CN111431610B - 串行通信中继装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种串行通信中继装置及系统，该通信中继装置位于通信交互的一端，并与位于通信交互的另一端的另一个串行通信中继装置进行通信中继，所述串行通信中继装置包括：半双工收发电路、全双工收发电路、编解码电路以及光模块；不改变原有控制系统设备总线通信接口，采用协议无关的串行通信中继装置，通过数字信号采样和重构以及光/电转换，解决半实物仿真系统中被试设备距离过大，异步串行通信和定制的同步串行通信无法正确交互的问题，大大提高控制系统设备通信距离，兼顾工业标准的异步串行通信和定制的同步串行通信，解决多个半实物仿真实验室协同半实物仿真试验时，控制系统设备无法正确交互问题。

Description

串行通信中继装置及系统

技术领域

本发明涉及通信中继领域，更具体的，涉及一种串行通信中继装置及系统。

背景技术

为了验证控制系统性能，一般需搭建半实物仿真系统，将控制系统设备作作为被试设备进行半实物仿真试验。为了模拟控制系统设备的运动等多种环境，需要在多个半实物仿真实验室协同完成半实物仿真试验。多实验室尤其是跨楼宇的多实验室带来被试设备信息传输距离远远大于真实系统传输距离的问题，造成被试设备间串行通信误码率高，信息无法交互。

传统的串行通信增程装置主要利用差分接收电路将串行通信的差分输入转换为单端信号，再经差分发送电路恢复成串行通信的差分输出来完成全双工通信中继。包括差分发送器A、差分接收器A、差分发送器B、差分接收器B。差分发送器A的输入端与差分接收器B的输出端相连，差分发送器B的输入端与差分接收器A的输出端相连，无法实现半双工串行通信的中继。另外，被试设备之间的串行通信不仅包括工业标准的异步串行通信，还包括定制的同步串行通信，需要一种协议无关的串行通信中继装置统一解决控制系统设备之间远距离串行通信问题。

发明内容

为了解决上述不足的至少一个，即实现半双工串行通信的中继和/或实现定制的同步串行通信功能，本发明一个方面实施例提供一种串行通信中继装置，其位于通信交互的一端，并与位于通信交互的另一端的另一个串行通信中继装置进行通信中继，所述串行通信中继装置包括：

半双工收发电路、全双工收发电路、编解码电路以及光模块；

所述半双工收发电路和所述全双工收发电路在一端设备发出串行差分信号时，择一输出单端接收信号；

所述编解码电路将所述单端接收信号编码为所述光模块可接收的数据格式；

所述光模块将编码后的所述单端接收信号转化为光信号，并通过一光传输通道传输至另一端的串行通信中继装置；

所述光模块进一步接收另一端的串行通信中继装置发出的光信号进行光电转换，并将转换后的电信号发送至所述编解码电路；

所述编解码电路进一步对所述电信号进行解码，得到单端发送信号，并发送至输出单端接收信号的半双工收发电路或全双工收发电路。

在优选的实施例中，所述串行通信中继装置还包括：采样电路和恢复电路；

所述采样电路的输入端与半双工收发电路和全双工收发电路的输出端耦接，输出端与所述编解码电路的一个输入端耦接，用于对所述单端接收信号进行采样保持处理，输出采样保持处理后的所述单端接收信号；所述编解码电路对采样保持处理后的所述单端接收信号进行编码；

所述恢复电路的输入端与所述编解码电路的一个输出端耦接，输出端与所述半双工收发电路和全双工收发电路的接收端耦接，用于对解码后的所述单端发送信号进行恢复，得到恢复后的单端发送信号。

在优选的实施例中，所述半双工收发电路包括：

第一差分接收器、第一差分发送器、使能电路、仲裁电路、第一信号沿检测电路、第二信号沿检测电路、第一积分器、第二积分器、第一高电平输出电路以及选择器；

所述第一差分接收器的一个输入端与第一差分发送器的输出端耦接，另一个输入端与使能电路的一个输出端耦接，输出端与所述选择器的一个输入端耦接；

所述选择器的另一个输入端与第一高电平输出电路耦接，又一个输入端与所述仲裁电路的一个输出端耦接，输出端与第一信号沿检测电路的输入端耦接；

所述第一差分发送器的一个输入端与所述恢复电路的输出端耦接，另一个输入端与所述使能电路的另一个输出端耦接；

所述第一信号沿检测电路的输出端与第一积分器的一个输入端耦接；

所述第二信号沿检测电路的输入端与所述恢复电路的输出端耦接，输出端与第二积分器的一个输入端耦接；

所述第一积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的一个输入端耦接；

所述第二积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的另一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的另一个输入端耦接；

所述仲裁电路的另一个输出端与所述使能电路的输入端耦接。

在优选的实施例中，所述全双工收发电路包括：

第二差分接收器、第二差分发送器、低电平输出电路以及第二高电平输出电路；

所述第二差分接收的输入端与所述低电平输出电路的输出端耦接，输出端与采样电路的输入端耦接；

所述第二差分发送器的一个输入端与第二高电平输出电路的输出端耦接，另一个输入端与恢复电路的输出端耦接。

在优选的实施例中，所述编解码电路实现8B/10B编码。

本发明实施例还提供一种串行通信中继系统，包括两个串行通信中继装置，每个所述串行通信中继装置位于通信交互的一端，并且各自耦接一终端设备；其中，每个所述串行通信中继装置包括：

半双工收发电路、全双工收发电路、编解码电路以及光模块；

所述半双工收发电路和所述全双工收发电路在一端设备发出串行差分信号时，择一输出单端接收信号；

所述编解码电路将所述单端接收信号编码为所述光模块可接收的数据格式；

所述光模块将编码后的所述单端接收信号转化为光信号，并通过一光传输通道传输至另一端的串行通信中继装置；

所述光模块进一步接收另一端的串行通信中继装置发出的光信号进行光电转换，并将转换后的电信号发送至所述编解码电路；

所述编解码电路进一步对所述电信号进行解码，得到单端发送信号，并发送至输出单端接收信号的半双工收发电路或全双工收发电路。

在优选的实施例中，所述串行通信中继装置还包括：采样电路和恢复电路；

所述采样电路的输入端与半双工收发电路和全双工收发电路的输出端耦接，输出端与所述编解码电路的一个输入端耦接，用于对所述单端接收信号进行采样保持处理，输出采样保持处理后的所述单端接收信号；所述编解码电路对采样保持处理后的所述单端接收信号进行编码；

所述恢复电路的输入端与所述编解码电路的一个输出端耦接，输出端与所述半双工收发电路和全双工收发电路的接收端耦接，用于对解码后的所述单端发送信号进行恢复，得到恢复后的单端发送信号。

在优选的实施例中，所述半双工收发电路包括：

第一差分接收器、第一差分发送器、使能电路、仲裁电路、第一信号沿检测电路、第二信号沿检测电路、第一积分器、第二积分器、第一高电平输出电路以及选择器；

所述第一差分接收器的一个输入端与第一差分发送器的输出端耦接，另一个输入端与使能电路的一个输出端耦接，输出端与所述选择器的一个输入端耦接；

所述选择器的另一个输入端与第一高电平输出电路耦接，又一个输入端与所述仲裁电路的一个输出端耦接，输出端与第一信号沿检测电路的输入端耦接；

所述第一差分发送器的一个输入端与所述恢复电路的输出端耦接，另一个输入端与所述使能电路的另一个输出端耦接；

所述第一信号沿检测电路的输出端与第一积分器的一个输入端耦接；

所述第二信号沿检测电路的输入端与所述恢复电路的输出端耦接，输出端与第二积分器的一个输入端耦接；

所述第一积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的一个输入端耦接；

所述第二积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的另一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的另一个输入端耦接；

所述仲裁电路的另一个输出端与所述使能电路的输入端耦接。

在优选的实施例中，所述全双工收发电路包括：

第二差分接收器、第二差分发送器、低电平输出电路以及第二高电平输出电路；

所述第二差分接收的输入端与所述低电平输出电路的输出端耦接，输出端与采样电路的输入端耦接；

所述第二差分发送器的一个输入端与第二高电平输出电路的输出端耦接，另一个输入端与恢复电路的输出端耦接。

在优选的实施例中，所述编解码电路实现8B/10B编码。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种串行通信中继装置及系统，不改变原有控制系统设备总线通信接口，采用协议无关的串行通信中继装置，通过数字信号采样和重构以及光/电转换，解决半实物仿真系统中被试设备距离过大，异步串行通信和定制的同步串行通信无法正确交互的问题，大大提高控制系统设备通信距离，兼顾工业标准的异步串行通信和定制的同步串行通信，解决多个半实物仿真实验室协同半实物仿真试验时，控制系统设备无法正确交互问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中串行通信中继装置的电路结构示意图。

图2示出了本发明实施例中半双工收发电路的结构示意图。

图3示出了本发明实施例中全双工收发电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种串行通信中继装置，其位于通信交互的一端，并与位于通信交互的另一端的另一个串行通信中继装置进行通信中继，在进行中继时，每个串行通信中继装置各自连接一个终端设备。

如图1所示，所述串行通信中继装置包括：半双工收发电路、全双工收发电路、编解码电路以及光模块；所述半双工收发电路和所述全双工收发电路在一端设备发出串行差分信号时，择一输出单端接收信号；所述编解码电路将所述单端接收信号编码为所述光模块可接收的数据格式；所述光模块将编码后的所述单端接收信号转化为光信号，并通过一光传输通道传输至另一端的串行通信中继装置；所述光模块进一步接收另一端的串行通信中继装置发出的光信号进行光电转换，并将转换后的电信号发送至所述编解码电路；所述编解码电路进一步对所述电信号进行解码，得到单端发送信号，并发送至输出单端接收信号的半双工收发电路或全双工收发电路。

本发明提供一种串行通信中继装置，不改变原有控制系统设备总线通信接口，采用协议无关的串行通信中继装置，通过数字信号采样和重构以及光/电转换，解决半实物仿真系统中被试设备距离过大，异步串行通信和定制的同步串行通信无法正确交互的问题，大大提高控制系统设备通信距离，兼顾工业标准的异步串行通信和定制的同步串行通信，解决多个半实物仿真实验室协同半实物仿真试验时，控制系统设备无法正确交互问题。

在优选的实施例中，请继续结合图1，所述串行通信中继装置还包括：采样电路和恢复电路。所述采样电路的输入端与半双工收发电路和全双工收发电路的输出端耦接，输出端与所述编解码电路的一个输入端耦接，用于对所述单端接收信号进行采样保持处理，输出采样保持处理后的所述单端接收信号；所述编解码电路对采样保持处理后的所述单端接收信号进行编码；

所述恢复电路的输入端与所述编解码电路的一个输出端耦接，输出端与所述半双工收发电路和全双工收发电路的接收端耦接，用于对解码后的所述单端发送信号进行恢复，得到恢复后的单端发送信号。

在优选的实施例中，如图2所示，所述半双工收发电路包括：

第一差分接收器(图2中的差分接收器A)、第一差分发送器(图2中的差分发送器A)、使能电路、仲裁电路、第一信号沿检测电路(图2中的信号沿检测电路A)、第二信号沿检测电路(图2中的信号沿检测电路B)、第一积分器(图2中的积分器A)、第二积分器(图2中的积分器B)、第一高电平输出电路(图2中的高电平输出电路A)以及选择器。

所述第一差分接收器的一个输入端与第一差分发送器的输出端耦接，另一个输入端与使能电路的一个输出端耦接，输出端与所述选择器的一个输入端耦接；所述选择器的另一个输入端与第一高电平输出电路耦接，又一个输入端与所述仲裁电路的一个输出端耦接，输出端与第一信号沿检测电路的输入端耦接；所述第一差分发送器的一个输入端与所述恢复电路的输出端耦接，另一个输入端与所述使能电路的另一个输出端耦接；所述第一信号沿检测电路的输出端与第一积分器的一个输入端耦接；所述第二信号沿检测电路的输入端与所述恢复电路的输出端耦接，输出端与第二积分器的一个输入端耦接；所述第一积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的一个输入端耦接；所述第二积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的另一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的另一个输入端耦接；所述仲裁电路的另一个输出端与所述使能电路的输入端耦接。

在优选的实施例中，如图3所示，所述全双工收发电路包括：第二差分接收器(图3中的差分接收器B)、第二差分发送器(图3中的差分发送器B)、低电平输出电路以及第二高电平输出电路(图3中的高电平输出电路B)。

所述第二差分接收的输入端与所述低电平输出电路的输出端耦接，输出端与采样电路的输入端耦接；所述第二差分发送器的一个输入端与第二高电平输出电路的输出端耦接，另一个输入端与恢复电路的输出端耦接。

在优选的实施例中，所述编解码电路实现8B/10B编码。

本发明实施例还提供一种串行通信中继系统，包括两个串行通信中继装置，每个所述串行通信中继装置位于通信交互的一端，并且各自耦接一终端设备；其中，每个所述串行通信中继装置包括：半双工收发电路、全双工收发电路、编解码电路以及光模块。

所述半双工收发电路和所述全双工收发电路在一端设备发出串行差分信号时，择一输出单端接收信号；所述编解码电路将所述单端接收信号编码为所述光模块可接收的数据格式；所述光模块将编码后的所述单端接收信号转化为光信号，并通过一光传输通道传输至另一端的串行通信中继装置；所述光模块进一步接收另一端的串行通信中继装置发出的光信号进行光电转换，并将转换后的电信号发送至所述编解码电路；所述编解码电路进一步对所述电信号进行解码，得到单端发送信号，并发送至输出单端接收信号的半双工收发电路或全双工收发电路。

本发明提供一种串行通信中继系统，不改变原有控制系统设备总线通信接口，采用协议无关的串行通信中继装置，通过数字信号采样和重构以及光/电转换，解决半实物仿真系统中被试设备距离过大，异步串行通信和定制的同步串行通信无法正确交互的问题，大大提高控制系统设备通信距离，兼顾工业标准的异步串行通信和定制的同步串行通信，解决多个半实物仿真实验室协同半实物仿真试验时，控制系统设备无法正确交互问题。

在优选的实施例中，所述串行通信中继装置还包括：采样电路和恢复电路；

所述采样电路的输入端与半双工收发电路和全双工收发电路的输出端耦接，输出端与所述编解码电路的一个输入端耦接，用于对所述单端接收信号进行采样保持处理，输出采样保持处理后的所述单端接收信号；所述编解码电路对采样保持处理后的所述单端接收信号进行编码；

所述恢复电路的输入端与所述编解码电路的一个输出端耦接，输出端与所述半双工收发电路和全双工收发电路的接收端耦接，用于对解码后的所述单端发送信号进行恢复，得到恢复后的单端发送信号。

在优选的实施例中，所述半双工收发电路包括：

第一差分接收器、第一差分发送器、使能电路、仲裁电路、第一信号沿检测电路、第二信号沿检测电路、第一积分器、第二积分器、第一高电平输出电路以及选择器；

所述第一差分接收器的一个输入端与第一差分发送器的输出端耦接，另一个输入端与使能电路的一个输出端耦接，输出端与所述选择器的一个输入端耦接；

所述选择器的另一个输入端与第一高电平输出电路耦接，又一个输入端与所述仲裁电路的一个输出端耦接，输出端与第一信号沿检测电路的输入端耦接；

所述第一差分发送器的一个输入端与所述恢复电路的输出端耦接，另一个输入端与所述使能电路的另一个输出端耦接；

所述第一信号沿检测电路的输出端与第一积分器的一个输入端耦接；

所述第二信号沿检测电路的输入端与所述恢复电路的输出端耦接，输出端与第二积分器的一个输入端耦接；

所述第一积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的一个输入端耦接；

所述第二积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的另一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的另一个输入端耦接；

所述仲裁电路的另一个输出端与所述使能电路的输入端耦接。

在优选的实施例中，所述全双工收发电路包括：

第二差分接收器、第二差分发送器、低电平输出电路以及第二高电平输出电路；

所述第二差分接收的输入端与所述低电平输出电路的输出端耦接，输出端与采样电路的输入端耦接；

所述第二差分发送器的一个输入端与第二高电平输出电路的输出端耦接，另一个输入端与恢复电路的输出端耦接。

在优选的实施例中，所述编解码电路实现8B/10B编码。

下面结合具体场景进行说明：

一种协议无关的串行通信中继装置，包括：由差分发送器和差分接收器组成的全双工总线收/发电路，还包括半双工总线收/发电路、采样电路、恢复电路使能逻辑产生电路。半双工总线收/发电路有一个输入端和一个输出端，一个输入端与恢复电路的输出端相连，一个输出端与采样电路的输入端相连；全双工总线收/发电路有一个输入端和一个输出端，一个输入端与恢复电路的输出端相连，一个输出端与采样电路的输入端相连；采样电路有二个输入端和一个输出端，一个输入端与半双工总线收/发电路的输出端相连，另一个输入端与全双工总线收/发电路的输出端相连，一个输出端与编/解码电路的输入端相连；恢复电路有一个输入端和两个输出端，一个输入端与编/解码电路的输出端相连，一个输出端与半双工总线收/发电路的输入端相连，另一个输出端与全双工总线收/发电路的输入端相连；编/解码电路有两个输入端和两个输出端，一个输入端与采样电路的输出端相连，另一个输入端与光模块的输出端相连，一个输出端与恢复电路的输入端相连，另一个输出端与光模块的输入端相连；光模块有一个输入端和一个输出端，一个输入端与编/解码电路的输出端相连，一个输出端与编/解码电路的输入端相连。

所述半双工总线收/发电路，包括：差分接收器A，选择器，差分发送器A，信号沿检测电路A，信号沿检测电路B，积分器A，积分器B，仲裁电路，使能电路，高电平输出电路A。差分接收器A有两个输入端和一个输出端，一个输入端与差分发送器A的输出端相连，另一个输入端与使能电路的输出端相连，输出端与选择器的输入端相连；选择器有三个输入端和一个输出端，一个输入端与差分接收器A的输出端相连，一个输入端与高电平输出电路A的输出端相连，一个输入端与仲裁电路的输出端相连，输出端与采样电路的输入端相连；差分发送器A有两个输入端和一个输出端，一个输入端与恢复电路的输出端相连，另一个输入端与使能电路的输出端相连，一个输出端与差分接收器A的输入端相连；信号沿检测电路A有一个输入端和一个输出端，输入端与选择器的输出端相连，输出端与积分器A的输入端相连；信号沿检测电路B有一个输入端和一个输出端，输入端与恢复电路的输出端相连，输出端与积分器B的输入端相连；积分器A有两个输入端和一个输出端，一个输入端与信号沿检测电路A的输出端相连，另一个输入端与高电平输出电路A的输出端相连，输出端与仲裁电路的输入端相连；积分器B有两个输入端和一个输出端，一个输入端与信号沿检测电路B的输出端相连，另一个输入端与高电平输出电路A的输出端相连，输出端与仲裁电路的输入端相连；仲裁电路有两个输入端和两个输出端，一个输入端与积分器A的输出端相连，另一个输入端与积分器B的输出端相连，一个输出端与选择器的输入端相连，另一个输出端与使能电路的输入端相连；使能电路有一个输入端和两个输出端，输入端与仲裁电路的输出端相连，一个输出端与差分接收器A的输入端相连，另一个输出端与差分发送器A的输入端相连；高电平输出电路A有三个输出端，一个输出端与积分器A的输入端相连，另一个输出端与积分器B的输入端相连，第三个输出端与选择器的输入端相连。

所述全双工总线收/发电路，包括：差分接收器B，差分发送器B,高电平输出电路B,低电平输出电路。差分接收器B有一个输入端和一个输出端，输入端与低电平输出电路的输出端相连，一个输出端与采样电路的输入端相连；差分发送器B有两个输入端，一个输入端与高电平输出电路B的输出端相连，另一个输入端与恢复电路的输出端相连；低电平输出电路有一个输出端，输出端与差分接收器B的输入端相联；高电平输出电路B有一个输出端，输出端与差分发送器B的输入端相联。

系统工作时，首先低电平输出电路输出差分接收器B的接收使能有效信号，高电平输出电路B输出差分发送器B的发送使能有效信号，仲裁电路输出控制选择器选择差分接收器A的输出,使能电路输出差分接收器A的接收使能有效信号和差分发送器A的发送使能无效信号。半双工总线收/发电路和全双工总线收/发电路实现近端串行差分信号的接收，采样电路对半双工总线收/发电路和全双工总线收/发电路的单端接收信号进行高速采样，并将采样结果发送到编/解码电路；在AuroraIP核的操纵下，完成8B/10B编码，输出到光模块，完成电光转换，经光纤传输到远端；远端数据经光纤进入光模块，完成光电转换，并经编/解码电路解码后由恢复电路输出到半双工总线收/发电路和全双工总线收/发电路的发送信号，半双工总线收/发电路和全双工总线收/发电路在近端完成差分输出，此次增程通信结束。半双工总线收/发电路收发控制为：信号沿检测电路A、B分别检测选择器和恢复电路的输出，分别输出信号沿有效信号到积分器A、B；积分器A、B对高电平输出电路A的输出进行积分，并可被信号沿检测电路A、B输出的信号沿有效信号恢复到初始状态，积分满足条件时，积分器A输出有效接收标志，积分器B输出有效发送标志，输出到仲裁电路；仲裁电路按照接收优先原则仲裁发送和接收标志，输出仲裁结果到选择器和使能电路；选择器根据仲裁电路的仲裁结果选择输出；使能电路根据仲裁电路的仲裁结果输出差分接收器A和差分发送器A的使能信号。

本发明优点在于不改变原有控制系统设备总线通信接口，采用协议无关的串行通信中继装置，大大提高控制系统设备通信距离，兼顾工业标准的异步串行通信和定制的同步串行通信，解决多个半实物仿真实验室协同半实物仿真试验时，控制系统设备无法正确交互问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种串行通信中继装置，其位于通信交互的一端，并与位于通信交互的另一端的另一个串行通信中继装置进行通信中继，其特征在于，所述串行通信中继装置包括：

半双工收发电路、全双工收发电路、编解码电路以及光模块；

所述半双工收发电路和所述全双工收发电路在一端设备发出串行差分信号时，择一输出单端接收信号；

所述编解码电路将所述单端接收信号编码为所述光模块可接收的数据格式；

所述光模块将编码后的所述单端接收信号转化为光信号，并通过一光传输通道传输至另一端的串行通信中继装置；

所述光模块进一步接收另一端的串行通信中继装置发出的光信号进行光电转换，并将转换后的电信号发送至所述编解码电路；

所述编解码电路进一步对所述电信号进行解码，得到单端发送信号，并发送至输出单端接收信号的半双工收发电路或全双工收发电路；

所述串行通信中继装置还包括：采样电路和恢复电路；

所述采样电路的输入端与半双工收发电路和全双工收发电路的输出端耦接，输出端与所述编解码电路的一个输入端耦接，用于对所述单端接收信号进行采样保持处理，输出采样保持处理后的所述单端接收信号；所述编解码电路对采样保持处理后的所述单端接收信号进行编码；

所述恢复电路的输入端与所述编解码电路的一个输出端耦接，输出端与所述半双工收发电路和全双工收发电路的接收端耦接，用于对解码后的所述单端发送信号进行恢复，得到恢复后的单端发送信号；

所述半双工收发电路包括：

第一差分接收器、第一差分发送器、使能电路、仲裁电路、第一信号沿检测电路、第二信号沿检测电路、第一积分器、第二积分器、第一高电平输出电路以及选择器；

所述第一差分接收器的一个输入端与第一差分发送器的输出端耦接，另一个输入端与使能电路的一个输出端耦接，输出端与所述选择器的一个输入端耦接；

所述选择器的另一个输入端与第一高电平输出电路耦接，又一个输入端与所述仲裁电路的一个输出端耦接，输出端与第一信号沿检测电路的输入端耦接；

所述第一差分发送器的一个输入端与所述恢复电路的输出端耦接，另一个输入端与所述使能电路的另一个输出端耦接；

所述第一信号沿检测电路的输出端与第一积分器的一个输入端耦接；

所述第二信号沿检测电路的输入端与所述恢复电路的输出端耦接，输出端与第二积分器的一个输入端耦接；

所述第一积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的一个输入端耦接；

所述第二积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的另一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的另一个输入端耦接；

所述仲裁电路的另一个输出端与所述使能电路的输入端耦接。

2.根据权利要求1所述的串行通信中继装置，其特征在于，所述全双工收发电路包括：

第二差分接收器、第二差分发送器、低电平输出电路以及第二高电平输出电路；

所述第二差分接收的输入端与所述低电平输出电路的输出端耦接，输出端与采样电路的输入端耦接；

所述第二差分发送器的一个输入端与第二高电平输出电路的输出端耦接，另一个输入端与恢复电路的输出端耦接。

3.根据权利要求1所述的串行通信中继装置，其特征在于，所述编解码电路实现8B/10B编码。

4.一种串行通信中继系统，其特征在于，包括两个串行通信中继装置，每个所述串行通信中继装置位于通信交互的一端，并且各自耦接一终端设备；其中，每个所述串行通信中继装置包括：

半双工收发电路、全双工收发电路、编解码电路以及光模块；

所述半双工收发电路和所述全双工收发电路在一端设备发出串行差分信号时，择一输出单端接收信号；

所述编解码电路将所述单端接收信号编码为所述光模块可接收的数据格式；

所述光模块将编码后的所述单端接收信号转化为光信号，并通过一光传输通道传输至另一端的串行通信中继装置；

所述光模块进一步接收另一端的串行通信中继装置发出的光信号进行光电转换，并将转换后的电信号发送至所述编解码电路；

所述编解码电路进一步对所述电信号进行解码，得到单端发送信号，并发送至输出单端接收信号的半双工收发电路或全双工收发电路；

所述串行通信中继装置还包括：采样电路和恢复电路；

所述采样电路的输入端与半双工收发电路和全双工收发电路的输出端耦接，输出端与所述编解码电路的一个输入端耦接，用于对所述单端接收信号进行采样保持处理，输出采样保持处理后的所述单端接收信号；所述编解码电路对采样保持处理后的所述单端接收信号进行编码；

所述恢复电路的输入端与所述编解码电路的一个输出端耦接，输出端与所述半双工收发电路和全双工收发电路的接收端耦接，用于对解码后的所述单端发送信号进行恢复，得到恢复后的单端发送信号；

所述半双工收发电路包括：

第一差分接收器、第一差分发送器、使能电路、仲裁电路、第一信号沿检测电路、第二信号沿检测电路、第一积分器、第二积分器、第一高电平输出电路以及选择器；

所述第一差分接收器的一个输入端与第一差分发送器的输出端耦接，另一个输入端与使能电路的一个输出端耦接，输出端与所述选择器的一个输入端耦接；

所述选择器的另一个输入端与第一高电平输出电路耦接，又一个输入端与所述仲裁电路的一个输出端耦接，输出端与第一信号沿检测电路的输入端耦接；

所述第一差分发送器的一个输入端与所述恢复电路的输出端耦接，另一个输入端与所述使能电路的另一个输出端耦接；

所述第一信号沿检测电路的输出端与第一积分器的一个输入端耦接；

所述第二信号沿检测电路的输入端与所述恢复电路的输出端耦接，输出端与第二积分器的一个输入端耦接；

所述第一积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的一个输入端耦接；

所述第二积分器的另一个输入端与第一高电平输出电路的另一个输出端耦接，输出端与所述仲裁电路的另一个输入端耦接；

所述仲裁电路的另一个输出端与所述使能电路的输入端耦接。

5.根据权利要求4所述的串行通信中继系统，其特征在于，所述全双工收发电路包括：

第二差分接收器、第二差分发送器、低电平输出电路以及第二高电平输出电路；

所述第二差分接收的输入端与所述低电平输出电路的输出端耦接，输出端与采样电路的输入端耦接；

所述第二差分发送器的一个输入端与第二高电平输出电路的输出端耦接，另一个输入端与恢复电路的输出端耦接。

6.根据权利要求4所述的串行通信中继系统，其特征在于，所述编解码电路实现8B/10B编码。

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