[发明专利]一种基于ARM的多功能接口扩展装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够实现多种接口设备之间数据交互的扩展接口，尤其

涉及一种基于ARM的多功能接口扩展装置及方法。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展,越来越多新兴的接口方式随之产生,个人手提电脑上过去的那些旧式接口,如串口、并口已经被逐渐淘汰,取而代之的是USB接口、网络接口等新兴接口。而由于历史原因大量工业电子设备和许多民用电子产品仍然采用串口、并口等老式接口。这些老式接口已经很难与现在的个人手提电脑进行互联通信,这种情况不利于我们通过个人电脑实现数字化控制,而且这一类老式接口也很难做到长距离传输通信,想通过这些老式接口进行组网互联也是很难办到的。

当前电子通信行业总线标准繁多，各大电子厂商或联盟纷纷推出自己主导定义与设计的总线标准，如国家半导体与德州仪器公司提出的LVDS标准以及菲利普公司提出的I2C标准等。这些标准能维护各电子厂商或联盟的知识产权壁垒，但由于协议标准不统一，对于普通用户在选用不同厂商设计的各种接口的产品进行互连互通时，带来很大不便。繁多的接口为电子通信业系统集成及产品研发带来较大困难。因此，设计一种接口扩展装置以实现业界常用的总线接口(如USB接口、以太网接口、RS系列串口以及CAN总线接口等)以及多种扩展接口(例如SPI、I2C、以及SSP接口)之间的相互扩展显得尤为重要。

在这种情况下,国内外出现了许多解决上述问题的产品。比如市场上随处可见的各种串口转USB、串口转网口等设备,这些产品虽然能在一定程度上解决上述问题,但是仍存在许多的缺点,它们的功能过于单一,只能实现一对一的扩展,且无任何扩展功能,智能化程度低,只能算是一种初级的扩展设备，这些装置设计的主要思路都是一种接口电平标准扩展到另一种接口电平标准的扩展，这只是底层物理层的扩展，并不涉及上层的网络层协议标准的扩展，因此这些装置不能连接具有特定网络层协议标准的设备，此外，现有的接口扩展装置通常不具备配置调试功能，无法实现传输数据的实时呈现和特定工作模式的设定，这也限制了这些装置的应用和发展；当然还有一些设备,如8路串口转网口的设备,这类设备虽然解决了多接口之间的扩展问题,但是却依然无法做到接口之间的互联通信,也无法通过这类设备实现多种具有不同接口的设备之间的组网问题,始终不能满足全部的需要。

基于以上情况,需要设计开发一个接口互联系统,该系统既可实现单板的各接口之间的扩展功能；而且还能够将多个板进行互联组网通信,并通过网口与上层管理PC进行通信。该系统采用了ARM处理器为核心,具有快速的处理能力和较高的性能指标,并且扩展性较好，实现了市面上多种接口之间的相互扩展。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出了一种基于ARM的多功能接口扩展装置，包括接口互联控制器1、扩展接口单元2、电源配置单元3、总线系接口单元4、配置调试单元5以及配套工作单元6。

根据本发明的实施方式，所述总线系接口单元4包括至少两种总线接口，每一总线接口具有插接组合件和物理层处理单元，各总线接口的插接组合件与其物理层处理单元之间均由各自特定的总线相连，各总线接口的插接组合件与发送数据的上游设备和接收数据的下游设备的标准总线接口相连；

根据本发明的实施方式，接口互联控制器1与总线系接口单元4中的各总线接口的物理层处理单元通过数据总线和控制总线相连，所述接口互联控制器1包括中央处理单元以及与各总线接口对应的网络层处理单元，其中网络层处理单元用于进行对应的网络层协议处理，所述中央处理单元选用ARM芯片；

根据本发明的实施方式，扩展接口单元2，连接接口互联控制器1，用于提供至少一种扩展接口；所述多功能接口扩展装置通过扩展接口单元2联接下位机，并与下位机通信和协同工作；

根据本发明的实施方式，配置调试单元5与接口互联控制器1连接，其包括用户配置单元和呈现单元，用户配置单元用于用户配置工作模式，包括设置输入接口、输出接口、输入接口参数以及输出接口参数；呈现单元用于实时呈现传输数据及其信息；

根据本发明的实施方式，配套工作单元6与接口互联控制器1连接，其包括晶体振荡电路、存储单元1以及存储单元2，所述晶体振荡电路用于为接口互联控制器1提供工作时钟，存储单元1用于实时存储传输数据，存储单元2用于存储操作程序；

根据本发明的实施方式，电源配置单元3，用于为该装置的其它单元提供合适的电压。