一种基于PS/2接口的远距离通信系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于PS/2接口的远距离通信系统及方法，所述系统包括设于主机侧的PS/2模拟设备和设于设备侧PS/2模拟主机；所述PS/2模拟设备将主机发送的PS/2时序的信号转化为有效数据发送到设备侧，并对主机进行ACK响应，同时将从设备侧接收到的数据转化为PS/2时序的信号，与主机进行通信；所述PS/2模拟主机将设备发送的PS/2时序的信号转化为有效数据并发送到主机侧，将从主机侧接收到的有效数据转化为PS/2时序的信号发送给设备，并等待设备的ACK响应。由于PS/2模拟设备会像真实设备一样产生ACK应答、PS/2模拟主机会像真实主机一样响应ACK应答，所以ACK信号不需要经过远距离传输，故而解决了PS/2信号远距离传输受限的问题。

A Long Distance Communication System Based on PS/2 Interface and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于PS/2接口的远距离通信系统及方法
本专利技术涉及通信领域，特别是一种基于PS/2接口的远距离通信系统及方法。
技术介绍
PS/2接口协议是由IBM公司提出的一种双向同步串行通信协议。广泛的应用于PC机和PS/2设备之间的通信。一般两种设备之间传输的最大时钟频率是33kHz，大多数设备工作在10~20kHz之间。现有PS/2通信的主要问题包括两点。第一，PS/2信号传输距离受限。通常情况下，PS/2信号都是近距离传输的，当出现一些需要远控的情况时，需要将PS/2信号进行远距离传输。主机（如图1中HOST）发送数据、外设（如图1中DEVICE，包括鼠标、键盘等）接收数据的通信过程如图1所示。主机发送数据、外设通信过程一般发生在主机上电自检和主机发送测试信号检测外设是否存在并判定是何种类型的外设时。在该过程中，外设在每接收到主机发来的一帧数据时，都要紧随该帧的停止位STOP发送一个握手位ACK（逻辑0）应答主机，然后外设还要发一帧应答数据，表示外设已完整地接受到了主机的命令。由于主机接收ACK有时间限制，超过一定的时间主机没有接收到ACK信号时，主机就认为系统中没有外设，从而导致整个通信的失败。如果PS/2信号传输距离（比如光纤距离、电缆距离）过远，导致ACK信号传输时间过大，超出了主机能够接收ACK时间的阈值，就会导致主机对外设实际情况判断失败，从而导致PS/2通信失败。这是限制PS/2信号传输距离受限的主要原因。第二，PS/2不支持热插拔。PS/2协议中，主机只在上电的时候对连接的PS/2设备进行初始化，当初始化完成后，在整个通信过程中，主机不再发起初始化过程，这是限制PS/2协议不支持设备热插拔的主要原因。当在主机和设备进行正常通信的过程中，PS/2设备被拔掉，此时对于主机而言，该PS/2端口的初始化已经完成，该端口的中断程序也被启用，因此PS/2设备的拔掉对于主机而言没有任何影响。但是对于PS/2设备而言，该设备被拔掉，则立即掉电，重新上电后，主机不会再启动初始化过程，因此PS/2设备上电后保持缺省的设置，对于鼠标而言，初始化设置禁止了数据报告，因此在掉电又重新上电后，鼠标不会发送任何信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于PS/2接口的远距离通信系统及方法，用以解决PS/2信号传输距离较短的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：一种基于PS/2接口的远距离通信系统，包括设于主机侧的PS/2模拟设备和设于设备侧PS/2模拟主机；所述PS/2模拟设备具有用于与主机连接的PS/2接口，所述PS/2模拟主机具有用于与设备连接的PS/2接口；所述PS/2模拟设备与所述PS/2模拟主机之间通信连接；所述PS/2模拟设备执行计算机程序以实现：将主机发送的PS/2时序的信号转化为有效数据发送到设备侧，并对主机进行ACK响应，同时将从设备侧接收到的数据转化为PS/2时序的信号，与主机进行通信；ACK响应是指在接收到主机发来的一帧数据时，随该帧的停止位（STOP）发送一个握手位（ACK），然后发一帧应答数据；所述PS/2模拟主机执行计算机程序以实现：将设备发送的PS/2时序的信号转化为有效数据并发送到主机侧，将从主机侧接收到的有效数据转化为PS/2时序的信号发送给设备，并等待设备的ACK响应。进一步的，所述PS/2模拟主机还执行计算机程序以实现：在上电后，检测到PS/2接口插入设备时，执行初始化程序。进一步的，所述PS/2模拟设备和所述PS/2模拟主机均为FPGA。进一步的，所述PS/2模拟设备与所述PS/2模拟主机之间通过光纤或者网线通信连接。本专利技术还提供了一种基于PS/2接口的远距离通信方法，将主机发送的PS/2时序的信号转化为有效数据发送到设备侧，并对主机进行ACK响应，同时将从设备侧接收到的数据转化为PS/2时序的信号，与主机进行通信；ACK响应是指在接收到主机发来的一帧数据时，随该帧的停止位（STOP）发送一个握手位（ACK），然后发一帧应答数据；将设备发送的PS/2时序的信号转化为有效数据并发送到主机侧，将从主机侧接收到的有效数据转化为PS/2时序的信号发送给设备，并等待设备的ACK响应。进一步的，在上电后，检测到PS/2接口插入设备时，执行初始化程序。由于PS/2模拟设备会像真实设备一样产生ACK应答、PS/2模拟主机会像真实主机一样响应ACK应答，所以ACK信号不需要经过远距离传输，故而解决了PS/2信号远距离传输受限的问题。由于在再次上电的时候启动相应的初始化，因此能够支持PS/2设备的热插拔。附图说明图1是PS/2接口时序图；图2是本专利技术实施例1的一种PS/2远距离通信系统结构图；图3是本专利技术实施例1的7位并行数据自定义帧格式。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。实施例1如图2所示，为了解决
技术介绍
中提出的距离限制问题，本实施例提供一种PS/2远距离通信系统，在常规的PS/2系统——包括基于PS/2接口的主机和设备（键盘和鼠标）——的基础上，增加一个PS/2模拟设备和一个PS/2模拟主机。PS/2模拟设备设于主机侧，PS/2模拟主机设于设备侧；PS/2模拟设备与PS/2模拟主机通过光纤连接。本实施例中，PS/2模拟设备和PS/2模拟主机是基于FPGA实现的，作为其他实施方式，也可以基于其他类型的硬件实现。主机为PC，连接显示器用于显示测试结果。PS/2模拟设备，与主机进行通信，将主机发送的PS/2时序的信号转化为有效数据发送到设备侧，并对主机进行ACK响应，同时将从设备侧接收到的数据转化为PS/2时序的信号，和主机进行通信。ACK响应是指在接收到主机发来的一帧数据时，随该帧的停止位STOP发送一个握手位ACK（逻辑0）应答主机，然后发一帧应答数据；同时将从设备侧接收到的数据转化为PS/2时序的信号，和主机进行通信。PS/2模拟主机，与设备进行通信，将设备发送的PS/2时序的信号转化为有效数据并发送到主机侧，将从主机侧接收到的有效数据转化为PS/2时序的信号发送给设备，并等待设备的ACK响应。由于PS/2模拟设备会像真实设备一样产生ACK应答、PS/2模拟主机会像真实主机一样响应ACK应答，所以在本实施例的系统中，ACK信号不需要经过光纤的远距离传输，故而打破了ACK传输的距离限制，也就解决了PS/2信号远距离传输受限的问题。经实际测试，该项目中PS/2信号传输距离可达到10km，且PS/2鼠标、键盘信号响应灵敏，无滞后现象。本实施例中，我们将PS/2设备的PS/2协议解析后，重新打包成7位并行数据，然后将7位并行数据通过总线连接到串并/并串转换芯片（SERDES），实现高速并行信号的高速差分串行化处理，然后将高速的差分串行信号送入光模块转换成光信号，以实现PS/2信号光纤传输。作为其他实施方式，PS/2模拟设备与PS/2模拟主机也可以通过非光纤的数字通道通信，例如网线等介质。上述7位并行数据自定义帧格式如图3所示。实施例2本实施例在实施例1的基础上，增加了PS/2设备的热插拔功能。如果在上电的过程中，主机对设备的初始化过程产生错误，则主机会将PS/2设备对应的接口禁掉，也就是将该设备对应的数据线和时钟线拉为低电平，禁止设备发送任何数据。一旦在上电过程中，主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PS/2接口的远距离通信系统，其特征在于，包括设于主机侧的PS/2模拟设备和设于设备侧PS/2模拟主机；所述PS/2模拟设备具有用于与主机连接的PS/2接口，所述PS/2模拟主机具有用于与设备连接的PS/2接口；所述PS/2模拟设备与所述PS/2模拟主机之间通信连接；所述PS/2模拟设备执行计算机程序以实现：将主机发送的PS/2时序的信号转化为有效数据发送到设备侧，并对主机进行ACK响应，同时将从设备侧接收到的数据转化为PS/2时序的信号，与主机进行通信；ACK响应是指在接收到主机发来的一帧数据时，随该帧的停止位（STOP）发送一个握手位（ACK），然后发一帧应答数据；所述PS/2模拟主机执行计算机程序以实现：将设备发送的PS/2时序的信号转化为有效数据并发送到主机侧，将从主机侧接收到的有效数据转化为PS/2时序的信号发送给设备，并等待设备的ACK响应。

【技术特征摘要】
1.一种基于PS/2接口的远距离通信系统，其特征在于，包括设于主机侧的PS/2模拟设备和设于设备侧PS/2模拟主机；所述PS/2模拟设备具有用于与主机连接的PS/2接口，所述PS/2模拟主机具有用于与设备连接的PS/2接口；所述PS/2模拟设备与所述PS/2模拟主机之间通信连接；所述PS/2模拟设备执行计算机程序以实现：将主机发送的PS/2时序的信号转化为有效数据发送到设备侧，并对主机进行ACK响应，同时将从设备侧接收到的数据转化为PS/2时序的信号，与主机进行通信；ACK响应是指在接收到主机发来的一帧数据时，随该帧的停止位（STOP）发送一个握手位（ACK），然后发一帧应答数据；所述PS/2模拟主机执行计算机程序以实现：将设备发送的PS/2时序的信号转化为有效数据并发送到主机侧，将从主机侧接收到的有效数据转化为PS/2时序的信号发送给设备，并等待设备的ACK响应。2.根据权利要求1所述的一种基于PS/2接口的远距离通信系统，其特征在于，所述PS/2模拟主机还执行计算机程序以实现：在上电后，检测到PS...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹华，陈旭辉，
申请(专利权)人：中航光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41