可编程通用IO接口制造技术

本发明专利技术题为可编程通用IO接口。提供了一种系统，包括控制器，该控制器构造成在一个或多个传感器和处理器之间实现通信。该控制器包括多个输入-输出（IO）端口，每个端口构造成耦合到该一个或多个传感器。此外，每个IO端口构造成耦合到多个传感器类型，使得每个IO端口构造成耦合一个以上的传感器类型。该控制器还包括接口，该接口构造成接收从各对应于传感器类型的多个模式中所选择的模式的选择。此外，该控制器包括具有多个开关的开关块，其中每个开关构造成根据所选择的模式来触发开关块中的连接。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
技术介绍
本文所公开的主题涉及在传感器控制系统中的传感器和处理器之间的输入-输出(10)接口。在控制系统中，处理器经常耦合到传感器，以接收关于外部设备内部或者外部的情况的测量值。采用这些测量值，处理器控制该外部设备。在许多情形下，包括在控制系统中的传感器的数量和/或类型由控制系统想要的用途来决定。常规地，每个控制系统专门为每个想要的用途来进行设计。在这种控制系统中，每个实现方式的再设计成本比使用多个设定的控制系统要昂贵很多。因此，可将控制系统设计成由多个端子来实现，每个端子专门用于连接特定的传感器类型。然而，具有多个专用端子的控制系统可能浪费连接，这是因为每个连接类型可以不在每个控制系统中使用。此外，在这种控制系统，传感器类型的比可能成不适当比例。换句话说，对于每个传感器类型来说可能不存在足够的连接并且对于其他的传感器类型存在太多的连接。
技术实现思路
范围与本说明书相当的特定实施方式在下面进行概述。这些实施方式并不旨在限制本说明书的范围，相反，这些实施方式仅仅旨在提供本说明书的可能形式的简要概述。事实上，本说明书可以包括多种形式，其与下面提出的实施方式类似或者不同。在第一实施方式中，一种系统包括控制器，该控制器能在一个或多个传感器以及处理器之间实现通信。该控制器包括构造成耦合到该一个或多个传感器的多个输入-输出端口(10端口)。此外，10端口的每个耦合到该一个或多个传感器中的第一传感器以及该一个或多个传感器中的第二传感器。第一传感器包括该多个传感器类型的第一传感器类型，该第二传感器包括该多个传感器类型的第二传感器类型。此外，该第一传感器类型不同于该第二传感器类型。该控制器还包括接口，该接口构造成接收表示从多个模式中所选择的模式的数据，其中该多个模式中每个模式对应于一个传感器类型。此外，该控制器包括开关块，该开关块包括多个开关。该接口触发开关块中的开关，以根据所选择的模式将该处理器耦合到传感器。在第二实施方式中，一种集成电路提供了从一个或多个传感器到处理器的信号转换。该集成电路包括输入-输出端口(10端口)，该10端口耦合到第一和第二传感器，其中第一传感器采用第一通信方法耦合到该10端口，第二传感器采用第二通信方法耦合到该10端口。该集成电路还包括接口，该接口接收表示第一通信方法或第二通信方法的数据。此外，该集成电路包括开关块，该开关块包括多个开关。此外，该接口根据第一通信方法的选择来触发该多个开关的第一子集，并且根据该第二通信方法的选择来触发该多个开关的第二子集。此外，该第一子集构造成将第一传感器耦合到处理器，第二子集构造成将第二传感器耦合到处理器。在第三实施方式中，一种用于在传感器和处理器之间进行通信的方法，包括通过接口接收表示传感器类型的数据。该方法还包括当接收到表示第一传感器类型的数据时，触发对应于第一传感器类型的多个开关的第一子集。该方法还包括，当接收到表示第二传感器类型的数据时，触发对应于第二传感器类型的多个开关的第二子集。此外，该方法通过第一电压的输入-输出(10)端口从第一或第二传感器接收传感器信号。此外，该方法包括通过第二电压的通道发送处理器信号给该处理器。根据本说明书的第一方面，提供一种系统，包括:构造成能在一个或多个传感器与处理器之间实现通信的控制器，其中该控制器包括:多个输入-输出(10)端口，该多个输入-输出端口构造成f禹合到该一个或多个传感器，其中10端口的每个构造成耦合到多个传感器类型，其中每个10端口构造成耦合到该一个或多个传感器的第一传感器以及该一个或多个传感器的第二传感器，该第一传感器包括该多个传感器类型的第一传感器类型，并且该第二传感器包括该多个传感器类型的第二传感器类型，并且该第一传感器类型不同于该第二传感器类型；接口，该接口构造成接收表示第一或第二传感器类型的数据，并且如果选择第一传感器类型则选择第一模式，如果选择第二传感器类型则选择第二模式；以及开关块，与该接口通信耦合，其中该开关块包括多个开关，其中该多个开关中的每个开关构造成在多个状态中操作，该多个状态中的每个状态构造成将该10端口的一个或多个耦合到处理器，并且当由该接口选择第一模式时，该多个开关根据相应状态中的第一组进行操作，而当由该接口选择第二模式时，根据相应状态中的第二组进行操作。根据第一方面的该系统，其中该多个状态包括:断开状态；闭合状态；以及“不关心”状态。根据第一方面的该系统，其中该控制器包括构造成控制电站的可编程逻辑控制器或者分布式控制系统接口。根据第一方面的该系统，其中该多个模式中的每个模式对应于多个通信方法中的通?目方法。根据第一方面的该系统，其中该多个传感器类型中的每个传感器类型对应于该多个通信方法的相应通信方法。根据第一方面的该系统，其中该多个传感器类型包括热电偶装置、电阻温度检测器装置以及高速通道可寻址远程换能器(HART)装置。根据第一方面的该系统，其中至该系统的一个或多个输入包括约4mA到20mA的电流。根据第一方面的该系统，其中至该系统的一个或多个输入包括约30V或以下的电压。根据第一方面的该系统，包括故障逻辑，该故障逻辑构造成确定在控制器、该一个或多个传感器、或者其间的通信路径中出现断路。根据第一方面的该系统，其中该开关块包括:开关的电流块，构造成触发电流源与该多个10端口的相应10端口之间的连接；以及开关的电压块，构造成触发电压驱动器与该多个10端口的相应10端口之间的连接。根据第一方面的该系统，包括至少一个差动放大器，构造成将来自开关块的信号转换为处理器的接口所用的电平。根据该说明书的第二方面，提供一种集成电路，该集成电路构造成提供从一个或多个传感器到处理器的信号转换，包括:输入-输出(10)端口，该输入-输出端口构造成f禹合到第一传感器和第二传感器，其中该第一传感器构造成采用第一通信方法耦合到该10端口，并且该第二传感器构造成采用第二通信方法耦合到该10端口；接口，该接口构造成接收表示该第一通信方法或该第二通信方法的数据；以及与该接口通信耦合的开关块，其中该开关块包括多个开关，其中该接口构造成当接收到表示第一通信方法的数据时触发该开关块中多个开关的第一子集，而当接收到表示第二通信方法的数据时触发该开关块中多个开关的第二子集，其中该第一子集构造成将第一传感器耦合到该处理器，并且第二子集构造成将第二传感器耦合到该处理器。根据第二方面的集成电路，包括:至少一个电压驱动器；至少一个电流源；以及至少一个电流吸收器。根据第二方面的集成电路，其中该至少一个电压驱动器包括可编程电压驱动器，该至少一个电流源包括可编程电流源，并且该至少一个电流吸收器包括可编程电流吸收器。根据第二方面的集成电路，包括故障逻辑，该故障逻辑构造成确定集成电路的芯片温度，当芯片温度超过阈值温度时，禁用该至少一个电压驱动器或者该至少一个电流源。根据第二方面的集成电路，其中该接口包括串行外围接口(SPI)总线，以及I2C接口、SMBus接口或者CAN总线接口。根据第二方面的集成电路，其中该接口构造成传送(transfer) 16位数据中贞。根据第二方面的集成电路，其中该接口构造成响应于在集成电路输出端确定的期望信号性质而从状态机接收作为表示第一通信方法的数据的选择。根据该说明书的第三方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：构造成能在一个或多个传感器与处理器之间实现通信的控制器，其中所述控制器包括：多个输入‑输出(IO)端口，所述多个输入‑输出端口构造成耦合到所述一个或多个传感器，其中所述IO端口的每个构造成耦合到多个传感器类型，其中每个IO端口构造成耦合到所述一个或多个传感器的第一传感器以及所述一个或多个传感器的第二传感器，所述第一传感器包括所述多个传感器类型的第一传感器类型，并且所述第二传感器包括所述多个传感器类型的第二传感器类型，并且所述第一传感器类型不同于所述第二传感器类型；接口，构造成接收表示所述第一或第二传感器类型的数据，并且如果选择所述第一传感器类型则选择第一模式，以及如果选择所述第二传感器类型则选择第二模式；以及开关块，与所述接口通信耦合，其中所述开关块包括多个开关，其中所述多个开关中的每个开关构造成在多个状态中操作，所述多个状态中的每个状态构造成将所述IO端口的一个或多个耦合到处理器，并且当由所述接口选择所述第一模式时，所述多个开关根据相应状态中的第一组进行操作，而当由所述接口选择所述第二模式时，根据相应状态中的第二组进行操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·阿利，N·K·劳，A·P·马萨森，F·陈，S·E·多蒂特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US