本申请要求于 2010 年 12 月 3 日提交中国专利局、 申请号为 201010573245.5、 发明名称为"通信装置、 通信方法和通信系统 "的中国专利 申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及通信技术领域， 具体涉及一种通信装置、 通信方法和通信 系统。 背景技术

在控制器件中， 需要通过通用接口来模拟通信接口， 例如： 通过通用 接口来模拟内部集成电路（ I2C , Inter-Integrated Circuit )接口、 以太网 PHY 管理（ MDIO, Management Data Input Output )接口等， 再通过这些模拟接 口来操作外部具有相同接口功能的通信对端。

例如， 在 10吉比特以太网中， 常采用 MPC8548E处理器和 PM8358收发 器。 MPC8548E处理器对 PM8358收发器的工作状态的确定和对 PM8358收发 器的控制是使用 MDIO总线通过读写 PM8358收发器的寄存器来完成。 可是 MPC8548E的 MDIO接口是 IEEE通过 IEEE 802.3 Clause 22 Specification 定 义的， 而 PM8358的这些用于以太网的寄存器是 IEEE通过 IEEE 802.3 Clause 45 Specification 定义的，也就是说， MPC8548E的 MDIO接口不支持 PM8358 的 MDIO接口的接口协议， 使得 MPC8548E不能够通过 MDIO总线对 PM8358 的寄存器进行读写。

现有技术通过采用接口扩展功能单元来实现两 器件间的双向通信， 例 如， 选用现场可编程门阵列或复杂可编程逻辑控件 这些接口扩展功能单元， 具体的实现方式可以是： 现场可编程门阵列通过接口扩展分别建立能够 支 持 MPC8548E和 PM8358的 MDIO接口协议的接口， 当 MPC8548E要读取 PM8358寄存器的状态信息时， MPC8548E先控制现场可编程门阵列去读取 PM8358寄存器的状态信息， 然后 MPC8548E再从现场可编程门阵列读取所 需的信息， 当 MPC8548E要控制 PM8358时， MPC8548E先把控制信息写入现 场可编程门阵列， 现场可编程门阵列再把该控制信息写入 PM8358的寄存 器。

现有技术提供的方案不仅会增加成本， 而且会降低线路可靠性， 占用 外部扩展器件的资源， 会影响该外部扩展器件执行自身操作的效率。 发明内容

本发明实施例提供了一种通信装置、 通信方法和通信系统， 能够筒单 可靠的实现双向通信。

本发明实施例提供了一种通信装置， 包括： 控制单元， 用于指示通用 输出接口发送信息时， 通用输入接口不接收信息； 指示所述通用输入接口 接收信息时， 或者所述通用输出接口在不发送信息时， 所述通用输出接口 保持截止状态； 所述通用输出接口， 用于根据所述控制单元的指示， 在不 发送信息时或所述通用输入接口接收信息时保 持截止状态； 所述通用输入 接口， 用于根据所述控制单元的指示， 在所述通用输出接口发送信息时， 不接收信息。

本发明实施例还提供了一种通信方法， 包括： 通信装置中的通用输出 接口发送信息， 所述通用输出接口发送信息时， 所述通信装置中的通用输 入接口不接收信息； 所述通信装置中的所述通用输入接口接收信息 ， 所述 通用输入接口接收信息时， 或所述通用输出接口不发送信息时， 所述通用 输出接口保持截止状态。

本发明实施例还提供了一种通信系统， 包括本发明实施例提供的任一 通信装置。

根据本发明实施例提供的方案， 通过通信装置中的控制单元对通用输 出接口和通用输入接的控制， 可以实现通信装置中的单向的通用输入接口 和通用输出接口实现双向通信接口的功能。 并且， 根据本实施例的通信装 置， 不需要增加外部扩展器件， 就可以实现双向通信， 构造筒单， 可以降 低产品的成本， 而且不会影响通信装置的线路可靠性。 附图说明

图 1是本发明实施例中通信装置的实施例的结构� �意图；

图 2是本发明实施例中通信方法的另一实施例的� �程示意图；

图 3是本发明实施例中通信方法的另一实施例的� �程示意图；

图 4是本发明实施例中通信方法的另一实施例的� �送信息的时序图； 图 5是本发明实施例中通信方法的另一实施例的� �取信息的时序图。 具体实施方式

本发明实施例提供一种通信装置， 本发明实施例还提供相应的通信方 法和通信系统， 以下分别进行详细说明。

本发明实施例提供一种通信装置的实施例， 如图 1所示， 通信装置 10包 括：

控制单元 101用于指示通用输出接口 102发送信息时， 通用输入接口 103 不接收信息； 指示通用输入接口 103接收信息时， 或者通用输出接口 102在 不发送信息时， 所述通用输出接口 102保持截止状态。 通用输出接口 102, 用于根据控制单元 101的指示， 在不发送信息时或通用输入接口 103接收信 息时保持截止状态。 通用输入接口 103 , 用于根据控制单元 101的指示， 在 通用输出接口 102发送信息时， 不接收信息。 控制单元 101分别与通用输出 接口 102和通用输入接口 103相连。

本实施例中提供的通信装置中， 通过控制单元 101对通用输出接口 102 和通用输入接口 103的控制， 可以实现通信装置中的单向的通用输入接口和 通用输出接口实现双向通信接口的功能。 并且， 根据本实施例的通信装置， 不需要增加外部扩展器件， 就可以实现双向通信， 构造筒单， 可以降低产 品的成本， 而且不会影响通信装置的线路可靠性。

在本发明实施例中， 通信装置 10中的控制单元 101的通用输出接口 102 和通用输入接口 103可以与和通信装置进行通信的另一通信对端 的双向输 入输出接口连接。 在本发明实施例中， 通信装置 10可以是一种控制器或处 理器。

如图 1所示， 本发明实施例提供的通信装置 10还可以包括时钟输出接口 104, 该时钟输出接口 104与控制单元 101相连， 控制单元 101还可以在指示 通用输出接口 102发送信息前， 或者通用输入接口 103接收信息前， 指示时 钟输出接口 104发送时钟信号。 时钟输出接口 104可以根据控制单元 101的指 示， 发送时钟信息。 这样， 可以使得与通信装置 10进行通信的通信对端根 据时钟信号同步接收通用输出接口 102发送的信息， 或者通信对端根据时钟 信号同步输出信息。 控制单元 101还可以用于指示时钟输出接口 104在信息 线呈现空闲状态时输出低电平。 通信装置 10的时钟输出接口可以与通信对 端的时钟输入接口相连接。 在本发明实施例中， 时钟输出接口 104可以是专 门设置的一个用于输出时钟信号的接口， 也可以由通信装置 10中的其它通 用输出接口来模拟。

在本发明实施例中， 控制单元 101可以通过下列方式控制通用输出接口 102在不进行信息发送时保持截止状态， 例如： 若通用输出接口 102具有三 态输出， 控制单元 101可以指示在通用输出接口 102输出高阻， 使得通用输 出接口 102保持截止状态。 或者， 若通用输出接口 102不具有三态输出， 在 通用输出接口 102串联降压电阻， 控制单元 101可以指示在通用输出接口 102 输出高电平， 使得通用输出接口 102保持截止状态。 通常， 降压电阻的阻值 可以根据实际需要进行调试获得， 或根据仿真获得， 对于本领域技术人员 而言， 可以参考现有技术中获取降压电阻阻值的调试 方法或仿真方法。 在 本发明实施例中， 例如可以设定与通用输出接口 102串联的降压电阻的阻值 为 100欧姆， 该阻值取 100欧姆仅是本发明实施例提供的一种实施例， 本发 明实施例中， 该阻值的取值并不限定于此， 可以根据实际情况进行确定。

在本发明实施例中， 当通用输出接口 102发送的信息或通用输入接口 103接收的信息是字符数据时， 控制单元 101还可以用于在指示输出接口 102 发送信息前， 指示通用输出接口 102发送写指令给与通信装置 10进行通信的 通信对端， 使得该通信对端的工作方式为接收字符数据； 或者， 在通用输 入接口 103接收信息前， 指示通用输出接口 102发送读指令给与通信装置 10 进行通信的通信对端， 使得该通信对端的工作方式为输出字符数据。

如图 2所示， 本发明实施例还提供了一种通信方法， 在本发明实施例提 供的方法中， 可以利用图 1所示实施例中的通信装置来实现， 通信装置中单 向的通用输入接口和通用输入接口实现双向通 信接口的功能， 进行通信装 置与通信对端之间的双向通信。 该方法包括：

201、 通信装置中的通用输出接口发送信息， 所述通用输出接口发送信 息时， 通信装置中的通用输入接口不接收信息。

202、 通信装置中的通用输入接口接收信息， 所述通用输入接口接收信 息时， 或所述通用输出接口不发送信息时， 所述通用输出接口保持截止状 态。

在本发明实施例中， 步骤 201和步骤 202之间没有必然的先后顺序， 即 通信装置在发送信息和接收信息时没有固定的 顺序， 而是根据实际情况与 通信对端之间进行信息的收发。

本发明实施例提供的通信方法中， 可以实现通信装置中的单向的通用 输入接口和通用输出接口实现双向通信接口的 功能， 实现通信装置于通信 对端的双向通信， 并且， 通过实现该方法的过程中， 实现筒单， 不需要增 加额外的扩展器件， 可以降低实现该方法的通信装置的产品成本， 不会影 响通信过程的线路可靠性。 如图 3所示， 本发明实施例还提供了一种通信方法， 在本实施例中， 可 以通过图 1所示的实施例提供的通信装置实现该通信方� �， 与通信装置进行 通信的通信对端可以通过通信装置中输出的时 钟状态来进行读操作和写操 作， 该方法包括：

301、 通信装置输出低电平时钟信号， 且通信装置中的通用输出接口向 通信对端发送信息；

在本实施例中， 可以通过通信装置中的时钟输出接口输出低电 平时钟 信号。

在本实施例中， 可以在输出低电平时钟信号的同时， 通用输出接口同 步向通信对端发送信息。 也可以在输出低电平时钟信号后， 在时钟线处于 空闲状态 （此时时钟线的空闲状态就是低电平状态） 时， 通用输出接口向 通信对端发送信息。

在本实施例中， 通用输出接口向通信对端发送的信息是字符（ Byte )数 据时， 在通用输出接口发送字符数据前， 可以通过通用输出接口发送写指 令给通信对端， 使得通信对端的工作方式为接收字符数据， 当通用输出接 口发送完写指令之后， 通信装置可以在接着的若干个时钟周期产生一 个字 符的数据在信息线上 （每个时钟周期输出 1个位（bit )数据）， 而通信对端 接收到指定是写操作的操作指令后， 从信息线上按照同样的时钟周期同步 接收通信装置的通用输出接口发送的字符数据 ， 一个时钟周期接收一个位 数据。

在本实施例中， 通信装置发送信息或者发送时钟信号后， 可以进行一 段时间的延时， 再执行下一步操作， 这样可以使得发送的信息在信息线或 发送的时钟信号在时钟信号线上稳定下来， 并使得通信对端有充裕的时间 去接收该通信装置发送的信息或时钟信号， 延时的时间长度可以由通信对 端的内部硬件结构决定。

在本实施例的本步骤中， 通信装置也可以先输出高电平时钟信号。 302、 通信装置输出高电平时钟信号。

通信装置的通用输出接口发送信息之后， 再输出高电平时钟信号， 也 即生成一个时钟信号的上升沿。

当通信对端接收到通信装置输出的高电平时钟 信号， 即采样到时钟信 号的上升沿后， 就可以从信息线上同步接收通信装置发送的信 息。

303、 通信装置判断通过输出接口发送的信息是否发 送完毕， 若没有发 送完毕， 则执行 301 , 若已发送完毕， 则执行 304。

当步骤 302中， 通信装置输出高电平时钟信号后， 可以判断通过通用输 出接口发送的信息是否发送完毕， 以该信息是字符数据为例， 通常在发送 字符数据的时候， 都会在字符数据的结束位加一个停止字符， 通信装置可 当信息还没有发送完毕， 通信装置可以执行步骤 301开始重复执行上述 步骤， 直至所有的信息都发送完毕。

304、 通信装置的通用输出接口在不进行信息发送时 保持截止状态， 并 且通信装置输出低电平时钟信号。

当信息发送完毕， 通用输出接口在不进行信息发送时保持截止状 态， 并且通信装置输出低电平时钟信号， 可以使得通信装置不执行任何操作， 时钟线处于空闲时的时钟状态是低电平状态。

步骤 301至步骤 304描述的是通信装置向通信对端发送信息的过 程， 下 面将描述通信装置从通信对端读取信息的过程 ， 需要说明的是， 在发明本 实施例中， 通信装置读取信息和发送信息的两个过程是可 以独立进行的。

305、 通信装置保持通用输出接口为截止状态。

在通用输入接口从通信对端读取信息之前， 通用输出接口在不发送信 息时保持截止状态。

306、 通信装置输出低电平时钟信号。 通信对端获取到通信装置输出的时钟信号为低 电平时， 向通信装置同 步发送信息。

307、 通信装置输出高电平时钟信号， 并且， 通信装置的通用输入接口 从通信对端读取信息。

在本实施例中， 通信装置的通用输入接口从通信对端读取的信 息是字 符（Byte )数据时， 在通用输入接口读取字符数据前， 通信装置可以通过通 用输出接口发送读指令给通信对端， 使得通信对端的工作方式为发送字符 数据， 假设这个字符数据是八位的字符数据， 通信对端可以在 8个时钟周期 内向信息线上发送字符数据， 一个时钟周期向信息线上发送一个位数据， 通信装置的通用输入接口可以从信息线上在同 样的 8个时钟周期内读取字 符数据。

在本实施例中， 通信装置可以在输出高电平时钟信号的同时， 通信装 置的通用输入接口同步从通信对端读取信息； 通信装置也可以在输出高电 平时钟信号后， 在时钟线处于空闲状态 （此时时钟线的空闲状态就是高电 平状态） 下， 通信装置的通用输入接口从通信对端读取信息 。

在本实施例中， 通信装置输出低电平时钟信号， 通信装置的通用输入 接口从通信对端读取信息， 本实施例中不做限定， 只要通信装置输出的时 钟信号的时钟状态和通用输出接口向通信对端 发送信息时的时钟状态不同 即可。

在本实施例中， 通用输入接口读取信息之后， 可以进行一段时间的延 时， 再执行下一步操作， 这样可以使得通信装置有充裕的时间去读取该 信 息， 具体延时的时间长度由通信装置的内部硬件结 构决定。

和步骤 303类似， 通信装置在读取信息后， 也可以判断通用输入接口是 否将信息读取完毕， 若没有读取完毕， 则接着输出改变时钟状态的时钟信 号， 通信对端采样到时钟跳变后， 发送数据， 通信装置的通用输入接口接 着读取数据， 依次类推， 直至所有信息都读取完毕。 若已读取完毕， 通信 装置输出低电平时钟信号， 使得通信装置不执行任何操作时， 时钟线处于 空闲状态时的时钟状态是低电平， 通用输出接口在不进行信息发送时保持 截止状态。

本实施例中， 可以通过下列方式控制通用输出接口在不进行 信息发送 时保持截止状态， 例如： 当通用输出接口具有三态输出， 可以在通用输出 接口输出高阻， 使得通用输出接口保持截止状态。 或者， 当通用输出接口 不具有三态输出， 在通用输出接口串联降压电阻， 可以在通用输出接口输 出高电平， 使得通用输出接口保持截止状态。 这两种方式都筒单方便， 而 且也最大限度的降低了对通信过程的线路可靠 性的影响。

下面以通信装置与通信对端实现双向通信的具 体实例来描述本发明实 施例所提供的通信方法。

在通信装置中， 通用输出接口和通用输入接口与通信对端的双 向输入 输出接口相连接， 并且通信装置中的通用输出接口具有三态输出 ， 时钟输 出接口与通信对端的时钟输入接口相连接。

首先， 描述通信装置向通信对端发送信息的整个过程 ， H没该信息为 5 个位的二进制数据， 数据内容为 10010。 通信装置中通用输出接口逐个将 10010向通信对端发送， 图 4为通信装置向通信对端发送上述信息的整个� � 程的时序图， 参考图 4具体过程如下：

时钟输出接口输出低电平时钟信号， 执行延时操作， 当执行延时操作 时， 时钟线处于空闲状态（此时时钟线的空闲状态 就是低电平状态）， 当延 时操作结束后， 在时钟线处于低电平状态下， 通用输出接口向通信对端发 送一个位数据： _{1 ?} 再执行延时操作， 当延时操作结束后， 时钟输出接口输 出高电平时钟信号， 仍要执行延时操作， 当执行延时操作时， 时钟线处于 空闲状态 （此时时钟线的空闲状态就是高电平状态）， 当延时操作结束后， 由于数据还没有发送完， 时钟输出接口输出低电平时钟信号， 执行延时操 作， 当延时操作结束后， 在时钟线处于低电平状态下， 通用输出接口向通 信对端发送一个位数据： 0, 以此类推， 直至该数据发送完毕， 时钟输出接 口输出低电平时钟信号， 并将通用输出接口设置成输出高阻。

本发明实施例还描述一种通信装置从通信对端 读取信息的整个过程， 假设该信息为 5个位数据的二进制数据， 数据内容为 10010, 该信息是 5个位 数据， 通信装置的通用输入接口从通信对端逐个读取 数据， 图 5为通信装置 从通信对端读取上述信息的整个过程的时序图 ， 参考图 5具体过程如下： 将通用输出接口设置成输出高阻， 时钟输出接口输出低电平时钟信号， 执行延时操作， 当延时操作结束后， 时钟输出接口输出高电平时钟信号， 执行延时操作， 当延时操作结束后， 在时钟线处于高电平状态下， 通用输 入接口从通信对端读取一个位数据： 1 , 再执行延时操作， 当延时操作结束 后， 由于数据还没有读取完， 时钟输出接口输出低电平时钟信号， 执行延 时操作， 当延时操作结束后， 时钟输出接口输出高电平时钟信号， 执行延 时操作， 当延时操作结束后， 在时钟线处于高电平状态下， 通用输入接口 从通信对端再读取一个位数据： 0, 以此类推， 直至该数据读取完毕， 时钟 输出接口输出低电平时钟信号， 并将通用输出接口设置成输出高阻。

本发明实施例还提供了一种通信系统， 该通信系统还可以包括如图 1所 示实施例提供的通信装置， 该通信系统中的通信装置可以实现上述通信方 法实施例。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例 方法中的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计 算机可读存储介质中， 上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光 盘等。

以上对本发明实施例所提供的通信装置、 通信方法和通信系统进行了 详细介绍， 对于本领域的一般技术人员， 依据本发明实施例， 在具体实施 方式及应用范围上均会有改变之处， 综上所述， 本说明书内容不应理解为 对本发明的限制。