ПОЛУДУПЛЕКСНОЕ УПРАВЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫМ АСИНХРОННЫМ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКОМ ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОЙ ДВУНАПРАВЛЕННОЙ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2003 года по МПК H04L5/16 

Область техники изобретения
Изобретение относится к радиосвязи и, более конкретно, к двунаправленной связи, использующей только один канал связи.

Описание известного уровня техники
Известная проблема, относящаяся к одноканальной радиосвязи, заключается в нежелательном приеме в узле приемника сигнала, передаваемого передатчиком самого устройства или системы. Одно из решений, которое используется для избежания проблемы нежелательного приема, заключается в передаче сигнала по одному каналу и приеме ответа по другому каналу. Но при таком техническом решении иногда непрактично и невозможно использовать разные каналы для передачи и приема сигналов.

Другое решение по предотвращению обработки сигнала нежелательных приемов заключается в передаче части данных и последующем стирании эквивалентного количества данных, которые были приняты вскоре после передачи данных. Но это решение может стать довольно усложненным в том отношении, что устройство должно отслеживать синхронизацию передач данных, чтобы оно смогло определять, какие принятые данные должны быть стерты или подавлены.

Применение цифровых форматов сигнала для передачи данных упрощает проблему подавления данных. Причина, разумеется, заключается в том, что точное количество передаваемых данных известно, и поэтому можно стереть эквивалентное количество данных. Например, устройство может определить, что передано N число байтов. Соответственно, и до приема ответа от другого устройства данное устройство должно стереть последнее N число принятых байтов. Очевидно, что в этом осуществлении устройству дают возможность принимать данные, которые оно передает, но, при условии точного управления данными, эти данные можно стереть до того, как реальные данные будут приняты от другого устройства. Трудность осуществления этой системы состоит в том, что принимаемые данные должны быть быстро стерты, чтобы не мешать приему фактических сигналов, передаваемых другим устройством.

Одним типом устройства, которое страдает от указанных проблем, является инфракрасный приемопередатчик, который испускает некогерентный свет, а именно свет, который имеет тенденцию расходиться, а не идти по прямой траектории. В устройстве, которое использует известный протокол инфракрасного цифрового сигнала, такой как протокол "Инфракрасной цифровой ассоциации" (ИрЦА), передача и прием сигналов происходит в одном и том же "канале", потому что сигналы, передаваемые в области спектральной частоты, нельзя разделить на множество каналов с такой легкостью, с какой это можно сделать с другими электромагнитными сигналами других спектров, таких как ОВЧ или УВЧ. Поэтому в случае использования некогерентного света в качестве носителя сигналов передаваемый сигнал нередко принимают оптическими фильтрами самой системы или устройства. Соответственно, одноканальные инфракрасные системы обычно выполняют с возможностью "очищать" принимаемые данные после каждой передачи, так как принимаемый сигнал является тем же самым сигналом, который был передан.

Как указывалось выше, трудность очистки нежелательных принимаемых сигналов, передаваемых инфракрасным передатчиком самого устройства, заключается в том, что время реагирования для очистки данных очень невелико, потому что приемник должен быть готов к приему немедленного ответа от другого устройства.

Поэтому в тех системах, которые используют светодиоды (СД) и которые содержат фотоприемники в качестве приемников, или в каком-либо другом типе средства одноканальной радиосвязи реальной проблемой является проблема приема устройства своей собственной передачи. Поэтому необходимы устройство и способ, которые не дадут приемнику самого устройства принимать передаваемые им сигналы таким образом, что потребуется меньше ресурсов обработки данных и будет использовано даже меньшее время для таковой, и в результате чего будет уменьшен риск потери исходной части блока данных, которые передают в ответ другим устройством.

Сущность изобретения
Раскрывают устройство и способ, в котором двунаправленную связь осуществляют в едином канале связи, причем исключается ненужная обработка данных и возможным становится более эффективный процесс передачи данных в условиях одного канала. Устройство согласно данному изобретению содержит логический блок схем, который автоматически включает и выключает порт приемника УАПП таким образом, что исключается возможность приема УАПП данных, передаваемых передатчиком самого устройства. Применение этого логического блока схем дает по меньшей мере два определенных преимущества.

Во-первых, обработка прерывания средств программного обеспечения, происходящая всякий раз при приеме данных приемником УАПП и которую нужно обрабатывать, более не формируется и не обрабатывается в связи с ненужным приемом данных, передаваемых передатчиком самого УАПП. Это обстоятельство существенно сокращает число ненужных прерываний средств программного обеспечения, которые надо обрабатывать. Во-вторых, поскольку УАПП нужно часто подготавливать для приема почти немедленного ответа от другой системы в течение небольшого и конечного периода времени, поэтому очистка ненужных данных в рамках ограничений реального времени более не представляет собой проблемы, так как более нет необходимости в очистке этих данных. Раскрываемые здесь устройство и способ обходят ограничения синхронизации системы реального времени, в которой ненужные данные нужно быстро очищать, с помощью схемы и способа, которые автоматически выключают приемник во время осуществления передач и которые включают приемник на прием, когда передачи прекращаются.

В одном осуществлении раскрывают схему управления УАПП в УАПП, в котором схема управления УАПП включает в себя вход для приема сигнала полудуплексного режима. Схема управления УАПП обусловливает функционирование УАПП в полудуплексном режиме при приеме указания функционирования в полудуплексном режиме. В полудуплексном режиме работы УАПП выключает приемник, когда по меньшей мере один сигнал, принимаемый на по меньшей мере одном входе, указывает, что имеются данные для передачи УАПП.

В другом осуществлении схема управления УАПП предусматривает входы от совокупности регистров обратного магазинного типа и от запоминающего устройства данных, указывающие, что в них, соответственно, имеются данные для передачи УАПП. Логический блок также предусматривает вход от процессора, указывающий факт установки стандартного флага включения приемника УАПП. Схема управления УАПП также предусматривает вход для приема упоминаемого выше сигнала включения полудуплексного режима. Следовательно, приемник УАПП включается, когда указывается полудуплексный режим функционирования, и при этом регистры обратного магазинного типа передатчика и запоминающее устройство данных передатчика оба не имеют данных. Приемник также включают, если полудуплексный режим функционирования не указывается. В противном случае приемник выключают.

Способ согласно данному изобретению включает в себя выключение приемника, если флаг включения приемника не установлен процессором. Если флаг включения приемника установлен, то приемник включают, либо если полудуплексный режим функционирования не указывается внешним процессором, либо если запоминающее устройство передатчика и совокупности регистров обратного магазинного типа не имеют данных. Наоборот, приемник выключают, если указан полудуплексный режим функционирования либо запоминающее устройство передатчика, либо совокупность регистров обратного магазинного типа имеют данные.

Краткое описание чертежей
Более полное понимание способа и системы данного изобретения обеспечивается обращением к излагаемому ниже подробному описанию предпочтительного осуществления в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 - блок-схема примера осуществления УАПП;
Фиг. 2 - блок-схема примера осуществления УАПП, содержащего логический блок;
Фиг. 3 - логическая схема, изображающая логические компоненты и их соединения в одном осуществлении логического блока данного изобретения;
Фиг. 4 - схема последовательности, изображающая одно осуществление логической последовательности в способах согласно данному изобретению.

Описание предпочтительного осуществления
На Фиг.1 изображен пример осуществления УАПП 100, который подключен к ЦП 110 посредством шины данных 102. Как можно видеть, запоминающее устройство данных передачи 120 действует в качестве формирователя очереди данных для данных, подлежащих передаче передатчиком 140. Регистр обратного магазинного типа передачи 130 подключен между запоминающим устройством данных 120 и передатчиком 140 по шинам 104 и 106 соответственно. Регистр обратного магазинного типа 130 направляет в процессор 150 УАПП сигнал, отражающий наличие или отсутствие в регистре обратного магазинного типа 130 данных для передачи по шине 108. Всякий раз, когда передатчик 140 передает сигнал 160, принимаемый приемником 170, приемник 170 передает сигнал в запоминающее устройство 180 по шине 112. Запоминающее устройство 180 затем указывает процессору 150 по шине 114 факт приема им блока данных от приемника 170. Процессор 150 затем реагирует тем, что направляет в запоминающее устройство 180 по шине 116 команду стереть этот блок данных. Обычно процессор 150 дает запоминающему устройству 180 команду стереть блок данных, когда этот блок данных принимают как сигнал через очень короткий период времени после передачи сигнала 160 передатчиком 140. Более конкретно: передатчик 140 формирует прерывание, которое передают в процессор 150 по шине 118 всякий раз при передаче им сигнала 160. Аналогично, приемник 170 формирует прерывание, которое он передает в процессор 150 по шине 122 всякий раз, когда он принимает сигнал 160. Поэтому процессор 150 должен обработать прерывание, принимаемое от приемника 170, всякий раз, когда передатчик 140 передает сигнал 160, поскольку приемник 170 принимает тот же сигнал. Также нужно отметить, что процессор 150 направляет в приемник 170 флаг включения приемника по шине 124, чтобы приемник 170 мог принимать сигналы. В общем этот флаг включения приемника устанавливают на шине 124, когда передатчик 140 производит передачу и также когда передатчик 140 не производит передачу, но система при этом включена.

Использование формата цифрового сигнала, как упомянуто выше, упрощает проблему подавления сигналов. Причина, разумеется, заключается в том, что известно точное количество передаваемых данных, и поэтому можно стереть их эквивалентное количество. Например, устройство может определить, что передано N число байтов. Соответственно, и до приема ответа от другого устройства данное устройство может стереть последнее N число принятых байтов. В этом осуществлении устройству обеспечивают возможность принимать передаваемые им данные, но, при условии точного управления данными, эти данные можно стереть до приема реальных данных от другого устройства. Трудность осуществления этой системы, однако, заключается в том, что принимаемые данные надо стирать быстро, чтобы не мешать приему фактических сигналов, передаваемых другим устройством.

Фиг. 2 изображает блок-схему УАПП, содержащего логический блок схем. Конкретно, УАПП 200 подсоединяют к внешнему ЦП 210 посредством шины данных 202 и шины управления режимом 204. Запоминающее устройство передачи 220 подсоединяют к регистру обратного магазинного типа передачи 230 посредством шины 206. Регистр обратного магазинного типа передачи 230 также подсоединяют к передатчику 240 посредством шины 208. Таким образом, когда УАПП 200 принимает данные для передачи от ЦП 210 по шине данных 202, запоминающее устройство передачи данных 220 сначала действует как формирователь очереди данных для запоминания данных, подлежащих передаче. Затем запоминающее устройство 220 передачи передает на регистр обратного магазинного типа передачи 230 данные, которые подлежат передаче передатчиком 240. Регистр передачи обратного магазинного типа 230 известен в уровне техники и действует для содействия синхронизации передач данных передатчиком 240. Когда передатчик 240 принимает байт данных от регистра обратного магазинного типа передачи 230 по шине 208, он передает этот байт данных как сигнал 250. Также передатчик 240, который также подключают к процессору 260 посредством шины 212, передает в процессор 260 прерывание средств программного обеспечения по шине 212, чтобы указать, что байт данных передан.

Аналогично, когда приемник 270 принимает сигнал 250, он формирует прерывание средств программного обеспечения, и при этом это прерывание средств программного обеспечения передают в процессор 260 по шине 214, Приемник 270 также передает принятый сигнал и запоминающее устройство данных приема 280 по шине 216.

В УАПП Фиг.1, как указывалось выше, процессор 150 передает на приемник 170 по шине 124 флаг включения приемника. Этот флаг включения приемника используют для включения или выключения приемника. В общем, приемник включает флаг, чтобы установить логическое состояние "1" независимо от того, принимает ли или передает УАПП сигналы. В осуществлении данного изобретения, изображенного на Фиг.2, флаг включения приемника передают в логический блок 290 по шине 218 вместо его передачи в приемник, как в известном уровне техники. Логический блок 290 также принимает в качестве входа сигнал по шине 222, который указывает, отсутствуют ли данные в запоминающем устройстве передачи данных 220, и сигнал по шине 224, который указывает, отсутствуют ли данные в регистре обратного магазинного типа передачи 230. В соответствии с логическим состоянием каждого из сигналов, принимаемых по шинам 222, 224, 218 и по шине управления режимом 204, логический блок 290 определяет, включать или выключать приемник 270 по шине 226.

В осуществлении согласно Фиг.2 логический блок 290 включает приемник 270 для приема сигнала 250 только тогда, когда флаг включения приемника установлен на истинное значение на шине 218 и также когда сигнал на шине управления режимом 204 указывает полный дуплексный режим функционирования, а не полудуплексный, или если он указывает полудуплексный режим функционирования, то принимаемые по шинам 222 и 224 сигналы указывают, что запоминающее устройство данных передачи 220 и регистр передачи обратного магазинного типа 230, соответственно, данных не содержат. Так, например, если флаг включения приемника, принимаемый на шине 218, установлен на истинное значение, а шина управления режимом 204 отражает, что включен полудуплексный режим функционирования, то приемник 270 будет включен для приема сигнала 250 логическим блоком 290 по шине 226 только тогда, когда запоминающее устройство данных передачи 220 и регистр передачи обратного магазинного типа 230 оба не имеют данных - как это указывается по шинам 222 и 224. Поэтому, когда УАПП 200 находится в режиме функционирования передачи, как это указывается либо запоминающим устройством данных 220 или регистром передачи обратного магазинного типа 230, имеющим в себе данные для немедленной передачи, приемник 270 автоматически выключают, если по шине 204 внешним ЦП 210 указан полудуплексный режим функционирования.

УАПП 200 Фиг.2 изображает процессор 260, содержащийся в УАПП 200. Функциональность этого процессора может в равной мере выполнять ЦП 210. В этом осуществлении каждая из шин, направляющая сигналы в процессор 260, будет лишь направлять эти сигналы во внешний ЦП 210 для обработки их в нем.

На Фиг. 3 изображена логическая схема одного осуществления логического блока 290 Фиг. 2. Логический блок 300 Фиг.3 содержит логический элемент И 310, логический элемент ИЛИ 320 и второй логический элемент И 330. Два входа логического элемента И 310 принимают сигналы, направляемые по шинам 222 и 224 от запоминающего устройства данных передачи 220 и регистра передачи обратного магазинного типа 220 - все изображены на Фиг.2, и эти сигналы отражают, отсутствуют ли данные в запоминающем устройстве данных 220 и регистре передачи обратного магазинного типа 230, соответственно. Логический выходной сигнал логического элемента И 310 передают в один вход логического элемента ИЛИ 320 по шине 312. Сигнал полудуплексного режима функционирования, который направляют из ЦП 210 в УАПП 200 по шине 204 Фиг.2, подключают к инвертору 340, который обращает состояние сигнала до передачи сигнала во второй вход логического элемента ИЛИ 320. Логический выходной сигнал логического элемента ИЛИ 320 затем передают в один вход логического элемента И 330 по шине 314. Логический элемент И 330 содержит два входа, один из которых является выходом логического элемента ИЛИ 320, и один вход на шине 218 Фиг. 2, который принимает флаг включения (Rx). Выходной сигнал логического элемента И 330, сигнал включения Rх, передают по шине 226 Фиг.2 в приемник 270 для включения или выключения приемника 270. Приемник 270 включается только логическим блоком, изображенным на Фиг.3, в соответствии со следующим логическим выражением: Rx Включения = (Запоминающее Устройство Данных не Имеет Данных И Регистр Обратного Магазинного Типа Передачи не Имеет Данных ИЛИ Выключение Полудуплексного) И Флаг Включения Rx
Подразумевается, что это выражение и также схема Фиг.3 могут иметь много логических эквивалентов с достижением аналогичных результатов. Например, сигнал выключения полудуплексного режима эквивалентен противоположности сигнала включения полудуплексного режима. Специалисту данной области будет нетрудно понять раскрываемое здесь изобретение и выведение логических схем и выражений.

На Фиг. 4 изображено одно осуществление способов согласно данному изобретению. Этап 410 включает в себя определение следующего: установлен ли флаг включения Rx. Если не установлен, то - как показано на этапе 420 - приемник выключают. Если флаг включения Rx установлен, то этап 430 включает в себя определение следующего: указан ли полудуплексный режим функционирования. Если не задан, то приемник включают - в соответствии с изображением на этапе 440. Если полудуплексный режим функционирования задан, то тогда способ согласно данному изобретению включает в себя определение следующего: отсутствуют ли данные в запоминающем устройстве передачи данных - в соответствии с изображением на этапе 450. Если в запоминающем устройстве данных имеются данные, то приемник выключают на этапе 460. Если запоминающее устройство данных передачи не имеет данных, тогда способ согласно данному изобретению включает в себя определение следующего: отсутствуют ли данные в регистре обратного магазинного типа передачи - в соответствии с этапом 470. Если регистр передачи обратного магазинного типа имеет данные, то приемник выключают - этап 460. Если регистр передачи обратного магазинного типа не имеет данных, то приемник включают согласно этапу 440. Специалистам данной области будет ясно, что указанные этапы можно выполнять в другом порядке, не выходя при этом за рамки данного изобретения. Например, этап 470 может предшествовать этапу 450. В другом примере этап 410 можно выполнять последним.

Исходя из вышеизложенного специалистам данной области будет понятно, что данное изобретение обеспечивает устройство и способ, которые значительно сокращают обработку прерываний средств программного обеспечения и снижают нагрузку на процессор. Преимущества данного изобретения, исходя из вышеизложенного, также включают в себя повышенную готовность УАПП к приему ответа от другой системы и поэтому - меньшую вероятность того, что входящие сигналы не будут приниматься.

Несмотря на то, что предпочтительное осуществление способа и устройства данного изобретения иллюстрировано в прилагаемых чертежах и описано в подробном описании, подразумевается, что данное изобретение не ограничивается раскрываемым осуществлением, но может иметь многочисленные перекомпоновки, модификации и замены, оставаясь при этом в рамках его концепции, излагаемой и определяемой формулой изобретения.

Универсальный асинхронный приемопередатчик (УАПП) относится к двунаправленной радиосвязи, использующей только один канал связи. Достигаемый технический результат - значительное сокращение числа прерываний средств программного обеспечения и снижение нагрузки на процессор, а также повышенная готовность УАПП к приему и уменьшение вероятности того, что входящие сигналы будут потеряны. УАПП содержит передатчик, приемник, процессор, логический блок, запоминающее устройство передачи данных. Логический блок включает приемник, когда указан полный дуплексный режим функционирования УАПП и установлен флаг включения приемника. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Универсальный асинхронный приемопередатчик (УАПП), содержащий передатчик для передачи сигналов по одному каналу связи, приемник для приема сигналов по одному каналу связи, процессор и логический блок, при этом передатчик направляет сигналы в процессор по шине 212, приемник направляет сигналы в процессор по шине 214, логический блок соединен с приемником посредством шины 226, а с процессором - посредством шины 218, по которой принимает сигнал об установлении флага включения приемника, логический блок включает приемник, когда указан полный дуплексный режим функционирования УАПП и установлен флаг включения приемника. 2. УАПП по п. 1, дополнительно содержащий запоминающее устройство передачи данных, для запоминания данных, подлежащих передаче, логический блок посредством шин 222 и 224 принимает от запоминающего устройства передачи данных сигналы, которые указывают, отсутствуют ли в нем данные. 3. УАПП по п. 2, в котором логический блок выполнен с возможностью выключения приемника в ответ на сигнал, указывающий, что запоминающее устройство передачи данных содержит данные для передачи. 4. УАПП по п. 2, в котором запоминающее устройство передачи данных содержит запоминающее устройство для формирования очереди данных и регистр обратного магазинного типа передачи, причем регистр обратного магазинного типа передачи соединен с запоминающим устройством для формирования очереди данных, логическим блоком, процессором и передатчиком. 5. УАПП по п. 4, в котором логический блок выполнен с возможностью выключения приемника в ответ на сигналы, указывающие данные, запомненные в запоминающем устройстве для формирования очереди данных и в регистре обратного магазинного типа передачи. 6. Логический блок для универсального асинхронного приемопередатчика (УАПП), содержащий вход для приема по меньшей мере одного сигнала на шине 204 управления режимом, показывающего функционирует ли УАПП в полном дуплексном режиме, вход для приема сигнала по шине 218, показывающего, установлен ли флаг включения приемника, вход для приема сигнала на шине 222, показывающего, запомнены ли данные для передачи, и выход для передачи к приемнику по шине 226 сигнала Rx для полного выключения приемника в ответ на по меньшей мере один сигнал на шине 204 управления режимом, сигнал об установлении флага включения приемника и сигнал на шине 222.