TWI730465B

TWI730465B - 串聯式雙向通訊電路及其方法

Info

Publication number: TWI730465B
Application number: TW108137976A
Authority: TW
Inventors: 洪明哲; 盧嘉謦; 徐士玄; 蔡秉宸
Original assignee: 新唐科技股份有限公司
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-06-11
Also published as: CN112702245A; US20210119762A1; US11343065B2; TW202118328A

Abstract

一種串聯式雙向通訊方法，包含：執行下行傳輸及執行上行傳輸。其中，下行傳輸包含：透過第一傳輸端接收第一下行資料，其中第一下行資料包含至少一控制指令，且至少一控制指令依序串接並用以控制至少一電子裝置；自第一下行資料中移出屬於本地裝置的控制指令以形成第二下行資料，其中本地裝置為至少一電子裝置中之一者；及於第二下行資料中有剩餘的控制指令時，透過第二傳輸端輸出第二下行資料。其中，上行傳輸包含：透過第一傳輸端輸出第一上行資料，其中第一上行資料包含由本地裝置產生的本地回報資訊。

Description

串聯式雙向通訊電路及其方法

本發明係關於雙向通訊技術，特別是一種串聯式雙向通訊電路及其方法。

一般而言，在應用系統之中，主系統裝置可直接透過連接於各個電子裝置與主系統裝置之間的連接線進行雙向通訊。然而，當所需通訊的電子裝置之數量越多時，主系統裝置上用於進行雙向通訊的腳位將隨之增加。並且，各電子裝置和主系統裝置之間的連接線配置亦隨之複雜化。

本發明之一實施例揭露一種串聯式雙向通訊方法。串聯式雙向通訊方法包含：執行下行傳輸及執行上行傳輸。其中，下行傳輸包含：透過第一傳輸端接收第一下行資料，其中第一下行資料包含至少一控制指令，且至少一控制指令依序串接並用以控制至少一電子裝置；自第一下行資料中移出屬於本地裝置的控制指令以形成第二下行資料，其中本地裝置為至少一電子裝置中之一者；及於第二下行資料中有剩餘的控制指令時，透過第二傳輸端輸出第二下行資料。其中，上行傳輸包含：透過第一傳輸端輸出第一上行資料，其中第一上行資料包含由本地裝置產生的本地回報資訊。

本發明之一實施例揭露一種串聯式雙向通訊電路。串聯式雙向通訊電路包含第一傳輸端、第二傳輸端、傳輸單元以及控制單元。傳輸單元耦接於第一傳輸端與第二傳輸端之間。控制單元用以執行下行傳輸與上行傳輸。其中，於下行傳輸中，控制單元利用傳輸單元透過第一傳輸端接收包含至少一控制指令的第一下行資料、透過傳輸單元移出屬於本地裝置的控制指令以形成第二下行資料，並於第二下行資料中有剩餘的控制指令時利用傳輸單元透過第二傳輸端輸出第二下行資料。至少一控制指令依序串接並用以控制至少一電子裝置，且本地裝置為至少一電子裝置中之一者。其中，於上行傳輸中，控制單元利用傳輸單元透過第一傳輸端輸出第一上行資料。第一上行資料包含由本地裝置產生的本地回報資訊。

為使本發明之實施例之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文配合所附圖式，作詳細說明如下。

必須了解的是，使用於本說明書中的「包含」、「包括」等詞，是用以表示存在特定的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件以及/或組件，但並不排除可加上更多的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件、組件，或以上的任意組合。

「第一」、「第二」、「第三」等詞是用來修飾元件，並非用來表示之間優先順序或先行關係，而僅用來區別具有相同名字的元件。

第1圖為主系統裝置透過串聯式雙向通訊電路與電子裝置之間進行下行傳輸之一實施例的概要示意圖，且第2圖為主系統裝置透過串聯式雙向通訊電路與電子裝置之間進行上行傳輸之一實施例的概要示意圖。請參閱第1圖與第2圖，串聯式雙向通訊電路在應用系統中主要用以供予主系統裝置200和對應電子裝置之間進行通訊，並且可用以轉傳主系統裝置200和其他電子裝置之間的通訊。

在一實施例中，應用系統可包含主系統裝置200、至少一串聯式雙向通訊電路以及至少一電子裝置。各串聯式雙向通訊電路耦接於主系統裝置200與對應之電子裝置之間，以作為主系統裝置200與電子裝置之間的通訊橋樑。並且，所有串聯式雙向通訊電路可依序串接並串聯於主系統裝置200，使得主系統裝置200可透過串聯於主系統裝置200的所有串聯式雙向通訊電路來與各電子裝置之間進行雙向通訊。

以下，以應用系統中包含四個串聯式雙向通訊電路100A-100D以及四個電子裝置300A-300D為例來進行說明。需注意的是，前述的數量並非用以限定本發明，且可視實際應用系統而調整。

串聯式雙向通訊電路100A-100D依序分別對應到電子裝置300A-300D。於此，串聯式雙向通訊電路100A電性連接於電子裝置300A與主系統裝置200。串聯式雙向通訊電路100B電性連接於電子裝置300B與串聯式雙向通訊電路100A。串聯式雙向通訊電路100C電性連接於電子裝置300C與串聯式雙向通訊電路100B。並且，串聯式雙向通訊電路100D電性連接於電子裝置300D與串聯式雙向通訊電路100C。

如第1圖所示，在應用系統的下行傳輸之一實施例中，主系統裝置200可以序列傳輸方式發送出下行資料給串聯式雙向通訊電路100A。下行資料可包含用以控制電子裝置300A-300D的至少一控制指令A1-A4，且各控制指令A1-A4可對應到電子裝置300A-300D中之一。在以下說明內容，是以主系統裝置200輸出對應於四個電子裝置300A-300D的四筆控制指令A1-A4為例來進行說明，但本發明並非以為限。在有四個電子裝置300A-300D的另一實施例中，主系統裝置200亦可僅輸出對應於電子裝置300A-300B的兩筆控制指令A1-A2。

在一些實施態樣中，下行資料中的控制指令A1-A4可依據傳輸順序串接。舉例而言，主系統裝置200可依序輸出屬於電子裝置300A的控制指令A1、屬於電子裝置300B的控制指令A2、屬於電子裝置300C的控制指令A3以及屬於電子裝置300D的控制指令A4。如此一來，各串聯式雙向通訊電路100A-100D便可依據下行資料中的抵達順序得知哪一個控制指令屬於本地裝置。舉例而言，串聯式雙向通訊電路100A可將下行資料中接收到的第一個控制指令視為屬於本地裝置(對於串聯式雙向通訊電路100A來說，電子裝置300A即為本地裝置)的控制指令A1。但本發明並非以此為限。

在另一些實施態樣中，倘若各串聯式雙向通訊電路100A-100D可於下行資料中識別出哪一個控制指令屬於本地裝置(例如根據各控制指令的識別碼等)時，主系統裝置200亦可依據隨意順序輸出屬於電子裝置300A-300D的控制指令A1-A4。

在串聯式雙向通訊電路100A收到下行資料時，串聯式雙向通訊電路100A可將屬於本地裝置(對於串聯式雙向通訊電路100A來說，電子裝置300A即為本地裝置)的控制指令A1從下行資料中移出以送給電子裝置300A，之後再將包含剩餘三筆控制指令A2-A4的下行資料傳輸給位於其後級的串聯式雙向通訊電路100B。

同樣地，串聯式雙向通訊電路100B於收到串聯式雙向通訊電路100A所傳送的下行資料時，串聯式雙向通訊電路100B可將屬於本地裝置(對於串聯式雙向通訊電路100B來說，電子裝置300B即為本地裝置)的控制指令A2從下行資料中移出以送給電子裝置300B，之後再將包含剩餘兩筆控制指令A3-A4的下行資料傳輸給位於其後級的串聯式雙向通訊電路100C。依此類推至串聯式雙向通訊電路100D。

串聯式雙向通訊電路100D於收到串聯式雙向通訊電路100C所傳送的下行資料時，串聯式雙向通訊電路100D可將屬於本地裝置(對於串聯式雙向通訊電路100D來說，電子裝置300D即為本地裝置)的控制指令A4從下行資料中移出以送給電子裝置300D。於此，由於移出屬於電子裝置300D之控制指令A4後，下行資料中已無包含任何控制指令(相等於沒有下行資料)，因此，串聯式雙向通訊電路100D可不傳送出下行資料。

如第2圖所示，在應用系統的上行傳輸之一實施例中，串聯式雙向通訊電路100D可接收電子裝置300D回報給主系統裝置200的回報資訊B4(對於亦串聯式雙向通訊電路100D而言可稱為本地回報資訊B4)。並且，串聯式雙向通訊電路100D可直接以接收到的本地回報資訊B4作為上行資料並傳送給串聯式雙向通訊電路100C。串聯式雙向通訊電路100C可接收電子裝置300C回報給主系統裝置200的回報資訊B3(對於亦串聯式雙向通訊電路100C而言可稱為本地回報資訊B3)。

於接收到串聯式雙向通訊電路100D傳送的上行資料時，串聯式雙向通訊電路100C可先將電子裝置300C輸出的本地回報資訊B3增添進接收到的上行資料中，之後再將上行資料傳送至串聯式雙向通訊電路100B。串聯式雙向通訊電路100B可接收電子裝置300B回報給主系統裝置200的回報資訊B2(對於亦串聯式雙向通訊電路100B而言可稱為本地回報資訊B2)。並且，於接收到串聯式雙向通訊電路100C傳送的上行資料時，串聯式雙向通訊電路100B可先將電子裝置300B輸出的本地回報資訊B2增添進接收到的上行資料中，之後再將上行資料傳送至串聯式雙向通訊電路100A。

同樣地，串聯式雙向通訊電路100A可接收電子裝置300A回報給主系統裝置200的回報資訊B1(對於亦串聯式雙向通訊電路100B而言可稱為本地回報資訊B1)。並且，於接收到串聯式雙向通訊電路100B傳送的上行資料時，串聯式雙向通訊電路100A可先將電子裝置300A輸出的本地回報資訊B1增添進接收到的上行資料中，之後再將上行資料傳送給主系統裝置200。

在一些實施態樣中，各串聯式雙向通訊電路100A-100C可將對應之本地裝置所輸出的本地回報資訊串接於收到之上行資料中的所有回報資訊串之前方。舉例而言，串聯式雙向通訊電路100C可將電子裝置300C輸出的本地回報資訊B3串接於上行資料中由電子裝置300D回報的回報資訊B4之前方。

如此一來，主系統裝置200可依據接收到之上行資料中各回報資訊的抵達順序得知各電子裝置300A-300D的狀態。舉例而言，主系統裝置200可根據上行資料中接收到的第一個回報資訊得知電子裝置300A的狀態。但本發明並非以此為限。在另一些實施態樣中，倘若主系統裝置200可於上行資料中識別出哪一個回報資訊屬於哪一個電子裝置(例如根據各回報資訊的識別碼等)時，各串聯式雙向通訊電路100A-100C亦可將對應之本地裝置所輸出的本地回報資訊任意串接於收到之上行資料中。

第3圖為串聯式雙向通訊電路之一實施例的方塊示意圖。請參閱第1圖至第3圖，以下，主要以串聯式雙向通訊電路100A為例來說明其電路架構。雖然如此，但其餘串聯式雙向通訊電路100B-100D的電路架構實際上大致相同於串聯式雙向通訊電路100A，因此可參照於串聯式雙向通訊電路100A的電路架構。

在一實施例中，串聯式雙向通訊電路100A可包含第一傳輸端110、第二傳輸端120、傳輸單元130以及控制單元140。傳輸單元130耦接於第一傳輸端110與第二傳輸端120之間。並且，控制單元140耦接於傳輸單元130。

第一傳輸端110用以連接主系統裝置200或連接另一串聯式雙向通訊電路的第二傳輸端120。於此，串聯式雙向通訊電路100A的第一傳輸端110是連接到主系統裝置200。而其餘串聯式雙向通訊電路，例如，串聯式雙向通訊電路100B的第一傳輸端110是連接到串聯式雙向通訊電路100A的第二傳輸端120。串聯式雙向通訊電路100C的第一傳輸端110是連接到串聯式雙向通訊電路100B的第二傳輸端120。並且，串聯式雙向通訊電路100D的第一傳輸端110是連接到串聯式雙向通訊電路100C的第二傳輸端120。

第二傳輸端120可用以連接另一串聯式雙向通訊電路的第一傳輸端110。於此，如第1圖或第2圖所示，當串聯式雙向通訊電路為最後一個串接者，例如串聯式雙向通訊電路100D時，其第二傳輸端120可未耦接到任何串聯式雙向通訊電路的第一傳輸端110。

傳輸單元130用以接收及/或轉傳由主系統裝置200所送出的下行資料，且用以接收並回傳包含電子裝置之回報資訊的上行資料。控制單元140可執行本發明任一實施例之串聯式雙向通訊方法。

第4A圖為串聯式雙向通訊方法之一實施例中下行傳輸的流程示意圖，且第4B圖為串聯式雙向通訊方法之一實施例中上行傳輸的流程示意圖。請參閱第1圖至第4B圖，在串聯式雙向通訊方法之一實施例中，控制單元140可執行下行傳輸(步驟S10)以及上行傳輸(步驟S20)。

在下行傳輸中，控制單元140可利用傳輸單元130透過第一傳輸端110接收第一下行資料D1(步驟S11)。其中，第一下行資料D1可包含依序串接的至少一控制指令。以下，是以主系統裝置200是輸出包含四筆控制指令A1-A4的第一下行資料D1為例，故串聯式雙向通訊電路100A的控制單元140可透過第一傳輸端110接收到包含四筆控制指令A1-A4的第一下行資料D1。

於傳輸單元130接收到第一下行資料D1後，控制單元140可透過傳輸單元130從第一下行資料D1中移出屬於本地裝置(即電子裝置300A)的控制指令A1以形成第二下行資料D2(步驟S12)。於此，串聯式雙向通訊電路100A的控制單元140於移出屬於本地裝置的控制指令A1後，第二下行資料D2中將僅包含用以控制電子裝置300B-300C的三個依序串接的控制指令A2-A4。

接續，控制單元140可於第二下行資料D2中有剩餘的控制指令時，利用傳輸單元130透過第二傳輸端120輸出第二下行資料D2(步驟S13)，於此輸出的第二下行資料D2是給串聯式雙向通訊電路100B。

在上行傳輸中，控制單元140可接收本地裝置(即電子裝置300A)回報給主系統裝置200的本地回報資訊B1。並且，控制單元140可根據本地回報資訊B1產生第一上行資料U1，並利用傳輸單元130透過第一傳輸端110輸出第一上行資料U1(步驟S21)，於此所輸出的第一上行資料U1是給主系統裝置200。

第5圖為應用系統之第一實施例的概要示意圖，且第6圖為第5圖中串聯式雙向通訊電路之一實施例的概要示意圖。請參閱第5圖至第6圖，在應用系統的第一實施例中，串聯式雙向通訊電路100A-100D是透過單條連接線依序串接於主系統裝置200，並且主系統裝置200與此些串聯式雙向通訊電路100A-100D可透過單條連接線達到和電子裝置300A-300D之間的雙向通訊。如此一來，使得主系統裝置200無需再耗費諸多腳位去進行雙向通訊，進而更可簡化應用系統中的連接線配置或佈局；應用系統中的電子裝置的總數量也不會受限於主系統裝置的控制腳位之數量。

在應用系統的第一實施例中，上行傳輸與下行傳輸因共用單條連接線而需分時進行，而可稱為半雙工(half-duplex)通訊系統。於此，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的傳輸單元130可包含至少二選擇器(以下分別稱之為第一選擇器131與第二選擇器132)、接收器133、發送器134與至少二佇列(以下分別稱之為第一佇列135與第二佇列136)。

第一選擇器131具有第一連接端、第二連接端與第三連接端。第一選擇器131的第一連接端耦接到第一傳輸端110，第一選擇器131的第二連接端耦接到第二傳輸端120，且第一選擇器131的第三連接端耦接到接收器133的輸入端。接收器133的輸出端耦接於第一佇列135的輸入端，且第一佇列135的輸出端耦接於控制單元140。

第二選擇器132具有第四連接端、第五連接端與第六連接端。第二選擇器132的第四連接端耦接到第二傳輸端120，第二選擇器132的第五連接端耦接到第一傳輸端110，且第二選擇器132的第六連接端耦接到發送器134的輸出端。發送器134的輸入端耦接到第二佇列136的輸出端，且第二佇列136的輸入端耦接到控制單元140。

第一選擇器131受控於控制單元140，並且第一選擇器131可根據控制單元140所輸出之選擇訊號S1的邏輯值為何而選擇建立第一連接端至第三連接端之間的第一連結路徑或選擇建立第二連接端至第三連接端之間的第二連結路徑。第二選擇器132同樣受控於控制單元140，並且第二選擇器132可根據控制單元140所輸出之選擇訊號S1的邏輯值為何而選擇建立第四連接端至第六連接端之間的第三連結路徑或選擇建立第五連接端至第六連接端之間的第四連結路徑。

當控制單元140欲執行下行傳輸時，控制單元140會輸出邏輯值為第一值的選擇訊號S1。此時，第一選擇器131會建立第一連接端至第三連接端之間的第一連結路徑，以使得第一傳輸端110可透過第一選擇器131電性連接至接收器133的輸入端，並且第二選擇器132會建立第四連接端至第六連接端之間的第三連結路徑，以使第二傳輸端120可透過第二選擇器132電性連接至發送器134的輸出端。

當控制單元140欲執行上行傳輸時，控制單元140則輸出邏輯值為第二值的選擇訊號S1。此時，第一選擇器131則會建立第二連接端至第三連接端之間的第二電性連結，以使得第二傳輸端120可透過第一選擇器131電性連接至接收器133的輸入端，並且第二選擇器132會建立第五連接端至第六連接端之間的第四連結路徑，以使第一傳輸端110可透過第二選擇器132電性連接至發送器134的輸出端。

在一些實施態樣中，接收器133可為採用通用非同步收發傳輸器(UART)傳輸介面或其他合適用於序列傳輸介面的接收器。發送器134可為採用通用非同步收發傳輸器傳輸介面或其他合適用於序列傳輸介面的發送器。第一選擇器131與第二選擇器132可利用多工器(MUX)或其他合適的路徑切換/選擇邏輯等來實現。此外，所述的第一值可為“0”，且所述的第二值可為“1”，但本發明並非以此為限。在另一些實施態樣中，所述的第一值可為“1”，且所述的第二值可為“0”。

第7圖適用於第6圖中串聯式雙向通訊電路之串聯式雙向通訊方法之一實施例的流程示意圖。請參閱第5圖至第7圖，在串聯式雙向通訊方法之一實施例中，控制單元140可先執行下行傳輸(步驟S30)而輸出邏輯值為第一值的選擇訊號S1。在下行傳輸中，接收器133可經由第一連結路徑從第一傳輸端110接收第一下行資料D1並寫入第一下行資料D1至第一佇列135中(步驟S31)。之後，控制單元140可藉由讀取第一佇列135來獲取第一下行資料D1。並且，控制單元140可先判斷第一下行資料D1中包含的控制指令的筆數是否只有一筆(步驟S32)。

當控制單元140於步驟S32中判定第一下行資料D1中包含的控制指令的筆數並非只有一筆時，表示第一下行資料D1中在後續被移出屬於本地裝置的控制指令後仍會有剩餘的控制指令存在，因此，控制單元140可在從獲取的第一下行資料D1中移出屬於本地裝置的控制指令以生成第二下行資料D2(步驟S33A)之後，控制單元140再將第二下行資料D2寫入至第二佇列136中，並且發送器134可從第二佇列136中取出第二下行資料D2，並透過第二選擇器132經由第三連結路徑將第二下行資料D2發送至第二傳輸端120(步驟S34)。

在一些實施態樣中，第一佇列135與第二佇列136可為一種先進先出(FIFO)的佇列(queue)。舉例而言，當輸入之第一下行資料D1包含依序串皆的控制指令A1、控制指令A2、控制指令A3與控制指令A4時，接收器133會將控制指令A1、控制指令A2、控制指令A3與控制指令A4依序接收並寫入至第一佇列135中，並且控制單元140可從第一佇列135中依序讀取到控制指令A1、控制指令A2、控制指令A3與控制指令A4。

待控制單元140移出屬於本地裝置的控制指令A1後，因所生成的第二下行資料D2中尚包含控制指令A2、控制指令A3與控制指令A4，因此控制單元140會將控制指令A2、控制指令A3與控制指令A4依序寫入至第二佇列136中。之後，發送器134可從第二佇列136中依序取得控制指令A2、控制指令A3與控制指令A4，並且將控制指令A2、控制指令A3與控制指令A4依序發送至第二傳輸端120。

於控制單元140利用傳輸單元130透過第二傳輸端120輸出完第二下行資料D2之後(即步驟S34之執行後)，控制單元140可改輸出邏輯值為第二值的選擇訊號S1，以切換至上行傳輸(步驟S35A)。於此，由於控制單元140是在透過第二傳輸端120輸出完第二下行資料D2之後才切換至上行傳輸，致使控制單元140認為其所屬的串聯式雙向通訊電路並非為下行傳輸的最末者。因此，在切換至上行傳輸(步驟S40)後，控制單元140需先透過第一選擇器131經由第二連結路徑從第二傳輸端120接收到由其後級的串聯式雙向通訊電路所傳送的第二上行資料U2(步驟S41)。

舉例而言，當第二傳輸端120上有包含依序串接之回報資訊B2、回報資訊B3與回報資訊B4的第二上行資料U2時，接收器133可將第二上行資料U2中的回報資訊B2、回報資訊B3與回報資訊B4依序寫入至第一佇列135中，並且控制單元140可藉由讀取第一佇列135來依序獲取回報資訊B2、回報資訊B3與回報資訊B4。

接續，控制單元140可將本地裝置所回報的本地回報資訊B1串接於回報資訊B2、回報資訊B3與回報資訊B4之前方，以形成第一上行資訊U1(步驟S42)，並將第一上行資訊U1寫入至第二佇列136中(即依序寫入本地回報資訊B1、回報資訊B2、回報資訊B3與回報資訊B4)。

接著，控制單元140可利用發送器134從第二佇列136中依序取得第一上行資訊U1(即依序取得本地回報資訊B1、回報資訊B2、回報資訊B3與回報資訊B4)，並透過第二選擇器132經由第四連結路徑將第一上行資訊U1發送至第一傳輸端110(即依序發送本地回報資訊B1、回報資訊B2、回報資訊B3與回報資訊B4)(步驟S43)。

然而，當控制單元140在下行傳輸的步驟S32中判定第一下行資料D1所包含的控制指令的筆數只有一筆時(例如主系統裝置200輸出的第一下行資料D1只包含控制指令A1)，表示在後續移出屬於本地裝置的控制指令後所生成的第二下行資料D2中已無任何剩餘的控制指令，因此，控制單元140可在從獲取的第一下行資料D1中移出屬於本地裝置的控制指令以生成第二下行資料D2(步驟S33B)之後，便直接改輸出邏輯值為第二值的選擇訊號S1，以切換至上行傳輸(步驟S35B)。

由於控制單元140是因無需輸出第二下行資料D2而切換至上行傳輸，致使控制單元140認為其所屬的串聯式雙向通訊電路為下行傳輸的最末者。因此，在切換至上行傳輸(步驟S40)後，控制單元140可直接將本地回報資訊B1作為第一上行資料U1而寫入至第二佇列136中(步驟S44)。並且，控制單元140可利用發送器134從第二佇列136中取得第一上行資料U1，並透過第二選擇器132將第一上行資料U1發送至第一傳輸端110(步驟S43)，以主動發起上行傳輸。

在上行傳輸中，控制單元140於透過第一傳輸端110輸出完第一上行資料U1之後(即步驟S43之執行後)，控制單元140便可切換至下行傳輸(步驟S45)，並返回執行步驟S30。

需注意的是，在下行傳輸中，控制單元140除了如前方所述是在判斷完第一下行資料D1中包含的控制指令的筆數後再執行移出屬於本地裝置的控制指令的動作之外，控制單元140亦可先執行移出屬於本地裝置的控制指令的動作之後再根據所生成的第二下行資料D2進行判斷。因此，如第8圖所示，在串聯式雙向通訊方法之另一實施例中，於步驟S31之後，控制單元140在獲取第一下行資料D1時可先移出屬於本地裝置的控制指令以生成第二下行資料D2(步驟S33C)，之後控制單元140再判斷第二下行資料D2中是否有剩餘的控制指令(步驟S36)。

當控制單元140於步驟S36中判定第二下行資料D2中仍有剩餘的控制指令時，控制單元140會接續執行步驟S34及其後續步驟。而當控制單元140於步驟S36中判定第二下行資料D2已無剩餘的控制指令時，控制單元140則會接續執行步驟S35B及其後續步驟。

在應用系統的第一實施例中，連接至主系統裝置200的串聯式雙向通訊電路100A更可將選擇訊號S1輸出給主系統裝置200，以致使主系統裝置200得以根據選擇訊號S1知道此時是進行下行傳輸或者是上行傳輸。

於此，在一實施例中，如第5圖所示，主系統裝置200可包含主系統電路210與選擇器220。選擇器220耦接於主系統電路210與串聯式雙向通訊電路100A的第一傳輸端110之間。其中，選擇器220可於選擇訊號之邏輯值為第一值時選擇導通主系統電路210之輸出腳位211和第一傳輸端110之間的電性連結，以進行下行傳輸。並且，選擇器220可於選擇訊號之邏輯值為第二值時改選擇導通主系統電路210之輸入腳位212和第一傳輸端110之間的電性連結，以進行上行傳輸。

第9圖為應用系統之第二實施例的概要示意圖。請參閱第9圖，在應用系統的第二實施例中，串聯式雙向通訊電路100A-100D亦可透過二條連接線依序串接於主系統裝置200，並且主系統裝置200與此些串聯式雙向通訊電路100A-100D可透過二條連接線達到和電子裝置300A-300D之間的雙向通訊。如此一來，亦可使得主系統裝置200無需再耗費諸多腳位去進行雙向通訊，進而更可簡化應用系統中的連接線配置或佈局。

在應用系統的第二實施例中，上行傳輸與下行傳輸因分別使用連接線而可同時執行，故可達到全雙工(full-duplex)通訊。於此，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的第一傳輸端110包含第一輸入腳位111與第一輸出腳位112，且第二傳輸端120包含第二輸入腳位121與第二輸出腳位122。

其中，串聯式雙向通訊電路100A的第一輸入腳位111與第一輸出腳位112分別連接至主系統裝置200的輸出腳位211與輸入腳位212。串聯式雙向通訊電路100B的第一輸入腳位111與第一輸出腳位112分別連接至串聯式雙向通訊電路100A的第二輸出腳位122與第二輸入腳位121。串聯式雙向通訊電路100C的第一輸入腳位111與第一輸出腳位112分別連接至串聯式雙向通訊電路100B的第二輸出腳位122與第二輸入腳位121。並且，串聯式雙向通訊電路100D的第一輸入腳位111與第一輸出腳位112分別連接至串聯式雙向通訊電路100C的第二輸出腳位122與第二輸入腳位121。

於此，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的第一輸入腳位111與第二輸出腳位122可供進行下行傳輸，例如透過第一輸入腳位111接收第一下行資料D1以及透過第二輸出腳位122輸出第二下行資料D2。並且，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的第二輸入腳位121與第一輸出腳位112可供進行上行傳輸，例如透過第一輸出腳位112輸出第一上行資料U1以及透過第二輸入腳位121接收第二上行資料U2。

第10圖為第9圖中串聯式雙向通訊電路之一實施例的概要示意圖。請參閱第9圖至第10圖，在應用系統的第二實施例中，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的傳輸單元130可包含第一傳輸模組T1與第二傳輸模組T2，且各串聯式雙向通訊電路100A-100D的控制單元140可包含第一控制模組C1與第二控制模組C2。其中，第一傳輸模組T1耦接於第一輸入腳位111與第二輸出腳位122之間，並受控於第一控制模組C1。第二傳輸模組T2耦接於第一輸出腳位112與第二輸入腳位121之間，並受控於第二控制模組C2。

第一傳輸模組T1可包含接收器133A、發送器134A、第一佇列135A與第二佇列136A。接收器133A耦接於第一輸入腳位111與第一佇列135A的輸入端之間，且第一佇列135A的輸出端耦接於第一控制模組C1。發送器134A耦接於第二輸出腳位122與第二佇列136A的輸出端之間，且第二佇列136A的輸入端耦接於第一控制模組C1。

於此，第一控制模組C1與第一傳輸模組T1用以負責進行下行傳輸的部分。因此，第一控制模組C1可執行如第11A圖或第11B圖中所示的串聯式雙向通訊方法之一實施例中下行傳輸的步驟(步驟S50)。相較於前方其他實施例，因第一控制模組C1只需執行下行傳輸的步驟，故第一控制模組C1並不需執行切換至上行傳輸的步驟(即如第7圖或第8圖中的步驟S35A或步驟S35B)。由於第11A圖或第11B圖中所示的各步驟其詳細內容可參閱前方關於第7圖或第8圖所述，故於此不再贅述。

如第10圖所示，第二傳輸模組T2大致上相同於第一傳輸模組T1，並包含接收器133B、發送器134B、第一佇列135B與第二佇列136B。接收器133B耦接於第二輸入腳位121與第一佇列135B的輸入端之間，且第一佇列135B的輸出端耦接於第二控制模組C2。發送器134B耦接於第一輸出腳位112與第二佇列136B的輸出端之間，且第二佇列136B的輸入端耦接於第二控制模組C2。於此，第二控制模組C2與第一傳輸模組T2用以負責進行上行傳輸的部分。

在應用系統的第二實施例中，發送器134B(或發送器134A)之輸出端在未輸出資料時可保持在高電壓準位，並且在輸出資料時則隨資料的內容於高電壓準位和低電壓準位之間變動。若發送器134B(或發送器134A)或第一輸出腳位112(或第二輸出腳位122)發生故障、損毀而短路至地時，耦接於第一輸出腳位112(或第二輸出腳位122)的另一串聯式雙向通訊電路中的第二錯誤偵測單元152(或第一錯誤偵測單元151)便可因偵測到持續性的低電壓準位而得知。

在應用系統的第二實施例中，當串聯式雙向通訊電路的第二輸入腳位121有接到另一個串聯式雙向通訊電路的第一輸出腳位112時，此串聯式雙向通訊電路的第二控制模組C2可藉由第二錯誤偵測單元152於第二輸入腳位121上偵測到高電壓準位。於此，由於串聯式雙向通訊電路100D為的第二輸入腳位121不會連接到另一個串聯式雙向通訊電路的第一輸出腳位112，為了避免第二輸入腳位121因空接而出現浮動電壓，故串聯式雙向通訊電路100D的第二輸入腳位121可更透過下拉電阻R2耦接到地電壓。如此一來，串聯式雙向通訊電路100D的第二控制模組C2可因第二錯誤偵測單元152於第二輸入腳位121上偵測到持續性的低電壓準位而認為其為上行傳輸的第一者而主動發起上行傳輸(即直接以本地回報資訊B4作為第一上行資料U1)。

需注意的是，本發明並未限定串聯式雙向通訊電路100D為上行傳輸的第一者。舉例而言，當串聯式雙向通訊電路100C燒毀而短路到地(例如，發送器134B或第一輸出腳位112發生故障、損毀)時，串聯式雙向通訊電路100B的第二控制模組C2便會因其第二錯誤偵測單元152在第二輸入腳位121上偵測到持續性的低電壓準位而認為其為上行傳輸的第一者而主動發起上行傳輸(即直接以本地回報資訊B2作為第一上行資料U1)。

第12圖為適用於第10圖中串聯式雙向通訊電路之串聯式雙向通訊方法之一實施例中上行傳輸的流程示意圖。請參閱第9圖、第10圖與第12圖，在串聯式雙向通訊方法之一實施例的上行傳輸之步驟(步驟S60)中，串聯式雙向通訊電路的第二控制模組C2可先判斷其第二輸入腳位121上是否出現第一狀態(步驟S61)。其中，第一狀態可為所述的持續性低電壓準位。

當第二控制模組C2判定第二輸入腳位121上出現第一狀態時，第二控制模組C2將視其所屬的串聯式雙向通訊電路為上行傳輸的第一者，因此，第二控制模組C2可直接以本地回報資訊作為第一上行傳輸資訊U1而寫入至第二佇列136B中(步驟S62)。並且，第二控制模組C2可利用發送器134B從第二佇列136B中取得第一上行資訊U1，並透過第一傳輸端110發送出第一上行資訊U1(步驟S63)，以主動發起上行傳輸。而當第二控制模組C2判定第二輸入腳位121上未出現第一狀態時，第二控制模組C2便需先透過接收器133B自從第二傳輸端120接收到另一串聯式雙向通訊電路所傳送的第二上行資料U2(步驟S64)，並且接收器133B可將第二上行資料U2寫入至第一佇列135B中。

接續，第二控制模組C2可藉由讀取第一佇列135B來獲取第二上行資料U2，並且將本地裝置所回傳的本地回報資訊增加至第二上行資料U2中以形成第一上行資訊U1(步驟S65)，例如將本地回報資訊串接於依序串接的至少一回報資訊之前方。之後，第二控制模組C2便可執行步驟S63，以透過第一傳輸端110發送出第一上行資訊U1。

在一些實施例中，各串聯式雙向通訊電路100A-100D可更包含第一錯誤偵測單元151與第二錯誤偵測單元152。第一錯誤偵測單元151用以偵測第一傳輸端110是否可透過第一傳輸端110接收到下行資料，並於無法接收到下行資料時判定出現錯誤。第二錯誤偵測單元152用以偵測第二傳輸端120是否可透過第二傳輸端120接收到上行資料，並於無法接收到上行資料時判定出現錯誤。

於此，在應用系統的第一實施例中，如第6圖所示，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的第一錯誤偵測單元151耦接於第一傳輸端110，且第二錯誤偵測單元152耦接於第二傳輸端120。而在應用系統的第二實施例中，如第10圖所示，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的第一錯誤偵測單元151耦接於第一輸入腳位111，且第二錯誤偵測單元152耦接於第二輸入腳位121。此外，在應用系統的第二實施例中，第二控制模組C2可透過第二錯誤偵測單元152的偵測結果來判斷第二輸入腳位121是否出現所述的第一狀態。

在一些實施例中，各串聯式雙向通訊電路100A-100D可更包含警示單元160。警示單元160用以於第一錯誤偵測單元151及/或第二錯誤偵測單元152判定出現錯誤時輸出警示給主系統裝置200。此外，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的警示單元160更可耦接至對應的電子裝置300A-300D，以接收對應之電子裝置300A-300D的錯誤訊息(例如無法輸出回報資訊等)，並且警示單元160可於收到錯誤訊息時產生警示給主系統裝置200。於此，主系統裝置200可根據所接收到之警示的來源而得知是哪個串聯式雙向通訊電路出現錯誤。

在一些實施態樣中，各串聯式雙向通訊電路100A-100D的警示單元160可透過實體連接線連接至主系統裝置200，以傳遞警示給主系統裝置200，但本發明並非僅限於此。在另一些實施態樣中，警示單元160亦可以無線傳輸方式將警示傳遞給主系統裝置200。其中，無線傳輸方式可為但不限於藍牙、WiFi、無線網路等。

在一些實施態樣中，各串聯式雙向通訊電路100A-100D可透過各式積體電路製程製成一晶片。各串聯式雙向通訊電路100A-100D中的各單元，例如傳輸單元０用, g. fu的選擇訊號。he local device.via the first transmission port, wherein the first uplink datacomprised3030、控制單元等皆可利用邏輯電路來實現其功能。此外，各串聯式雙向通訊電路100A-100D和主系統裝置200、電子裝置300A-300D之間的連接線可為電路板上的拉線。但本發明並非以此為限，各串聯式雙向通訊電路100A-100D和主系統裝置200、電子裝置300A-300D之間的連接線亦可為實體的連接纜線等，換言之各電子裝置300A-300D和主系統裝置200之間亦可相距很遠。

在一些實施態樣中，各電子裝置300A-300D可例如為風扇裝置。此時，下行資料所包含的各控制指令可為一種用以控制風扇裝置之轉速的脈波寬度調變(PWM)訊號。並且，上行資料所包含的各回報資訊可為一種轉速資訊。此外，各串聯式雙向通訊電路100A-100D中更可整合有其他用於驅動、偵測風扇裝置的電路，例如風扇類型偵測電路、電壓調節電路、轉速計等。但本發明並非以此為限。在另一些實施態樣中，各電子裝置300A-300D更可例如為數位電表，下行資料所包含的各控制指令可為一種用以致使數位電表去計算數值的控制訊號，且上行資料所包含的各回報資訊可為數位電表所計算到的數值。

綜上所述，本發明之實施例提供一種串聯式雙向通訊電路及其方法，其可接收包含依序串接之至少一控制指令的下行資料，並在移出屬於本地裝置的控制指令後將仍有剩餘控制指令的下行資料輸出以達到串聯式雙向通訊中的下行傳輸，以及根據本地裝置的本地回報資訊產生並輸出上行資料以達到串聯式雙向通訊中的上行傳輸。此外，採用本發明之實施例的串聯式雙向通訊電路及其方法便可藉由單條連接線或雙條連接線來進行串聯式雙向通訊，如此可大幅減少主系統裝置上用於進行雙向通訊的腳位，並且更可簡化整個應用系統中的連接線配置或佈局。

本發明之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明實施例之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100A-100D 串聯式雙向通訊電路 110 第一傳輸端 111 第一輸入腳位 112 第一輸出腳位 120 第二傳輸端 121 第二輸入腳位 122 第二輸出腳位 130 傳輸單元 131 第一選擇器 132 第二選擇器 133、133A、133B 接收器 134、134A、134B 發送器 135、135A、135B 第一佇列 136、136A、136B 第二佇列 140 控制單元 151 第一錯誤偵測單元 152 第二錯誤偵測單元 160 警示單元 200 主系統裝置 210 主系統電路 211 輸出腳位 212 輸入腳位 220 選擇器 300A-300D 電子裝置 A1-A4 控制指令 B1-B4 (本地)回報資訊 C1 第一控制模組 C2 第二控制模組 D1 第一下行資料 D2 第二下行資料 S1 選擇訊號 T1 第一傳輸模組 T2 第二傳輸模組 U1 第一上行資料 U2 第二上行資料 S10-S60 步驟

第1圖為主系統裝置透過串聯式雙向通訊電路與電子裝置之間進行下行傳輸之一實施例的概要示意圖。第2圖為主系統裝置透過串聯式雙向通訊電路與電子裝置之間進行上行傳輸之一實施例的概要示意圖。第3圖為串聯式雙向通訊電路之一實施例的方塊示意圖。第4A圖為串聯式雙向通訊方法之一實施例中下行傳輸的流程示意圖。第4B圖為串聯式雙向通訊方法之一實施例中上行傳輸的流程示意圖。第5圖為應用系統之第一實施例的概要示意圖。第6圖為第5圖中串聯式雙向通訊電路之一實施例的概要示意圖。第7圖為適用於第6圖中串聯式雙向通訊電路之串聯式雙向通訊方法之一實施例的流程示意圖。第8圖為適用於第6圖中串聯式雙向通訊電路之串聯式雙向通訊方法之另一實施例的流程示意圖。第9圖為應用系統之第二實施例的概要示意圖。第10圖為第9圖中串聯式雙向通訊電路之一實施例的概要示意圖。第11A圖為適用於第10圖中串聯式雙向通訊電路之串聯式雙向通訊方法之一實施例中下行傳輸的流程示意圖。第11B圖為適用於第10圖中串聯式雙向通訊電路之串聯式雙向通訊方法之另一實施例中下行傳輸的流程示意圖。第12圖為適用於第10圖中串聯式雙向通訊電路之串聯式雙向通訊方法之一實施例中上行傳輸的流程示意圖。

S30-S45 步驟

Claims

一種串聯式雙向通訊方法，包含：執行一下行傳輸，其中該下行傳輸包含：透過一第一傳輸端接收一第一下行資料，其中該第一下行資料包含至少一控制指令，該至少一控制指令依序串接並用以控制至少一電子裝置；每當一本地裝置接收到該第一下行資料，自該第一下行資料中移出屬於該本地裝置的該控制指令以形成一第二下行資料，其中該本地裝置為該至少一電子裝置中之一者；及於該第二下行資料中有剩餘的該控制指令時，透過一第二傳輸端輸出該第二下行資料；及於該第二下行資料中沒有剩餘的該控制指令時或於透過該第二傳輸端輸出完該第二下行資料之後執行一上行傳輸，其中該上行傳輸包含：透過該第一傳輸端輸出一第一上行資料，其中該第一上行資料包含由該本地裝置產生的一本地回報資訊。
如申請專利範圍第1項所述之串聯式雙向通訊方法，其中於透過該第二傳輸端輸出完該第二下行資料並切換至執行該上行傳輸之該步驟之後，該上行傳輸更包含：透過該第二傳輸端接收一第二上行資料；及增加該本地回報資訊至該第二上行資料中以形成該第一上行資料，其中該第二上行資料包含依序串接的至少一回報資訊，且各該回報資訊係由該至少一電子裝置中非為該本地裝置之一者所產生的。
如申請專利範圍第1項所述之串聯式雙向通訊方法，其中該第一傳輸端包含一第一輸入腳位與一第一輸出腳位，該第二傳輸端包含一第二輸入腳位與一第二輸出腳位，其中透過該第一傳輸端接收該第一下行資料係透過該第一輸入腳位接收該第一下行資料，透過該第二傳輸端輸出該第二下行資料係透過該第二輸出腳位輸出該第二下行資料，且透過該第一傳輸端輸出該第一上行資料係透過該第一輸出腳位輸出該第一上行資料。
如申請專利範圍第3項所述之串聯式雙向通訊方法，其中該上行傳輸更包含：判斷該第二輸入腳位上是否出現一第一狀態；於判定未出現該第一狀態時，利用該第二輸入腳位接收一第二上行資料，並增加該本地回報資訊至該第二上行資料中以形成該第一上行資料，其中該第二上行資料包含依序串接的至少一回報資訊，且各該回報資訊係由該至少一電子裝置中非為該本地裝置之一者所產生的；及於判定出現該第一狀態時，以該本地回報資訊作為該第一上行資料。
一種串聯式雙向通訊電路，包含：一第一傳輸端；一第二傳輸端；一傳輸單元，耦接於該第一傳輸端與該第二傳輸端之間；及一控制單元，用以執行一下行傳輸；其中，於該下行傳輸中，該控制單元利用該傳輸單元透過該第一傳輸端接收包含至少一控制指令的一第一下行資料、每當一本地裝置接收到該第一下行資料，透過該傳輸單元移出屬於一本地裝置的該控制指令以形成一第二下行資料、並於該第二下行資料中有剩餘的該控制指令時利用該傳輸單元透過該第二傳輸端輸出該第二下行資料，其中，該至少一控制指令依序串接並用以控制至少一電子裝置，且該本地裝置為該至少一電子裝置中之一者；以及其中，該控制單元於該第二下行資料中沒有剩餘的該控制指令時或於透過該第二傳輸端輸出完該第二下行資料之後執行一上行傳輸；其中，於該上行傳輸中，該控制單元利用該傳輸單元透過該第一傳輸端輸出一第一上行資料，其中該第一上行資料包含由該本地裝置產生的一本地回報資訊。
如申請專利範圍第5項所述之串聯式雙向通訊電路，其中該控制單元於利用該傳輸單元透過該第二傳輸端輸出完該第二下行資料且切換至該上行傳輸之後，於該上行傳輸中，該控制單元更利用該傳輸單元透過該第二傳輸端接收一第二上行資料，並且增加該本地回報資訊至該第二上行資料中以形成該第一上行資料，其中該第二上行資料包含依序串接的至少一回報資訊，且各該回報資訊係由該至少一電子裝置中非為該本地裝置之一者所產生的。
如申請專利範圍第6項所述之串聯式雙向通訊電路，其中該控制單元係將該本地回報資訊串接於該至少一回報資訊之前方，以形成該第一上行資料；其中該控制單元於該第二下行資料中沒有剩餘的該控制指令並切換至該上行傳輸之後，於該上行傳輸中，該控制單元係以該本地回報資訊作為該第一上行資料。
如申請專利範圍第5項所述之串聯式雙向通訊電路，其中該第一傳輸端包含一第一輸入腳位與一第一輸出腳位，該第二傳輸端包含一第二輸入腳位與一第二輸出腳位，該傳輸單元包含一第一傳輸模組與一第二傳輸模組，該第一傳輸模組耦接於該第一輸入腳位與該第二輸出腳位之間，該第二傳輸模組耦接於該第二輸入腳位與該第一輸出腳位之間，該控制單元包含一第一控制模組與一第二控制模組，其中於該下行傳輸中，該第一控制模組利用該第一傳輸模組透過該第一輸入腳位接收該第一下行資料、利用該第一傳輸模組移出屬於該至少一電子裝置中之該本地裝置的該控制指令以形成該第二下行資料，並且於該第二下行資料中包含該控制指令時利用該第一傳輸模組透過該第二輸出腳位輸出該第二下行資料，以及於該上行傳輸中，該第二控制模組利用該第二傳輸模組透過該第一輸出腳位輸出該第一上行資料。
如申請專利範圍第8項所述之串聯式雙向通訊電路，其中於該上行傳輸中，該第二控制模組更判斷該第二輸入腳位上是否出現一第一狀態，其中於判定未出現該第一狀態時，該第二控制模組更利用該第二傳輸模組透過該第二輸入腳位接收一第二上行資料，並且利用該第二傳輸模組增加該本地回報資訊至該第二上行資料中以形成該第一上行資料，其中該第二上行資料包含依序串接的至少一回報資訊，且各該回報資訊係由該至少一電子裝置中非為該本地裝置之一者所產生的，以及於判定出現該第一狀態時，該第二控制模組係以該本地回報資訊作為該第一上行資料。
如申請專利範圍第5項所述之串聯式雙向通訊電路，其中該傳輸單元包含：一第一選擇器，具有一第一連接端、一第二連接端與一第三連接端，該第一連接端耦接至該第一傳輸端，且該第二連接端耦接至該第二傳輸端，其中於該下行傳輸中，該第一選擇器建立該第一連接端與該第三連接端之間的第一連結路徑，以及於該上行傳輸中，該第一選擇器建立該第二連接端與該第三連接端之間的第二連結路徑；一接收器，耦接於該第一選擇器的該第三連接端；一第一佇列，耦接於該接收器和該控制單元之間；一第二選擇器，具有一第四連接端、一第五連接端與一第六連接端，該第四連接端耦接至該第二傳輸端，且該第五連接端耦接至該第一傳輸端，其中於該下行傳輸中，該第二選擇器建立該第四連接端與該第六連接端之間的第三連結路徑，以及於該上行傳輸中，該第二選擇器建立該第五連接端與該第六連接端之間的第四連結；一發送器，耦接於該第二選擇器的該第六連接端；及一第二佇列，耦接於該發送器與該控制單元之間。
如申請專利範圍第10項所述之串聯式雙向通訊電路，其中於該下行傳輸中：該控制單元致使該第一選擇器建立該第一連結路徑，並致使該第二選擇器建立該第三連結路徑；該接收器經由該第一連結路徑接收該第一下行資料並將該第一下行資料寫入該第一佇列；該控制單元自該第一佇列中取出該第一下行資料並移出屬於該本地裝置的該控制指令以形成該第二下行資料；該控制單元於該第二下行資料中有剩餘的該控制指令時將該第二下行資料寫入該第二佇列；及該發送器自該第二佇列中取出該第二下行資料並透過該該第三連結路徑輸出該第二下行資料。