CN1406429A - 连接到一条电话线的两个装置或设备的同步方法 - Google Patents

连接到一条电话线的两个装置或设备的同步方法 Download PDF

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Abstract

一种用于至少一个第一装置或设备(6)与至少一个第二装置或设备(7)的同步方法，分别包括模数n的第一计数器(8)和第二计数器(10)，通过电连接交换数据，其特征在于它包括如下步骤：第二装置或设备(7)产生一个时钟信号，作为第二计数器(10)的计数基准；把此时钟信号发射给第一装置或设备(6)；和在被至少两个周期的时钟信号所分开的时刻，从第二装置或设备(7)发射数字信号给第一装置或设备(6)，每当第二计数器(10)重新初始化时，向第一装置或设备发射包括两个连续时隙的时钟信号在内的一个同步信号。

Description

连接到一条电话线的两个装置或设备的同步方法
本发明被应用在传输领域中，并且更特别涉及一种用于至少一个第一装置或设备与至少一个第二装置或设备的同步方法，分别包括第一和第二模数n的计数器，其被设计来通过电连接交换数据。
越来越多的装置或设备通过电话线交换数据。一些装置或设备从电话线接收第一供电，然而，除了这个第一电压之外，其他装置或设备需要或许由第二源所提供的第二电压。
为了防止发生在电话线中的强干扰影响由第二源所馈送的装置或设备的功能，则这些装置或设备通过一个电栅与电话线绝缘。然而，此电栅可能不能防止它所绝缘的那些装置或设备交换数据。
一种已知的解决方案包括通过布置在连接到电话线上的接口与由第二源馈送的装置或设备之间的高压电容器来产生电栅。
这些电容器必须允许不同装置或设备之间的数据传送、从第二源到由电话线馈送的装置或设备的第二供电电压的传送、以及同步信号的传送。
被发射的数据通常包括双向传输TX和接收RX帧、用于线路接口的控制数据、和表示线路操作状态的状态数据。
本发明的一个目的是提供一种方法，其能够检测在由第二源馈的装置或设备与线路接口之间的同步缺乏，并立即对这些电路进行再同步。
按照本发明，通过包括如下步骤的方法来实现这个目的：
第二装置或设备产生一个时钟信号，其担任第二计数器的计数基准；
把此时钟信号发射给第一装置或设备；和
在被至少两个周期的时钟信号所分开的时刻，从第二装置或设备发射数字信号给第一装置或设备，并且每当第二计数器被重新初始化时，则向第一装置或设备发射包括两个连续时隙的时钟信号在内的一个同步信号。
按照本发明的一个实施例，通过三个高压电容器C1，C2和C3来提供电连接，电容器C1和C2被设计来从第二装置或设备向第一装置或设备发射n-2个连续周期的时钟信号，电容器C3被特别设计来发射接下来的连续两个周期第n-1和n的时钟信号。
按照本发明的一个特定实施例，第一装置或设备是一个接口，它被设计来把一个或多个数字装置或设备连接到电话线，并且第二装置或设备是一个微控制器。
按照本发明这个特定实施例的一种变形，微控制器连续地、按照一种循环来在n-2个周期的时钟信号期间向线路接口发射第一数据分组(TX)，其提供有第一地址，并且反过来从线路接口接收一个第二数据分组(RX)，其提供有第二地址，并且如果第一和第二地址不相同的话则检测线路上的传输差错。
按照本发明的一个有利实施例，第一和第二分组(TX)(RX)分别包括控制寄存器和状态寄存器的内容，以及与每个寄存器相关的存储器地址，第一数据分组另外包括一个同步密钥，线路接口能够检测该同步密钥，以便解码每个寄存器的存储器地址，并且发射在微控制器的存储器中提供有同一地址的状态寄存器的内容。
按照本发明一个特定实施例，每个控制寄存器和每个状态寄存器的内容被一个差错检测码所验证。
按照本发明一个优选实施例，在线路接口和微处理器之间建立连接之前，微处理器向线路接口发射一个特定的二元帧，其使得能够将数据交换初始化，并且，如果在线路中存在错误，则线路接口向微控制器返回包括至少一个差错指示比特的状态数据。
通过非限制性的示例，参考以下描述的实施例，则本发明这些和其他方面将变得显而易见并将被阐明。
附图中：
图1示意性地示出了按照本发明的方法被设计来交换信息的两个装置或设备；
图2示出了图1中的第一装置或设备的详细图；
图3示出了图1中的第二装置或设备的详细图；
图4示出了一个时序图，说明了第二装置或设备向第一装置或设备发射的信号；和
图5示出了一个时序图，说明了第一装置或设备接收的信号。
最佳实施方式
图1中，连接到电话线4上的两个装置或设备被包括三个高压电容器C1、C2和C3的一个电镀连接而彼此绝缘。
第一装置或设备6例如是一个线路接口，其连接到电话线4；而第二装置或设备7是线路接口6的一个微处理器。
线路接口6包括模数n的计数器8，而微控制器7包括模数n的计数器10。在接着的说明书中，n例如等于16。
图2示出了线路接口6的详细图。线路接口6包括：一个输入级12，其确保与高压电容器C1、C2和C3的连接；一个其中提供有数字组件的数字块14，被用来控制电话线路。这个数字块14与包括数字模拟转换器16和模拟数字转换器18的模拟块15通信。
输入级12包括一个整流桥20，其被设计来对分别从电容器C1和C2中来的信号进行整流，以便产生线路接口6的一个DC供电电压。一个比较器被布置在电容器C1和C2之间，以便向数字块14提供一个差分电压。比较器22的输出被连接到一个时钟检测模块24，其被设计来对线路接口6进行再初始化如果它检测到来自电容器C1和C2中而来的一个信号缺乏的话。开关26被布置在桥20和块14之间，以便在比较器22的输出低于一个预确定门限值时把块14解激励。
电容器C3被连接到第一监视放大器28，其被设计来在电阻30的端子处暂时存储一个电压。这个电阻30使其能够在通过电容器C3提供给线路接口6的信息不是逻辑电平“1”时把线路接口6接地。
数字块14包括：一个计算单元40；一个第一RAM存储器42，包含具有八比特的五个状态寄存器；一个第二RAM存储器44，包含具有八比特的五个控制寄存器；以及一个数字线路控制模块46。计算单元40通过第一总线47连接到第一RAM存储器42，并且通过第二总线48连接到第二RAM存储器44。第一RAM存储器42连接到模拟块15，以便接收表示电话线路状态的逻辑信息；而第二RAM存储器44连接到模拟块15，以便向这个块提供控制逻辑信息。
参考图3，微控制器8包括一个中央单元50，一个传输协议控制级52，和把级52连接到电容器C1、C2和C3上的一个输出级54。
中央单元50包括一个计算机程序，包括用于控制传输协议的一个模块，和用于处理控制和状态信息的一个模块。
协议控制级52包括：一个计算单元60；一个第三RAM存储器62，包括具有八比特的五个状态寄存器；和一个第四RAM存储器64，包括具有八比特的五个状态寄存器。
协议控制级52通过第三总线70与中央单元50通信，并且通过第四总线72与输出级54通信。
输出级54包括：一个差分放大器80，其被设计来控制应用到电容器C1和C2上的电压；一个电流检测器82，其被设计来测量电容器C1和C2之间的差分电压；和一个第二监视放大器84，其被设计来控制电容器C3的电压。
在操作中，微控制器7发射数字数据和控制数据TX给线路接口6，并且从线路接口6接收数字数据和状态数据RX。
图4和5分别构造了说明微控制器7和线路接口6交换的信号的时序图，和说明线路接口6发射和接收的信号的时序图。
图4中的线路4-a说明了由微控制器7产生的时钟信号h1，其将通过电连接被线路接口6恢复。线路4-b包是计数器10的连续状态。计数器10在时钟信号h1的第16个周期处自动重新初始化。
线路4-c表示电容器C1和C2的端子处的差分信号h2。这个信号对于h1的14个连续周期假定一个与时钟信号h1相同的数值。h1的第15和16个周期被使用以便接收由线路接口6发射的信号RX。这些信号可以是“0”或“1”。
参考线路4-d，在信号c1k12的开头十四个周期(状态(1)到(14))期间，电容器C1和C2通过差分放大器80被控制电路8引导。在信号c1k12的第十五和十六个周期(状态(15)和(16))期间，差分放大器80在高阻抗的情形中，并且接口6引导整流桥20。
线路4-e和4-f表示微控制器7从线路接口6中接收数据RX的瞬时。
线路4-g表示电容器C3的端子处的信号。在时钟信号h1的开头十四个周期期间，数据TX在被至少一个时钟周期分开的瞬时处被发射，并且在示出的示例中，这些瞬时对应于第4和第7个时钟周期。第15和16时钟周期的这两个连续时帧在计算单元40中被识别为构成一个同步信号，其被设计来把计数器8与计数器10同步地重新初始化。
图5说明了在线路接口6那一级处的数据和时钟信号。
线路5-b表示计数器8的连续状态。如前所述，当第三电容器C3处的信号具有两个连续时隙(线路4-d)时，计数器自动重新初始化。
线路5-c说明了由线路接口6恢复的时钟信号h1。
线路5-d说明了从电容器C1和C2中产生的一个差分信号h2。对于十四个连续周期，这个信号假定与时钟信号h1相同的数值。h2的第十五和十六个周期被用来发射信号RX给微处理器7。
线路5-e表示电容器C3的端子处的信号。在时钟信号h1的开头十四个周期期间，数据TX在被至少一个时钟周期分开的瞬时处被发射，并且在所说明的示例中，这些瞬时对应于第4和第7时钟周期。同步信号对应于第15和16时钟周期的两个连续时隙。
线路5f和5g分别说明了被线路接口6接收的数据和状态信号TX时的瞬时。

Claims (8)

1.一种用于至少一个第一装置或设备(6)与至少一个第二装置或设备(7)的同步方法，分别包括模数n第一计数器(8)和第二计数器(10)，其被设计来通过电连接交换数据，该方法其特征在于它包括如下步骤：
第二装置或设备(7)产生一个时钟信号，用作为第二计数器(10)的计数基准；
把此时钟信号发射给第一装置或设备(6)；和
在被至少两个周期的时钟信号所分开的瞬时处，从第二装置或设备(7)发射数字信号给第一装置或设备(6)，并且每当第二计数器(10)被重新初始化时，则向第一装置或设备发射包括两个连续时隙的时钟信号在内的一个同步信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过三个高压电容器C1，C2和C3来提供电连接，电容器C1和C2被设计来从第二装置或设备(7)向第一装置或设备(6)发射n-2个连续周期的时钟信号，电容器C3被特别设计来发射接下来的连续两个周期第n-1和n的时钟信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一装置或设备(6)是一个接口，它被设计来把一个或多个数字装置或设备连接到电话线(4)，并且第二装置或设备(7)是一个微控制器。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：微控制器(7)连续地、按照一种循环来在n-2个周期的时钟信号期间向线路接口(6)发射提供有第一地址的第一数据分组(TX)，并且反过来从线路接口(6)接收一个提供有第二地址的第二数据分组(RX)，并且如果第一和第二地址不相同的话则检测线路上的传输差错。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：第一和第二分组(TX)和(RX)分别包括控制寄存器和状态寄存器的内容，以及与每个寄存器相关的存储器地址，第一数据分组另外包括一个同步密钥。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：线路接口(6)能够检测该同步密钥，以便解码每个寄存器的存储器地址，并且发射在微控制器(7)的存储器中提供有同一地址的状态寄存器的内容。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：每个控制寄存器和每个状态寄存器的内容被一个差错检测码所验证。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：在线路接口(6)和微处理器(7)之间建立连接之前，微处理器(7)向线路接口(6)发射一个特定的二元帧，其使得能够将数据交换初始化，并且，如果在线路中存在错误，则线路接口(6)向微控制器(7)返回包括至少一个差错指示比特的状态数据。
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