TWI782634B

TWI782634B - 晶片傳送速度偵測方法及電子裝置

Info

Publication number: TWI782634B
Application number: TW110126946A
Authority: TW
Inventors: 陳品任; 陳慶安
Original assignee: 新唐科技股份有限公司
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2021-07-22
Publication date: 2022-11-01
Also published as: TW202306343A; CN115701007A

Abstract

本發明揭露一種晶片傳送速度偵測方法及電子裝置，由處理單元通過通用非同步收發傳輸介面傳送或接收裝置的操作訊號，晶片傳送速度偵測方法包含啟動處理單元之通用非同步收發傳輸介面，擷取預設時間內操作訊號的訊號波形；偵測訊號波形當中具有連續三個位元轉換波形的複數個位元傳送時間；選擇複數個位元傳送時間當中最小的複數個選擇時間，計算複數個選擇時間的平均時間；以及設定處理單元，以平均時間做為讀取操作訊號的晶片傳送速度。

Description

晶片傳送速度偵測方法及電子裝置

本發明是關於一種晶片傳送速度(Baud Rate)偵測方法及電子裝置，特別是關於一種無須時脈腳位進行同步，且可自動進行調整以配合各種產品資料傳輸的晶片傳送速度偵測方法，以及執行晶片傳送速度偵測方法的電子裝置。

在各種電子裝置內部，常會設置多種感測裝置，例如溫度、濕度、距離、方位等感測器，這些感測器可藉由通用非同步收發傳輸(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)介面將感測訊息傳送給電子裝置的處理器。通用非同步收發傳輸介面分別通過TX腳位進行傳輸、RX腳位進行接收，不須透過時脈訊號的腳位進行同步的動作。此時，資料的傳送或接收透過傳送速度的方式進行同步，也就是確認每一個位元傳輸或接收的時間，使得傳送方與接收方同步，進而得到正確的資訊。

現有的通用非同步收發傳輸介面的電子裝置當中，雖然能通過型號確認資料傳送速度，但由於時序不同或製作上的誤差使得傳送方與接收方的傳送速度不同，將會造成資料傳輸間的通訊錯誤。為了自動調整傳送速度，必須在傳送資料時設定起始位元，設定起始位元到預設位元為高準位，再偵測達到第一個位元或者是到達預設位元的經過時間，依此來計算每個位元的傳送時間。然而，現有的感測器往往一連接上電源後即開始傳送感測資料，並未設定相關的訊息表頭格式以供上述初始位元的偵測，難以達到自動調整傳送速度的目標。

綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種晶片傳送速度偵測方法及電子裝置，以期針對習知技術之問題加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於先前技術所述之問題，本發明的目的在於提供一種晶片傳送速度偵測方法及電子裝置，避免感測器與處理器的晶片傳送速度有所差異而影響資料傳送的正確性，造成資料讀取錯誤的問題。

基於上述目的，本發明提供一種晶片傳送速度偵測方法，是由處理單元通過通用非同步收發傳輸介面傳送或接收作動裝置的操作訊號，晶片傳送速度偵測方法包含：啟動處理單元之通用非同步收發傳輸介面，擷取預設時間內操作訊號的訊號波形；偵測訊號波形當中具有連續三個位元轉換波形的複數個位元傳送時間；選擇複數個位元傳送時間當中最小的複數個選擇時間，計算複數個選擇時間的平均時間；以及設定處理單元，以平均時間做為讀取操作訊號的晶片傳送速度。

較佳地，複數個位元傳送時間可包含訊號波形由高準位轉為低準位再轉回高準位的過程中所偵測到的低準位時間。

較佳地，複數個位元傳送時間可包含訊號波形由低準位轉為高準位再轉回低準位的過程中所偵測到的高準位時間。

較佳地，該晶片傳送速度偵測方法可於處理單元上電時執行以設定晶片傳送速度。

較佳地，晶片傳送速度偵測方法可進一步包含：於處理單元運作固定時間後，重新進行晶片傳送速度偵測方法以定期更新晶片傳送速度。

較佳地，晶片傳送速度偵測方法可進一步包含當偵測處理單元運作達預設溫度後，重新進行晶片傳送速度偵測方法以定期更新晶片傳送速度。

較佳地，作動裝置可包含溫度感測器、濕度感測器、距離感測器、方向感測器。

本發明提供一種電子裝置，其包含處理單元及通用非同步收發傳輸介面。通用非同步收發傳輸介面耦接於處理單元，通用非同步收發傳輸介面傳送或接收作動裝置的操作訊號，由處理單元執行如上所述之晶片傳送速度偵測方法。作動裝置可包含溫度感測器、濕度感測器、距離感測器、方向感測器。

承上所述，依本發明之晶片傳送速度偵測方法及電子裝置，其可具有一或多個下述優點：

(1)此晶片傳送速度偵測方法及電子裝置能運用於各種連接通用非同步收發傳輸介面的作動裝置，在不改變操作訊號內容的情況下，自動偵測晶片傳送速度，使得處理單元能正確地讀取操作訊號，避免訊號讀取產生異常，提升晶片操作的正確率。

(2)此晶片傳送速度偵測方法及電子裝置能自動更新晶片傳送速度，避免晶片在操作過程中因為晶片傳送速度差異造成訊號讀取錯誤，提升作動裝置操作上的穩定性及可靠度。

(3)此晶片傳送速度偵測方法及電子裝置可依據裝置類型或處理單元類型調整擷取時間及選擇晶片處理時間的數量，適用於不同作動裝置及晶片的操作上，增加晶片傳送速度偵測方法的適用範圍。

S11~S15,S21~S27:步驟

H:高準位

L:低準位

T:預設時間

t1~t15:位元傳送時間

t_high:高準位時間

t_low:低準位時間

W:訊號波形

10:電子裝置

11:處理單元

12:通用非同步收發傳輸介面

21:溫度感測器

22:濕度感測器

23:距離感測器

24:方向感測器

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合以下附圖進行說明：第1圖係為本發明實施例之晶片傳送速度偵測方法之流程圖。

第2圖係為本發明實施例之晶片傳送速度設定之流程圖。

第3圖係為本發明實施例之連續位元轉換之示意圖。

第4圖係為本發明實施例之擷取時間之波形示意圖。

第5圖係為本發明實施例之電子裝置之示意圖。

為利貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

請參閱第1圖，第1圖係為本發明實施例之晶片傳送速度偵測方法之流程圖。如圖所示，晶片傳送速度偵測方法包含以下步驟(S11~S15)：

步驟S11：設定處理單元及連接裝置，啟動該處理單元之該通用非同步收發傳輸介面。在電子裝置當中，設有運算處理的處理單元，例如中央處理器、微處理器的晶片，這些晶片通過通用非同步收發傳輸介面與電子裝置連接的各種作動裝置進行訊號的傳輸，例如接收感測裝置所偵測到的感測訊號或是傳送操作訊號至各個作動裝置。例如當電子裝置連接的溫度感測器、濕度感測器、距離感測器、方向感測器等接上電源啟動後，感測訊號的傳輸即通過通用非同步收發傳輸介面傳送到電子裝置的處理單元，當這些感測訊號通過通用非同步收發傳輸介面傳送時，晶片處理速度的設定，將是各種操作訊號是否能正確讀取的重要依據。

步驟S12：擷取預設時間內操作訊號的訊號波形。如先前技術所述，操作訊號在裝置上電後即開始傳送，而傳送的訊號並未設置偵測資料起始位元的表頭，無法由此判斷訊號的晶片處理速度。因此，為進行自動晶片處理速度的判斷，首先擷取預設時間內操作訊號的訊號波形，利用此預設時間內的訊號波形來決定操作訊號的晶片處理時間。

步驟S13：偵測訊號波形當中具有連續三個位元轉換波形的複數個位元傳送時間。當擷取一段時間的的訊號波形後，通過處理單元判斷此訊號波形當中，具有連續三個位元轉換波形的狀態，將具有連續三個位元轉換波形的訊號判定為一個位元傳送時間。在本實施例中，連續三個位元轉換波形可為訊號波形由高準位轉為低準位再轉回高準位，將兩個高準位之間的低準位時間作為位元傳送時間。類似地，連續三個位元轉換波形也可為訊號波形由低準位轉為高準位再轉回低準位，以兩個低準位之間的高準位時間做為位元傳送時間。由於擷取預設時間內具有多個高低準位切換，因此可取得複數個位元傳送時間。

步驟S14：選擇複數個位元傳送時間當中最小的複數個選擇時間，計算複數個選擇時間的平均時間。當擷取到複數個位元傳送時間後，將複數個位元傳送時間進行排序，依排序選擇最小的幾個位元傳送時間做為選擇時間，以這些選擇時間為基準，進行加總後平均來取得一個平均時間。選擇最小的幾個位元傳送時間來平均而非將所有位元傳送時間平均的原因，主要是因為操作訊號的訊號波形並非每個位元即會產生高低準位的變化，若採用整體平均可能會將非單一位元的時間計入而使得判斷過程產生誤差，因此本實施例中，選擇取得的位元傳送時間中最小的複數個位元傳送時間來進行平均，選擇的數量可為最小的10個位元傳送時間，但本揭露不以此為限，選擇的數量可依據前述擷取時間的長短來加以調整。

步驟S15：設定處理單元，以平均時間做為讀取操作訊號的晶片傳送速度。在經過前述的波形擷取、位元轉換時間判斷以及選擇時間平均後，取得一個平均時間，在處理單元取得此平均時間後，設定此平均時間作為操作訊號的晶片傳送速度，當處理單元通過通用非同步收發傳輸介面傳送或接收操作訊號時，以此晶片傳送速度來讀取操作訊號。

在本實施例中，晶片傳送速度偵測方法僅需於作動裝置上電後擷取一段傳送訊號的波形進行分析即可取得操作訊號的晶片傳送速度，並不需要對作動裝置傳送的操作訊號設定不同的起始訊號或設定訊號，使得晶片經由通用非同步收發傳輸介面連接的電子裝置能適用於各種連接的作動裝置，例如溫度感測器、濕度感測器、距離感測器、方向感測器等感測裝置，增加裝置的相容性。同時，晶片傳送速度能自動設定，減少設定晶片傳送速度的設定流程，同時維持訊號讀取的正確性，避免訊號讀取速度錯誤而使得電子裝置操作產生異常，提升裝置操作的穩定性。

請參閱第2圖，第2圖係為本發明實施例之晶片傳送速度設定之流程圖。如圖所示，晶片傳送速度設定包含以下步驟(S21~S27)：

步驟S21：啟動通用非同步收發傳輸介面。當電子裝置接收到電源供應後，系統對處理單元供電，啟動通用非同步收發傳輸介面。通用非同步收發傳輸介面通過傳輸及接收的腳位連接至感測裝置，將感測裝置所偵測的訊號傳輸至處理單元。

步驟S22：確認是否收到傳輸訊號。若是，則進入步驟S23。若否，則重新偵測是否接受到感測裝置的傳輸訊號。

步驟S23：擷取一段時間的訊號波形。當接收到感測裝置的傳輸訊號後，處理單元擷取傳輸訊號當中一段預設時間的訊號波形，分析預設時間的訊號波形來決定晶片傳送速度。晶片傳送速度的偵測方法可依據前述實施例所述，偵測訊號波形當中具有連續三個位元轉換波形的複數個位元傳送時間，再選擇其中最小的複數個位元傳送時間，將所選的時間進行平均來作為晶片傳送速度。

步驟S24：設定晶片傳送速度。當晶片傳送速度確定後，以計算所取得的平均時間設定為處理單元的晶片傳送速度，讓處理單元在讀取傳輸訊號時，依據設定的晶片傳送速度來處理訊號。

步驟S25：接收傳輸訊號。當設定完晶片傳送速度後，處理單元持續通過通用非同步收發傳輸介面來傳送或接收連接裝置的傳輸訊號，例如接收感測裝置的感測訊號，通過正確的晶片處理速度來解析感測訊號內容。

步驟S26：確認是否自動更新晶片傳送速度。若是，則進入步驟S27，若否，則重新回到步驟S25，持續接收傳輸訊號。

步驟S27：設定自動更新的時間。當電子裝置運轉過程中，晶片傳送速度可能會因為各種因素而有所變化，例如不同溫度會使得晶片傳送速度有所差異，因此在電子裝置運轉過程中，可設定自動更新晶片傳送速度的機制。在本實施例中，設定處理單元在運轉一段固定時間後自動進行更新，即每設定晶片傳送速度後經過一段固定時間，則重新回到步驟S22，再次進行偵測與設定的流程，自動更新最新的晶片傳送速度。在另一實施例中，處理單元也可依據溫度變化來進行更新，例如感測處理單元的運作溫度，當溫度上升或下降到達預設溫度後，重新回到步驟S22，再次進行偵測與設定的流程，更新最新的晶片傳送速度。

請參閱第3圖，第3圖係為本發明實施例之連續位元轉換之示意圖。如圖中上半部分所示，當訊號波形由高準位H轉為低準位L再轉回高準位H的過程中，兩個高準位H波形之間所偵測到的低準位時間t_low可作為一個位元傳送時間。相對地，在圖中下半部分所示，當訊號波形由低準位L轉為高準位H再轉回低準位L的過程中，兩個低準位L波形之間所偵測到的高準位時間t_high可作為一個位元傳送時間。依據上述判斷方式，當擷取到一段時間的訊號波形時，可依據訊號波形的高低準位變化方式，判斷位元傳送時間，以此作為計算晶片傳送速度的計算基礎，實際波形及擷取內容如以下實施例所示。

請參閱第4圖，第4圖係為本發明實施例之擷取時間之波形示意圖。如圖所示，當處理單元上電啟動後，通用非同步收發傳輸介面開始傳輸連接裝置的操作訊號，首先擷取預設時間T的訊號波形W，此預設時間T可依據連接裝置類型或處理單元類型加以調整。在預設時間T當中，判斷訊號波形W具有連續三個位元轉換波形的15個位元傳送時間(t1~t15)。

在取得的15個位元傳送時間當中，其包含高準位時間及低準位時間，為了取得精確的位元傳輸處理的時間，選擇最小的前11個位元傳送時間(t2,t3,t5,t6,t7,t9,t10,t11,t12,t14,t15)，並將其加總平均，以平均時間8.61μs作為晶片傳送速度。在本實施例中，選擇前11小的位元傳送時間，排除4個位元傳送時間(t1,t4,t8,t13)，可將訊號波形W中超過單一位元處理時間的波形剔除，避免擷取到錯誤的位元處理時間而使得計算出來的晶片傳送速度產生誤差。在其他實施例中，解取預設時間T以及選擇位元傳送時間的數量，都可依據裝置類型或處理單元類型對應改變。

請參閱第5圖，第5圖係為本發明實施例之電子裝置之示意圖。如圖所示，電子裝置10包含處理單元11及通用非同步收發傳輸介面12。電子裝置10可為電腦裝置或機台設備，其中的處理單元11為電子裝置10當中的中央處理器或微處理器晶片，通用非同步收發傳輸介面12耦接於處理單元11。通用非同步收發傳輸介面12可連接至作動裝置，傳送或接收作動裝置的操作訊號，例如連接至溫度感測器21、濕度感測器22、距離感測器23、方向感測器24來接收各個感測裝置的感測訊號。當接收到感測裝置的感測訊號，可由處理單元11執行如上所述實施利所述之晶片傳送速度偵測方法，讓電子裝置10能正確的讀取作動裝置的操作訊號。電子裝置10執行晶片傳送速度偵測方法以及設定晶片傳送速度的方法請參閱前述實施例，相同內容不再重複描述。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S11~S15:步驟

Claims

一種晶片傳送速度偵測方法，係由一處理單元通過一通用非同步收發傳輸介面傳送或接收一作動裝置的一操作訊號，該晶片傳送速度偵測方法包含：啟動該處理單元之該通用非同步收發傳輸介面，擷取一預設時間內該操作訊號的一訊號波形；偵測該訊號波形當中具有連續三個位元轉換波形的複數個位元傳送時間；選擇該複數個位元傳送時間當中最小的複數個選擇時間，計算該複數個選擇時間的一平均時間；以及設定該處理單元，以該平均時間做為讀取該操作訊號的一晶片傳送速度；其中連續三個位元轉換波形係指該訊號波形由高準位轉為低準位再轉回高準位之三個位元轉換之波形，或是由低準位轉為高準位再轉回低準位之三個位元轉換之波形。
如請求項1所述之晶片傳送速度偵測方法，其中該複數個位元傳送時間包含該訊號波形由高準位轉為低準位再轉回高準位的過程中所偵測到的低準位時間。
如請求項1所述之晶片傳送速度偵測方法，其中該複數個位元傳送時間包含該訊號波形由低準位轉為高準位再轉回低準位的過程中所偵測到的高準位時間。
如請求項1所述之晶片傳送速度偵測方法，其中該晶片傳送速度偵測方法係於該處理單元上電時執行以設定該晶片傳送速度。
如請求項1所述之晶片傳送速度偵測方法，進一步包含：於該處理單元運作一固定時間後，重新進行該晶片傳送速度偵測方法以定期更新該晶片傳送速度。
如請求項1所述之晶片傳送速度偵測方法，進一步包含：當偵測該處理單元運作達一預設溫度後，重新進行該晶片傳送速度偵測方法以定期更新該晶片傳送速度。
如請求項1所述之晶片傳送速度偵測方法，其中該作動裝置包含溫度感測器、濕度感測器、距離感測器、方向感測器。
一種電子裝置，其包含：一處理單元；一通用非同步收發傳輸介面，耦接於該處理單元，該通用非同步收發傳輸介面傳送或接收一作動裝置的一操作訊號，由該處理單元執行如請求項1至請求項7中任一項所述之晶片傳送速度偵測方法。
如請求項8所述之電子裝置，其中該作動裝置包含溫度感測器、濕度感測器、距離感測器、方向感測器。