CN104598411B - 一种收发器io端口的状态切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种收发器IO端口的状态切换方法及装置，其中用于内核层的方法包括：在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后立即触发中断程序，在所述中断程序中判断本次发送是否是最后一次发送，其中所述收发器每次按照指定单位接收应用层发来的数据并发送给总线；如果是最后一次发送，则在所述中断程序中将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。在本实施例中，应用层实现了对发送过程的监控，可通知内核层将要发送最后一次数据；内核层当判断出是最后一次发送时则使IO端口由发送状态切换为接收状态。这样IO端口不再需要等待应用层的切换指令即可完成切换。

Description

一种收发器IO端口的状态切换方法及装置

技术领域

本发明涉及总线通信技术，尤其涉及一种收发器IO端口的状态切换方法及装置。

背景技术

对于总线上的设备，一般都是由设备的应用层(或者说是应用程序)通过控制IO(Input/Output，输入输出)端口的状态来控制设备的收发器进行数据接收及发送的。例如在设备需要向外发送数据时，由应用层将IO端口设置为发送状态，以便设备的收发器能够向总线发送数据；当数据发送完毕后，再由应用层把IO端口设置为接收状态，以便该设备能够通过收发器接收总线上其他设备所发送的数据。

发明人在实现本发明的过程中发现，应用层通常都存在调度周期(例如Linux操作系统下用于调度的时间片是10ms)，所以无法保证对IO端口状态切换的实时性，换句话说，对IO端口状态的切换可能存在时间上的延时，从而带来不良后果，这一点对于485总线等半双工模式的总线系统尤为明显。所谓半双工是指一个设备在发送数据时，其他设备只能处于接收状态；只有等到发送数据的设备发送完毕，其他设备才能进行发送；如果有两个设备同时进行发送，则会发生冲突，即二者发送的数据在总线上相遇时信号重叠，使信号波形发生变化，导致数据出错。

在一种典型的场景下，设备的数据已经发送完毕，但由于发生了任务调度或者其他高优先级的事件，应用层只能延迟切换该设备IO端口的状态，导致在一段时间内该设备的IO端口还是处于发送状态，这就会和总线上的其他设备产生冲突，影响到其他设备的数据发送。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种收发器IO端口的状态切换方法及装置，以解决对IO端口状态无法进行及时切换的问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种收发器IO端口的状态切换方法，用于内核层，所述方法包括：

在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后立即触发中断程序，在所述中断程序中判断本次发送是否是最后一次发送，其中所述收发器每次按照指定单位接收应用层发来的数据并发送给总线；

如果是最后一次发送，则在所述中断程序中将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

可选的，所述判断本次发送是否是最后一次发送，包括：

判断指定标志位是否被置位；

如果所述指定标志位被置位，则确定本次发送是最后一次发送，其中所述指定标志位在内核层收到应用层将要进行最后一次数据发送的通知时被内核层置位。

可选的，所述方法还包括：

将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态之后，对所述指定标志位进行复位。

可选的，所述方法还包括：

如果不是最后一次发送，则执行预设常规操作，然后退出所述中断程序。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种收发器IO端口的状态切换方法，用于应用层，所述方法包括：

将待发送数据包中的数据按照指定单位依次发送给收发器，以使所述收发器将每次收到的数据向总线发送；

在最后一次发送数据给所述收发器之前，通知内核层将要进行所述最后一次发送，以使内核层在所述收发器发送完最后一次数据后通过立即触发中断程序将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

可选的，所述通知内核层将要进行所述最后一次发送，包括：

向所述收发器的IO端口发送命令，以使所述IO端口告知内核层将要进行最后一次发送。

可选的，所述指定单位为一个字节。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种收发器IO端口的状态切换装置，用于内核层，所述装置包括：

中断触发单元，用于在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后立即触发中断单元；

中断单元，用于判断本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送，则将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

可选的，所述中断单元用于判断本次发送是否是最后一次发送时，用于：

判断指定标志位是否被置位；

如果所述指定标志位被置位，则确定本次发送是最后一次发送，其中所述指定标志位在内核层收到应用层将要进行最后一次数据发送的通知时被内核层置位。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种收发器IO端口的状态切换装置，用于应用层，所述装置包括：

数据发送单元，用于将待发送数据包中的数据按照指定单位依次发送给收发器，以使所述收发器将每次收到的数据向总线发送；

切换通知单元，用于在最后一次发送数据给所述收发器之前，通知内核层将要进行所述最后一次发送，以使内核层在所述收发器发送完最后一次数据后立即通过触发中断程序将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在发明本实施例中，应用层通过将待发送数据包分次传递给IO端口进行发送(例如每次只发送1个字节)的方式实现了对发送过程的监控，这样应用层便可以确定出哪一次是最后一次发送，然后在最后一次发送之前，应用层通知内核层将要发送最后一次数据；内核层在每次发完数据所触发的中断程序中，便可根据该通知确定本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送则在该中断程序中使IO端口由发送状态切换为接收状态。这样判断最后一次发送完毕与IO端口状态切换在同一个中断中完成，几乎无时间延时，IO端口不再需要等待应用层的切换指令即可完成切换，避免了发送完数据后但依然保持发送状态的情况的出现，进而避免了对总线上其他设备的影响。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换方法的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换方法的流程图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换方法的流程图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换装置的框图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换装置的框图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换方法的流程图。该方法可以用于内核层。参见图1所示，该方法可以包括：

S101，在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后立即触发中断程序，在所述中断程序中判断本次发送是否是最后一次发送，其中所述收发器每次按照指定单位接收应用层发来的数据并发送给总线。

S102，如果是最后一次发送，则在所述中断程序中将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

以Linux操作系统及485总线为例，在Linux操作系统中，所有关于硬件的操作都在内核层上完成，内核层是直接跟硬件打交道的，所以在本实施例中首先对内核层进行了修改，将IO端口切换的操作放在内核层，这样切换的时间就会大大缩短，不会因为应用层任务调度或者其他高优先级的事件而导致IO口状态切换不及时。

同时，内核层对IO端口状态进行切换的时机也非常重要，不能过晚，以免仍然造成切换延迟，也不能过早，以免影响数据的正常发送。所以内核层对IO端口状态进行切换的时机应该选在所有数据刚好向485总线发送完毕之后立即进行。

不过在现有技术中，应用层在发送数据时直接调用系统提供的相应API接口即可，系统会自动把待发送数据包一次性拷贝到收发器的硬件FIFO(First Input FirstOutput，先入先出队列)中，然后进行发送。这样带来的后果就是应用层和内核层均无法精确监控发送过程，无法获悉什么时候所有数据刚好发送完毕。

因此，在本实施例中，对应用层也进行了修改，令应用层将待发送的数据包进行分割，然后按照指定单位分次传送给(例如每次一个字节)收发器去向总线发送，换句话说，由应用层一次性填充收发器硬件FIFO转变为应用层分次填充收发器硬件FIFO。这样应用层就能够完全监测数据发送的进度，可以获知什么时候发送倒数第二次数据以及什么时候发送最后一次数据。

接下来，应用层就可以在最后一次发送数据给所述收发器之前，发出通知通知内核层马上就要进行最后一次数据发送。在倒数第二次数据发送完毕之后，内核层通过中断程序判断未收到应用层的通知，所以不会进行IO端口的状态切换；随后，应用层准备发送最后一次数据，并在发送之前通知内核层，然后便发送了最后一次数据；内核层接收应用层该次发送来的数据并将其发送给总线，当发送完毕后，内核层通过中断程序判断出已收到过该通知，也即代表刚才的发送其实是最后一次发送，所以在该中断程序便可以立即实施对IO端口的状态切换操作。

另外，对于应用层具体如何去通知内核层将要进行最后一次数据发送，本实施例并不进行限制，本领域技术人员可以结合具体场景设计应用层通知内核层的方式，可以在此处使用的这些方式都没有背离本发明的精神和保护范围。

参见图2所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述判断本次发送是否是最后一次发送，可以包括：

S201，判断指定标志位是否被置位。

S202，如果所述指定标志位被置位，则确定本次发送是最后一次发送，其中所述指定标志位在内核层收到应用层将要进行最后一次数据发送的通知时被内核层置位。

在一些场景下，内核层可以通过对某指定标志位Flag进行置位的方式来记录下是否收到了应用层将要进行最后一次数据发送的通知。Linux串口发送驱动中通常采用中断发送模式，所以可以在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后，触发上述中断程序，然后在该中断程序中判断该Flag是否已被置位。如果该Flag已被置位，则代表本次刚发送完毕的数据即最后一次数据，所以需要立即对IO端口的状态进行切换，即由发送状态切换为接收状态。

如果不是最后一次发送，则可以执行预设常规操作,然后退出所述中断程序。预设常规操作可以包括将其他一些已有的相关的寄存器进行置位或者清零，以及向上层反馈处理完毕等消息，等等，本实施例并不进行限制。

此外，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述方法还可以包括：

将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态之后，对所述指定标志位进行复位。这样在下次发送数据包时该标志位便可直接被使用。

在本实施例中，应用层通过将待发送数据包分次传递给IO端口进行发送(例如每次只发送1个字节)的方式实现了对发送过程的监控，这样应用层便可以确定出哪一次是最后一次发送，然后在最后一次发送之前，应用层通知内核层将要发送最后一次数据；内核层在每次发完数据所触发的中断程序中，便可根据该通知确定本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送则在该中断程序中使IO端口由发送状态切换为接收状态。这样判断最后一次发送完毕与IO端口状态切换在同一个中断中完成，几乎无时间延时，IO端口不再需要等待应用层的切换指令即可完成切换，避免了发送完数据后但依然保持发送状态的情况的出现，进而避免了对总线上其他设备的影响。

图3是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换方法的流程图。该方法可以用于应用层。参见图3所示，该方法可以包括：

S301，将待发送数据包中的数据按照指定单位依次发送给收发器，以使所述收发器将每次收到的数据向总线发送。

作为示例，在一些场景下，所述指定单位可以为一个字节，即每次向收发器发送一个字节的数据。当然在其他场景下，所述指定单位也可以是其他大小，例如每次向收发器发送十个字节，等等。

S302，在最后一次发送数据给所述收发器之前，通知内核层将要进行所述最后一次发送，以使内核层在所述收发器发送完最后一次数据后通过立即触发中断程序将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述通知内核层将要进行所述最后一次发送，可以包括：

向所述收发器的IO端口发送命令，以使所述IO端口告知内核层将要进行最后一次发送。

这是因为在很多场景下，应用层无法直接向内核层发送命令，所以在本实施例中可以借助IO端口对内核层进行通知。

在本实施例中，应用层通过将待发送数据包分次传递给IO端口进行发送(例如每次只发送1个字节)的方式实现了对发送过程的监控，这样应用层便可以确定出哪一次是最后一次发送，然后在最后一次发送之前，应用层通知内核层将要发送最后一次数据；内核层在每次发完数据所触发的中断程序中，便可根据该通知确定本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送则在该中断程序中使IO端口由发送状态切换为接收状态。这样判断最后一次发送完毕与IO端口状态切换在同一个中断中完成，几乎无时间延时，IO端口不再需要等待应用层的切换指令即可完成切换，避免了发送完数据后但依然保持发送状态的情况的出现，进而避免了对总线上其他设备的影响。

下面结合一具体场景对本发明方案进行进一步描述。

图4是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换方法的流程图。

在应用层：

S401，向收发器硬件FIFO发送1个字节的数据。

S402，判断数据是否都发送完毕。如果没有都发送完毕，则进入步骤S403；如果已全部发送完毕，则结束应用层的流程。

S403，判断是否还剩下最后1个字节。也即判断是否将要发送最后1个字节。如果是则进入步骤S404，如果否则跳回步骤S401。

S404，通知内核层将要发送最后1字节。然后跳回步骤S401。

在内核层：

S405，收发器硬件FIFO接收应用层发来的1个字节数据。

S406，向总线发送该1个字节的数据。也即将应用层发来的1个字节的数据发给总线。

S407，触发中断：判断Flag是否被置位。如果Flag被置位，则进入步骤S408，如果未被置位，则跳回步骤S405。

S408，切换IO端口状态。即将IO端口由发送状态切换为接收状态。

S409，将Flag复位。然后结束内核层的流程。

此外，图4中内核层还包括另一分支流程：

S410，接收将要发送最后1字节的通知。

S411，将Flag置位。

上述分支流程描述了内核层根据应用层发送的将要发送最后一个字节的通知而将Flag置位的过程。

图5是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换装置的框图，可以用于内核层。参见图5所示，所述装置可以包括：

中断触发单元501，用于在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后立即触发中断单元；

中断单元502，用于判断本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送，则将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述中断单元用于判断本次发送是否是最后一次发送时，用于：

判断指定标志位是否被置位；

如果所述指定标志位被置位，则确定本次发送是最后一次发送，其中所述指定标志位在内核层收到应用层将要进行最后一次数据发送的通知时被内核层置位。

参见图6所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述装置还可以包括：

复位单元503，用于在将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态之后，对所述指定标志位进行复位。

在发明本实施例中，应用层通过将待发送数据包分次传递给IO端口进行发送(例如每次只发送1个字节)的方式实现了对发送过程的监控，这样应用层便可以确定出哪一次是最后一次发送，然后在最后一次发送之前，应用层通知内核层将要发送最后一次数据；内核层在每次发完数据所触发的中断程序中，便可根据该通知确定本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送则在该中断程序中使IO端口由发送状态切换为接收状态。这样判断最后一次发送完毕与IO端口状态切换在同一个中断中完成，几乎无时间延时，IO端口不再需要等待应用层的切换指令即可完成切换，避免了发送完数据后但依然保持发送状态的情况的出现，进而避免了对总线上其他设备的影响。

图7是根据一示例性实施例示出的一种收发器IO端口的状态切换装置的框图，可以用于应用层。参见图7所示，所述装置可以包括：

数据发送单元701，用于将待发送数据包中的数据按照指定单位依次发送给收发器，以使所述收发器将每次收到的数据向总线发送；

切换通知单元702，用于在最后一次发送数据给所述收发器之前，通知内核层将要进行所述最后一次发送，以使内核层在所述收发器发送完最后一次数据后立即通过触发中断程序将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

在发明本实施例中，应用层通过将待发送数据包分次传递给IO端口进行发送(例如每次只发送1个字节)的方式实现了对发送过程的监控，这样应用层便可以确定出哪一次是最后一次发送，然后在最后一次发送之前，应用层通知内核层将要发送最后一次数据；内核层在每次发完数据所触发的中断程序中，便可根据该通知确定本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送则在该中断程序中使IO端口由发送状态切换为接收状态。这样判断最后一次发送完毕与IO端口状态切换在同一个中断中完成，几乎无时间延时，IO端口不再需要等待应用层的切换指令即可完成切换，避免了发送完数据后但依然保持发送状态的情况的出现，进而避免了对总线上其他设备的影响。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种收发器IO端口的状态切换方法，其特征在于，用于内核层，所述方法包括：

在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后立即触发中断程序，在所述中断程序中判断本次发送是否是最后一次发送，其中所述收发器每次按照指定单位接收应用层发来的数据并发送给总线；

所述判断本次发送是否是最后一次发送，包括：

判断指定标志位是否被置位；

如果所述指定标志位被置位，则确定本次发送是最后一次发送，其中所述指定标志位在内核层收到应用层将要进行最后一次数据发送的通知时被内核层置位；

如果是最后一次发送，则在所述中断程序中将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态之后，对所述指定标志位进行复位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果不是最后一次发送，则执行预设常规操作，然后退出所述中断程序。

4.一种收发器IO端口的状态切换方法，其特征在于，用于应用层，所述方法包括：

以字节为单位分割待发送数据包中的数据，将待发送数据包中的数据按照指定单位依次发送给收发器，以使所述收发器将每次收到的数据向总线发送；

在最后一次发送数据给所述收发器之前，通知内核层将要进行所述最后一次发送，以使内核层在所述收发器发送完最后一次数据后通过立即触发中断程序将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通知内核层将要进行所述最后一次发送，包括：

向所述收发器的IO端口发送命令，以使所述IO端口告知内核层将要进行最后一次发送。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指定单位为一个字节。

7.一种收发器IO端口的状态切换装置，其特征在于，用于内核层，所述装置包括：

中断触发单元，用于在收发器每次将应用层发来的数据向总线发送完毕之后立即触发中断单元；

中断单元，用于判断本次发送是否是最后一次发送，如果是最后一次发送，则将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态；

所述中断单元用于判断本次发送是否是最后一次发送时，用于：

判断指定标志位是否被置位；

如果所述指定标志位被置位，则确定本次发送是最后一次发送，其中所述指定标志位在内核层收到应用层将要进行最后一次数据发送的通知时被内核层置位。

8.一种收发器IO端口的状态切换装置，其特征在于，用于应用层，所述装置包括：

数据发送单元，用于以字节为单位分割待发送数据包中的数据，并将待发送数据包中的数据按照指定单位依次发送给收发器，以使所述收发器将每次收到的数据向总线发送；

切换通知单元，用于在最后一次发送数据给所述收发器之前，通知内核层将要进行所述最后一次发送，以使内核层在所述收发器发送完最后一次数据后立即通过触发中断程序将所述收发器的IO端口由发送状态切换为接收状态。