CN1316393C - 控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种数字控制电路，当在特定的操作模式下G-LINK输出端口短路时，其允许/禁止UART接收信号的串行传输的反馈。在常规操作模式下，数字控制电路监测UART的Tx输出的状态，在UART传输期间，Rx线通常设置为高状态，用于数据反馈，并消除由G-LINK电路产生的不必要和不希望的UART中断。因此，当需要时数字控制电路允许G-LINK信号反馈回UART，由此保留了确定设备操作模式的功能，以及在常规操作模式下允许G-LINK的串行端口被配置和利用。

Description

控制电路
本申请要求2002年4月12日提交的美国临时专利申请60/371,983的优先权。
技术领域
本发明涉及电视机机顶盒中的控制电路，更具体地涉及反馈控制电路。
背景技术
为获得高的数据包传输速度，必须使用吉比特率发送/接收芯片组(收发器)。一个此类收发器是一种由总部设于美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市的Hewlett Packard公司出售的设备，该公司制造并出售命名为HDMP-1022的发送器和命名为HDMP-1024的接收器。HDMP-1022发送器和HDMP-1024接收器的芯片组详述于1996年8月HewlettPackard的40页的Preliminary Technical Data表中，并且目前已经可在它的互联网站上得到。该数据表说明HDMP-1022发送器和HDMP-1024接收器如何能够作为吉比特或G-LINKTM控制器使用，用以提供传输和接收G-LINK串行接口操作。本发明的G-LINK是升级后的G-LINK II。
G-LINK控制器的应用如图1所示，它可用于机顶盒。图中，G-LINK电路10作为串行接口电路把常规通用异步收发器(UART)电路12和G-LINK串行端口14连接起来，以实现多重目的，例如为UART 12提供信号通道，以及对到达和起始于G-LINK串行端口14的通信进行从全双工转换到半双工的控制。另外，为了实现G-LINK串行端口14驱动红外发生器(未示出)，G-LINK电路10可以中继通过数据线21传输的来自红外发生源20的红外(IR)信号。
图1中的所有组成部分都可由操作系统(未示出)控制，并且UART12被定义为COM端口。同样，当UART 12接收到一个信号，它会产生一个将由操作系统处理的中断信号。在某种操作模式下，例如配置测试模式，在该模式下系统配置被测试，G-LINK电路10向UART 12转发来自G-LINK串行端口14的测试信号。在这种操作模式下，UART 12应接收测试信号并相应地产生中断信号。然而，在另一种操作模式下，例如示范模式，在该模式下训练用户掌握系统的用途和性能，G-LINK电路10不必将它从UART 12接收的信号传送回UART 12。这种不必要的反馈导致UART 12产生将由操作系统处理的不必要的中断。对这些不必要的中断进行处理会降低机顶盒的性能。因此，有必要控制G-LINK电路和UART 12之间的通信。
发明内容
根据本发明的原理，数字控制电路(DCC)允许/禁止信号从第二电路(如G-LINK电路)向输入/输出设备(如通用异步收发器(UART))传输。第二电路除了可以向输入/输出设备传输信号以外，也可以接收从输入/输出设备传送的信号。根据由输入/输出设备向第二电路传输的信号，DCC可以控制来自第二电路的传输信号。例如，当输入/输出设备正在向第二电路传输信号时，DCC禁止从第二电路向输入/输出设备传输信号。这样，输入/输出设备收不到任何来自第二设备的信号，因此它就不会向中央处理器(CPU)产生中断。
在一个实施例中，第二电路是G-LINK电路，它具有与G-LINK端口连接的双向线，输入/输出设备是UART。当在某个特定的操作模式下G-LINK端口短路时，DCC禁止从G-LINK电路向UART的信号传输。在另一个操作模式下，DCC对UART的输出状态进行监控，在UART传输期间，DCC将UART的接收线设置为高状态，表示没有输入信号，因此禁止了来自G-LINK电路的信号所产生的不必要和不应有的UART中断。然而在另外一种操作模式下，DCC允许从G-LINK电路向UART传输的信号的自由流动。因此当需要时，DCC允许将G-LINK信号反馈回UART。
附图说明
通过下述结合附图的详细描述，上述发明的教导可以容易地被理解，其中：
图1示出了一个现有技术电路布置，该布置在机顶盒中用到G-LINK电路，G-LINK串行端口，UART和红外发生源；
图2示出了根据本发明原理的一个电路布置，该布置用来控制G-LINK电路发送线和UART接收线之间的通信；
图3A和3B示出了用在图2所示的电路布置中的一种典型的数字控制电路，以及对不同操作模式进行的设置安排；
图4示出了一个流程图，该流程图给出在CPU和操作系统的控制下进入示范模式的步骤；以及
图5示出了一个根据操作模式用于控制从串行接口电路到收发器电路的传输方法的流程图。
为了便于理解，在可能的情况下，图中共用的相同部分都被指定使用了相同的参考数字。
具体实施方式
图2示出了依据本发明原理的示范电路布置。G-LINK电路10作为串行接口电路把常规通用异步收发器(UART)电路12和G-LINK串行端口14连接起来，其中通用异步收发器(UART)电路12例如是总部位于美国加利福尼亚州芒廷维尤市(Mountain ViewCalifornia，USA)的TeraLogic股份有限公司生产的TL811集成电路的一部分，所述连接用以实现多重目的，例如为UART 12提供信号通道，以及将到达和起始于G-LINK串行端口14的通信进行从全双工转换到半双工的控制，或者为了进一步改进设计或故障诊断的目的，为全双工通信提供直接从UART 12到G-LINK串行端口14的信号通道。数字控制电路(DCC)22被设置在G-LINK电路10的输出线(GLNK_Rx18)和UART 12的接收(输入)线(UART_Rx 23)之间，用于根据GLNK_Tx16(UART 12的输出线或G-LINK电路10的输入线)处的动作以及下述讨论的其他因素控制从G-LINK电路10传输到UART 12的信号。
另外，上述布置用于G-LINK串行端口14驱动红外(IR)发生器(未示出)，来响应通过红外数据线21与G-LINK电路10相连的IR发生源20，如图2所示。该IR发生器是一个红外线发光二极管(LED)，被布置在机顶盒的外部，用于控制外部设备(未示出)，该设备可通过IR信号进行遥控，例如VCR、电视接收机、DVD播放机等等。以此为目的的IR发生器的这些用途，对于熟悉该技术领域的人员都是公知的。IR发生源20通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)来驱动，下面将更充分地对其讨论。
图2中的电路布置也可用于这样的方式：寻呼控制指令可通过G-LINK电路14从UART 12传输到G-LINK串行端口，用于控制外部的寻呼器模块与寻呼服务提供器建立联系。这种电路布置已经被用于美国印第安纳州印第安纳波利斯市Thomson股份有限公司生产的ATC311高清晰电视。
本发明尤其适用于用在电视接收器(未示出)的机顶盒(未示出)。为了理解上述发明，下面仅仅进一步讨论机顶盒的这些部分和/或必要的电视接收器。例如，机顶盒具有一个操作系统和一个中央处理器(CPU)(未示出)，它们两个都控制UART 12，G-LINK电路10和下面将要讨论的DCC 22，该操作系统在上述情况下为Windows CETM，它是总部位于美国华盛顿雷德蒙的微软公司的产品。当UART 12收到一个信号，它产生一个中断信号，该信号通常要求操作系统跳转到一个中断处理程序来处理此中断。其他的输入/输出或收发设备，例如通用同步/异步接收发送器(USART)，也可用于该电路布置。
图2中的电路布置在若干操作模式下起作用。在配置测试操作模式中，DCC 22允许所有从G-LINK电路10发送的信号被传送到UART12。在示范模式中，DCC 22禁止任何信号从G-LINK电路10传送到UART12。操作系统不应把机顶盒置于示范模式中，除非操作系统探测到G-LINK串行端口14是短路的，该情况是用户希望机顶盒进入示范模式的用户指示。当G-LINK串行端口14短路时，G-LINK电路10通常返回任何其从UART 12接收到的信号。因此，为了探测G-LINK串行端口是否是短路的，操作系统可以把机顶盒置于配置测试模式中，通过UART12向G-LINK电路10发送一个测试信号，并且等待观察是否该测试信号从UART 12返回。如果测试信号返回，操作系统则确定G-LINK串行端口已经被短路，并继续把机顶盒置于示范模式。对G-LINK串行端口14短路可通过对插头短路来实现，因此把数据信号线短路接地。
当G-LINK串行端口14未被短路时，机顶盒通常在默认模式下运行，在这种模式下，测试者通过测试设备可以从UART 12向G-LINK串行端口14发送调试消息。在默认的操作模式下，G-LINK电路10返回从UART 12接收到的信号，这是不必要的。为了消除或屏蔽掉由这些返回信号产生的中断，DCC 22监控UART输出线GLNK_Tx 16的状态，并且在UART 12传输中，UART的接收线UART_Rx 23被设置为高状态，向UART 12指示尚未收到信号并且阻塞来自G-LINK电路10的信号。
当G-LINK串行端口14不被短路时，操作系统也可将机顶盒置于IR发生器模式。在这种模式下，G-LINK电路10通常向UART 12发送信号。这些信号是不必要的。同样，DCC 22禁止任何信号通过GLNK_Rx18从G-LINK电路10向UART 12传输，再次消除不必要的中断。
DCC的硬件逻辑和控制寄存器示于图3A。图3B的表格示出了DCC22中每个控制寄存器的设置和相应数据输入的逻辑状态。在图3A和3B中，GLNK_Rx，GLNK_Tx和UART_Rx分别代表GLNK_Rx 18，GLNK_Tx16和UART_Rx 23的逻辑(信号)状态。图3A示出了DCC 22包含五个装置U1到U5。U1 24是时序定时触发器，起锁存器的作用，U2 26和U3 28包含普通的低电平逻辑门，U4 30和U5 32是普通的信号多路复用器。DCC 22接收下列输入来生成UART_Rx：GLNK_Rx，GLNK_Tx，寄存器4的位3，寄存器6的位2和寄存器6的位4。寄存器4和6包含在一个复杂可编程逻辑器件(CPLD)(未示出)中并且由操作系统进行设置。在下面的讨论中，逻辑值1(高)通常意味着没有信号传输。例如，当GLNK_Tx有逻辑值1，它通常意味着GLNK_Tx 16线是空闲状态，也就是没有发送或接收。
U4 30和U5 32多路复用器提供给G-LINK电路10三个系统级操作模式。最简单的模式是示范模式(在图3B中是设置号5或模式3)，此时U5 32的输出是逻辑高电平——UART_Rx具有逻辑值1，也就是UART_Rx 23线是空闲的，因此UART 12不接收任何信号。当U5 32具有来自CPLD的控制信号同时寄存器6的位4被设置为逻辑电平1时，这种模式被启动，如图3B中的表所示。
当寄存器6的位4被设置为逻辑低电平时，DCC 22运行其他两种模式中的一种，或设置号1-4中的一个。根据图3B，U5 32的输出直接依赖于U4 30的输出。U4多路复用器由CPLD寄存器6的位2的逻辑电平控制。当CPLD寄存器6的位2的逻辑电平为高时，DCC 22在配置测试模式或模式2下运行。在这种情况下，U4 30的输出恰恰是来自GLNK_Rx 18的信号。见图3A。同样，在UART_Rx 23的输出信号与那些来自GLNK_Rx 18的信号相同。因此，DCC 22允许从G-LINK电路10向UART 12的传输信号的自由流动。这是必要的，因为测试信号通常通过G-LINK串行端口14向UART 12传输，再由操作系统进行处理。
当CPLD寄存器6的位2被设置为逻辑低电平时，DCC 22在模式1下运行。U4 30的输出直接依赖于U3 28的输出，U3 28是一个具有三个输入的与非门：CPLD寄存器14的位3，来自GLNK_Tx的信号以及从U2 26来的输出信号。U2 26是反相器，用以反相来自GLNK_Rx 18的信号。当来自GLNK_Rx 18的信号从逻辑值1转换为逻辑值0时，来自GLNK_Tx 16的信号被锁存在U1 24。这种GLNK_Tx 16被锁存的状态消除了在GLNK_Rx 18和GLNK_Tx 16信号中由于相位或计时不同而导致的在U3 28的输出中产生的错误逻辑转换。
在模式1下，当CPLD寄存器14的位3被设置成逻辑值1时，DCC22处于默认运行状态。在这种默认运行状态下，DCC检测UART 12是否在向G-LINK电路10传输信号。如果UART 12不在传输，DCC 22允许信号从G-LINK电路10向UART 12传输。否则，如果UART 12正在传输，DCC 22禁止从G-LINK电路10传送信号。在图3A和3B中，当来自GLNK_Tx 16的信号具有1逻辑值(无信号)时，U3 28的输出是U2 26的输出或来自GLNK_Rx 18的信号。实际上，UART_Rx 23的信号与来自GLNK_Rx 18的信号相同。另一方面，如果来自GLNK_Tx 16的信号具有逻辑值0(UART 12正在传输)，U3 28的输出具有逻辑值1。实际上，UART_Rx 23的信号被保持为逻辑值1，即禁止从G-LINK电路10向UART 12传输。
在模式1下，如果CPLD寄存器14的位3被设置为逻辑值0，IR发生器激活，也就是，G-LINK电路10正在接收来自IR发生源20的IR信号以及正在通过G-LINK串行端口14向外部IR发生器传输IR信号。在这种状况下，U3 28的输出具有逻辑值1，这使得UART_Rx 23的信号也具有逻辑值1，即禁止从G-LINK电路10向UART 12传输。
应当理解，来自CPLD的具体电平信号和图3B中所述的信号电平对于操作系统所使用和相关的电路是特定的，但它们对于熟悉该技术领域的人员是作为例证的，以理解其操作。CPLD及其各自的寄存器不属于本发明的部分。
当短路插头插入G-LINK串行端口14时，输出的短路被检测到，并且系统被置于示范模式，在该模式下用户被训练掌握系统的用途和性能。当然可以理解，可以利用与短路插头相当的设备，如面板开关。该模式可典型地用于零售店来驱动示范模式，并且符合图3B中的设置5。示范模式的操作不属于本发明的部分。
图4示出了在CPU和操作系统的控制下进入示范操作模式的流程图。当用户把G-LINK串行端口14短路时，用户是在通知机顶盒进入示范模式。在402，UART被配置为COM端口，这是由操作系统提供的选项。在示例实施例中，CPLD寄存器(未示出)在404被设置，这里CPLD寄存器6的位2和位4都被设置为0，也就是机顶盒处于默认模式或IR发生器模式。该过程继续通过链路406到达节点408，用以确定IR发生器是否激活。在该实施例中并如图3B所示，如果寄存器14的位3为0，则IR发生器模式是被激活的。如果IR发生器模式被激活，则返回到链路406。如果是“否”，则在410确定操作系统是否希望检测G-LINK串行端口14是否被短路(示为“测试DEMO PIN”)，用以提供示范，如前所述。如果是“否”，则返回链路406。如果是“是”，CPLD寄存器在412被重新设置，设置CPLD寄存器6的位2为逻辑1，位4为逻辑0。这种设置把图3A中的电路布置置于配置测试模式。在414，操作系统确定UART 12输入线UART_Rx 23是否处于逻辑0，表明存在进入UART 12的信号。如前所述，当串行端口14短路时，G-LINK电路10返回其从UART 12接收到的任何信号。因此，当操作系统接收到它先前发送的信号时，操作系统便确定G-LINK串行端口14是短路的。如果判定块414返回了“是”，则CPLD在416被重新设置以便把图3A中的电路布置置于示范模式。如图3B所示，为了把该电路布置设置为示范模式，寄存器2的位2要被设置为逻辑0并且位4被设置为逻辑1。然后该过程返回到链路406。如果是“否”，该过程返回到404，把电路布置设置回默认模式或IR发生器有效模式。
图5示出了一种在系统中根据操作模式控制从串行接口电路到收发器电路的传输的方法，串行接口电路例如图2中所示的G-LINK电路10，收发器电路例如图2中所示的UART 12。在510检测系统的操作模式。模式在520被确定。如果模式为第一模式，例如图3B中所示的配置测试模式，则在530允许串行接口电路向收发器电路传输信号。如果模式为第二模式，例如图3B中所示的默认模式，则在540确定收发器电路是否在向串行接口电路传输信号。如果收发器电路正在传输，则在550禁止串行接口电路向收发器电路传输信号。否则，如果收发器电路没有在传输，则允许串行接口电路向收发器电路传输信号。如图3A所示，串行接口电路也可包括与串行端口(如G-LINK串行端口14)连接的双向线。
这里给出的例子能够使那些熟悉该技术领域的人员更加清楚地理解和应用本发明。这些例子不应被认为限制了本发明的范围，而是仅仅说明和代表了本发明的用途。考虑到前面的描述，对本发明众多的修正以及可供选择的实施例对那些熟悉该技术领域的人员是显而易见的。因此，这些描述将被解释为仅仅是说明性的，是为了达到使那些熟悉该技术领域的人员以最好的方式实现本发明的目的，而并不是打算说明此发明的所有可能形式。也可以理解为，用到的文字只是描述性文字，而不是限制性文字，这些结构细节可以充分地变化，只要不脱离本发明的本质，并且对属于附加权利要求书范围的所有改变保留独占使用的权利。

Claims (16)

1.一种电路，包括：
第一电路，具有输出线和输入线；
第二电路，具有输入线和输出线，输入线用来接收来自第一电路的输出线的信号，输出线用来向第一电路的输入线传输信号；以及
控制电路，用来依照在第一电路输出线所传输的信号，控制由第二电路输出线向第一电路输入线传输的信号，其中当第一电路正在第一电路的输出线上传输信号时，控制电路禁止由第二电路输出线向第一电路输入线传输的信号。
2.权利要求1的电路，其中当第一电路正在输出线上传输信号时，控制电路保持第一电路的输入线为高状态。
3.权利要求1的电路，其中第二电路是G-Link电路。
4.权利要求1的电路，其中第二电路还包含一条双向线。
5.权利要求4的电路，其中双向线的短路启动示范模式。
6.权利要求5的电路，其中形成短路的是接地短路电路。
7.权利要求1的电路，其中如果第一电路收到自第二电路传输的信号，第一电路产生一个中断信号。
8.权利要求1的电路，其中自第一电路输出线传输的信号通过第二电路来控制外部寻呼器模块，以连接寻呼器业务。
9.权利要求1的电路，其中第二电路还包括了第二输入线，用来接收从IR发生源传输的IR信号，第二电路在输出线传输IR信号来遥控外部设备。
10.权利要求1的电路，其中第二电路提供第一电路输出线和第一电路输入线之间的反馈。
11.权利要求1的电路，其中根据操作模式，控制电路控制由第二电路输出线向第一电路输入线传输的信号。
12.在CPU和操作系统控制的系统中，一种控制从串行接口电路向收发器电路通信的方法，该方法包括以下步骤：
检测系统的操作模式；
如果此模式为第一模式，允许串行接口电路向收发器电路传输信号；以及
如果此模式为第二模式，检测收发器电路是否正在向串行电路传输信号，如果收发器电路正在传输信号，则禁止串行接口电路向收发器传输信号。
13.权利要求12的方法，其中串行接口电路是G-Link电路。
14.权利要求12的方法，其中串行接口电路还包括一条双向线。
15.权利要求14的方法，其中双向线的短路启动示范模式。
16.权利要求15的方法，其中形成短路的是接地短路电路。
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