TWI440571B - Communication interface conversion device - Google Patents

Description

通訊介面轉換裝置

本發明是有關於一種轉換裝置，特別是指一種通訊介面轉換裝置。

隨著車輛電子控制技術的廣泛使用，車輛的電子控制單元及電子元件越來越多，例如：自動變速器、ABS、GPS、照明控制系統等。這些控制系統相互之間的通信數據共享，如果採用傳統的佈線方式，勢必導致汽車上電線數目急遽增加，在這種情況下，便發展出許多車用電子通訊介面，應用較多的有LIN、K-Line、CAN、FlexRay、TIP/C、SAEJ1850、TFCAN、ASRB，及MOST等，其中，K-Line與CAN的通訊介面是應用在機車上。

如圖1所示，是以K-Line為通訊介面的電子控制單元12(如ECU)，當診斷該電子控制單元12的狀態時，是將一具有K-Line通訊介面的診斷器11利用一K-Line線13電性連接該電子控制單元12，藉以達到傳輸數據資料的效果，由於K-Line通訊介面為單一線路的訊號傳輸，僅能單獨連接一種電子控制單元，而無法同時讀取多個電子控制單元的資料。

後來發展的CAN通訊介面，是採用雙絞線連結網路，藉以連結多個電子控制單元，如圖2所示，CAN主要是以兩條分別為CAN-H和CAN-L的銅絞線作差分電壓傳送，並電連接同樣為CAN通訊介面的儀表板14，及ECU 15， 藉此由個人電腦16讀取多個電子控制單元的資料，而達到同步診斷的功效。

不過，目前機車電子控制單元的通訊介面仍存在有K-Line通訊介面，及CAN通訊介面，該兩種通訊介面相對應的診斷器因訊號傳輸的方式不相容而無法交換使用，造成使用者必須備置有K-Line與CAN兩種不同通訊介面的診斷器，才能夠滿足診斷兩種不同的通訊介面之機車電子控制單元，不僅增加使用者量測診斷的困擾，備置不同的診斷器也相對提高其購置成本。

因此，本發明之目的，即在提供一種可提高泛用率的通訊介面轉換裝置。

本發明之另一目的，即在提供一種可降低購置成本的通訊介面轉換裝置的訊號轉換方法。

於是，本發明通訊介面轉換裝置，適用於電連接不同通訊介面的一檢測單元與一車輛之電子控制單元，該檢測單元為K-line介面的診斷器；該通訊介面轉換裝置包含一第一線路、一第二線路，及一轉換模組。

該第一線路電連接該車輛之電子控制單元，用以傳送該電子控制單元的一第一訊號，該第一線路為CAN通訊介面，且為ISO11898通訊協定；該第二線路電連接該檢測單元，用以傳送該檢測單元的一第二訊號，該第二線路為K-Line通訊介面，且為ISO14230通訊協定。

該轉換模組包括一電連接該第一線路的第一收發單元 、一電連接該第一收發單元的晶片單元、一電連接該晶片單元且可令該晶片單元進行重置的重置電路、一電連接該晶片單元的振盪電路，及一電連接該晶片單元的第二收發單元，其中，該第一收發單元可對該第一訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第一訊號，該第二收發單元可對該第二訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第二訊號，該振盪電路能夠傳送一參考頻率至該晶片單元，以穩定該晶片單元之工作頻率，使該晶片單元能夠將ISO11898通訊協定的第一訊號與ISO14230通訊協定的第二訊號互相轉換。

另一方面，本新型通訊介面轉換裝置，適用於電連接不同介面的一檢測單元與一車輛之電子控制單元，該檢測單元具有一K-line介面的USB轉換器，及一與該USB轉換器電連接的電腦；該通訊介面轉換裝置包含一第一線路、一第二線路，及一轉換模組。

該第一線路電連接該車輛之電子控制單元，用以傳送該電子控制單元的一第一訊號，該第一線路為CAN通訊介面，且為ISO11898通訊協定。

該第二線路電連接該檢測單元之USB轉換器，用以傳送該檢測單元的一第二訊號，該第二線路為K-Line通訊介面，且為ISO14230通訊協定。

該轉換模組包括一電連接該第一線路的第一收發單元、一電連接該第一收發單元的晶片單元、一電連接該晶片單元且可令該晶片單元進行重置的重置電路、一電連接該 晶片單元的振盪電路，及一電連接該晶片單元的第二收發單元，其中，該第一收發單元可對該第一訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第一訊號，該第二收發單元可對該第二訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第二訊號，該振盪電路能夠傳送一參考頻率至該晶片單元，以穩定該晶片單元之工作頻率，使該晶片單元能夠將ISO11898通訊協定的第一訊號與ISO14230通訊協定的第二訊號互相轉換。

此外，本新型通訊介面轉換裝置，適用於電連接不同介面的一檢測單元與一車輛之電子控制單元，該檢測單元為CAN介面的診斷器，該通訊介面轉換裝置包含一第一線路、一第二線路，及一轉換模組。

該第一線路電連接該車輛之電子控制單元，用以傳送該電子控制單元的一第一訊號，該第一線路為K-Line通訊介面，且為ISO14230通訊協定。

該第二線路電連接該檢測單元，用以傳送該檢測單元的一第二訊號，該第二線路為CAN通訊介面，且為ISO11898通訊協定。

該轉換模組包括一電連接該第一線路的第一收發單元、一電連接該第一收發單元的晶片單元、一電連接該晶片單元且可令該晶片單元進行重置的重置電路、一電連接該晶片單元的振盪電路，及一電連接該晶片單元的第二收發單元，其中，該第一收發單元可對該第一訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第一訊號，該第二收發單 元可對該第二訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第二訊號，該振盪電路能夠傳送一參考頻率至該晶片單元，以穩定該晶片單元之工作頻率，使該晶片單元能夠將ISO14230通訊協定的第一訊號與ISO11898通訊協定的第二訊號互相轉換。

再者，本新型通訊介面轉換裝置，適用於電連接不同介面的一檢測單元與一車輛之電子控制單元，該檢測單元為CAN介面的診斷器，該通訊介面轉換裝置包含包含一第一線路、一第二線路，及一轉換模組。

該第一線路電連接該車輛之電子控制單元，用以傳送該電子控制單元的一第一訊號，該第一線路為K-Line通訊介面，且為ISO14230通訊協定。

該第二線路電連接該檢測單元，用以傳送該檢測單元的一第二訊號，該第二線路為CAN通訊介面，且為ISO11898通訊協定。

該轉換模組包括一電連接該第一線路的第一收發單元、一電連接該第一收發單元的晶片單元、一電連接該晶片單元且可令該晶片單元進行重置的重置電路、一電連接該晶片單元的振盪電路，及一電連接該晶片單元的第二收發單元，其中，該第一收發單元可對該第一訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第一訊號，該第二收發單元可對該第二訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元可判讀該第二訊號，該振盪電路能夠傳送一參考頻率至該晶片單元，以穩定該晶片單元之工作頻率，使該晶片單元能夠 將ISO14230通訊協定的第一訊號與ISO11898通訊協定的第二訊號互相轉換。

本發明通訊介面轉換裝置的訊號轉換方法包含一指令設定步驟、一第一轉換步驟、一傳送資料轉換步驟、一第二轉換步驟、一處理回覆步驟、一第三轉換步驟、一接收資料轉換步驟，及一第四轉換步驟。

該指令設定步驟，藉由一檢測單元設定一傳送指令，將一第二訊號經一第二線路傳送至一轉換模組的第二收發單元。

該第一轉換步驟，該轉換模組的第二收發單元將接收到的第二訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至一晶片單元。

該傳送資料轉換步驟，該轉換模組的晶片單元會將接收到的第二訊號轉換成一種中繼資料，並且設定該中繼資料的頻率與取樣率，並將其中的傳送指令轉換成一可供一電子控制單元讀取的接收指令，進而將中繼資料轉換成一第一訊號，再傳送至該第一收發單元。

該第二轉換步驟，該轉換模組的第一收發單元將接收到的第一訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至該電子控制單元。

該處理回覆步驟，該電子控制單元接收該第一訊號並讀取其中的傳送指令，接著再回覆另一第一訊號經第一線路至該第一收發單元。

該第三轉換步驟，該轉換模組的第一收發單元將接收到的第一訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至該晶片單元。

該接收資料轉換步驟，該晶片單元會將接收到的第一訊號轉換成一種中繼資料，並且比對該中繼資料的頻率與取樣率，進而將中繼資料轉換成一第二訊號，再傳送至該第二收發單元。

該第四轉換步驟，該轉換模組的第二收發單元將接收到的第二訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至該檢測單元。

本發明之功效在於，藉由該第一收發單元、第二收發單元與晶片單元能夠將電子控制單元的第一訊號以及檢測單元的第二訊號互相轉換，使不同通訊介面的電子控制單元與檢測單元能夠進行訊號傳輸，進而提高其泛用性，並藉以避免額外備置不同的檢測單元，可有效降低其購置成本。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

如圖3所示，本發明通訊介面轉換裝置之第一較佳實施例，適用於電連接不同通訊介面的一檢測單元21與一車輛之電子控制單元22，其中，該檢測單元21是用以顯示車輛之電子控制單元22所傳送過來的數據訊號，藉以對該電子控制單元22進行診斷分析，在本實施例中，該檢測單元21為掌上型的診斷器，而該電子控制單元22可為車輛之 ECU、儀表板等電子元件，由於該檢測單元21與電子控制單元22的結構為一般所屬相關技藝皆能夠知悉，在此不再贅述。

如圖3、4所示，該電子控制單元22為CAN通訊介面，該檢測單元21為K-Line的通訊介面，該通訊介面轉換裝置包含一第一線路3、一第二線路4、一轉換模組5，及一電源轉換電路6，其中，該電源轉換電路6用以供電給轉換模組5。

該第一線路3為雙銅絞線(CAN-H、CAN-L)的CAN通訊介面，而且電連接該車輛之電子控制單元22，該第二線路4為單一線路的K-Line通訊介面，而且電連接該檢測單元21，其中，該第一線路3是用以傳送該電子控制單元22的一第一訊號，而該第二線路4是用以傳送該檢測單元21的一第二訊號，在本實施例中，該第一訊號為ISO11898通訊協定，該第二訊號為ISO14230通訊協定。

該轉換模組5包括一與該第一線路3電連接的第一收發單元51、一電連接該第一收發單元51的晶片單元52、一電連接該晶片單元52且可令該晶片單元52進行重置的重置電路54、一電連接該晶片單元52的振盪電路55，及一電連接該晶片單元52的第二收發單元53，其中，該振盪電路55能夠傳送一參考頻率至該晶片單元52，以穩定該晶片單元52之工作頻率，該電源轉換電路6是電連接該第一收發單元51、晶片單元52、第二收發單元53，及重置電路54，該晶片單元52與第一收發單元51是藉由CAN-TX、 CAN-RX兩線路進行資料傳輸，兩者可互相傳輸ISO11898通訊協定的第一訊號，該晶片單元52與第二收發單元53是藉由RX1、TX1兩線路進行資料傳輸，兩者可互相傳輸ISO14230通訊協定的第二訊號。

實際實施時，該檢測單元21設定指令而發出ISO14230通訊協定的第二訊號，經由該第二收發單元53傳送至該晶片單元52，該晶片單元52將該第二訊號轉換成ISO15765通訊協定的中繼資料後，進行頻率與取樣率的設定，再轉換為ISO11898通訊協定的第一訊號，該第一收發單元51再將該第一訊號傳送至該電子控制單元22。

接著，該電子控制單元22回覆另外一第一訊號，經由該第一收發單元51傳送至該晶片單元52，該晶片單元52將該第一訊號轉換成中繼資料，並比對頻率與取樣率，再轉換為第二訊號，最後，經由該第二收發單元53將該第二訊號傳送至該檢測單元21，將電子控制單元22的資料數據顯示出來。

如上所述，利用該轉換模組5之第一收發單元51、晶片單元52，及第二收發單元53能夠將第一訊號與第二訊號互相轉換，藉以將CAN通訊介面的電子控制單元22與K-Line通訊介面的檢測單元21進行訊號傳輸，進而降低購置其他通訊介面檢測單元所花費的成本，並提高本發明通訊介面轉換裝置的泛用率。

而且，藉由該晶片單元52電連接該振盪電路55，將該振盪電路55所產生的參考頻率，用以作為該晶片單元52 之工作頻率的參考值，藉以提高該晶片單元52之工作頻率的精準度。

再者，當該晶片單元52自我偵測其運作不正常時(例如執行程式產生無限迴圈)，該晶片單元52會傳送一重置訊號至該重置電路54，使該重置電路54對該晶片單元52進行重置的動作，使該晶片單元52重新運作而維持工作狀態穩定。

如圖3、5所示，是以該第一較佳實施例之通訊介面轉換裝置所進行的訊號轉換方法，該訊號轉換方法包含一指令設定步驟601、一第一轉換步驟602、一傳送資料轉換步驟603、一第二轉換步驟604、一處理回覆步驟605、一第三轉換步驟606、一接收資料轉換步驟607，及一第四轉換步驟608。

該指令設定步驟601是藉由在該檢測單元21設定一傳送指令，將該檢測單元21所產生的第二訊號，經由一第二線路4傳送至該轉換模組5的第二收發單元53，在本實施例中，該第二訊號為ISO14230通訊協定，用以使第二收發單元53能夠在檢測單元21與晶片單元52之間傳送訊號。

在該第一轉換步驟602中，該轉換模組5的第二收發單元53是將接收到的第二訊號進行電氣訊號轉換，而調整該第二訊號的振幅，再傳送至該晶片單元52，用以使該晶片單元52能夠讀取第二訊號。

在該傳送資料轉換步驟603中，該轉換模組5的晶片單元52會將接收到的第二訊號轉換成一種中繼資料，並且 設定該中繼資料的頻率與取樣率，將檢測單元21所設定的傳送指令轉換成一可供該電子控制單元22讀取的接收指令，進而將中繼資料轉換成一第一訊號，再傳送至該第一收發單元51，在本實施例中，該中繼資料為ISO15765通訊協定，而該第一訊號為ISO11898通訊協定。

在該第二轉換步驟604中，該轉換模組5的第一收發單元51將接收到的第一訊號進行電氣訊號轉換，而調整該第一訊號的振幅，再傳送至該電子控制單元22，用以使該電子控制單元22能夠讀取第二訊號。

在該處理回覆步驟605中，該電子控制單元22接收該第一訊號並讀取轉換後的傳送指令，並依照該傳送指令進行動作，接著，該電子控制單元22再回覆另一第一訊號，經由該第一線路3傳送至該第一收發單元51。

在該第三轉換步驟606中，該轉換模組5的第一收發單元51將接收到的第一訊號進行電氣訊號轉換，調整該第一訊號的振幅，再傳送至該晶片單元52，用以使該晶片單元52能夠讀取該第一訊號。

在該接收資料轉換步驟607中，該晶片單元52會將接收到的第一訊號轉換成中繼資料，並且比對該中繼資料的頻率與取樣率，進而將中繼資料轉換成第二訊號，再傳送至該第二收發單元53。

在該第四轉換步驟608中，該轉換模組5的第二收發單元53將接收到的第二訊號進行電氣訊號轉換，調整該第二訊號的振幅，再傳送至該檢測單元21，用以使該檢測單 元21能夠讀取該第一訊號，最後，該檢測單元21對該第一訊號進行解碼判讀，進而將該電子控制單元22的傳送的數據顯示出來。

利用本發明通訊介面轉換裝置所進行的訊號轉換方法，使K-line通訊介面的檢測單元21能夠與電子控制單元22互相傳送與接收訊號，進而降低購置其他通訊介面所需花費的成本。

如圖6所示，本發明通訊介面轉換裝置的第二較佳實施例，大致上是與第一較佳實施例相同，不同之處在於，該檢測單元21具有一K-line通訊介面的USB轉換器211，及一與該USB轉換器211電連接的電腦212，該USB轉換器211是電連接該第二線路4，用以傳送ISO14230通訊協定的第二訊號，因此，藉由外接該USB轉換器211，使該電腦212能夠與電子控制單元22互相傳送與接收訊號，進而提高本發明通訊介面轉換裝置的泛用性。

如圖7所示，本發明通訊介面轉換裝置的第三較佳實施例，大致上是與第一較佳實施例相同，不同之處在於，該第一線路3為K-Line通訊介面，該第二線路4為CAN通訊介面，該第一訊號為ISO14230通訊協定，該第一收發單元51可對該第一訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元52可判讀該第一訊號，該第二訊號為ISO11898通訊協定，該第二收發單元53可對該第二訊號進行電氣訊號轉換，使該晶片單元52可判讀該第二訊號，該晶片單元52能夠將ISO14230通訊協定的第一訊號與ISO11898通訊協定的第二 訊號互相轉換。

在本實施例中，該檢測單元21為CAN通訊介面的掌上型診斷器，該檢測單元21電連接該第二線路4，用以傳送ISO11898通訊協定的第二訊號，藉由上述之設計，使CAN通訊介面的檢測單元21能夠與K-Line通訊介面的電子控制單元22進行訊號傳輸，同樣可達到降低購置成本。

如圖8所示，本發明通訊介面轉換裝置的第四較佳實施例，大致上是與第三較佳實施例相同，不同之處在於，該檢測單元21具有一CAN介面的USB轉換器211，及一與該USB轉換器211電連接的電腦212，該USB轉換器211是電連接該第二線路4，用以傳送ISO11898通訊協定的第二訊號，藉由外接該USB轉換器211，使該電腦212能夠與電子控制單元22互相傳送與接收訊號。

綜上所述，藉由該轉換模組5之第一收發單元51、第二收發單元53與晶片單元52能夠將電子控制單元22的第一訊號以及檢測單元21的第二訊號互相轉換，使不同介面的電子控制單元22與檢測單元21能夠進行訊號傳輸，進而提高其泛用性，並藉以避免額外備置不同的檢測單元，可有效降低其購置成本，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之四個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

21‧‧‧檢測單元

211‧‧‧USB轉換器

212‧‧‧電腦

22‧‧‧電子控制單元

3‧‧‧第一線路

4‧‧‧第二線路

5‧‧‧轉換模組

51‧‧‧第一收發單元

52‧‧‧晶片單元

53‧‧‧第二收發單元

54‧‧‧重置電路

55‧‧‧振盪電路

6‧‧‧電源轉換電路

601‧‧‧指令設定步驟

602‧‧‧第一轉換步驟

603‧‧‧傳送資料轉換步驟

604‧‧‧第二轉換步驟

605‧‧‧處理回覆步驟

606‧‧‧第三轉換步驟

607‧‧‧接收資料轉換步驟

608‧‧‧第四轉換步驟

圖1是一方塊圖，說明習知K-Line通訊介面的連接態樣；圖2是一方塊圖，說明習知CAN通訊介面的連接態樣；圖3是一方塊圖，說明本發明通訊介面轉換裝置之第一較佳實施例；圖4是一電路圖，說明該第一較佳實施例之電路連接態樣；圖5是一流程圖，說明本發明通訊介面轉換裝置的訊號轉換方法之較佳實施例；及圖6是一方塊圖，說明本發明通訊介面轉換裝置之第二較佳實施例圖7是一方塊圖，說明本發明通訊介面轉換裝置之第三較佳實施例；及圖8是一方塊圖，說明本發明通訊介面轉換裝置之第四較佳實施例。

21‧‧‧檢測單元

22‧‧‧電子控制單元

3‧‧‧第一線路

4‧‧‧第二線路

5‧‧‧轉換模組

51‧‧‧第一收發單元

52‧‧‧晶片單元

53‧‧‧第二收發單元

54‧‧‧重置電路

55‧‧‧振盪電路

6‧‧‧電源轉換電路

Claims (3)

1. 一種通訊介面轉換裝置的訊號轉換方法，該方法包含下列步驟：一指令設定步驟，藉由一檢測單元設定一傳送指令，將一第二訊號經一第二線路傳送至一轉換模組的第二收發單元；一第一轉換步驟，該轉換模組的第二收發單元將接收到的第二訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至一晶片單元；一傳送資料轉換步驟，該轉換模組的晶片單元會將接收到的第二訊號轉換成一種中繼資料，並且設定該中繼資料的頻率與取樣率，將該傳送指令轉換成一可供一電子控制單元讀取的接收指令，進而將中繼資料轉換成一第一訊號，再傳送至該第一收發單元；一第二轉換步驟，該轉換模組的第一收發單元將接收到的第一訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至該電子控制單元；一處理回覆步驟，該電子控制單元接收該第一訊號並讀取傳送指令，接著再回覆另一第一訊號經第一線路至該第一收發單元；一第三轉換步驟，該轉換模組的第一收發單元將接收到的第一訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至該晶片單元；一接收資料轉換步驟，該晶片單元會將接收到的第 一訊號轉換成一種中繼資料，並且比對該中繼資料的頻率與取樣率，進而將中繼資料轉換成一第二訊號，再傳送至該第二收發單元；及一第四轉換步驟，該轉換模組的第二收發單元將接收到的第二訊號進行電氣訊號轉換，再傳送至該檢測單元。
2. 依據申請專利範圍第1項所述通訊介面轉換裝置的訊號轉換方法，其中，該第一線路為CAN通訊介面，該第二線路為K-Line通訊介面。
3. 依據申請專利範圍第2項所述通訊介面轉換裝置的訊號轉換方法，該第一訊號為ISO11898通訊協定，該第二訊號為ISO14230通訊協定，該中繼資料為ISO15765通訊協定。