时序要求。

在一个示例中，通道命令包括用于在每个数据通道和其相应的基于通道的存储器之间近似线速率地移动数据的时基命令。

在一个示例中，基于通道的存储器包括用于每个数据通道的先入先出(FIFO)存储器和随机访问表存储器。在该示例中，通道命令可以包括用于将实时连续获取的数据的FIFO命令移动通过FIFO存储器的通道FIFO命令，以及用于将实时连续获取的数据移动通过表存储器的不同的通道存储器命令。并且在进一步的示例中，基于通道的存储器可以进一步包括用于缓存配置存储器中的配置信息的通道存储器命令。

在一个示例中，设备存储器命令包括用于寻址被用来配置远程设备的基于设备的存储器的命令。

在一个示例中，基于通道的存储器和基于设备的存储器中的每个都包括可寻址的存储器。可寻址的基于通道的存储器开始于针对每个数据通道都具有相同值的地址处，并且具有与可寻址的基于设备的存储器开始处的地址相同的值。

在示例实施方式的另一方面，提供用于通过具有不同的时序要求的相应命令访问不同类型的存储器的装置。该装置包括设备接口和耦合到该设备接口的非易失的基于设备的存储器。设备接口耦合到并限定相应的一个或多个外部设备的一个或多个数据通道，并包括用于每个数据通道的易失的基于通道的存储器。设备接口可经由数字网络总线耦合到总线控制器，并且被配置为通过该网络总线从总线控制器接收命令，并且响应于该命令的接收，设备接口被配置为使得装置从指定的数据通道获取数据或命令该指定的数据通道执行转换，其中命令来自于装置与之兼容的通信协议。该通信协议包括用于访问基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问基于设备的存储器的明显不同一组设备存储器命令，该通道命令和设备存储器命令具有不同的时序要求。

在示例实施方式的另一方面，提供用于通过具有不同的时序要求的相应命令访问不同类型的存储器的方法。该方法包括在远程设备处通过数据网络总线从总线控制器接收命令，远程设备包括用于相应的一个或多个外围设备的一个或多个数据通道，并包括用于每个数据通道的易失的基于通道的存储器和用于远程设备的非易失的基于设备的存储器。响应于该命令的接收，该方法进一步包括从指定的数据通道获取数据或命令该指定的数据通道执行转换，其中命令来自于远程设备与之兼容的通信协议，该通信协议包括用于访问基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问基于设备的存储器的明显不同的一组设备存储器命令，该通道命令和设备-存储器命令具有不同的时序要求。

在此讨论的特征、功能和优势可以在各种示例性实施方式中单独实现，或者在其它示例性实施方式中被结合，其进一步细节可以参考以下说明书和附图来理解。

附图说明

在已经对本发明的示例性实施方式进行概括描述后，现在将参考附图，其不必按比例绘制，其中：

图1描述可以在其中实施本发明的示例实施方式的广义网络系统；

图2描述在本发明的各种示例实施方式中可以对应于图1所示的远程设备的远程设备的广义框图；

图3描述根据一个示例实施方式的方法中的各种操作，在该实施方式中，远程设备可以包括或以其它方式耦合到外围设备如传感器和／或执行器；以及

图4根据本发明的示例实施方式描述远程设备的存储器结构。

具体实施方式

现在，下文中将参考附图更充分地描述本发明的一些实施方式，在附图中示出了本发明的一些但非全部实施方式。事实上，本发明的各种实施方式可以以许多不同的形式体现，并且其不应当被解释为局限于本文所阐述的实施方式；相反，提供这些示例性实施方式将使本发明全面和完整，并将充分地向本领域技术人员表达本发明的范围。根据本发明的示例实施方式，术语“数据”、“内容”、“信息”以及类似的术语可以被相互交换使用以指代能够被传输、接收、操作、解释、存储等的数据。相同的参考数字始终指代相同的元件。

首先，要注意的是，本发明的示例实施方式可以在任意类型的网络系统中实施。网络系统可以位于飞行器、航天器、车辆、建筑物、工厂或任何其它封装、结构或环境中。作为示例，系统、网络设备和方法可以在位于旋翼飞行器上的网络系统中实施，其中该网络包括网络设备，诸如总线控制器和连接到公用网络总线的一个或多个远程设备。每个远程设备都可以包括或以其它方式耦合到诸如换能器(例如，传感器、执行器)等一个或多个外围设备、子系统等，并被配置为通过公用网络总线与总线控制器通信以便确定有关飞行的各种组件的性能、状态等。换能器可以包括，例如，用于监控飞行器的主转子系统的张力、加速度和压力的传感器。

本发明的示例实施方式也可以在车辆如汽车中的网络系统中实施，其中该网络系统包括连接到车辆的不同组件的外围设备。例如，外围设备可以包括用于监控节气门位置、油液压力、水温、传动液压力、座椅位置、防抱死制动系统、悬架、被动式乘员安全装置系统以及转向系统(仅举几例)的传感器。在其它示例中，外围设备可以包括用于响应来自总线控制器的命令而执行特定功能的执行器。例如，在汽车应用中，外围设备可以包括用于控制节气门位置、防抱死制动系统、悬架、被动式乘员安全装置系统以及主动式悬架(仅举几例)的执行器。

更进一步，外围设备可以包括音频和视频源。例如，外围设备可以包括用于向网络总线提供音频信号(在一些实例中包括流音频信号)的无线电接收器、盒式磁带播放器、CD播放器、MP3播放器、蜂窝电话接收器或其它音频源。相应地，外围设备可以包括用于从网络总线接收音频信号并提供相应的可听输出的扬声器、耳机插孔等。类似地，外围设备可以包括用于向网络总线提供视频信号(包括流视频信号)的电视接收器、录影带播放器、DVD播放器或其它视频源。相应地，外围设备可以包括用于接收视频信号并基于该视频信号显示图像的视频监视器等。

也要理解的是，本发明的示例实施方式可以基于任何特定的协议和网络结构。在一个示例中，系统、网络设备和方法可以基于上述’239专利和’070公开中所描述的协议和网络结构。其它相关的参考文献包括美国专利No.6938106、No.7082485、No.7096285、No.7111100、No.7174402、No.7277970、No.7346719、No.7552256、No.7581031、No.7630431和No.7894562。

上述协议和网络结构可以提供超越许多常规的数字网络的许多优势。如在背景部分说明的，许多现有的数字网络根据复杂的协议操作，该复杂协议要求每个网络设备都具有相对较高级别的处理器。这进而可能增加网络设备的成本。此外，较高级别的协议可能在总线上的消息中引入开销，这可能会严重地限制能够在总线上传输的数据样本的数量。这些网络通常也不支持获取和控制，并且其一般只支持延续相对较短长度的网络。此外，这些网络通常具有笨重的网络设备接口、缓慢的网络数据速率和／或很少的网络设备数。此外，包括数字网络的许多计算机系统不能以时间确定的方式操作，并由此缺少为网络组件调度以任意精确定时重复或者被解释和执行的触发命令的能力。

鉴于这些不足，上述’239专利和’070公开中的数字网络结构和协议使用允许实施更少的复杂设备的低级别指令。该网络设备和协议也可以允许增大的数据速率，并使用允许网络总线上的精确定时数据获取或其它行为的命令结构。

虽然本发明的示例实施方式可以基于各种网络架构，然而可以向前述网络结构和协议的现有的命令结构添加示例实施方式的功能。也就是说，本发明的各种示例可以基于'239专利和’070公开中的数字网络结构和协议。具体地，下列描述的命令可以用与该协议中相同或相似的结构来实现，并且通信结构也可以是相同或相似的。

参考图1，其示出本发明的示例实施方式可以在其中实施的广义网络系统。具体地，图1示出网络系统100，该网络系统具有主机计算机或总线控制器102、网络总线104和一个或多个远程设备106(示出两个为例)，每个远程设备可以包括或以其它方式耦合到一个或多个外围设备108，如传感器、执行器等(示出五个为例)。在此配置中，总线控制器可以提供网络系统的配置和控制。各个远程设备可以包括分配的标识符或地址，该标识符或地址在总线上唯一地限定远程设备。在一个示例中，每个远程设备都可以包括用于其相应的一个或多个外部设备的一个或多个数据通道，并且每个数据通道可以被分开寻址从而允许通过每个数据通道的分离通信。

在操作中，总线控制器102可以经由网络总线104发送寻址到一个或多个远程设备106的命令。由相应的(多个)地址或其(多个)外围设备指定的(多个)远程设备可以执行与命令有关的动作，并通过将待传送到总线控制器或一个或多个其它远程设备的数据放置到网络总线上来进行响应。此外或替换地，例如，(多个)远程设备可以通过在外围设备如传感器中发起传入数据测量来响应命令如触发命令，或者可以将值移动到外围设备如执行器中的输出端。

在一些示例中，远程设备106可以提供信号调节并可以包括用于连接外围设备与总线控制器102的内置设备接口。在一些示例中，该设备接口(有时被称为网络设备接口(NID))可以与那些不能以其它方式直接与总线控制器通信的外围设备一起使用。基于来自总线控制器的命令和数据，该设备接口可以接收并解释来自总线控制器的命令并控制信号调节，例如接收来自传感器的数据或激活执行器。

如上所述，在各种示例中，网络系统100可以与使用低级别指令集的数据协议结合操作，低级别指令集允许更低复杂性的网络设备如总线控制器102和／或远程设备106。这可以允许控制器一次与网络总线104上的一个或多个远程设备通信。由于协议的简单化，网络设备可能不需要高级处理器。替代地，在各种示例中，网络设备可以包括基于硬件的状态机，其可以被实施为低级处理器，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。通过在各种示例中使用状态机而不是微控制器或处理器，示例实施方式可以允许很多进程的同时执行，这可以有助于网络设备的时间确定性和快速执行。

由于总线控制器102可以经由公用网络总线104连接到远程设备106，因此总线控制器可以不需要到每个远程设备或其外围设备的专用连接来控制网络系统100。总线控制器可以代替地使用寻址方案来分配和控制远程设备及其外围设备。为了操作网络系统，每个远程设备或远程设备的每个通道可以被分配一个或多个地址，包括一个或多个逻辑地址、全局地址和／或群组地址。在各种示例中，这些逻辑、群组和／或全局地址中的一个或多个可以根据使用与每个远程设备有关的通用唯一标识符(UUID)的过程来确定。UUID码是80位码，其对每个远程设备是唯一的且基于该设备被制造的地点和日期。参见前述’070公开得到一种该方法的示例。

逻辑地址可以由单个远程设备106或远程设备的单个数据通道识别，总线控制器102可以使用该逻辑地址来将命令(或请求)引导至特定的网络设备／通道。在另一方面，全局地址可以被所有的远程设备识别，总线控制器可以使用该全局地址来交换通用数据和命令，从而全体地初始化或重置所有远程设备。群组地址可以被网络上的特定群组的远程设备识别，总线控制器可以使用该群组地址来交换群组数据和命令。例如，群组地址方案可以允许总线控制器以各种采样速率来为远程设备的群组建立时间确定性的触发。在另一示例中，在总线控制器允许的情况下，群组地址方案可以允许远程设备的群组在网络总线104上建立对等通信。

图2示出在本发明的各种示例实施方式中可以对应于图1所示的远程设备106的远程设备200的广义框图。如所示，远程设备可以包括设备接口202(例如，ASIC、FPGA)，其耦合到并限定用于一个或多个外围设备的数据通道204。该设备接口可以包括用于根据本发明的示例实施方式执行功能的各种组件。例如，设备接口可以包括端口，例如，串行端口或并行端口，其可以将设备接口连接到相应的数据通道并可以由相应的端口控制逻辑来控制。设备接口可以包括各种类型的易失的存储器，其中的至少一些可以由一个或多个数据寄存器、数据寄存器的堆栈等组成。设备接口也可以包括各种其它寄存器(例如，堆栈深度寄存器、状态寄存器、设备库存寄存器、配置寄存器、通道服务寄存器、封包定义寄存器)、多路复用器(例如，数据选择多路复用器、输出数据多路复用器)、解码器(例如，地址解码器、命令解码器)、控制逻辑等。有关设备接口的多个合适的组件的进一步的细节可以在前述的’239专利中得到。

如所示，设备接口202可以经由相应的电路206耦合到数据通道204。对每个数据通道而言，这种电路可以包括被配置为调节到达／来自外围设备的模拟信号的信号调节设备208，例如一个或多个放大器、滤波器、衰减器等。该电路也可以包括合适的模数转换器(ADC)和／或数模转换器(DAC)210。在一个示例中，ADC可以被连接在设备接口202和传感器之间，并且可以被配置为将来自传感器通道的模拟信号转换为数字数据以便输入到设备接口。类似地，例如，DAC可以被连接在设备接口和执行器之间，并可以被配置为将来自设备接口的数字信号转换为模拟信号以便输入到执行器通道。一些传感器或执行器可以直接产生或接受数字信号，从而电路可以不需要ADC或DAC，这是可能的。

设备接口202可以被连接到网络总线，例如图1的网络总线104，并且可以被这样连接使得能够与总线控制器例如图1的总线控制器102通信。在这方面，远程设备可以包括被配置为将数据传送到总线控制器的传送器212和／或被配置为从总线控制器接收命令和数据的接收器214。远程设备200也可以包括第二接收器216，其被配置为在网络被操作在同步模式的情况下从总线控制器接收可选的同步时钟信号。同样地，远程设备可以包括本地振荡器218，其可以支持同步模式或异步模式中的网络的操作。更进一步，远程设备可以包括非易失的存储器220。虽然被示为耦合到设备接口，然而设备接口的不同的实施方式可以替代集成一个或多个接收器、传送器、本地振荡器、存储设备等。

图3示出根据一个示例实施方式的方法300中的各种操作，其中，远程设备106(例如，远程设备200)可以包括或以其它方式耦合到外围设备如传感器和／或执行器。如方框302所示，方法可以包括总线控制器102通过网络总线104数字地将命令和数据传送到远程设备，其中命令和数据可以指定为针对远程设备上的一个或多个数据通道。如方框304所示，可以使用数据协议通过网络传送命令和数据，并且远程设备可以使用该数据协议的结构接收并解释数据和命令。

在一个示例中，命令字可以被反映在消息中，该消息可以包括同步部分、消息体和奇偶校验位。消息体可以包括用于寻址命令的地址字段和用于指定被执行的命令或操作的操作码字段。在一个示例中，在结构上，消息可以包括多个比特，每个比特都具有由第一和第二状态之间的转换定义的值，例如，二进制“0”由低到高转换来定义，而二进制“1”由高到低转换来定义。如方框306所示，远程设备106可以确定命令和数据是否是针对其数据通道中的任何一个而指定的，如果是，则如方框308所示，相应的远程设备可以从指定的数据通道获取数据(如果是传感器)或命令数据通道执行转换(如果是执行器)。如方框310所示，从传感器通道获得的模拟数据可以被转换为数字数据，并且接下来可以根据数据协议被转换为适当的格式。如方框312所示，任何合适的数字数据都可以被传送到控制器。

如图2所建议的，远程设备106可以包括各种类型的易失和非易失的存储器。图4示出远程设备402的存储器结构，该远程设备在各种示例中可以对应于图2的远程设备200。通常，远程设备可以包括基于通道的存储器和基于设备的存储器。

如图4所示，例如，远程设备402可以包括基于通道的存储器，例如用于每个通道的一种或更多类型的易失的存储器。这种基于通道的存储器可以包括：例如，先入先出(FIFO)存储器404、和／或随机存取存储器(RAM)如表存储器406、配置存储器408等。远程设备也可以包括基于设备的存储器如非易失的设备存储存储器410，并且远程设备可以可选地进一步包括易失的RAM如设备配置存储器412。在一个示例中，易失的存储器可以由设备接口202实现在数据寄存器或数据寄存器的堆栈中，并且非易失的设备存储存储器可以对应于非易失的存储器218。

FIFO存储器404可以先入先出地访问，其中被放置在相应的存储器中的第一个值可以是从存储器中获取的第一个值。通道的表存储器406和配置存储器408可以使用相应通道的逻辑地址来访问，在说明性示例中，每个通道的表存储器406和配置存储器408可以开始于0000h处。可以利用远程设备402内的任意通道地址来访问设备存储存储器410和设备配置存储器412，并且类似于可寻址的基于通道的表存储器和配置存储器，可寻址的基于设备的存储器也可以开始于0000h处。也就是说，更普遍地，可寻址的基于通道的存储器可以开始于针对每个通道都具有相同的值的地址处，并且该地址具有与可寻址的基于设备的存储器开始处的地址相同的值。

简而言之，FIFO存储器404和表存储器406可以被用于各种用途如实时数据流(本文定义的“实时”包括“近实时”)的数据获取缓冲。FIFO存储器也可以被用于配置。设备存储存储器410可以被用于信息存储。设备配置存储器412和配置存储器408可以被用于远程设备402内的易失的设备和通道设置，并且可以从设备存储存储器中填充或以其它方式加载。然后，在各种示例实施方式中，设备存储存储器和大部分配置存储器不倾向用于实时数据获取和控制模式中。

FIFO存储器404可以允许到达或来自外围设备的数据流，并且在各种示例中，其可以提供外围设备数据或控制通道与网络总线(例如，总线104)之间的“暂存区”。每个FIFO存储器可以包括入-FIFO(in-FIFO)404a和出-FIFO(out-FIFO)404b，并可以进一步包括入-缓冲器(in-buffer)404c。入-FIFO可以缓冲外围设备和网络总线之间的数据，而出-FIFO可以缓冲网络总线和外围设备之间的数据。在各种示例中，入-FIFO或出-FIFO中的任意一个或两个可以是双端口的，使得数据从相应的外围设备转移出或被转移到相应的外围设备时，数据可以从相应的FIFO中读出或被接收到相应的FIFO中。同样，在各种示例中，入-FIFO或出-FIFO中的任意一个或两个可配置为在直接模式或在缓冲模式中操作。

在直接模式中，入-FIFO404a可以直接从外围设备获得数据。在一个示例中，数据可以被接收到入-缓冲器404c中并直接传送经过至入-FIFO，该入-FIFO准备好由合适的命令来获取。在直接模式中，出-FIFO404b可以接受来自总线的数据并即时将其转移到外围设备。在缓冲模式中，入-FIFO404a和入-缓冲器404c可以隔离地进行动作。从外围设备接收的数据可以被带入到入-缓冲器中并存储在入-缓冲器中。然后，数据可以根据合适的命令从入-缓冲器移动到入-FIFO。缓冲模式中的出-FIFO可以存储来自总线的数据并根据命令将数据从出-FIFO移出到外围设备。

类似于FIFO存储器404，各个通道可以配备具有表存储器406，该表存储器包含以可寻址的方式存储的信息。这种存储器实质上是易失的并且可以被使用在多个逻辑地址处的值可以动态变化的应用中。在各种示例中，这种表存储器可以被称为当前值表(CVT)。这种数据可以被同步或异步地更新。存储在表存储器内的消息可以穿过一个或多个地址位置，其中在一个示例中，每个位置可以包括16位宽的字。在一个示例中，表存储器寻址和消息尺寸可以由设备制造商来限定。

设备存储存储器410可以被远程设备402用来存储数据如UUID、协议版本、数据通道的数量、逻辑地址、群组掩码、设备和／或通道配置信息、设备存储存储器指针、外围设备引导信息、制造商限定的设备和通道信息以及制造商或用户可以限定的任何其它数据。更进一步，例如，设备存储存储器也可以被用来存储用户限定的信息诸如远程设备安装位置、校准数据等。在各种示例中，这种数据至少一部分可以形成电子数据表(EDS)。

在启动或重置远程设备402时，远程设备可以执行引导顺序，该引导顺序可以包括设备初始化阶段及设备和／或通道配置引导阶段。在设备初始化期间，设备存储存储器410的数据可以被加载到易失的存储器(例如，表存储器406、配置存储器408、设备配置存储器412)或其它寄存器空间中，以使得其可以被实时或近实时地访问。在一个示例中，这可以包括从设备存储存储器中读取项目，例如UUID、实现的掩码、逻辑地址和群组地址、设备存储存储器指针等。然后，引导阶段可以是配置设备、通道和相应的外围设备以便操作的过程。关于合适的远程设备上的更多信息和用于执行引导顺序的方法，参见题为“Executing a Boost Sequence including Movement of Data througha Buffer Memory”的美国专利申请No.13／834999。

根据示例实施方式，网络系统的协议可以包括用于基于通道的存储器和基于设备的存储器的截然不同的命令组。在一个示例中，该协议可以包括用于访问远程设备402的基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问远程设备的基于设备的存储器的截然不同的一组设备存储器命令。

通道命令可以包括各种FIFO和不同的通道存储器命令，通过这些命令，FIFO存储器404、表存储器406和／或配置存储器408是可访问的。通道命令包括用于在每个通道和其相应的基于通道的存储器之间接近线速度地移动数据的时基命令。这些命令可以包括例如被指定用于从传感器端口取得数据并将数据提供到执行器端口的命令和／或被指定用于提供信号调节器(例如，信号调节器208)的有效的和“瞬时的”配置设置的命令。

通过使用命令，设备存储存储器410和被配置存储器412是可以访问的，设备存储器命令可以包括这些命令。针对微处理器存储器可能被禁止访问的应用前景，这些命令一般可以被用来提供到静态信息、操作信息、配置、校准和目录信息的访问，并且／或者用来提供映射的存储器访问。

以下将描述关于各种通道命令和设备存储器命令的进一步的信息。

1.示例通道命令描述

可以配备一个或多个远程设备402用于针对数据获取或控制应用以及通道配置执行时间确定的动作。这样的设备可以使用多个基于时间的命令中的一个来将数据移入入-FIFO404a中、移出出-FIFO404b、移入或移出表存储器406，或者移入或移出通道配置存储器408。远程设备内每个可寻址的通道可以包含不同的易失的存储器选项中的一个或多个。通道命令实质上可以是实时的，使得每个命令的执行时间和响应可以被很好地理解，并且可以被预测、限定等。每个通道命令和对其的响应的执行时间可能比每个设备存储器命令和对其的响应的执行时间更具预测性，这由此可以导致相应命令的不同的时序要求。

通道命令可以包括用于移动实时连续获取的数据(例如分别从ADC或DAC(例如，ADC／DAC210)经过入-FIFO存储器404a或出-FIFO存储器404b)的通道FIFO命令。这些FIFO命令可以提供单个数据字和／或显式定义的数据字块的传输。这些FIFO命令也可以允许远程设备402在非易失的设备存储存储器410内被预配置，该非易失的设备存储存储器可以使用包来预定义数据传输大小。此类包命令的使用可以消除读取和写入命令内的块大小字。包大小可以隐式定义入-FIFO和出-FIFO中待移动的数据块大小。

通道命令也可以包括通道存储器命令，该通道存储器命令用于将实时连续获取的数据移动通过表存储器406，或者用于合适的配置存储器408中的每个数据通道的缓存配置信息。在这方面，表存储器可以被用来保持可寻址存储器空间中的输入(数据获取)或输出(控制)数据，其可以被用来移动存储在易失的可寻址的存储器位置的实时连续获取的数据。

配置存储器408可以被用来即时编程通道的用户可配置属性。改变该存储器的值可以是暂时的或易失的。设备存储存储器410不能在易失的通道存储器中存储配置设置。但是在各种示例中，易失的通道存储器中的任何变化可能需要在设备存储存储器的等效空间中进行，例如在远程设备402的供电循环或重置之后可能需要设置的情况下。在通道配置值被存储在设备存储存储器中并且通道引导时间表存在的情况下，在启动或重置时，远程设备可以加载通道配置存储器并用存储在非易失的设备存储存储器内的值对通道进行配置。相反地，在通道配置值没有存储在设备存储存储器的情况下，当远程设备被重置或当供电循环时，这些通道配置值会被存储在设备存储存储器中的值替换。

1.1触发

触发命令可以被用来利用触发命令字内的转换精确地锁存远程设备402之内或之外的数据。这种特征可以被用来建立全局时基。

被配置作为传感器的远程设备通道可以利用入-FIFO404a。在一个示例中，当收到触发命令时，转换信号可以被即时地生成，这可以使外围设备开始样本转换。当外围设备生成样本时，入-FIFO可以获取预编程量的数据。

被配置作为执行器的远程设备通道可以利用出-FIFO404b。在一个示例中，当收到触发命令时，转换信号可以被即时地生成，这可以使到外围设备(例如，DAC210)的输出组件更新其输出。然后，出-FIFO可以发出预编程量的数据。对于触发操作，出-FIFO可以一直处于缓冲模式(直接模式只要收到数据就将可以数据移出外围设备如执行器)。

1.2同步

除执行类似于上述描述的触发操作之外，同步命令可以被用来精确地同步远程设备402。该命令可以同时产生同步信号和触发信号。

在一个示例中，同步命令可以是等时操作，在该等时操作中，同步并触发(synchronize-and-trigger)事件在改变同步命令消息中的奇偶校验位的中心边缘(center edge)时可以被生成。除产生同步信号外，同步命令可以在远程设备402内具有与上述的触发命令相同或相似的时序和行为。在一个示例中，对带有触发信号的同步命令的响应是强制的，但是根据应用，同步信号的提供或使用是可选的。

1.3获取通道状态

获取通道状态命令可以针对单个通道，通过通道获取通道状态命令获得该通道的状态。在一个示例中，状态可以被反映在(例如，设备接口202中的)多位状态寄存器中，并且获取通道状态命令可以被指向以获取状态寄存器的内容。状态寄存器的内容可以包括多位，其中的一些位可以被锁存而其中的其它位可以不被锁存。在一个示例中，当状态字被获取通道状态命令读取时，锁存位可以被清除。

对获取通道状态命令的响应可以反映任意多个不同的组件的状态或远程设备402的操作能力。例如，在多位状态寄存器的情形中，每一位都可以指示设置时的特定状态。寄存器可以包括指示在试图访问入-FIFO404a、出-FIFO404b或表存储器406和／或在试图写入相应的存储器时的错误的位。

状态寄存器可以包括指示关于数据转移到或转移出FIFO404a、404b的错误或其它通知(例如，入-FIFO的提早清除、用于传输到入-FIFO的请求的外围设备数据的缺失、请求的通道传输操作的中断或停止等)的其它位。寄存器可以包括表示通道的主故障标记的位和／或指示内部逻辑状况、忙碌状况等的位。寄存器可以包括绑定到相应的外部外围设备并指示相应设备的状态的位。寄存器可以包括指示测试模式中的通道或指示通道机内测试(BIT)中出现错误的位。在通道能够实施宏处理的更进一步的示例中，寄存器可以包括指示该处理被启用的位。

1.4设置通道服务

设置-通道-服务命令可以被用来(例如通过每个通道的(例如，设备接口202中的)通道-服务寄存器)执行输出类型分散服务和操作码操作。在各种示例中，设置-通道-服务命令可以包括用于指示操作码操作的部分(例如，最低有效位-LS-字节)和用于指示服务操作的另一部分(例如，最高有效位-MS-字节)。

通道-服务操作码可以将远程设备402暂时设置为测试模式如BIT或另一测试模式。通道-服务操作码可以覆盖远程设备的另一操作模式直到该远程设备被重置或重置为其正常操作模式(例如，通过另一操作码)或供电被循环。这些测试模式中一些不可以用于所有设备，如果通道不支持操作码，则该操作码可以被忽略。

设置-通道-服务命令中用于指示服务操作的部分可以包括通道-服务重置位字段，其可以被用来重置通道内的易失的存储器和／或各种寄存器。在一个示例中，该字段可以是多位字段，其中每一位均可以被设置以选择存储器来重置或以其它方式清除。字段可以包括清除通道的入-FIFO404a和／或出-FIFO404b的位，并且在各种示例中该位也可以清除与相应的输入和／或输出端口有关的任何其它缓冲器。字段也可以包括清除通道的表存储器406(例如通过将选择的存储器的内容清除为0000h)的位，并且在各种示例中，该位也可以清除任何累加器或重置任何计时器。这可以只重置选择的存储器，并且不会影响配置存储器408的内容。在收到设置-通道-服务命令之后，远程设备402可以立即准备开始接受新的命令。一些选择可能不被支持。如果通道不支持位选择，则位选择可以被忽略。

1.5获取入-FIFO／出-FIFO计数

获取-入-FIFO-计数命令可以被用来确定缓冲模式中入-FIFO404a或直接模式中入-缓冲器404c和入-FIFO中包含的字的数目。类似地，获取-出-FIFO-计数命令可以被用来确定出-FIFO404b中包含的字的数目。这些命令可以使远程设备402返回表示相应的入-FIFO或出-FIFO中包含的字的数目的多位值。

1.6外围设备到FIFO／FIFO到外围设备传输

FIFO-传输命令可以被用来将数据从出-FIFO404b移至远程设备的外围设备，并且／或者将数据从外围设备移至入-缓冲器404c。该命令可以包括指定要从出-FIFO传输到外围设备的多个字节和／或要从外围设备传输至入-缓冲器的字节的数目的相应的变元(argument)。然而，变元中的任意一个可以是零。在各种示例中，虽然命令可以指定字节的数目，然而，数据可能以字为边界进行传输。例如，当存在奇数个字节时，从出-FIFO传送或内-缓冲器404c接收的最后的字会包含有效的较低字节和无效的较高字节。

接收该命令的远程设备402可以用多种不同的方式来响应多种不同的状况。例如，针对出-FIFO404b中的传输，只要出-FIFO中存在要传输的字，远程设备就可以传输指定数目的字节。如果在限定的传输完成之前，出-FIFO用尽了其内容，则命令会异常中止。如果入-缓冲器变元大于入-FIFO404a在单个请求中能够处理的字节的数目，则FIFO能够处理的最大数目的字节可以被传输到入-缓冲器404c而剩余的请求可以被忽略。这可以避免故障并确保只有计划的数据被输出至外围设备。

当入-缓冲器变元大于0时，入-FIFO404a可以操作在直接模式中，并且当出-FIFO变元大于0时，出-FIFO404b可以被设置成缓冲模式。在任一种情况下，如果不同于通道的配置设置，但是直接／缓冲模式操作即便是暂时地也可以发生而不管通道的设置。

当出-FIFO变元大于入-缓冲器变元时，入-缓冲器内容可以在变元之间的差值之后开始被接收。在另一方面，当出-FIFO变元小于或等于入-缓冲器变元时，传输可以同时开始。如果需要的输出数据仍然超过指定的，例如针对全双工FIFO，则FIFO404可以插入预定义的值。

1.7读取入-FIFO字／块／包

这些读取-入-FIFO命令可以被用来从远程设备402通道的入-FIFO404a读取数据字、字块或多个字的预定义的包，并且将(多个)字传输到总线(例如，总线104)上。在一个示例中，数据字的数目可以在命令中指定。并且在字的包的上下文的一个示例中，包中数据字的数目可以被预定义在远程设备的(例如，设备接口202中的)包定义寄存器内。

1.8写入出-FIFO字／块／包

这些写入-出-FIFO命令可以被用来从总线(例如，总线104)接收数据字、字块或字的预定义的包，并将(多个)字写入到出-FIFO404b。类似于读取命令，在一个示例中，数据字的数目可以被指定在命令中。同样地，例如，包中数据字的数目可以被预定义在远程设备的包定义寄存器内。

1.9获取同时写入出-FIFO字／块／包

这些获取-同时-写入-出-FIFO命令可以被用来从总线(例如，总线104)接收数据字、字块或字的预定义的包，并将(多个)字写入到出-FIFO404b。然后，在从外围设备获取一个数据字进入FIFO404a的同时，出-FIFO可以即时将数据直接发送到外围设备。与上述类似，在一个示例中，数据字的数目可以在命令中指定，或者对于包，数据字的数目可以在包定义寄存器内预定义。入-FIFO和出-FIFO可以被设置为直接模式或缓冲模式。但是这些命令倾向于在出-FIFO被设置成直接模式时使用。在一个示例中，如果远程设备402在出-FIFO处于缓冲模式时收到命令，则远程设备可以将该命令当作写入-出-FIFO命令。

1.10读取／写入通道存储器块

这些命令可以被用来从设备的通道存储器中读取数据字块或将数据字块写入到设备的通道存储器中。这些命令可以包括指示存储器位置指针值的变元，并且读取／写入操作可以在由相应的变元指示的通道存储器中的位置处开始。命令可以包括额外的数据变元，该数据变元可以告知服务器402多少数据字要从其存储器中读取并在总线(例如，总线104)上传输，或者多少数据字要从总线上接收并写入其存储器中。远程设备可以在传递的指针值处开始读取／写入数据，并在递增的地址处连续读取／写入。

2示例设备-存储器命令描述

除通道命令外，协议还可以包括设备-存储器命令。这些命令可以包括寻址用来配置远程设备402的基于设备的存储器的命令。如上所示，在各种示例中，这种存储器空间不倾向用于实时数据获取操作。

设备-存储器命令通常寻址用于存储初始化过程和运行时间操作两者的配置信息和控制信息的非易失的设备存储存储器410，但是其也可以寻址易失的设备配置存储器412。如上所述，设备存储存储器可以包括用户提供的信息和制造商存储的信息。用户提供的信息可以包括如远程设备在设备和通道级别上的专用的信息，并可以包括通道参数信息、校准系数等。制造商存储的信息可以包括诸如引导例程、设备特定调整系数、用户不可改变的其它信息等。在各种示例中，设备存储存储器内的空间可以预留给易失的设备的非易失的存储和通道配置存储器。

成功地从存储器位置读取和写入到存储器位置的能力可以取决于远程设备402的硬件实施方式。在各种示例中，制造商的经过设备接口(例如，设备接口202)的存储器访问时间对从非易失的存储器中读取和写入到非易失的存储器都是必要的，其可以被指定。

2.1设置／获取设备存储器指针

这些设备存储器指针命令可以设置或读取远程设备402内的多位设备存储器地址指针。对于设置命令，一个或多个远程设备可以通过将其相应的设备存储器地址指针设置为指向命令变元中包含的值来响应该命令；并且在各种示例中，该命令倾向于增加页面类型的存储器，在页面类型的存储器中，缓存可以被用来降低设备存储存储器410中的读取循环时间。对于获取(读取)命令，远程设备可以用其设备存储器地址指针的当前位置来响应。

2.2读取／写入设备存储器块

这些命令可以被用来从设备存储存储器410读取数据字块或将数据字块写入到设备存储存储器410。这些命令可以包括指示存储器位置指针值的变元，并且读取／写入操作可以在设备存储存储器中由相应的变元指示的位置处开始。这些命令可以包括额外的数据变元，该数据变元可以告知服务器402多少数据字要从其设备存储存储器中读取并在总线(例如，总线104)上传输，或者多少数据字要从总线上接收并写入其设备存储存储器中。远程设备可以在传递的指针值处开始读取／写入数据，并在递增的地址处连续读取／写入。

2.3设置存储器保护模式

该命令可以被用来解锁或锁定设备存储存储器410的部分。该命令可以包括包含合适的解锁码的变元。

根据本发明的示例实施方式，包括其主机计算机或总线控制器102、网络总线104以及一个或多个远程设备106的网络系统100可以通过各种方式实施如图4所示的那些操作。这些方式可以包括单独硬件的或在数据、程序指令、程序代码、计算机程序代码、计算机可读程序代码、可执行的计算机可读程序代码等(通常称为“计算机程序”，例如，软件、固件等)指导下的硬件。如上所述，在各种示例中，这种硬件可以包括执行存储在非易失的计算机可读存储介质如FIFO存储器404、表存储器406、配置存储器408、设备存储存储器410和／或设备配置存储器412中的计算机程序的ASIC、FPGA等。

更普遍地，根据示例实施方式，可以将任何合适的计算机程序从计算机可读存储介质(例如，FIFO存储器404、表存储器406、配置存储器408、设备存储存储器410、设备配置存储器412)中更普遍地加载到计算机或其它可编程装置(例如，ASIC、FPGA)上以形成特定机器，使得该特定机器成为用于实现在此指定的一项或更多功能的工具。计算机程序也可以被存储在能够指导计算机、处理器或其它可编程装置按特定方式运行的计算机可读存储介质中，从而形成特定机器或特定制品(article of manufacture)。存储在计算机可读存储介质中的指令可以产生制品，其中该制品变成用于实现在此描述的功能的工具。可以从计算机可读存储介质中获取程序代码指令并将其加载到计算机、处理器或其它可编程装置中，从而配置计算机、处理器或其它可编程装置来执行将在计算机、处理器或其它可编程装置上执行的或由计算机、处理器或其它可编程装置执行的操作。

可以连续地进行程序代码指令的获取、加载和执行，使得每次获取、加载和执行一条指令。在一些示例实施例中，可以并行地进行获取、加载和／或执行，使得多条指令一起被获取、加载和／或执行。程序代码指令的执行可以形成计算机实施的过程，使得由计算机、处理器或其它可编程装置执行的指令提供用于实现在此描述的功能的操作。

处理器对指令的执行或指令在计算机可读存储介质中的存储支持用于执行指定功能的操作的组合。也将理解的是，一个或多个功能以及功能的组合可以由执行指定功能的基于专用硬件的计算机系统和／或处理器实现，或者由专用硬件和程序代码指令的组合体实现。

此外，本发明包含根据下列条款的实施例。

条款1.一种系统，所述系统包含：

远程设备，其包含用于相应的一个或多个外围设备的一个或多个数据通道，并包含用于每个数据通道的易失的基于通道的存储器和用于远程设备的非易失的基于设备的存储器；以及

总线控制器，其经由数字网络总线耦合到远程设备，并被配置为通过网络总线将命令传送到远程设备，并且响应于该命令的接收，远程设备被配置为从指定的数据通道获取数据或命令指定的数据通道执行转换，

其中命令来自远程设备与之兼容的通信协议，通信协议包括用于访问基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问基于设备的存储器的明显不同的一组设备存储器命令，通道命令和设备存储器命令具有不同的时序要求。

条款2.如条款1所述的系统，其中易失的基于通道的存储器由远程设备的设备接口在一个或多个数据寄存器或数据寄存器的一个或多个堆栈中实现。

条款3.如条款1所述的系统，其中通道命令包括用于在每个数据通道和其相应的基于通道的存储器之间近似线速度地移动数据的时基命令。

条款4.如条款1所述的系统，其中基于通道的存储器包括用于每个数据通道的先入先出存储器即FIFO存储器和随机存取表存储器，并且

其中通道命令包括用于将实时连续获取的数据移动通过FIFO存储器的通道FIFO命令，以及用于将实时连续获取的数据移动通过表存储器的不同的通道存储器命令。

条款5.如条款4所述的系统，其中基于通道的存储器进一步包括随机存取配置存储器，并且

其中通道命令进一步包括用于缓存配置存储器中的配置信息的通道存储器命令。

条款6.如条款1所述的系统，其中设备存储器命令包括用于寻址用来配置远程设备的基于设备的存储器的命令。

条款7.如条款1所述的系统，其中基于通道的存储器和基于设备的存储器中的每个都包括可寻址的存储器，可寻址的基于通道的存储器开始于针对每个数据通道都具有相同值的地址处，并且具有与可寻址的基于设备的存储器开始处的地址相同的值。

受益于上述说明和相关附图所呈现的教导内容的本发明所属领域的技术人员将想得到本文所阐述的发明的许多修改和其它实施方式。例如，本文阐述的本发明的示例实施方式可以代替或补充其他图像处理技术如超分辨率、后处理图像增强等使用。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施方式，并且所附权利要求的范围旨在将修改和其它实施方式包括在内。此外，虽然上述说明和相关附图描述了在元件和／或功能的某些示例性组合的背景中的示例性实施方式，然而，应当认识到在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可以由可替换的实施方式来提供元件和／或功能的不同组合。在这方面，例如，不同于上述明确描述的元件和／或功能的不同组合也是可预期的，其可能在一些所附权利要求中被阐述。虽然本文采用了具体的术语，但是其仅用于通用和描述性意义，并非为了限制的目的。

Claims (15)

1.一种装置，其包括：

设备接口(202)，其耦合到并限定用于相应的一个或多个外围设备(108)的一个或多个数据通道(204)，并且包括用于每个数据通道(204)的易失的基于通道的存储器；以及

耦合到所述设备接口(202)的非易失的基于设备的存储器；

其中所述设备接口(202)经由数字网络总线(104)可耦合到总线控制器(102)，并被配置为通过所述网络总线(104)从所述总线控制器(102)接收命令，并且响应于该命令的接收，所述设备接口(202)被配置为使所述装置从指定的数据通道(204)获取数据或命令所述指定的数据通道(204)执行转换，

其中所述命令来自所述装置与之兼容的通信协议，所述通信协议包括用于访问所述基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问所述基于设备的存储器的明显不同的一组设备存储器命令，所述通道命令和所述设备存储器命令具有不同的时序要求。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述易失的基于通道的存储器由所述设备接口(202)在一个或多个数据寄存器或数据寄存器的一个或多个堆栈中实现。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述通道命令包括用于在每个数据通道(204)和其相应的基于通道的存储器之间近似线速度地移动数据的时基命令。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述基于通道的存储器包括用于每个数据通道(204)的先入先出存储器即FIFO存储器(404)和随机存取表存储器(406)，并且

其中所述通道命令包括用于将实时连续获取的数据移动通过所述FIFO存储器(404)的通道FIFO命令，以及用于将实时连续获取的数据移动通过所述表存储器(406)的不同的通道存储器命令。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述基于通道的存储器进一步包括随机存取配置存储器(408)，并且

其中所述通道命令进一步包括用于缓存所述配置存储器(408)中的配置信息的通道存储器命令。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述设备存储器命令包括用于寻址用来配置所述装置的基于设备的存储器的命令。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述基于通道的存储器和基于设备的存储器都包括可寻址的存储器，所述可寻址的基于通道的存储器开始于针对每个数据通道都具有相同值的地址处，并且具有与所述可寻址的基于设备的存储器开始处的地址相同的值。

8.一种方法，其包括：

在远程设备(106)处经由数字网络总线(104)从总线控制器(102)接收命令，所述远程设备(106)包括用于相应的一个或多个外围设备(108)的一个或多个数据通道(204)，并包括用于每个数据通道的易失的基于通道的存储器和用于所述远程设备(106)的非易失的基于设备的存储器；并且响应于该命令的接收，

从指定的数据通道(204)获取数据或命令所述指定的数据通道(204)执行转换，

其中所述命令来自所述远程设备(106)与之兼容的通信协议，所述通信协议包括用于访问所述基于通道的存储器的一组通道命令和用于访问所述基于设备的存储器的明显不同的一组设备存储器命令，所述通道命令和所述设备存储器命令具有不同的时序要求。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述通道命令包括用于在每个数据通道(204)和其相应的基于通道的存储器之间近似线速度地移动数据的时基命令。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述基于通道的存储器包括用于每个数据通道(204)的先入先出存储器即FIFO存储器(404)和随机存取表存储器(406)，并且

其中所述通道命令包括用于将实时连续获取的数据移动通过所述FIFO存储器(404)的通道FIFO命令，以及用于将实时连续获取的数据移动通过所述表存储器(406)的不同的通道存储器命令。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述基于通道的存储器进一步包括随机存取配置存储器(408)，并且

其中所述通道命令进一步包括用于缓存所述配置存储器(408)中的配置信息的通道存储器命令。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述设备存储器命令包括用于寻址用来配置所述远程设备(106)的基于设备的存储器的命令。

13.根据权利要求8所述的方法，其中所述基于通道的存储器和基于设备的存储器都包括可寻址的存储器，所述可寻址的基于通道的存储器开始于针对每个数据通道都具有相同值的地址处，并且具有与所述可寻址的基于设备的存储器开始处的地址相同的值。

14.一种系统，其包括：

远程设备(106)，其包括权利要求1-7中任一项权利要求所述的装置；以及

总线控制器(102)，其经由数字网络总线(104)耦合到所述远程设备(106)，并且被配置为通过所述网络总线(104)将命令发送到所述远程设备(106)。

15.一种飞行器，其包括权利要求14所述的系统。