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一種多協(xié)議串行通信接口的設(shè)計(jì)方法
摘要：文章對(duì)多種協(xié)議串行通信進(jìn)行了分析與討論，給合Linear公司生產(chǎn)的多協(xié)議串口芯片，針對(duì)傳統(tǒng)串口通信實(shí)現(xiàn)中的問題以及實(shí)際的廣域網(wǎng)串行通信的需求，提出了一種多協(xié)議串行接口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞：多協(xié)議串口通信；通信協(xié)議； 收發(fā)器；連接器； 多協(xié)議串口芯片 LTC1546/LTC1544
隨著通信網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，越來越多的互連網(wǎng)設(shè)備（如路由器、開關(guān)、網(wǎng)關(guān)、存取裝置）中的串行接口在廣域網(wǎng)（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）中被設(shè)計(jì)成能夠支持多種物理接口協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)。廣域網(wǎng)串行口協(xié)議包括ＲＳ－２３２，ＲＳ－４４９，ＥＩＡ－５３０，Ｖ．３５ ，Ｖ．３６以及Ｘ．２１等。圖１所示是一個(gè)簡單的串行通信接口示意圖。由圖可知，實(shí)現(xiàn)多協(xié)議串口通信的關(guān)鍵是將連接器送來的不同傳輸方式?平衡、非平衡?和不同電氣信號(hào)通過收發(fā)器轉(zhuǎn)換為終端能夠識(shí)別并處理的、具有ＴＴＬ電平的信號(hào)。
１ 傳統(tǒng)多協(xié)議通信的特點(diǎn)和問題
１．１ “子板”方式
廣域網(wǎng)串口應(yīng)用中的通用實(shí)現(xiàn)方法是為所需的每一種物理協(xié)議提供一個(gè)獨(dú)立的子板。一個(gè)支持ＥＩＡ－２３２，ＥＩＡ－４４９及Ｖ．３５協(xié)議的系統(tǒng)，通常需要三個(gè)獨(dú)立的子板以及三個(gè)不同的連接器。這種方法由于每種協(xié)議要求配置一塊子板，因此系統(tǒng)需要對(duì)ＰＣＢ子板、收發(fā)器芯片、連接器等進(jìn)行管理，這樣既浪費(fèi)資源，又會(huì)使管理工作復(fù)雜化。
１．２ 通用連接器方式
為解決“子板”方式的缺點(diǎn)，可使用一塊母板及通用連接器。一個(gè)母板上有多種收發(fā)器芯片，可以滿足多串口協(xié)議的要求，并可共用一些通用器件，同時(shí)可減少資源的浪費(fèi)。在配置中，應(yīng)注意因連接器的管腳較少而帶來的問題，較好的辦法是根據(jù)信號(hào)而不是根據(jù)協(xié)議來分配管腳，即給每一個(gè)信號(hào)分配一個(gè)通用管腳，而不管其物理協(xié)議如何定義。如對(duì)ＥＩＡ－２３２，ＥＩＡ－４４９，ＥＩＡ－５３０，Ｖ．３５和Ｖ．３６來說，其ＴｘＤ信號(hào)可連至連接器相同的管腳。即ＳＤ?ａ?信號(hào)連接到管腳２，ＳＤ?ｂ?信號(hào)連接到管腳１４。然后利用這對(duì)管腳來描述所有協(xié)議的發(fā)送信號(hào)ＴｘＤ。
這種方法同樣也會(huì)帶來一個(gè)問題，即所有收發(fā)器的Ｉ／Ｏ線至通用連接器的管腳必須彼此共用。例如，一個(gè)Ｖ．２８驅(qū)動(dòng)器芯片中的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)線的接連接器ＤＢ－２５的管腳２；同時(shí)，一個(gè)Ｖ．１１驅(qū)動(dòng)器芯片中的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)線要接至連接器的管腳２和１４；而Ｖ．３５驅(qū)動(dòng)器芯片中發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)線也會(huì)接至連接器的管腳２和１４。這樣，通用連接器的管腳２將同時(shí)接有三根信號(hào)線，管腳１４接有兩根信號(hào)線。這樣，在這一配置中，所有的驅(qū)動(dòng)器都必須具有三態(tài)特性，以禁止不必要的輸出。若收發(fā)器沒有三態(tài)特性，則需要使用一個(gè)多路復(fù)用器來選擇相應(yīng)的輸出端。由此帶來的另一個(gè)問題是收發(fā)器在禁止使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生漏電電流。如果選擇了Ｖ．２８協(xié)議，其輸出電壓理論值為１５Ｖ。此時(shí)對(duì)于Ｖ．１１協(xié)議的驅(qū)動(dòng)器會(huì)被禁用，而處于三態(tài)時(shí)，其輸出漏電電壓就必須足夠低，才能使得連在同一連接器管腳的Ｖ．２８協(xié)議的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)不受影響。如果在發(fā)送器與接收器之間有隔斷開關(guān)，則開關(guān)也要考慮漏電情況。
１．３ 串口的ＤＴＥ／ＤＣＥ模式切換
ＤＴＥ／ＤＣＥ的切換可通過選擇不同的連接器轉(zhuǎn)換電纜來實(shí)現(xiàn)，這樣
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