CN1206140A - 用于包含具有智能选项打印机的成像系统的通讯方案 - Google Patents

Abstract

一个打印系统包括一个包含打印机控制器的打印机。一个或多个可选择支持装置相关于打印机,其中每个可选择支持装置包括一个装置控制器。该系统还包括具有一个或多个干线的双向串行通讯路径,它提供在打印机控制器和该系统的每个可选择支持装置的每个装置控制器之间的串行电气互联。打印机控制器自动地分配一个唯一的装置地址给每个可选择支持装置。

Description

用于包含具有智能选项打印机的成像系统的通讯方案

本发明涉及具有打印机和它的可选择支持装置的成像系统，尤其涉及到如具有选项(例如纸处理装置)的激光打印机的打印机，这些选项包含电子智能用于执行由打印机命令的本地选项功能。

成像或打印系统一般包括一个在打印接收介质(例如纸)上设置标记(即打印)的基本打印机以及介质处理选项或者装置，它完成各种功能例如提供多种纸输入源，多种纸输出目的地，双面打印(即在介质的两面打印)，堆叠和整理。这样的打印系统包括一个基本打印机，该打印机具有包括一个微处理器和相关电子单元的打印机控制器或引擎控制器。打印机的控制和这样一个简单打印系统的纸处理方面由打印机控制器处理。因为打印系统增加了少量的可选择装置如附加的输入源，由打印机控制器提供附加装置的控制。例如，打印机选项可以具有电子电路以控制它自己的机械装置部分，在这种情况下打印机控制器直接通过离散的电子信号或经过单向串行传输，即仅仅从引擎控制器到装置的通讯来控制可选择装置的机械装置。打印机控制器由用于接通装置电机、关断电机、启动装置离合器等等的专用电子信号线直接控制可选择装置。

随着打印系统变得更加复杂，打印机的引擎控制器不再能够直接地控制整个打印系统的机电机械装置。因此，打印系统已经转换到打印机作为“有智力的”或智能的可选择装置的“主机”的构造。每个智能可选择装置一般包括一个微处理器和相关电子电路以及微码，以控制它自己的机电机械装置。而打印机控制器经过通讯接口控制或管理作为黑盒子的可选择装置的功能。

当然，存在具有智能的选项引起了其他类型的问题。例如，具有智能的可选择装置通常由具有内部UART的低功能微控制器控制以完成与打印机的串行通讯任务。这些低水平微控制器通常仅仅以低通讯或波特率工作。当打印机必须与若干可选择装置通讯并且发出若干命令到每个装置时，通讯总线带宽的问题就出现了，即不能在足够的时间内完成对于装置的通讯来支持打印机和／或装置的操作。

具有这样一个串行接口的另一个问题是打印机经常必须发送同样的命令(或指令)到打印系统中的每一个可选择装置。这种情况的一个很好的例子是当打印机需要命令所有的装置“复位”它们自己到它们的缺省状态时。完成这一点的最简单的方法是对于打印机寻址每一个装置，一次一个，发送给装置同样的命令直到打印系统中的每一个装置接收到打印机的指令。

利用一个串行通讯总线来互联主机和可选择装置的系统中另一个明显的问题涉及到传输误差的检测和报告。

对于由主机／可选择装置关系的打印机控制器(主机)检测的传输误差，一般的解决方案规定如果主机已经确定发生在初始传输上的传输误差则主机重发一个命令。然而，在这样的解决方案中存在一些限制。

当主机检测到传输误差时这样的解决方案缺少有作用的或有效的设备用于终止一个正在进行中的多字节命令，使得主机和可选择装置成功地复位它们的命令处理。这样做的解决方案常常是复杂的，因为用于命令的语法(命令字节数、响应字节数)可能取决于命令操作码(或者它的等效物)、和／或在发送命令／响应时刻定义命令或响应长度的长度字段。发生在命令操作码、命令长度字段、或者响应长度字段的误差对于现有技术解决方案是特别难于处理的。

同时，这样的解决方案不能提供一种简单设备用来使能主机在进行中的命令／响应当中立即向可选择装置报告传输误差。一般地，主机将试图完成正在进行中的命令／响应，即使传输误差可能已经改变由可选择装置采用的命令语法。因为主机试图完成这个命令，装置将接收一个完整的命令，该命令可能包含错误数据或者实际上是与预计的不同的命令。

对于由一个可选择装置检测的误差，一般使用两种方法中的一种以使能一个可选择装置向主机控制器报告一个检测的传输误差。

第一个解决方案是保留一个特别的响应字节值如255，只是用于报告一个传输误差。然后不使能一个装置在任何时候使用值255作为响应字节，除非它试图报告一个传输误差。例如，装置绝不能以一个单字节报告它具有255页的容量。这种方案是麻烦的，并且如果装置必须报告可以返回任何范围值的测量数据就特别困难。

第二个解决方案是如果装置检测到一个传输误差则规定该装置停止对主机的响应。在等待决不发送的响应时超时后，打印机控制器(主机)随后重发没有完成的命令。一般地，如果对于再试没有任何响应，主机必须声明可选择装置已经遭受了一个致命的错误。这个方案的限制是主机不能将一个“闹病”的通讯链路和一个阻止装置响应或阻止它可靠地执行它的控制码的一般的设备故障区别开。因此，不能有效地使用该装置，因为由这个解决方案不能精确地报告误差。

存在于多个纸处理选项打印系统中的另一个问题是通过什么设备分配地址给每个选项。

一种用于设置装置的通讯地址的传统的方案有时被称为“硬编码装置软件”。在这种方案中，在设计时打印系统的工程师对于组成打印系统的每一个装置确定一个唯一的地址。然后，每个装置“硬编码”它的分配地址到它的装置软件中；因而，被寻址时使能这样一个装置与打印机通讯。这种方法的主要缺点是任何特定的装置中只有一个能够配置为打印系统的一部分。另一个缺点是当它试图在一些其他打印系统中连接和使用该装置时，它可能要求微码修改以改变它的硬编码装置地址，因为对于其他打印系统中的一些其他装置该硬编码值可能已经存在。因此，这种装置寻址方法是不可改变的。

可以设置装置的通讯地址的另一种传统的方法经常被称为“用户可设置的双列直插式封装开关”。每个装置在它的电路插件上有一组双列直插式封装开关。使用双列直插式封装开关的设置以设置装置的通讯地址。这种方法要求用户根据在打印机的用户指南中找到的步骤打开每个装置并且设置双列直插式封装开关。例如，用户可以开始直接连接装置到打印机并设置它们的双列直插式封装开关为一定的值，并且继续直到打印系统中所有的装置完成了它们的双列直插式封装开关设置。对于这种方法，还可能要求用户在打印机电路插件上设置双列直插式封装开关表示连接到打印系统的装置号码。对于仅仅具有少数可选择装置的打印系统要求大量的用户建立时间，更不用说对于一个具有中等到大量装置的打印系统。使用这种方法制造的装置常常是昂贵的，因为每个装置和打印机本身必须提供用户对于双列直插式封装开关的易维护性。

设置一个可选择装置通讯地址的另一种传统方法常常被称为“用户可设置的NVRAM”。对于这种方法，用户再一次遵循用户指南中的步骤，这个步骤部分经过键盘或操作员面板输入装置的地址，并且随后写入装置的NVRAM(非易失性随机存取存储器)中一个规定装置的地址。这个步骤的一部分要求装置直接连接到用于设置装置地址的“输入硬件”。站在用户的立场上，最方便的“输入硬件”是打印机它本身；然而，出于成本的考虑，大多数打印机不具有适用于输入装置地址的键盘或操作员面板。一台个人计算机可以是一个良好的第二选择，但不是所有的打印系统都连接到个人计算机以使能奢侈地使用它作为装置地址的输入。另外，即使个人计算机是可得到的，要求用户连接打印机到一个单个可选择装置，使用个人计算机分配给装置它的地址(每个步骤列表在打印机的用户指南中)，随后断开装置使得另一个装置能够进行它的地址设置。一旦对于所有的装置做了这些，那么用户就能够建立起整个打印系统。因此，这种方法还要求大量的用户建立时间。所以，这样一种用于打印机选项建立的NVRAM方法在低成本的个人或网络打印机上是找不到的。此外，因为这种方法对于大多数用户是“困难的”和近些日子用户对于适用性问题，包括初始安装和建立越来越敏感，当前销售的打印系统一般不使用这种方法以避免会被用户认为“无竞争性”的风险。

随着打印系统功能和复杂性的增加，要求有一种更有效和更低成本的打印系统控制设备和能寻址到上面提到的缺陷的方法。

本发明涉及一个打印系统，该系统包括一个具有打印机控制器的打印机；一个第一可选择支持装置，如一个具有第一装置控制器的智能纸处理装置；以及一个包括第一干线，互联打印机控制器到第一装置控制器的双向串行通讯路径，第一干线具有一个唯一的第一干线地址。第一装置控制器包括对于唯一的第一干线地址的初始响应的设备。打印机控制器自动地分配一个唯一的装置地址到系统中任何可选择的支持装置，使得打印机控制器命令第一装置控制器响应第一装置地址。

在本发明的优选实施例中，当被系统使能时可选择支持装置还包括连续第一干线经过第一可选择支持装置的逻辑电路。这样，当第一可选择支持装置的第一逻辑电路被使能时第一干线有效地经过第一可选择支持装置延伸到下一个可选择支持装置。在系统初始化期间，打印机控制器连续地和自动地命令系统中的任何可选择支持装置响应一个唯一的装置地址。

该系统最好包括多个从一个公共电连接到一个通讯总线延伸的干线。在包括多个干线的本发明的系统中，每个干线具有多个可能的干线地址中的一个唯一的干线地址，并且初始编程系统中连接的任何可选择支持装置以响应多个干线地址中一个唯一的干线地址。

从下面本发明的附图和详细的描述中可以确定本发明的其他特征和优点。

图1是说明包括一个打印机和若干智能选项的成像系统的纸路径的简化示意图；

图2是系统的另一个示意图，说明具有4个干线的打印机经过一个双向通讯总线连接到串行连接(菊花链式)在每个干线中的智能可选择支持装置的方式。

图3是一个使用本发明的串行、双向通讯方案的11位串行帧；

图4是一个在每个可选择支持装置内特定的智能硬件的逻辑、功能表示；

图5是一个表示在初始化中由打印机控制器给予每个可选择支持装置一个唯一地址，使得每个单独的可选择支持装置可以被寻址和给予分开的命令的方式的图解流程图；

图6是一个用于单个可选择支持装置的标准通讯语法的图解表示，并且说明单个支持装置的寻址和由打印机控制器发送(传送)的命令以及由寻址的可选择支持装置发送的响应；

图7是一个用于单个的可选择支持装置的无回送通讯语法(无回送)的图解表示，并且说明由打印机控制器发送(传送)的命令和由寻址的可选择支持装置发送的响应；

图8是一个用于多个装置的标准通讯语法的图解表示，并且说明本发明的特征，其中给出一个“广播地址”字节以命令在所有干线中的所有可选择支持装置，接下来的命令可应用于所有的装置，并且仅仅由一个单个指定的可选择支持装置回送命令字节；以及

图9是一个用于“通讯对话”的一般格式的图解表示。

图1图解地说明了一个可扩展的成像系统5，该系统包括例如耦合到多个可选择支持装置12、14、16、18、20、22、24、26和27的打印机10，如一个激光打印机。打印机10和每个可选择支持装置12、14、16、18、20、22、24、26以及27是智能装置，其中每个装置包括一个可编程的处理器和相关的存储器。在本发明的优选实施例中，打印机10包括一个能够提供系统5的电功率要求的电源供电，包含提供电功率到可选择支持装置。

打印机10包括打印机控制器10a，它完成与产生一个打印页面相关的任务，它包括在系统5的所有可选择支持装置的操作期间提供主机控制的任务。另外，打印机控制器10a管理系统5内的数据通讯，并且包括例如一个通用异步收发信机(UART)。打印机控制器10a启动系统5内所有的通讯。这样，可选择支持装置12、14、16、18、20、22、24、26和27是根据由打印机控制器10a发出的命令，包括查询请求来执行和响应的辅助性装置。

可选择支持装置可以包括，例如多个介质输入源如双纸输入托盘12，一对单个纸输入托盘14和16，一个信封续纸装置26；一个双面打印器18；多个输出介质接收器如纸输出托盘20、22和24，以及杂项输出装置27如一个整理机或一个信箱单元。箭头21、23和25通常表示纸移动的方向，而虚线表示通过打印机10和可选择支持装置12、14、16、18、20、22和24的纸路径19。应该认识到存在许多其他的纸处理装置，这些装置可以与打印机一起使用作为可选择支持装置，例如输出分类器和分类器／信箱。如同通常在纸处理可选择支持装置中，一个或多个传感器S设置在邻近纸路径19的位置以确定纸位置或其他用于打印机10和可选择支持装置正常操作所必需的信息。虽然上面描述的可选择支持装置是纸处理装置的例子，但是应该注意到用于系统5的可选择支持装置并不局限于纸处理装置。

为了保持整个纸路径19的全面控制，打印机控制器10a发送命令到可选择支持装置，这些装置接着发送对于这些命令的适当的响应。作为一个例子，打印机控制器10a将发送一个命令以从一个介质输入源，例如装置12、14和16中的一个抓取一页，使得纸的一个单页朝着箭头方向被馈送到纸路径19。此后，打印机控制器10a将发送一个命令来询问可选择支持装置的状态以确定在抓取和馈送一个单页纸到打印机10期间是否可选择支持装置已经检测到任何错误。

图2是一个用于打印机10和可选择支持装置12、14、16、18、20、22、24、26、27a以及27b之间的双向通讯接口的图示说明。经过一个双线串行总线13和多个干线30、31、32、以及33打印机10的打印机控制器10a与可选择支持装置通讯。打印机控制器10a和每个可选择支持装置之间的通讯导致在帧之间的信息转移，其中每帧包括一个预定义的位数量，例如图3所示的11位的帧。

当系统5起动或加电复位(POR)时，打印机控制器10a通过分配一个唯一的地址到每个可选择支持装置来启动与可选择支持装置的通讯。此后，打印机控制器10a和每个可选择支持装置之间的数据通讯能够在打印机控制器10a的指示下开始。

参照图2，部分地经过多个耦合到总线13的分开的通讯干线30、31、32和33获得打印机控制器10a和可选择支持装置之间的双向通讯。在本发明的优选实施例中，每个通讯干线相关于一个打印机10的分开的物理通讯连接或者端口，使能一个可选择支持装置机械地(或物理地)连接到该连接或端口。每个干线具有一个将被称为“干线地址”的预定义的唯一的通讯地址。

在本发明的优选实施例中，每个可选择支持装置设计用于电连接到干线30、31、32和33中的一个，并且随后相关于相应的干线地址。例如，如图2所示，信封续纸装置26经过干线30电耦合到打印机10；输入托盘12、14和16以及双面打印器18经过干线31电耦合到打印机10；杂项输出装置27a和27b经过干线32电耦合到打印机10；以及输出托盘20、22和24经过干线33电耦合到打印机10。

这里多个可选择支持装置如装置12、14、16、和18耦合到一个公共干线，如干线31，多个可选择支持装置以菊花链方式相互耦合。系统5初始化在加电复位时进行，并且能够在POR之后由打印机控制器10a选择的时刻进行。下面描述包括初始化的关键活动。在系统5初始化时，没有一个可选择支持装置被打印机控制器10a分配一个装置地址；然而，每个可选择支持装置假定它的预定义干线地址，该地址驻留在装置的只读存储器(ROM)中。同时，在系统5初始化时，每个可选择支持装置的初始的硬件／软件状态使得在菊花链(在相同的干线上)中的下一个可选择支持装置逻辑地与总线13断开。此后，作为系统5初始化活动的一部分打印机控制器10a一个装置一个装置地、连续地分配一个唯一的装置地址给每个干线上的每个可选择支持装置。由打印机控制器10a分配装置地址给系统5中可选择支持装置的这个发明由打印机控制器10a自动地完成而不需要操作员帮助。

现在参照图4，如所示的通讯总线13包括打印机传送线Txd和打印机10接收线Rxd。在系统5初始化期间，每个可选择支持装置负责有选择地建立通讯总线13的打印机传送路径Txd到“下一个”可选择支持装置的逻辑连接。例如，如图2和图4所示，可选择支持装置18提供打印机10传送路径Txd到可选择支持装置16的有选择的逻辑连接；可选择支持装置16提供打印机10传送路径Txd到可选择支持装置14的有选择的逻辑连接；可选择支持装置14提供打印机10传送路径Txd到可选择支持装置12的有选择的逻辑连接。同时，菊花链的可选择支持装置提供从菊花链中的一个装置到下一个装置到打印机10的打印机10接收路径Rxd的截止的电连接。

作为例子，图4示意地说明了相关于可选择支持装置16和18的电连接和电路，并且可以理解对于系统5的每个可选择支持装置存在类似的电连接和电路。可选择支持装置16包括包含一个微处理器、UART和相关逻辑的控制器16a以及逻辑门16b；并且可选择支持装置18包括包含一个微处理器、UART和相关逻辑电路的控制器18a以及逻辑门18b。可选择支持装置18经过干线31直接地电连接到通讯总线13，使得打印机线Txd连接到两个输入NAND门18b中的第一输入端。打印机线Txd也连接到控制器18a的一个装置接收端口17a。控制器18a的一个使能输出端17b耦合到两个输入NAND门18b中的第二输入端。控制器18a还包括一个直接连接到打印机接收线Rxd的传送端口17c。NAND门18b还包括一个经过干线31耦合到两个输入NAND门16b中的第一输入端的输出端。NAND门18b的输出端还连接到控制器16a的一个装置接收端口15a。控制器16a的一个使能输出端15b耦合到两个输入NAND门16b中的第二输入端。控制器16a还包括一个经过干线31直接连接到打印机接收线Rxd的传送端口15c。这样，如图4所示，当NAND门18b被使能时，打印机线Txd和干线31通过可选择支持装置18被有效地连接。同时，当NAND门16b被使能时，打印机线Txd和干线31通过可选择支持装置16被有效地连接。

在系统5初始化之前，每个可选择支持装置假定存储在可选择支持装置的控制器的只读存储器中的干线地址，并且每个可选择支持装置通过禁止它的相关的逻辑门逻辑地关断打印机线Txd到菊花链中下一个下行线路装置的连接。然而，在系统5初始化期间，打印机控制器10a通过分配一个唯一的装置地址给每个可选择支持装置连续地使得每个可选择支持装置联机，并且在唯一的装置分配给一个特定的可选择支持装置之后，这时打印机控制器10a命令可选择支持装置使能它的相关的逻辑门使得连接通讯总线13的打印机传送线Txd和相关的干线到菊花链中下一个可选择支持装置。下面参照图2和5解释装置地址分配处理的细节。

图5说明了分配装置地址给系统5的一个特定的干线上每个可选择支持装置的处理。应该理解在本发明的优选实施例中，这种处理被重复用于系统5的每个干线直到所有的可选择支持装置被分配了一个唯一的装置地址。打印机10的打印机控制器10a(图2)与特定的通讯总线硬件一起在系统5的初始化中应用一个特定的过程来分配给每个可选择支持装置它的唯一的装置地址。在初始化时，打印机10选择一个初始的干线(步骤35)。在步骤36，打印机控制器10a经过打印机传送线Txd发送一帧包含相关于所选择干线的干线地址的信息。然后，在步骤37，打印机控制器10a确定是否可选择支持装置经过打印机接收线Rxd从装置在一个预定的时间周期内通过等待一个确认(干线地址回送)接收干线地址。如果打印机控制器10a没有接收到任何响应，即对于判定方块37的回答是“不”，则对于该干线的处理完成(步骤39)，即没有其他的装置被认为与选择的干线连接。随后处理器10a在步骤41确定是否所有的干线已经得到服务。如果“是”，则对于系统5的地址分配完成(步骤47)。如果“不”，则存在要被考虑的其他干线随后在步骤43选择下一个干线并且在步骤36重新开始地址分配。

然而，如果在步骤37打印机控制器10a根据经过打印机接收线Rxd及时接收的一个来自可选择支持装置的确认确定可选择支持装置接收了干线地址，则在步骤38打印机控制器10a分配一个唯一的装置地址给可选择支持装置。在步骤40，可选择支持装置修改它的地址为分配的装置地址。既然可选择支持装置已经接收了它的唯一的装置地址，对于所有与打印机10的未来通讯，当经过刚分配的唯一的装置地址被寻址时，它将仅仅响应打印机。

在步骤45，打印机控制器10a发送给可选择支持装置一个命令以逻辑地连接菊花链中的下一个可选择支持装置，根据步骤46，该装置使能门逻辑(见图4)连接打印机传送线Txd到菊花链中下一个可选择支持装置。

这样，例如干线31上的第一可选择支持装置18具有它自己唯一的装置地址，并且经过干线地址通过寻址可选择装置16打印机控制器10a能够与“下一个”菊花链的装置16通讯。注意“前一个”装置18将不再响应干线地址，因为可选择支持装置18已经接收了它的唯一的装置地址。然后打印机控制器10a对于“下一个”装置16重复这个过程以分配给装置16一个唯一的装置地址。现在明显的是这个处理被重复直到干线31上的每个可选择支持装置18、16、14和12被分配一个唯一的装置地址(步骤36、37、38、40、45．46)，并且随后处理继续经过步骤39、41、43以选择下一个干线，例如干线30、32和33中的一个，在这时对于下一个选择的干线上的每个可选择支持装置完成步骤36、37、38、40、45、46。

下面是通讯接口的描述，这是通过单独的包含信息字节的帧在主机打印机控制器10a和可选择支持装置之间传送的方法。

参照图4，物理的通讯总线13是一个具有分开的打印机传送(Txd)和接收(Rxd)信号线的串行接口。打印机控制器10a和可选择支持装置经过UART(通用异步收发信机)一帧一帧地传送信息。虽然这种硬件配置能够支持全双工通讯(在Txd和Rxd线上同时传送数据)，但是在下面陈述的通讯协议规定Txd和Rxd线不是同时激活的。

参照图3，信息在一个11位帧中串行地传送：一个开始位(值0)，一个包括8个数据位的信息字段(最低有效位第一)，一个包括可编程的第9数据位的地址指示符／报警字段，以及一个停止位(值1)。使用地址指示符使能通讯总线13支持一个具有多个可选择支持装置的单个主机打印机控制器10a。借助于支持使用可编程第9数据位作为地址指示符／报警字段的UART硬件最好地实现了优选实施例。包含这样一种UART的微处理器的例子是Philips8052和Toshiba TMP90CM38。当主机打印机控制器10a传送数据到若干可选择支持装置中的一个时，它首先传送一个识别目标可选择支持装置的地址帧。该地址帧不同于数据帧在于可编程第9数据位对于地址帧是1而对于数据帧是0。每个可选择支持装置由它的内部程序码初始地配置使得它的控制器(例如图4中的16a)仅仅当接收地址帧时被中断。当接收数据帧时不中断可选择支持装置。这样，一个地址帧(可编程的第9数据位设置为1)将同时中断所有的可选择支持装置，给予每个一个机会以确定是否它是被寻址的可选择支持装置。被寻址的可选择支持装置随后配置它的控制器以便对接下来的数据帧(可编程第9数据位=0)中断。主机打印机控制器10a随后发送仅仅是被寻址的可选择支持装置接收的数据帧。所有的其他可选择支持装置不接收这些数据帧，因为它们的控制器将仅仅被地址帧(可编程第9数据位=1)中断。当打印机控制器10a完成发送数据帧到被寻址的可选择支持装置时，如果要求，则通过传送一个包含要求的可选择支持装置的地址的地址帧，打印机控制器10a可以寻址一个可选择支持装置。

打印机控制器10a和可选择支持装置之间的关系使能打印机控制器10a在任何给定的时间与一个可选择支持装置通讯，或者同时与所有的可选择支持装置通讯，这称为“广播”。通讯只能够由打印机控制器10a启动。因此，打印机控制器10a必须询问一个可选择支持装置以检测在该可选择支持装置中的任何状态变化。

当打印机控制器10a与一个单个可选择支持装置通讯而不是“广播”时，打印机控制器10a总是传送一个单个帧到可选择支持装置，并且接着，被寻址的可选择支持装置总是通过传送一个单个帧返回到打印机控制器10a而响应。

本发明利用在打印机控制器10a和任何或所有可选择支持装置之间的通讯中的“回送”。“回送”是定义的通讯协议，它遵守上面描述的一帧向下一帧向后交替，这里由可选择支持装置发送到打印机控制器10a的一帧中的信息字段(图3中所示)与来自打印机控制器10a由可选择支持装置最近接收的帧中的信息字段是相同的。如图6中所示，打印机控制器10a通过发送包含可选择支持装置的地址(装置地址字节)的地址帧寻址一个单个可选择支持装置，然后被寻址的可选择支持装置在一个数据帧中回送接收的地址(装置地址回送字节)。另外，回送被定义为通讯协议，其中由打印机控制器10a发送到可选择支持装置的一帧中的信息字段与来自可选择支持装置的最近接收的帧中的信息字段是相同的。

打印机控制器10a和可选择支持装置通过命令和状态响应通讯。打印机控制器10a传送命令到可选择支持装置以便控制可选择支持装置和命令可选择支持装置以完成要求的操作。一些命令要求可选择支持装置的状态，可选择支持装置以合适的状态响应来响应它。下面描述传输如何被分组以形成命令和状态响应，它使能信息在打印机控制器10a和一个单个被寻址的可选择支持装置之间流动。这种形式的通讯被定义为“标准通讯语法”，并且如图6所示。在图6中，向右的箭头表示由打印机控制器10a传送的、在图3中描述的帧的信息字段的传输。指向左边的箭头表示由可选择支持装置传送和由打印机控制器10a接收的帧的信息字段的传输。一个“命令”由Op Code(操作码)和零或多个Command Data(即命令参数)字节组成。一个“状态响应”可以包括零或多个响应数据(即状态)字节。应该注意这时一些命令不具有任何相关的状态响应，即对于那个命令由可选择支持装置传送零响应数据字节。被定义为不具有任何相关的状态响应的特定的命令是标准通讯语法的一种特别的情况，并且将在以后进行讨论。

前面描述的打印机控制器10a和可选择支持装置交替地进行单帧传输的通讯协议被用于对包含每个命令和状态响应的多个传输定速。对于由打印机控制器10a传送的每一帧，被寻址的可选择支持装置以相应的帧响应。

参照图6，假定一个操作系统5，即在初始化之后由打印机控制器10a传送的第一帧是用于打印机控制器10a要求发送一个命令给予的可选择支持装置的特定的装置地址(装置地址字节)。一旦接收到传输，相应于这个装置地址的可选择支持装置通过回送返回给打印机控制器10a接收的地址(装置地址回送字节)来响应。由打印机控制器10a传送的下一帧包含命令操作码。这是一个识别特定的命令的单个字节，它被传送到被寻址的可选择支持装置。该装置回送命令操作码返回到打印机控制器10a，这个回送被称为命令操作码回送字节(见图6)。包含整个语法的回送被用于支持通讯误差检测和误差处理。根据被发送的特定的命令的定义，打印机控制器10a发送一个特定数量的命令数据字节到被寻址的可选择支持装置。这些字节被标记为命令数据#1到命令数据#m。对于由打印机控制器10a传送的每个命令数据字节可选择支持装置回送命令数据字节返回到打印机控制器10a。回送的字节与从打印机控制器10a发送的和由可选择支持装置接收的相应的命令数据字节是相同的。由一个特别的命令规定命令数据字节的数量并且可以是零。对于零命令数据字节的情况，该命令被命令操作码完全地规定。

一些命令要求来自被寻址的可选择支持装置的状态响应，而一些命令不要求。当打印机控制器10a已经传送一个要求来自可选择装置的状态响应的命令时，在所有的命令字节已经被传送到那个可选择支持装置并被回送之后，打印机控制器10a如图6所示，通过发送一个响应开始字节以改变数据流动的方向。响应开始字节是一个单个定义的恒定值，该值除了表示现在能够从可选择支持装置开始传送状态响应以外不传输任何特定的信息。在优选实施例中，响应开始字节是十六进制的AA。

在接收了响应开始字节之后，可选择支持装置开始状态响应。响应信息包含在响应数据字节中，被标记为响应数据#1到响应数据#n，数字n取决于被传送的特别的状态响应。响应数据字节从打印机控制器10a单独地回送返回到被寻址的可选择支持装置。回送的字节是与从可选择支持装置传送的相应的响应数据字节相同的。使用包含整个语法的回送以支持总线13上的传输误差检测(图2)。遵守一帧向下一帧向后的通讯协议，通过发送响应结束字节到打印机控制器10a被查询的可选择支持装置终止状态响应。响应结束字节是一个终止状态响应传输的单个定义的恒定值。在优选实施例中，响应结束字节是十六进制的CC。这个字节不意味着包含任何特定的信息。

如上所述，一个特别的命令的定义规定不存在任何相应的状态响应。对于这种命令，整个状态响应被消除-即不存在响应开始字节，不存在响应数据字节，不存在响应数据回送字节以及不存在响应结束字节。进行语法的这种修改以优化整个总线的使用。

下面描述被称为“无回送通讯语法”的一个唯一的通讯语法。包括在标准的通讯语法的定义中的回送被用于帮助在总线13上传输误差的检测。然而，存在着如果在总线13上的通讯中不出现多余的回送则总线13的带宽被更有效地使用的情况。如图7所示的“无回送通讯语法”定义了一种语法用于不利用回送的命令。可选择支持装置不回送从打印机控制器10a发送的命令操作码字节或命令数据字节，并且同样的打印机控制器10a不回送来自可选择支持装置的响应数据字节。从打印机控制器10a传送的命令是与从可选择支持装置传送到打印机控制器10a的响应字节混合在一起的。

一个利用无回送语法的命令的例子是“查询装置状态”，它请求被寻址的可选择支持装置如12、14和16中的一个的传感器的状态，以跟踪如图1所示纸路径19中一页的位置(前沿)。查询装置状态命令被定义为一个仅仅包含如图7所示的命令操作码和一个单个响应数据字节的命令。一个由可选择支持装置对查询装置状态命令的响应是位编码的并且包含两位，这两位提供定位在图1所示的那个单独的可选择支持装置中的纸传感器S的状态(例如覆盖或未覆盖)。在这个例子中，随着前沿接近一个可选择支持装置中的传感器S，打印机控制器10a跟踪一页的前沿的位置。打印机控制器10a以一个相对高的频率多次发送查询装置状态命令，直到相应于传感器S的响应位最后改变状态(例如从未覆盖到覆盖的改变)。

“广播通讯”被定义为一个协议，利用它打印机控制器10a同时向所有的可选择支持装置传送一个命令。在优选实施例中，在利用广播通讯之前，打印机控制器10a指定可选择支持装置中的一个来负责回送由打印机控制器10a传输的所有的广播通讯。所有其他的可选择支持装置不回送由打印机控制器10a传输的任何广播通讯。由指定的可选择支持装置提供的回送使能打印机控制器10a利用下面描述的和根据标准的通讯语法变得便利的数据通讯校验。

图8说明了广播通讯。打印机控制器10a首先在总线13上传送一个唯一的“广播地址”(图2)，在该总线上所有的可选择支持装置接收和进入广播通讯(如上面描述的)。以前已经被指定由打印机控制器10a回送所有传输的任务的可选择支持装置回送广播地址(图8)返回到打印机控制器10a。图8还说明广播到所有的可选择支持装置的命令，其中被指定的广播回送的这些可选择支持装置如所示回送由打印机控制器10a传送的命令。

在另一个实施例中，打印机控制器10a可以选择不指定可选择支持装置中的一个作为回送返回打印机控制器10a传输的可选择支持装置。在另一个实施例中，如图8所示的回送不会发生。

“通讯对话”是本发明的一个特征，它适合打印机控制器10a要求连续地传送若干命令到一个特定的可选择支持装置的情况。在“通讯对话”内，在每个连续的命令之前打印机控制器10a不传送装置地址。用于通讯对话的一般格式如图9所示。首先，由打印机控制器10a寻址可选择支持装置。然后，由打印机控制器10a传送“开始通讯对话”命令来打开(开始)通讯对话。接下来，打印机控制器10a传送要求的命令序列到可选择支持装置。最后，打印机控制器10a通过传送一个“结束通讯对话”命令来中止通讯对话。在可选择支持装置接收到结束通讯对话命令之后，传送到那个可选择支持装置的下一个命令以前必须是包含那个可选择支持装置的装置地址或广播地址的地址帧。

能够在一个通讯对话内发送若干命令的优点可以改善总线13(图2)带宽的使用，因为寻址可选择支持装置的额外消耗分布在若干命令上。这样对于一组命令总的传输时间小于如果在每个命令传送到可选择支持装置之前发送装置地址应该得到的时间。

本发明的一个特征是通讯接口误差检测能力。在标准的通讯语法中规定的回送字节使能打印机控制器10a和可选择支持装置检测某些传输误差。同时，由打印机控制器10a和可选择支持装置使用的特定的UART硬件提供附加的传输误差检测能力。

包括在本发明中的总线13误差检测能力使能检测由例如，但不局限于间歇的信号连接和静电放电中产生的通讯误差。在总线13上检测传输误差的能力防止不可靠数据导致系统5不可预见的情况。总线13上的通讯接口传输误差检测由打印机控制器10a和可选择支持装置完成。

下面描述由打印机控制器10a在通讯接口上完成的传输误差检测。

打印机控制器10a的UART具有检测某些总线13传输误差如成帧误差的能力。无论何时打印机控制器10a在一个接收的帧中检测到一个传输误差，它就中断对当前命令的处理，并且随后传送一个包含在总线13上的唯一的“链路复位”地址的地址帧。当接收到链路复位地址时，每个可选择支持装置中断可能正在处理的任何命令，并且重新初始化它的UART、通讯协议处理以及命令解释器到可选择支持装置正在等待被寻址的状态。每个给定的可选择支持装置仍然响应在初始化期间从打印机控制器10a接收的相同的唯一分配地址，即一个链路复位不导致可选择支持装置返回到它们的干线地址。因为可编程的第9数据位被设置为传送的链路复位帧的一部分，所有的可选择支持装置接收链路复位。当处理一个命令或状态响应时，每个可选择支持装置必须对于从打印机控制器10a接收的所有帧检验可编程第9数据位以确定是否一个链路复位已经被传送。

打印机控制器10a还具有检测使从一个可选择支持装置接收的一帧中信息字段的值变坏的总线13传输误差的能力，然后打印机控制器10a传送链路复位。打印机控制器10a通过检验从可选择支持装置接收的回送字节，即如图6所示的装置地址回送、命令操作码回送和命令数据回送来检测这种传输误差。

在传送装置地址字节之后，打印机控制器10a将由可选择支持装置传送的装置地址回送字节的值与由打印机控制器10a传送的装置地址字节相比较。如果两个值不同，打印机控制器10a确定一个传输误差已经发生并且传送链路复位。以一种类似的方式，打印机控制器10a将传送的命令操作码字节与由可选择支持装置接收得到的命令操作码回送字节相比较。如果它们不相同，打印机控制器10a同样的传送链路复位。以一种类似的方式，打印机控制器10a将传送的每个命令数据字节与由可选择支持装置接收得到的命令数据回送字节相比较。如果它们不相同，打印机控制器10a传送链路复位。打印机控制器10a不检验任何用于可能的传输误差的响应数据字节值。使一个响应数据字节变坏的传输误差由下面描述的可选择支持装置检测和报告。如果打印机控制器10a检测到响应结束字节传输中一个错误，它就传送链路复位。打印机控制器10a传送链路复位的另一种情况是当来自可选择支持装置的任何期望的传输没有在一个特定的时间内接收时。

如上所述，在广播通讯期间，一个指定的可选择支持装置回送来自打印机控制器10a的传输。在广播通讯期间，打印机控制器10a以上面描述的相同的方式利用这些回送来检测传输误差。

下面描述由可选择支持装置在通讯接口上完成的传输误差检测。每个可选择支持装置的UART具有检测总线13上某些传输误差的能力(图2)。无论何时一个可选择支持装置检测到一个接收帧中的传输误差，通过在下一个传送到打印机控制器10a的帧中设置地址指示符／报警字段(可编程的第9数据位)，可选择支持装置报告错误发生。如果没有报告传输误差，在那帧中的信息字段与已经有的是相同的，即在这种情况下没有由可选择支持装置传送的任何特别的信息字段值，除了向打印机控制器10a报告总线13传输误差以外，可选择支持装置中断正在进行的命令或状态响应的处理。对于从可选择支持装置接收的每一帧，打印机控制器10a检验可编程的第9数据位。当打印机控制器10a识别出可选择支持装置已经检测了总线13上的一个传输误差时，打印机控制器10a传送一个链路复位。

可选择支持装置还具有检测使从打印机控制器10a接收的一帧中信息字段的值变坏的总线13传输误差的能力，然后通过在下一个传送到打印机控制器10a的帧中设置可编程的第9数据位，可选择支持装置向打印机控制器10a报告总线13上一个传输错误。参照图6，被寻址的可选择支持装置检验从打印机控制器10a接收的命令操作码字节值。如果命令操作码字节值不是一个有效的操作码值，可选择支持装置报告传输误差已经发生。被寻址的可选择支持装置不检验对于可能的总线13(图2)传输误差的命令数据字节值。当打印机控制器10a检验由可选择支持装置传送的相应的命令数据回送字节时，它也检测使命令数据字节变坏的传输误差。被寻址的可选择支持装置检验从打印机控制器10a接收的响应开始字节值。如果该值与预定义的响应开始字节值不相同，可选择支持装置以上面描述的方式报告传输误差已经发生。同样的，被寻址的可选择支持装置将由一个打印机控制器10a传送的接收的响应数据#n回送字节与传送到打印机控制器10a的相应的响应数据#n字节相比较。如果该值不相同，可选择支持装置报告一个传输误差已经发生。

对于广播通讯，以上面描述的相同的方式，在广播通讯期间，由以前被打印机控制器10a指定为回送装置的可选择支持装置检测和报告传输误差。

虽然本发明根据优选实施例进行了描述，在本领域的那些技术人员将认识到可以改变形式和细节而不背离下面权利要求书的精神和范围。

Claims (24)

1．一个打印系统，包括：

一个包含打印机控制器的打印机；

一个包含第一装置控制器的第一可选择支持装置；以及

一个互联所述打印机控制器到所述第一装置控制器的第一双向串行通讯干线，所述第一干线具有一个唯一的第一干线地址，以及其中所述第一装置控制器包含初始响应所述唯一的第一干线地址的设备，

其中所述打印机控制器自动地分配一个唯一的装置地址到所述系统中的任何可选择支持装置，使得所述打印机控制器命令所述第一装置控制器响应第一装置地址。

2．如权利要求1所述的系统，其中所述第一可选择支持装置包括一个纸处理装置。

3．如权利要求1所述的系统，其中所述可选择支持装置还包括逻辑电路，当被所述系统使能时该电路经过所述第一可选择支持装置连续所述第一干线。

4．如权利要求1所述的系统，其中在所述系统初始化期间，所述打印机控制器连续地和自动地命令耦合到所述第一干线的多个可选择支持装置中的每个装置响应一个唯一的装置地址。

5．如权利要求1所述的系统还包括从一个公共的电连接延伸到一个通讯总线的多个干线。

6．如权利要求1所述的系统还包括多个干线，每个干线具有多个干线地址中的一个唯一的干线地址，并且所述系统中连接的任何可选择支持装置被初始编程以响应所述多个干线地址中一个唯一的干线地址。

7．如权利要求1所述的系统，其中当所述第一可选择支持装置的所述第一逻辑电路被使能时，所述第一干线被有效地经过所述第一可选择支持装置延伸到下一个可选择支持装置。

8．如权利要求1所述的系统，其中在系统初始化期间所述打印机控制器分配给所述第一可选择支持装置所述第一装置地址。

9．一个打印系统，包括：

一个包含打印机控制器的打印机；

一个包含第一装置控制器的第一可选择支持装置；以及

一个互联所述打印机控制器到所述第一装置控制器的双向串行通讯路径，

其中所述打印机控制器自动地分配一个唯一的第一装置地址到所述系统中的任何可选择支持装置，以及

其中所述第一可选择支持装置还包含逻辑电路，该逻辑电路在分配一个唯一的第一装置地址给所述第一可选择支持装置以后，根据来自所述打印机控制器的命令，使能由所述打印机控制器产生的经过所述第一可选择支持装置的由任何后来的可选择支持装置使用的信息通道。

10．如权利要求9所述的系统，其中所述双向串行通讯路径包括一个第一干线，所述第一干线具有一个唯一的第一干线地址，并且其中所述第一装置控制器包含初始响应所述唯一的第一干线地址的设备。

11．如权利要求10所述的系统，其中当所述逻辑电路的第一逻辑电路被使能时所述第一干线经过所述第一可选择支持装置延伸。

12．如权利要求9所述的系统，其中当所述系统初始化时，所述打印机控制器命令所述第一装置控制器响应所述第一装置地址。

13．如权利要求9所述的系统，其中所述通讯路径包括一个第一干线，以及其中当所述系统初始化时，所述打印机控制器连续地命令耦合到所述第一干线的多个可选择支持装置中的每个装置来响应一个唯一的装置地址。

14．如权利要求9所述的系统，其中所述通讯路径包括多个干线，每个干线具有多个干线地址中的一个唯一的干线地址，并且连接在所述系统中的任何可选择支持装置被初始编程以响应所述多个干线地址中的一个唯一的干线地址。

15．如权利要求9所述的系统，其中所述第一可选择支持装置连接到一个第一干线，当所述第一可选择支持装置的所述第一逻辑电路被使能时该干线经过所述第一可选择支持装置有效地延伸到下一个可选择支持装置。

16．如权利要求9所述的系统，其中在系统初始化期间所述打印机控制器分配给所述第一可选择支持装置所述第一装置地址。

17．一个打印系统包括：

一个包含打印机控制器的打印机；

相关于所述打印机的多个可选择支持装置，所述多个可选择支持装置中的每一个包含一个装置控制器；以及

一个双向串行通讯路径，提供所述打印机控制器和所述多个可选择支持装置中每一个的每个装置控制器之间的串行电气互联；

其中所述打印机控制器自动地分配一个唯一的装置地址给所述多个可选择支持装置中的每一个；以及

其中所述多个可选择支持装置中的每一个还包含逻辑电路，该逻辑电路根据所述打印机控制器的命令，在分配第一装置地址给所述第一可选择支持装置以后，使能由所述打印机控制器产生的经过所述多个可选择支持装置中第一可选择支持装置的到达下一个电气串行连接的可选择支持装置的信息通道。

18．如权利要求17所述的系统，其中所述可选择支持装置包括纸处理装置。

19．如权利要求17所述的系统，其中所述第一可选择支持装置经过一个串行通讯干线耦合到所述打印机控制器，所述干线具有一个唯一的干线地址，并且其中所述第一装置控制器和所述下一个串行连接的可选择支持装置包含初始响应所述唯一的干线地址的设备。

20．如权利要求19所述的系统，其中当所述逻辑电路的第一逻辑电路被使能时所述第一干线经过所述第一个可选择支持装置延伸。

21．如权利要求17所述的系统，其中当所述系统初始化时，所述打印机控制器命令所述第一装置控制器响应所述第一装置地址。

22．如权利要求17所述的系统，其中当所述系统初始化时，所述打印机控制器连续地命令耦合到一个公共干线的所述多个可选择支持装置中的每个装置响应一个唯一的装置地址。

23．如权利要求17所述的系统，其中所述打印机包含多个干线，每个干线具有多个干线地址中的一个唯一的干线地址，并且每个可选择支持装置被初始编程以响应所述多个干线地址中的一个唯一的干线地址。

24．如权利要求17所述的系统，其中所述第一可选择支持装置连接到第一干线，当所述第一可选择支持装置的第一逻辑电路被使能时，该第一干线有效地经过所述第一可选择支持装置延伸到所述下一个可选择支持装置。

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