CN1758187A - 虚拟串口装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种虚拟串口装置，该虚拟串口装置连接在移动通讯设备的基带控制装置与个人计算机的传输驱动装置之间，它包括基带接口单元、数据存储单元、控制器和物理接口单元；基带与数据存储单元之间的数据传输由基带控制装置通过基带接口单元控制；控制器连接在数据存储单元与物理接口单元之间，按照USB协议处理数据并传输；物理接口单元通过USB总线与传输驱动装置传输数据。该虚拟串口装置具有高传输带宽和通用性。

Description

虚拟串口装置
技术领域
本发明涉及一种虚拟串口装置，特别地，涉及移动通讯设备的基带与个人计算机之间的虚拟串口装置。
背景技术
在现有的手持移动通讯设备应用中，基带(BaseBand)与个人计算机(PC)之间的通讯与数据传输大多是通过红外接口完成的，带宽限制比较大。随着通用串行总线(USB)接口在手机中应用的增加，USB已经成为手持移动通讯设备的一种主要接口。目前技术中，USB接口通常采用海量存储(mass-storage)传输方式，解决个人计算机与手机中Sd卡和Nand闪存等存储器件之间的数据传输问题，而来自基带的数据是用户可自定义的，数据格式完全不同于来自存储器件的数据，况且基带数据传输要求稳定的带宽，个人计算机与手机基带之间的通讯尚不能通过USB接口完成。这样，就使得手机许多可以预见的灵活功能无法利用USB接口的传输能力实现。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种移动通讯设备的基带与个人计算机之间高带宽的通讯方式。
根据本发明的第一方面，提供一种虚拟串口装置，其连接在移动通讯设备的基带控制装置与个人计算机的传输驱动装置之间，包括基带接口单元、数据存储单元、控制器和物理接口单元；所述基带与数据存储单元之间的数据传输由基带控制装置通过基带接口单元控制；所述控制器连接在数据存储单元与物理接口单元之间，按照USB协议处理数据并传输；所述物理接口单元通过USB总线与所述传输驱动装置传输数据。
在第一方面中，优选地，所述基带接口单元包括数据地址复用总线，所述基带控制装置通过数据地址复用总线执行对数据存储单元的读写。
优选地，所述基带接口单元包括寄存器组，所述基带控制装置通过配置寄存器组来控制读写数据存储单元的条件。更为优选地，所述控制器通过改变所述寄存器组的值来调整读写数据存储单元的条件。
优选地，所述数据存储单元包括数据先进先出单元。
优选地，所述USB协议包括USB2.0协议。
优选地，所述虚拟串口装置采用USB中断传输方式传输数据。
优选地，所述虚拟串口装置还包括嵌入式微处理器，其执行对控制器的初始化及数据传输控制。
优选地，所述虚拟串口装置还包括中断处理单元，其对来自数据存储单元和控制器的中断请求进行仲裁，并将仲裁后的请求发送至嵌入式微处理器。
根据第二方面，提供一种移动通讯设备，包括基带控制装置和虚拟串口装置，所述基带控制装置通过虚拟串口装置与个人计算机的传输驱动装置相连，所述虚拟串口装置包括基带接口单元、数据存储单元、控制器和物理接口单元；所述基带控制装置通过基带接口单元控制基带与数据存储单元之间的数据传输；所述控制器连接在数据存储单元与物理接口单元之间，按照USB协议处理数据并传输；所述物理接口单元通过USB总线与所述传输驱动装置传输数据。
在第二方面中，优选地，所述基带接口单元包括数据地址复用总线，所述基带控制装置通过数据地址复用总线执行对数据存储单元的读写。
优选地，所述基带接口单元包括寄存器组，所述基带控制装置通过配置寄存器组来控制读写数据存储单元的条件。更为优选地，所述控制器通过改变所述寄存器组的值来调整读写数据存储单元的条件。
优选地，所述数据存储单元包括数据先进先出单元。
优选地，所述USB协议包括USB2.0协议。
优选地，所述虚拟串口装置采用USB中断传输方式传输数据。
优选地，所述虚拟串口装置还包括嵌入式微处理器，其执行对控制器的初始化及数据传输控制。
优选地，所述虚拟串口装置还包括中断处理单元，其对来自数据存储单元和控制器的中断请求进行仲裁，并将仲裁后的请求发送至嵌入式微处理器。
根据本发明，利用USB虚拟串口实现了由移动通讯设备的基带到个人计算机的直接数据传输通道，从而使得移动通讯设备许多可预见的灵活功能如无线上网、高速下载、高速文件备份及手机软件更新等利用USB接口的传输能力完成。与现有的红外接口等技术相比，本发明的虚拟串口装置具有大得多的带宽和通用性。
附图说明
为更好地理解本发明，下面仅以一个实施例结合附图对本发明作进一步说明。附图中：
图1示出了本发明一个实施例的虚拟串口装置的结构框图。
具体实施方式
参照图1，图1示出了本发明一个实施例的虚拟串口装置的结构框图。在移动通讯设备的基带控制装置20与个人计算机的传输驱动装置30之间，连接一虚拟串口装置10，基带控制装置20控制着虚拟串口装置10与基带之间的数据传输，虚拟串口装置10与个人计算机之间的数据交换由个人计算机的传输驱动装置30控制，根据实际应用的需要，个人计算机应用软件40可调用传输驱动装置30进行数据传输。其中，基带控制装置20和传输驱动装置30可由软件实现。
虚拟串口装置10包括基带接口单元(BIU)11、数据先进先出(FIFO)单元12、控制器(UDC)13和物理接口单元14。基带控制装置20通过基带接口单元11读写数据先进先出单元12中的数据，从而控制数据先进先出单元12与基带之间的数据传输。这里，数据先进先出单元12也可用缓冲器等其他存储器件替代，考虑到较佳地实现虚拟串口功能，优选采用先进先出存储器。虚拟串口装置10可位于移动通讯设备内，也可用于具有基带功能的个人数字助理(PDA)等电子设备与个人计算机之间的通讯。
特别地，基带接口单元11可具有一组中断请求机制，用来产生虚拟串口装置10发送给基带的中断。基带接口单元11包括一组数据地址复用总线和多组寄存器，其中多组寄存器包括：在从基带到个人计算机的数据传输方向上，反映数据先进先出单元12空位的寄存器，向基带控制装置20发出中断请求的空位条件寄存器与超时条件寄存器；在从个人计算机到基带的数据传输方向上，反映数据先进先出单元12数据量的寄存器，向基带控制装置20发出中断请求的数据条件寄存器与超时条件寄存器。基带控制装置20可通过配置寄存器组来控制基带接口单元11向它发中断请求的条件，从而控制读写数据先进先出单元12的条件，如数量条件、空位条件等。基带接口单元11将数据先进先出单元12在基带接口单元11映射成一个端口，具有固定地址，在传输数据时基带接口单元11起地址译码的作用，即根据该固定地址切换数据地址复用总线，基带控制装置20对数据先进先出单元12的读写可通过数据地址复用总线执行。
控制器13连接在数据先进先出单元12与物理接口单元14之间，它按照USB协议处理USB总线上的数据并进行传输，如进行CRC校验、自动返回NAK等。控制器13还通过数据先进先出单元12的读写地址控制其数据量，通过基带接口单元11的反映数据先进先出单元12数据量的寄存器、反映数据先进先出单元12空位的寄存器，控制器13负责向基带控制装置20反映数据先进先出单元12的状况。特别地，根据不同种类基带响应能力的分别，控制器13可通过改变基带接口单元11中向基带控制装置20发出中断请求的空位条件寄存器、数据条件寄存器及超时条件寄存器的值，来调整向基带控制装置20发出中断请求的条件，进而调整读写数据先进先出单元12的条件以优化数据传输过程。
物理接口单元14通过USB总线与传输驱动装置30传输数据，它们之间的交互遵循USB业界标准，传输驱动装置30依照USB协议执行USB传输。
特别地，所述USB协议采用USB2.0协议。尽管由于USB1.1协议传输能力的限制，会使带宽受到影响，但本发明的技术方案兼容于USB1.1协议，这对本领域的技术人员来讲是显然的。
为实现所述虚拟串口功能，特别选用USB中断传输方式，例如可选用USB2.0中断传输方式。使用中断传输方式具有比控制传输方式大得多的带宽；具有等时传输方式所没有的错误重传机制，因而能够保证数据的正确性；同时具有批量传输方式所没有的带宽稳定性。但本领域技术人员了解，在本发明技术方案的基础上，对控制器(UDC)的协议处理如包大小的定义、枚举时描述符等处理以及数据先进先出单元控制机制略作改变，就可采用批量传输方式实现所述虚拟串口功能。
再次参照图1，虚拟串口装置10还包括嵌入式微处理器15及中断处理单元16。其中，嵌入式微处理器15执行对控制器13的初始化与传输控制，过程如下：当嵌入式微处理器15识别USB总线上电之后，它通过基带接口单元11通知基带控制装置20，然后基带控制装置20通过基带接口单元11向嵌入式微处理器15发出信息，启动USB传输，嵌入式微处理器15收到信息后，根据信息的参数定义好控制器13的通道带宽等设置，再打开USB的传输。同时，嵌入式微处理器15也对控制器13的行为和枚举过程进行控制。
中断处理单元16对来自数据先进先出单元12和控制器13的中断请求进行仲裁，并将仲裁后的请求发送至嵌入式微处理器15。在数据传输过程中，基带控制装置20可控制控制器13和数据先进先出单元12的中断产生条件，从而使得数据传输适应用户的多种需求。
利用本发明的虚拟串口装置，在移动通讯设备的基带与个人计算机之间传输数据的过程如下：当个人计算机应用软件40需要向基带发送数据时，它调用传输驱动装置30向下以USB中断传输方式送数，物理接口单元14从USB总线上接收传输的内容并送至控制器13。控制器13按照USB2.0传输协议对接收到的内容进行处理，取出个人计算机实际传输的数据并将它放入数据先进先出单元12。当数据先进先出单元12存储的数据数量或者时间条件等条件满足时，比如当所存储的数据量大于一阈值时，基带接口单元11将利用它的中断请求机制以中断请求方式通知基带控制装置20，而基带控制装置20通过读基带接口单元11中反映数据先进先出单元12数据量的寄存器得知其数据量，再通过基带接口单元11从数据先进先出单元12中读取数据。
当移动通讯设备的基带需要向个人计算机发送数据时，基带控制装置20先通过基带接口单元11中反映数据先进先出单元12空位的寄存器查询其有多少空，再通过基带接口单元11将数据写入数据先进先出单元12，当数据先进先出单元12存储的数据数量或者时间条件等条件满足时，数据被送入控制器13。控制器13按照USB2.0传输协议对接收到的数据进行处理，再将处理后的数据以USB中断传输方式送入物理接口单元14，最后传输驱动装置30从USB总线上接收传输的内容，因个人计算机也具有按照USB2.0协议处理USB总线数据的能力，它将从接收的内容中提取出实际传输的数据。
在数据传输过程中，如需要嵌入式微处理器15参与，数据先进先出单元12或控制器13将通过中断处理单元通知嵌入式微处理器15。
显而易见，在此描述的本发明可以有许多变化，这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。

Claims (18)

1、一种虚拟串口装置，其连接在移动通讯设备的基带控制装置与个人计算机的传输驱动装置之间，包括基带接口单元、数据存储单元、控制器和物理接口单元；
基带与所述数据存储单元之间的数据传输由基带控制装置通过基带接口单元控制；
所述控制器连接在数据存储单元与物理接口单元之间，按照USB协议处理数据并传输；
所述物理接口单元通过USB总线与所述传输驱动装置传输数据。
2、如权利要求1所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述基带接口单元包括数据地址复用总线，所述基带控制装置通过数据地址复用总线执行对数据存储单元的读写。
3、如权利要求1所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述基带接口单元包括寄存器组，所述基带控制装置通过配置寄存器组来控制读写数据存储单元的条件。
4、如权利要求3所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述控制器通过改变所述寄存器组的值来调整读写数据存储单元的条件。
5、如权利要求1所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述数据存储单元包括数据先进先出单元。
6、如权利要求1所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述USB协议包括USB2.0协议。
7、如权利要求1所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述虚拟串口装置采用USB中断传输方式传输数据。
8、如权利要求1至7中任一项所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述虚拟串口装置还包括嵌入式微处理器，其执行对控制器的初始化及数据传输控制。
9、如权利要求8所述的虚拟串口装置，其特征在于，所述虚拟串口装置还包括中断处理单元，其对来自数据存储单元和控制器的中断请求进行仲裁，并将仲裁后的请求发送至嵌入式微处理器。
10、一种移动通讯设备，包括基带控制装置和虚拟串口装置，所述基带控制装置通过虚拟串口装置与个人计算机的传输驱动装置相连，所述虚拟串口装置包括基带接口单元、数据存储单元、控制器和物理接口单元；
所述基带控制装置通过基带接口单元控制基带与数据存储单元之间的数据传输；
所述控制器连接在数据存储单元与物理接口单元之间，按照USB协议处理数据并传输；
所述物理接口单元通过USB总线与所述传输驱动装置传输数据。
11、如权利要求10所述的移动通讯设备，其特征在于，所述基带接口单元包括数据地址复用总线，所述基带控制装置通过数据地址复用总线执行对数据存储单元的读写。
12、如权利要求10所述的移动通讯设备，其特征在于，所述基带接口单元包括寄存器组，所述基带控制装置通过配置寄存器组来控制读写数据存储单元的条件。
13、如权利要求12所述的移动通讯设备，其特征在于，所述控制器通过改变所述寄存器组的值来调整读写数据存储单元的条件。
14、如权利要求10所述的移动通讯设备，其特征在于，所述数据存储单元包括数据先进先出单元。
15、如权利要求10所述的移动通讯设备，其特征在于，所述USB协议包括USB2.0协议。
16、如权利要求10所述的移动通讯设备，其特征在于，所述虚拟串口装置采用USB中断传输方式传输数据。
17、如权利要求10至16中任一项所述的移动通讯设备，其特征在于，所述虚拟串口装置还包括嵌入式微处理器，其执行对控制器的初始化及数据传输控制。
18、如权利要求17所述的移动通讯设备，其特征在于，所述虚拟串口装置还包括中断处理单元，其对来自数据存储单元和控制器的中断请求进行仲裁，并将仲裁后的请求发送至嵌入式微处理器。
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