TW201423413A - 匯流排訊號監測裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種匯流排訊號監測裝置，包括一訊號採集模組、一第一資料暫存器、一第二資料暫存器、一處理單元及一非同步接收發送器，所述訊號採集模組用於從一匯流排上採集即時訊號並將採集到的即時訊號解碼為可存取資料，並將所述可存取資料存儲於所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器中，所述處理單元用於從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料，並將所述可存取資料發送給所述非同步接收發送器，所述非同步接收發送器將所述可存取資料非同步地發送給一總控端。本發明還揭示了一種匯流排訊號監測方法。

Description

匯流排訊號監測裝置及方法

本發明涉及資料通訊領域，尤指一種用於對匯流排上傳輸的訊號進行監測的裝置及方法。

I²C（Inter-Integrated Circuit）匯流排和SPI（Serial Peripheral interface）匯流排憑藉其介面線少、控制方式簡單、器件封裝形式小、通訊速率較高等優點，在微電子、通訊控制、伺服器管理領域被廣泛應用。它主要用於連接微控制器及其周邊設備，使主控裝置能及時的去控制和讀取周邊設備的狀態，例如管理員可對各個元件進行查詢，以管理系統的配置或掌握元件的功能狀態。在傳統的調試方法中，工程師或測試人員必須使用示波器或邏輯分析儀去獲取匯流排上的訊號，藉由複雜的協定分析，然後才能瞭解通訊的具體資料和資料傳輸的正確性。這一過程增加了開發的人力成本和設備成本，並且示波器或邏輯分析儀僅能顯示當前獲取的訊號狀態，單次獲取的資料量非常有限，不利於對目標裝置的調試，尤其不利於對壓力測試中的目標裝置進行調試。

鑒於以上內容，有必要提供一種更為高效和簡便的用於對匯流排上傳輸的訊號進行監測的裝置及方法。

一種匯流排訊號監測裝置，所述匯流排訊號監測裝置包括一訊號採集模組、一第一資料暫存器、一第二資料暫存器、一處理單元及一非同步接收發送器，所述訊號採集模組用於從一匯流排上採集即時訊號並將採集到的即時訊號解碼為可存取資料，並將所述可存取資料存儲於所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器中，所述處理單元用於從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料，並將所述可存取資料發送給所述非同步接收發送器，所述非同步接收發送器將所述可存取資料非同步地發送給一總控端。

優選地，所述匯流排訊號監測裝置還包括一第一多路選擇器，用於根據所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器的存儲狀態，決定所述訊號採集模組將所述可存取資料存儲於所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器中。

優選地，所述匯流排訊號監測裝置還包括一第二多路選擇器，用於根據所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器的存儲狀態，決定所述處理單元從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料。

優選地，所述匯流排訊號監測裝置還包括一資料讀寫控制器，用於獲取所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器的存儲狀態，並將獲取的存儲狀態發送給所述第一多路選擇器和所述第二多路選擇器。

優選地，所述匯流排訊號監測裝置還包括一無線串口，用於將所述非同步接收發送器發送來的所述可存取資料藉由無線的方式傳送給所述總控端。

一種匯流排訊號監測方法，所述匯流排訊號監測方法包括：

訊號讀取步驟，從一匯流排上讀取即時訊號，並將採集到的即時訊號解碼為可存取資料；

資料存儲步驟，將所述可存取資料存儲於一第一資料暫存器或一第二資料暫存器；

資料讀取步驟，從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料；及

非同步發送步驟，一非同步接收發送器非同步地將所述可存取資料發送給一總控端。

優選地，所述資料存儲步驟包括：

當所述第一資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第二資料暫存器處於未寫滿狀態時，將所述可存取資料寫入到所述第二資料暫存器；

當所述第二資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第一資料暫存器處於未寫滿狀態時，將所述可存取資料寫入到所述第一資料暫存器；及

當所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器均處於已寫滿狀態時，阻塞所述可存取資料。

優選地，所述資料讀取步驟包括：

當所述第一資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第二資料暫存器處於未寫滿狀態時，選擇從所述第一資料暫存器讀取所述可存取資料；

當所述第二資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第一資料暫存器處於未寫滿狀態時，選擇從所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料；及

當所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器均處於未寫滿狀態時，進入等候狀態。

優選地，所述非同步發送步驟包括：

所述非同步接收發送器非同步地將所述可存取資料發送給一無線串口；及

所述無線串口將所述可存取資料藉由無線的方式傳送給所述總控端。

優選地，所述資料讀取步驟包括：當從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料時，控制一指示燈閃爍。

與習知技術相比，上述匯流排訊號監測裝置和方法，藉由將採集到的即時訊號經過解碼變成可存取資料，並將所述可存取資料存儲於兩個資料暫存器中，再從兩個資料暫存器中讀取所述可存取資料，非同步地發送給總控端，使採集的即時訊號可以持續地被送往總控端，以供工程師或測試人員監測或調試使用，使得工程師或測試人員無需一直地保持對系統的關注，當需要的時候可以方便的從總控端中獲取某一時間點或時間段的訊號狀態，也為解決某些低概率事件提供了極大的便利。

請參閱圖1，圖中示意性的示出了根據本發明一種實施方式的匯流排訊號監測裝置30被應用於一匯流排架構中，所述匯流排架構包括一主控裝置10及一從屬裝置20，所述主控裝置10與所述從屬裝置20藉由一匯流排連接，所述匯流排可以是I²C匯流排或SPI匯流排，本領域的技術人員應當理解，所述主控裝置10與所述從屬裝置20也可以藉由其他匯流排連接，並不限於I²C匯流排和SPI匯流排。

在圖1所示的匯流排結構中，所述主控裝置10處於主機（Master）地位，所述從屬裝置20處於從機（Slaver）地位，所述主控裝置10用於啟動資料傳送並產生時鐘訊號，向所述從屬裝置20發送指令，所述從屬裝置20用於回應所述主控裝置10發送的指令，向所述主控裝置10返回資料，比如所述從屬裝置20的工作狀態，包括功耗、發熱、負載等參數。所述從屬裝置20可以是單個電子元件，也可以是整機，比如伺服器。

所述匯流排訊號監測裝置30藉由一探針50接入所述主控裝置10與所述從屬裝置20之間的匯流排，所述探針50包括單向訊號傳輸模組，僅允許從所述匯流排獲取訊號，而阻止訊號從所述探針50傳入所述匯流排，以避免對所述主控裝置10與所述從屬裝置20之間的資料通訊產生影響。本領域的技術人員應當理解，所述匯流排訊號監測裝置30也可以藉由所述探針50以外的其他方式接入所述匯流排，比如藉由橋接的方式接入所述匯流排。為方便對本實施方式的闡述，在後續的附圖中省略所述探針50，但這不妨礙所述探針50所起的功能與效果。

所述匯流排訊號監測裝置30從所述主控裝置10與所述從屬裝置20之間的匯流排獲取的訊號，經過處理後獲得的資料，可以傳送給一總控端40。所述總控端40可以內置有人機交互介面，將從所述匯流排訊號監測裝置30獲得的資料呈現給系統管理員，或者在發現異常資料時時發出警報。所述總控端40也可以向所述匯流排訊號監測裝置30發送指令，以要求所述匯流排訊號監測裝置30完成相應的操作。

請參閱圖2，圖中示意性的示出了根據本發明一種實施方式的匯流排訊號監測裝置30的功能框圖，所述匯流排訊號監測裝置30包括一訊號採集模組301、一第一多路選擇器302、一第二多路選擇器303、一第一資料暫存器304、一第二資料暫存器305、一資料讀寫控制器306、一處理單元307、一非同步接收發送器308、一無線串口309及一指示燈310。

所述訊號採集模組301用於從所述主控裝置10與所述從屬裝置20之間的匯流排上採集即時訊號，根據所述匯流排的協定，比如I²C匯流排協定或者SPI匯流排協定，將採集到的即時訊號解碼轉換成可存取資料，將所述可存取資料發送給所述第一多路選擇器302。

所述第一多路選擇器302接收到所述訊號採集模組301發送來的可存取資料後，從所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305選擇一個，並將所述可存取資料存儲到所選擇的所述第一資料暫存器304或者所述第二資料暫存器305中。

所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305用於存儲所述第一多路選擇器302發送來的可存取資料。在一些實施方式中，所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305為先進先出（FIFO，Fist input first output）資料暫存器，先存儲進來的資料先被讀取出去。

當所述第一資料暫存器304的存儲空間已經被寫滿時，所述第一資料暫存器304向所述資料讀寫控制器306發送存儲空間已滿訊號，所述資料讀寫控制器306收到該存儲空間已滿訊號後，分別向所述第一多路選擇器302和所述第二多路選擇器303報告所述第一資料暫存器304已經寫滿。

相似地，當所述第二資料暫存器305的存儲空間已經被寫滿時，所述第二資料暫存器305向所述資料讀寫控制器306發送存儲空間已滿訊號，所述資料讀寫控制器306收到該存儲空間已滿訊號後，分別向所述第一多路選擇器302和所述第二多路選擇器303報告所述第二資料暫存器305已經寫滿。

當所述第一多路選擇器302從所述資料讀寫控制器306接收到所述第一資料暫存器304已經寫滿的報告後，而所述第二資料暫存器305處於未寫滿狀態時，所述第一多路選擇器302決定將所述可存取資料存儲到所述第二資料暫存器305。當所述第一多路選擇器302從所述資料讀寫控制器306接收到所述第二資料暫存器305已經寫滿的報告後，而所述第一資料暫存器304處於未寫滿狀態時，所述第一多路選擇器302決定將所述可存取資料存儲到所述第一資料暫存器304。當所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305都處於寫滿狀態時，所述第一多路選擇器302將堵塞所述訊號採集模組301發來的可存取資料。

所述處理單元307用於從所述第一資料暫存器304或所述第二資料暫存器305讀取資料，並將讀取到的資料發送給所述非同步接收發送器308。所述處理單元307向所述第二多路選擇器303發送讀取指令。

所述第二多路選擇器303接收到所述處理單元307發送的讀取指令後，判斷將從所述第一資料暫存器304或者所述第二資料暫存器305讀取資料。

當所述第二多路選擇器303從所述資料讀寫控制器306接收到所述第一資料暫存器304已經寫滿的報告後，而所述第二資料暫存器305處於未寫滿狀態時，所述第二多路選擇器303決定從所述第一資料暫存器304讀取資料，將讀取到的資料傳送給所述處理單元307。當所述第一資料暫存器304的資料被全部讀取完成後，所述第一資料暫存器304向所述資料讀寫控制器306發送存儲空間已空訊號，所述資料讀寫控制器306收到該存儲空間已空訊號後，分別向所述第一多路選擇器302和所述第二多路選擇器303報告所述第一資料暫存器304已經讀空。

當所述第二多路選擇器303從所述資料讀寫控制器306接收到所述第二資料暫存器305已經寫滿的報告後，而所述第一資料暫存器304處於未寫滿狀態時，所述第二多路選擇器303決定從所述第二資料暫存器305讀取資料，將讀取到的資料傳送給所述處理單元307。當所述第二資料暫存器305的資料被全部讀取完成後，所述第二資料暫存器305向所述資料讀寫控制器306發送存儲空間已空訊號，所述資料讀寫控制器306收到該存儲空間已空訊號後，分別向所述第一多路選擇器302和所述第二多路選擇器303報告所述第二資料暫存器305已經讀空。

當所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305均處於已寫滿狀態時，所述第二多路選擇器303可以任意選擇所述第一資料暫存器304或所述第二資料暫存器305的一個來讀取資料。

當所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305均處於未寫滿狀態時，所述第二多路選擇器303進入等候狀態，等待所述資料讀寫控制器306向其發送的所述第一資料暫存器304或所述第二資料暫存器305已經寫滿的報告。

所述非同步接收發送器308用於將所述處理單元307發送來的資料非同步地發送給所述無線串口309，藉由非同步方式發送給所述無線串口309，可以減少發送頻率，並有效利用所述無線串口309的傳輸頻寬。

所述無線串口309與所述總控端40建立無線連接，並透過所述無線連接將所述非同步接收發送器308發送來的資料傳送給所述總控端40。使用無限連接的方式來傳輸資料，可以有效地減少連接線纜可能對匯流排架構帶來的干涉影響，尤其是當被監測的匯流排數量較多，需要使用較多數量的所述匯流排訊號監測裝置30來對匯流排架構進行監測時，無線連接方式帶來的有益效果更為明顯。

所述指示燈310用於指示所述匯流排訊號監測裝置30的工作狀態，當所述處理單元307從所述第一資料暫存器304或所述第二資料暫存器305讀取資料時，所述處理單元307控制所述指示燈閃爍。

請參閱圖3，圖中示意性的示出了根據本發明一種實施方式的總控端40的功能框圖，所述總控端40包括一通訊介面401、一處理器402及一記憶體403。本領域的技術人員應當理解，所述總控端40還可以為人機交互包括其他設備元件，比如顯示器、滑鼠、鍵盤等。

所述通訊介面401用於與所述匯流排訊號監測裝置30的所述無線串口309建立無線連接，接收從所述無線串口309發來的資料，並將接收到的資料發送給所述處理器402。所述處理器402用於將所述通訊介面401發送來的資料存儲於所述記憶體403中。所述記憶體403為大容量的非易失性記憶體，例如硬碟。這樣，所述總控端40可以持續地存儲所述匯流排訊號監測裝置30從所述匯流排上採集來的資料，以供系統管理員監測或調試。

請參閱圖4，圖中示意性的示出了根據本發明一種實施方式的匯流排訊號監控方法的流程圖，所述方法包括以下步驟：

步驟S401，所述訊號採集模組301從一匯流排上採集即時訊號，並將採集到的即時訊號解碼為可存取資料。

步驟S402，所述訊號採集模組301將所述可存取資料發送給所述第一多路選擇器302。

步驟S403，所述第一多路選擇器302根據所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305的存儲狀態，將所述可存取資料寫入到所述第一資料暫存器304或所述第二資料暫存器305。

步驟S404，所述處理單元307向所述第二多路選擇器303發送資料讀取指令。

步驟S405，所述第二多路選擇器303回應所述資料讀取指令，根據所述第一資料暫存器304和所述第二資料暫存器305的存儲狀態，從所述第一資料暫存器304或所述第二資料暫存器305讀取所述可存取資料。

步驟S406，所述第二多路選擇器303將讀取到的所述可存取資料發送給所述處理單元307，所述處理單元307將所述可存取資料發送給所述非同步接收發送器308，所述非同步接收發送器308非同步地藉由所述無線串口309以無線方式傳送給所述總控端40。

相對於習知技術，上述匯流排訊號監測裝置和方法，藉由將採集到的即時訊號經過解碼變成可存取資料，並將所述可存取資料存儲於兩個資料暫存器中，再從兩個資料暫存器中讀取所述可存取資料，非同步地發送給總控端，使採集的即時訊號可以持續地被送往總控端，以供工程師或測試人員監測或調試使用，使得工程師或測試人員無需一直地保持對系統的關注，當需要的時候可以方便的從總控端中獲取某一時間點或時間段的訊號狀態，也為解決某些低概率事件提供了極大的便利。

綜上所述，本發明確已符合發明專利要求，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本發明技藝之人士，爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10．．．主控裝置

20．．．從屬裝置

30．．．匯流排訊號監測裝置

301．．．訊號採集模組

302．．．第一多路選擇器

303．．．第二多路選擇器

304．．．第一資料暫存器

305．．．第二資料暫存器

306．．．資料讀寫控制器

307．．．處理單元

308．．．非同步接收發送器

309．．．無線串口

310．．．指示燈

40．．．總控端

401．．．通訊介面

402．．．處理器

403．．．記憶體

50．．．探針

圖1為本發明一種實施方式中的匯流排訊號監測裝置應用於一匯流排架構中的示意圖。

圖2為本發明一種實施方式中的匯流排訊號監測裝置的功能框圖。

圖3為本發明一種實施方式中的總控端的功能框圖。

圖4為本發明一種實施方式中的匯流排訊號監測方法的流程圖。

10．．．主控裝置

20．．．從屬裝置

30．．．匯流排訊號監測裝置

301．．．訊號採集模組

302．．．第一多路選擇器

303．．．第二多路選擇器

304．．．第一資料暫存器

305．．．第二資料暫存器

306．．．資料讀寫控制器

307．．．處理單元

308．．．非同步接收發送器

309．．．無線串口

310．．．指示燈

40．．．總控端

Claims (10)

1. 一種匯流排訊號監測裝置，所述匯流排訊號監測裝置包括一訊號採集模組、一第一資料暫存器、一第二資料暫存器、一處理單元及一非同步接收發送器，所述訊號採集模組用於從一匯流排上採集即時訊號並將採集到的即時訊號解碼為可存取資料，並將所述可存取資料存儲於所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器中，所述處理單元用於從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料，並將所述可存取資料發送給所述非同步接收發送器，所述非同步接收發送器將所述可存取資料非同步地發送給一總控端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之匯流排訊號監測裝置，其中所述匯流排訊號監測裝置還包括一第一多路選擇器，用於根據所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器的存儲狀態，決定所述訊號採集模組將所述可存取資料存儲於所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器中。
3. 如申請專利範圍第2項所述之匯流排訊號監測裝置，其中所述匯流排訊號監測裝置還包括一第二多路選擇器，用於根據所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器的存儲狀態，決定所述處理單元從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料。
4. 如申請專利範圍第3項所述之匯流排訊號監測裝置，其中所述匯流排訊號監測裝置還包括一資料讀寫控制器，用於獲取所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器的存儲狀態，並將獲取的存儲狀態發送給所述第一多路選擇器和所述第二多路選擇器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之匯流排訊號監測裝置，其中所述匯流排訊號監測裝置還包括一無線串口，用於將所述非同步接收發送器發送來的所述可存取資料藉由無線的方式傳送給所述總控端。
6. 一種匯流排訊號監測方法，所述匯流排訊號監測方法包括：
   訊號讀取步驟，從一匯流排上讀取即時訊號，並將採集到的即時訊號解碼為可存取資料；
   資料存儲步驟，將所述可存取資料存儲於一第一資料暫存器或一第二資料暫存器；
   資料讀取步驟，從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料；及
   非同步發送步驟，一非同步接收發送器非同步地將所述可存取資料發送給一總控端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之匯流排訊號監測方法，其中所述資料存儲步驟包括：
   當所述第一資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第二資料暫存器處於未寫滿狀態時，將所述可存取資料寫入到所述第二資料暫存器；
   當所述第二資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第一資料暫存器處於未寫滿狀態時，將所述可存取資料寫入到所述第一資料暫存器；及
   當所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器均處於已寫滿狀態時，阻塞所述可存取資料。
8. 如申請專利範圍第7項所述之匯流排訊號監測方法，其中所述資料讀取步驟包括：
   當所述第一資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第二資料暫存器處於未寫滿狀態時，選擇從所述第一資料暫存器讀取所述可存取資料；
   當所述第二資料暫存器處於已寫滿狀態而所述第一資料暫存器處於未寫滿狀態時，選擇從所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料；及
   當所述第一資料暫存器和所述第二資料暫存器均處於未寫滿狀態時，進入等候狀態。
9. 如申請專利範圍第6項所述之匯流排訊號監測方法，其中所述非同步發送步驟包括：
   所述非同步接收發送器非同步地將所述可存取資料發送給一無線串口；及
   所述無線串口將所述可存取資料藉由無線的方式傳送給所述總控端。
10. 如申請專利範圍第6項所述之匯流排訊號監測方法，其中所述資料讀取步驟包括：當從所述第一資料暫存器或所述第二資料暫存器讀取所述可存取資料時，控制一指示燈閃爍。