CN105653461B - 一种单usb接口转多uart调试接口的转换系统 - Google Patents

一种单usb接口转多uart调试接口的转换系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单USB接口转多UART调试接口的转换系统，涉及嵌入式系统中的调试串口领域。该系统的USB数据切换控制模块用于：为每个使用的UART接口设置相应的波特率；将与上位机发送的设置波特率的信号中的波特率相同的嵌入式系统，作为当前调试系统；数据输入管道用于：接收上位机发送的USB调试数据；输入数据缓存转换模块用于：将USB调试数据缓存、并转换为UART数据流后，发送至当前调试系统；输出数据缓存转换模块用于：接收并缓存当前调试系统回复的调试结果，将调试结果转换为USB数据流；数据输出管道用于：将USB数据流返回至上位机。本发明不仅能够降低调试成本，而且调试过程和生产工序均比较简单，便于人们使用。

Description

一种单USB接口转多UART调试接口的转换系统
技术领域
本发明涉及嵌入式系统中的调试串口领域，具体涉及一种单USB接口转多UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)调试接口的转换系统。
背景技术
目前，大部分嵌入式系统采用UART接口作为调试口，但是，调试嵌入式系统的上位机(台式电脑和笔记本)一般只有USB接口，没有支持UART协议的串行接口；因此，USB转UART调试设备已经成为嵌入式系统中的常用调试设备。
现有的USB转UART调试设备只有一个USB接口和一个UART接口，USB转UART调试设备与上位机之间的通信管道为3条：控制管道、数据输入管道和数据输出管道。USB转UART调试设备使用时，上位机与USB转UART调试设备的USB接口相连，上位机通过控制管道发送设置UART接口的波特率；UART调试设备的UART接口通过数据输入管道接收上位机发送给嵌入式系统的数据，通过数据输出管道向上位机返回嵌入式系统的回复数据。
但是，现有的USB转UART调试设备使用时，存在以下缺陷：
USB转UART调试设备中，从USB接口接收的数据只会转发给唯一的UART接口，从UART接口接收的数据也只能转发回USB接口。对于越来越复杂的有多个嵌入式系统组成的大型嵌入式系统而言，若需调试，则需要为每一台嵌入式系统配置1套USB转UART调试设备，每套USB转UART调试设备会占用上位机的1个USB接口，进而使得系统调试比较复杂，增加了使用成本，而且插接多套USB转UART调试设备的过程比较繁琐，不便于人们使用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：降低调试多套嵌入式系统的成本，简化调试过程。本发明的1套转换系统能够调试多套嵌入式系统，可推广性较强。
为达到以上目的，本发明提供的单USB接口转多UART调试接口的转换系统，设置有1个USB接口，该转换系统包括控制管道、数据输入管道、输入数据缓存转换模块、输出数据缓存转换模块和数据输出管道，该转换系统设置有至少2个UART接口，该系统还包括USB数据切换控制模块；
控制管道用于：转发上位机发送的设置波特率的信号至USB数据切换控制模块；
USB数据切换控制模块用于：为每个使用的UART接口设置相应的波特率；将与上位机发送的设置波特率的信号中的波特率相同的嵌入式系统，作为当前调试系统，将数据输入管道和数据输出管道与当前调试系统连通；
数据输入管道用于：接收上位机发送的USB调试数据；
输入数据缓存转换模块用于：将数据输入管道中的USB调试数据缓存、并转换为UART数据流后，发送至当前调试系统；
输出数据缓存转换模块用于：接收并缓存当前调试系统回复的调试结果，将调试结果转换为USB数据流；
数据输出管道用于：将输出数据缓存转换模块转换的USB数据流返回至上位机。
在上述技术方案的基础上，所述至少2个UART接口中，包括1个虚拟的UART接口，该虚拟的UART接口用于：当上位机发送的设置波特率的信号中的波特率未设置时，USB数据切换控制模块将数据输入管道和数据输出管道与该虚拟的UART接口连通。
在上述技术方案的基础上，所述UART接口的数量为3个，其中2个为硬件UART接口，1个为虚拟的UART接口；3个UART接口使用时，USB数据切换控制模块将2个硬件UART接口的波特率分别设置为4800和9600，将1个虚拟的UART接口的波特率设置为300。
在上述技术方案的基础上，所述USB接口用于：与上位机连接。
在上述技术方案的基础上，所述上位机为PC或笔记本电脑。
在上述技术方案的基础上，所述UART接口用于：与需要调试的嵌入式系统连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
与现有技术中为每一台嵌入式系统配置1套USB转UART调试设备相比，本发明能够根据上位机发送的不同的波特率，选择对应的嵌入式系统进行调试，进而实现在一套转换系统上调试多套嵌入式系统的目的，不仅能够节省电路板面积，降低调试成本，而且调试过程和生产工序均比较简单，便于人们使用。
附图说明
图1为本发明实施例中单USB接口转多UART调试接口的转换系统的工作原理图；
图2为本发明实施例中嵌入式系统A和B的连接框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例中的单USB接口转多UART调试接口的转换系统，设置有1个USB接口和至少2个UART接口；转换系统包括控制管道、数据输入管道、输入数据缓存转换模块、输出数据缓存转换模块、数据输出管道和USB数据切换控制模块。
USB接口用于：与上位机(例如PC、笔记本电脑等)连接。
UART接口用于：与需要调试的嵌入式系统连接。
控制管道用于：转发上位机发送的设置波特率的信号至USB数据切换控制模块。
USB数据切换控制模块用于：为每个与嵌入式系统连接的UART接口设置相应的波特率；将与上位机发送的设置波特率的信号中的波特率相同的嵌入式系统，作为当前调试系统，将数据输入管道和数据输出管道与当前调试系统连通。
例如：需要调试2套嵌入式系统1和2，嵌入式系统1对应的UART接口的波特率为4800，嵌入式系统1对应的UART接口的波特率为9600；若信号中波特率为4800，则嵌入式系统1为当前调试系统，若信号中波特率为9600，则嵌入式系统2为当前调试系统。
数据输入管道用于：接收上位机发送的USB调试数据。
输入数据缓存转换模块用于：将数据输入管道中的USB调试数据缓存、并转换为UART数据流后，发送至当前调试系统。
输出数据缓存转换模块用于：接收并缓存当前调试系统回复的调试结果，将调试结果转换为USB数据流。
数据输出管道用于：将输出数据缓存转换模块转换的USB数据流返回至上位机。
本实施例中的转换系统中的至少2个UART接口中，包括2个硬件UART接口和1个虚拟的UART接口，该虚拟的UART接口用于：当上位机发送的设置波特率的信号中的波特率，为USB数据切换控制模块未设置的波特率时(即不常用的波特率)，USB数据切换控制模块将数据输入管道和数据输出管道与该虚拟的UART接口连通。
下面通过1个实施例具体说明本发明的转换系统的工作流程。
参见图2所示，需要调试的嵌入式系统为双系统：A和B；嵌入式系统A基于单片机(例如32位单片机)，其自身具备USB接口、1个硬件UART接口、以及1个软件模拟的虚拟UART接口(即嵌入式系统A对应本发明的转换系统)；嵌入式系统B运行linux系统(采用64位MIPS芯片系统平台)，其自身具备1个硬件UART接口。
调试嵌入式系统A和B时，包括以下步骤：
S1：嵌入式系统A与上位机通过USB接口相连，将嵌入式系统A与嵌入式系统B的硬件UART接口相连；设置嵌入式系统A的虚拟UART接口的波特率为300，设置嵌入式系统B的硬件UART接口的波特率为9600。
S2：上位机向嵌入式系统A发送设置波特率的信号，若信号中波特率为300，则转到S3，若信号中波特率为9600，则转到S4。
S3：将嵌入式系统A作为当前调试系统，上位机通过串口软件(例如超级终端)，发送不同的USB调试数据至嵌入式系统A的虚拟UART接口。嵌入式系统A将USB调试数据转换为虚拟的调试指令(例如嵌入式系统A获取嵌入式系统B的电压、温度等)后，执行相应的处理方案；嵌入式系统A将处理结果转换为USB数据后，返回至上位机。
S4：将嵌入式系统B作为当前调试系统，上位机通过串口软件向嵌入式系统A发送USB调试数据，嵌入式系统A将USB调试数据转换为UART数据流后，嵌入式系统B的硬件UART接口；嵌入式系统B接收的UART数据流进行处理后，将处理结果返回至嵌入式系统A；嵌入式系统A将处理结果转换为USB数据流后，返回至上位机。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种单USB接口转多UART调试接口的转换系统，设置有1个USB接口，该转换系统包括控制管道、数据输入管道、输入数据缓存转换模块、输出数据缓存转换模块和数据输出管道，其特征在于：该转换系统设置有至少2个UART接口，该系统还包括USB数据切换控制模块；
控制管道用于：转发上位机发送的设置波特率的信号至USB数据切换控制模块；
USB数据切换控制模块用于：为每个使用的UART接口设置相应的波特率；将与上位机发送的设置波特率的信号中的波特率相同的嵌入式系统，作为当前调试系统，将数据输入管道和数据输出管道与当前调试系统连通；
数据输入管道用于：接收上位机发送的USB调试数据；
输入数据缓存转换模块用于：将数据输入管道中的USB调试数据缓存、并转换为UART数据流后，发送至当前调试系统；
输出数据缓存转换模块用于：接收并缓存当前调试系统回复的调试结果，将调试结果转换为USB数据流；
数据输出管道用于：将输出数据缓存转换模块转换的USB数据流返回至上位机。
2.如权利要求1所述的单USB接口转多UART调试接口的转换系统，其特征在于：所述至少2个UART接口中，包括1个虚拟的UART接口，该虚拟的UART接口用于：当上位机发送的设置波特率的信号中的波特率未设置时，USB数据切换控制模块将数据输入管道和数据输出管道与该虚拟的UART接口连通。
3.如权利要求2所述的单USB接口转多UART调试接口的转换系统，其特征在于：所述UART接口的数量为3个，其中2个为硬件UART接口，1个为虚拟的UART接口；3个UART接口使用时，USB数据切换控制模块将2个硬件UART接口的波特率分别设置为4800和9600，将1个虚拟的UART接口的波特率设置为300。
4.如权利要求1至3任一项所述的单USB接口转多UART调试接口的转换系统，其特征在于：所述USB接口用于：与上位机连接。
5.如权利要求4所述的单USB接口转多UART调试接口的转换系统，其特征在于：所述上位机为PC或笔记本电脑。
6.如权利要求1至3任一项所述的单USB接口转多UART调试接口的转换系统，其特征在于：所述UART接口用于：与需要调试的嵌入式系统连接。
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