一种接口扩展装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种接口扩展装置，属于电子信息技术领域，以解决的传统的接口扩展装置无法实现对串口和GPIO同时进行扩展，并且可靠性和稳定性较低的技术问题。该接口扩展装置包括：扩展单元，其上设置有多个串行接口和多个GPIO接口；第一接口单元，其与所述扩展单元通过总线连接；所述扩展单元用于基于时分复用方式以及通过与所述第一接口单元进行中断传输使得所述第一接口单元可以通过所述总线同时与所述多个串行接口和所述多个GPIO接口进行数据通信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子信息
，具体的说，涉及一种接口扩展装置。
技术介绍
随着车联网技术的兴起以及车载设备应用的普及，车载设备需要控制的外设单元也越来越多。比如一个带监控功能的行车记录仪一般包含以下模块：用于打印小票的微型打印机、IC卡读写器、蓝牙模块、WIFI模块、北斗/GPS模块、显示屏等等以及数个对外的RS-485接口，这些都是基于串口连接的应用；另外，行车记录仪有时还需要监测转向灯、大灯、开门、制动、喇叭等开关量的信息，这些又对主控系统的通用输入/输出接口(GeneralPurposeInputOutput，GPIO)数量提出了更高的要求。因此在目前的车载设备设计方案中，都需要对串口数量和GPIO数量进行扩展。传统的串口扩展的方法很多：比如可以采用GPIO软件模拟的方式来实现串口，但是这个方法对软件实现的要求比较高并且可靠性较低；又如用分立器件搭出串口复用电路的方案来扩展串口，在该方案中当两个从机同时发数据时有可能造成数据冲突，还有一些采用类似模拟开关切换的时分复用串口方法也有类似缺陷；另外还有基于CPLD/FPGA的串口扩展方案，这类方案在理论上不仅能扩展出串口，还可以扩展出其他接口，但是这种方案涉及复杂的软件开发和测试，实现难度较大，不易使用，很难保证稳定性和可靠性。而传统的GPIO的扩展方法是使用I2C总线或使用CPLD/FPGA芯片进行扩展，其缺陷同上。综上所述，传统的串口和GPIO的扩展方案大多基于串口和I2C等低速总线，在高负载情况下有可能丢失数据，可靠性和稳定性较低，而且无法实现对串口和GPIO同时进行扩展。因此，亟需一种能够实现对串口和GPIO同时进行扩展，并且提高数据传输可靠性和稳定性的接口扩展装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种接口扩展装置，以解决的传统的接口扩展装置无法实现对串口和GPIO同时进行扩展，并且可靠性和稳定性较低的技术问题。本专利技术提供一种接口扩展装置，该装置包括：扩展单元，其上设置有多个串行接口和多个GPIO接口；第一接口单元，其与所述扩展单元通过总线连接；所述扩展单元用于基于时分复用方式以及通过与所述第一接口单元进行中断传输使得所述第一接口单元可以通过所述总线同时与所述多个串行接口和所述多个GPIO接口进行数据通信。进一步的，所述扩展单元包括：串口FIFO模块，其用于构造所述多个串行接口的先入先出队列；传输控制模块，其用于根据所述多个串行接口的先入先出队列信息动态调配所述多个串行接口之间的数据传输，实现所述第一接口单元与所述多个串行接口之间的分时数据传输。进一步的，所述扩展单元包括：中断处理模块，其用于根据所述GPIO接口的状态变化生成第一中断信号，并将所述第一中断信号发送给所述第一接口单元，实现所述GPIO接口向所述第一接口单元的数据传输。所述第一接口单元通过所述总线对所述GPIO接口的寄存器进行读写，实现所述第一接口单元向所述多个GPIO接口的数据传输。所述中断处理模块还用于根据所述多个串行接口的先入先出队列的状态变化生成第二中断信号，并通过所述总线将所述第二中断信号发送给所述第一接口单元。所述第一接口单元根据所述第二中断信号形成用于控制所述多个串行接口的数据传输的第一控制信号，并通过所述总线将所述第一控制信号发送给所述扩展单元。本专利技术实施例提供的接口扩展装置，还包括：第二接口单元，其与所述串行接口连接，所述第二接口单元根据其数据传输的状态变化形成第三中断信号，并将所述第三中断信号发送给所述扩展单元。所述中断处理模块还用于根据所述第三中断信号形成第四中断信号并记录所述第三中断信号信息，然后通过所述总线将所述第四中断信号发送给第一接口单元，所述第一接口单元根据所述第四中断信号通过所述总线查询所述中断处理模块记录的所述第三中断信号信息，并根据所述第三中断信号信息形成用于控制所述多个串行接口的数据传输的第二控制信号发送给所述扩展单元。所述第一接口单元上设置有第一总线接口和中断输入接口，所述扩展单元上设置有第二总线接口和中断输出接口，所述第一总线接口与所述第二总线接口通过SPI总线连接，所述中断输出接口与所述中断输入接口连接，所述第一中断信号、所述第二中断信号和所述第四中断信号通过所述中断输出接口传输到所述中断输入接口。所述串行接口为UART接口。本专利技术实施例提供的接口扩展装置实现了对串行接口和GPIO接口的同时扩展，选用SPI总线作为主芯片与扩展单元的通信主线，实现数据的高速传输，避免了在高负载情况下数据丢失的问题，具有较高的稳定性和可靠性，并且具有双重中断机制，进一步保证数据传输的可靠性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是本专利技术实施例提供的接口扩展装置的示意图。附图标记说明1、扩展单元2、第一接口单元3、第二总线接口4、串行接口5、GPIO接口6、第一总线接口7、串口FIFO模块8、中断处理模块9、第二接口单元10、第三接口单元11、传输控制模块具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。本专利技术实施例提供一种接口扩展装置，如图1所示，该接口扩展装置包括：扩展单元1和第一接口单元2。扩展单元1上设置有多个串行接口4和多个GPIO接口5。第一接口单元2与扩展单元1通过总线连接。扩展单元1用于基于时分复用方式以及通过与第一接口单元2进行中断传输使得第一接口单元1可以通过总线同时与多个串行接口4和多个GPIO接口5进行数据通信。可选的，扩展单元1上设置有第二总线接口3和多个串行接口4，第一接口单元2上设置有第一总线接口6，第一总线接口6通过总线与第二总线接口3连接。串口扩展单元1将第二总线接口3扩展为多个串行接口4和多个GPIO接口5。在多个串行接口4处相应的连接有多个具有第二接口单元9的外部设备，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接口扩展装置，其特征在于，包括：扩展单元，其上设置有多个串行接口和多个GPIO接口；第一接口单元，其与所述扩展单元通过总线连接；所述扩展单元用于基于时分复用方式以及通过与所述第一接口单元进行中断传输使得所述第一接口单元可以通过所述总线同时与所述多个串行接口和所述多个GPIO接口进行数据通信。

【技术特征摘要】
1.一种接口扩展装置，其特征在于，包括：
扩展单元，其上设置有多个串行接口和多个GPIO接口；
第一接口单元，其与所述扩展单元通过总线连接；
所述扩展单元用于基于时分复用方式以及通过与所述第一接口单元进行中
断传输使得所述第一接口单元可以通过所述总线同时与所述多个串行接口和所
述多个GPIO接口进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的接口扩展装置，其特征在于，所述扩展单元包括：
串口FIFO模块，其用于构造所述多个串行接口的先入先出队列；
传输控制模块，其用于根据所述多个串行接口的先入先出队列信息动态调配
所述多个串行接口之间的数据传输，实现所述第一接口单元与所述多个串行接口
之间的分时数据传输。
3.根据权利要求2所述的接口扩展装置，其特征在于，所述扩展单元包括：
中断处理模块，其用于根据所述GPIO接口的状态变化生成第一中断信号，
并将所述第一中断信号发送给所述第一接口单元，实现所述GPIO接口向所述第
一接口单元的数据传输。
4.根据权利要求3所述的接口扩展装置，其特征在于，所述第一接口单元
通过所述总线对所述GPIO接口的寄存器进行读写，实现所述第一接口单元向所
述多个GPIO接口的数据传输。
5.根据权利要求4所述的接口扩展装置，其特征在于，所述中断处理模块
还用于根据所述多个串行接口的先入先出队列的状态变化生成第二中断信号，并
通过所述总线将所述第二中断信号发送给所述第一接口单元。
6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓玖根，王德鹏，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51