一种双向通信电路和操作双向通信电路的方法技术

本公开涉及用于第一差分有线网络和第二差分有线网络之间的双向通信的双向通信电路以及操作双向通信电路的相关方法。特别地，本公开涉及一种双向通信电路，其被设计为防止定时毛刺和数据从第一网络到第二网络以及从第二网络到第一网络的同时传输。二网络到第一网络的同时传输。二网络到第一网络的同时传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种双向通信电路和操作双向通信电路的方法


[0001]本公开涉及用于第一差分有线网络和第二差分有线网络之间的双向通信的双向通信电路以及操作双向通信电路的相关方法。特别地，本公开涉及一种双向通信电路，其被设计为防止定时毛刺和数据从第一网络到第二网络以及从第二网络到第一网络的同时传输。

技术介绍

[0002]差分有线数据传输在一些工业和仪器应用中实现。差分有线通信的一个关键好处是它能够通过一对双绞线实现双向通信。此外，差分数据传输具有提高的抗噪声性的优点，并使多个驱动器和接收器能够连接在同一总线上。RS
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485是常用的差分有线通信标准的一个示例。RS
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485标准的典型应用是用于系统的主设备和多个设备之间的数据传输，例如电机驱动器和电机控制系统中的不同单元之间的数据传送。传统上，数据速率高达50Mbps的RS
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485通信标准满足大多数应用的信号要求。然而，下一代应用可以实现数据速率高于50Mbps的信号。为此，对于系统中的一些或所有设备，可能需要使用具有更高数据速率的差分有线通信标准，例如M
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LVDS标准，以彼此进行双向通信。例如，在电机应用中，主设备或驱动器可以在RS
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485通信标准下操作，而与主设备进行双向通信的另一设备，例如用于监测电机轴位置的位置编码器，可能需要在M
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LVDS通信标准下工作，这是由于相对于较高数据速率的信号要求。在这种情况下，可能需要双向通信电路来在RS
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485和M
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LVDS通信标准之间进行转换。在另一示例应用中，可能需要双向通信电路充当在相同通信标准下操作的两个设备之间的中继器。用作中继器或转换器的双向通信电路的设计需要考虑彼此双向通信的两个设备或网络之间的通信期间的数据完整性。还可能期望这样的电路的设计是灵活且成本效益高的，以便容易地集成到已经在消费品中实现的硬件中。

技术实现思路

[0003]本公开涉及用于第一差分有线网络和第二差分有线网络之间的双向通信的双向通信电路以及操作双向通信电路的相关方法。特别地，本公开涉及一种双向通信电路，其被设计为防止定时毛刺和数据从第一网络到第二网络以及从第二网络到第一网络的同时传输。
[0004]所提出的双向通信电路的设计具有这样的优点，即为提高数据完整性提供了灵活、经济高效的设计。所提出的双向通信电路的设计包括收发器单元、被配置为确定每个网络的空闲状态的空闲状态检测单元以及耦合到收发器单元和空闲状态检测电路的数据流控制电路。数据流控制电路包括异步有限状态机(FSM)。本专利技术人已经认识到，异步FSM(即不需要时钟的FSM)可以与空闲状态检测单元一起与反馈一起使用，以控制每个网络的传输，以防止总线争用。在本公开的上下文中，总线争用是指数据从第一网络到第二网络以及从第二网络到第一网络的同时传输。专利技术人已经评估了所提出的设计的实际实现，并进一步改进了其以减少在实现期间观察到的定时毛刺。专利技术人还认识到，不对称延迟可以在到
异步FSM的反馈中实现，以防止当双向通信电路用于高数据速率(50Mbps)的数据转换时可能发生的定时危险。专利技术人还认识到，毛刺滤波器可以耦合到空闲状态检测电路的输出，以消除由于耦合到空闲态检测电路的输入的收发器单元引起的脉冲偏斜而可能发生的任何不希望的毛刺。
[0005]所提出的双向通信电路可以用作两个差分有线网络之间的中继器或转换器电路。所提出的双向通信电路的一种实现方式的附加优点是，双向通信电路设计可以容易地适应于包括电流数字隔离，以防止接地回路的发生，并进一步提高所提出的双方向通信电路的抗干扰性。
[0006]根据本公开的第一方面，提供一种用于在第一差分有线通信网络和第二差分有线通信网络之间进行双向通信的双向通信电路,所述双向通信电路包括:收发器单元，被配置为向每个网络接收数据和从每个网络发送数据；空闲状态检测单元，被配置为确定每个网络的空闲状态；和数据流控制单元，耦合到所述收发器单元和所述空闲状态检测单元，其中数据流控制单元被配置为控制所述第一网络和所述第二网络之间的通信流的方向；其中所述数据流控制单元包括具有反馈的异步有限状态机；并且其中所述数据流控制单元被配置为防止数据从所述第一网络被同时发送到所述第二网络以及从所述第二网络被同时发送到所述第一网络。
[0007]根据本公开的第二方面，提供了一种双向通信系统，包括：第一差分有线网络；第二差分有线网络；以及根据本公开的上述第一方面的双向通信电路，其中所述第一差分有线网络经由所述双向通信电路耦合到所述第二差分有线网络。
[0008]根据本公开的第三方面，提供了一种用于第一差分有线通信网络和第二差分有线网络之间的双向通信的方法，该方法包括：接收指示所述第一网络的空闲状态的第一信号和指示所述第二网络的空闲状态的第二信号；接收指示所述第一网络的当前发送状态的第一反馈信号和指示所述第二网络的当前发送状态的第二反馈信号；比较指示所述第一网络的空闲状态的第一信号和指示所述第一网络的当前发送状态的第一反馈信号；比较指示所述第二网络的空闲状态的第二信号和指示所述第二网络的当前发送状态的第二反馈信号；基于指示所述第二网络的空闲状态的第二信号和指示所述第二网络的当前发送状态的第二反馈信号的比较，生成用于控制所述第一网络的下一发送状态的第一控制信号；和基于指示所述第一网络的空闲状态的第一信号和指示所述第一网络的当前发送状态的第一反馈信号的比较，生成用于控制所述第二网络的下一发送状态的第二控制信号。
[0009]根据本公开的另一方面，提供了一种用于在多点差分有线通信系统中双向传输数据的双向通信电路，其中所述双向通信电路被配置为在所述多点差分有线通信系统中防止双向通信中的网络之间的总线争用。
[0010]所附权利要求中定义了本公开的进一步特征。
附图说明
[0011]将参考附图通过非限制性示例来讨论本公开的教导，其中：
[0012]图1是示例双向通信系统100的框图；
[0013]图2a显示了数据流控制电路109的简化框图；
[0014]图2b示出了示例数据流控制电路109的操作方法200的流程图。
[0015]图3a示出了根据本公开实施例的数据流控制电路209的简化图；
[0016]图3b示出了根据本公开实施例的双向通信系统200的框图；
[0017]图3c显示了图3a的数据流控制单元209的电路级实现；
[0018]图4显示了图3a、3c的数据流控制单元209的操作方法400的流程图；
[0019]图5a(i)显示了当高速网络从传输状态切换到空闲状态时，在图3b的双向通信系统中的图3c的数据流控制单元209的操作期间观察到的第一定时问题的示例；
[0020]图5a(ii)显示了数据流控制单元209的示例电路级示意图，该单元包括集成在FSM反馈回路中的延迟电路；
[0021]图5b(i)显示了在图3b的双向通信系统中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在第一差分有线通信网络和第二差分有线通信网络之间进行双向通信的双向通信电路，所述双向通信电路包括：收发器单元，被配置为向每个网络接收数据和从每个网络发送数据；空闲状态检测单元，被配置为确定每个网络的空闲状态；和数据流控制单元，耦合到所述收发器单元和所述空闲状态检测单元，并且被配置为控制所述第一网络和所述第二网络之间的通信流的方向；其中所述数据流控制单元包括具有反馈的异步有限状态机；并且所述数据流控制单元还被配置为防止数据从所述第一网络被同时发送到所述第二网络以及从所述第二网络被同时发送到所述第一网络。2.根据权利要求1所述的双向通信电路，其中所述收发器单元包括用于所述第一网络的第一收发器电路和用于所述第二网络的第二收发器电路。3.根据权利要求2所述的双向通信电路，其中所述有限状态机具有第一输出信号和第二输出信号，用于分别控制所述第一收发器电路中的第一发射机和所述第二收发器电路中第二发射机，其中所述反馈包括第一输出信号和第二输出信号。4.根据前述权利要求中任一项所述的双向通信电路，其中所述有限状态机被配置为从所述空闲状态检测单元接收第一输入信号和第二输入信号，其中所述第一输入信号指示所述第一网络的空闲状态，并且其中所述第二输入信息指示所述第二网络的空闲状态。5.根据前述权利要求中任一项所述的双向通信电路，其中所述反馈包括延迟单元，用于当网络中的至少一个从发送状态改变为空闲状态时，在对所述有限状态机的反馈中实现延迟。6.根据权利要求5所述的双向通信电路，其中所述延迟单元包括RC滤波器和与所述RC滤波器并联耦合的肖特基二极管，其中所述二极管被配置为在第一方向上旁路所述RC滤波器中的电阻器。7.根据前述权利要求中任一项所述的双向通信电路，其中所述第一网络根据与所述第二网络不同的通信标准来配置。8.根据权利要求7所述的双向通信电路，其中所述第一网络根据M
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LVDS通信标准配置，并且所述第二网络根据RS
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485通信标准配置。9.根据权利要求1至6中任一项所述的双向通信电路，其中所述第一网络根据与所述第二网络相同的通信标准来配置。10.根据权利要求7或8所述的双向通信电路，其中所述双向通信电路被配置为充当所述第一网络和所述第二网络之间的转换器。11.根据权利要求9所述的双向通信电路，其中所述双向通信电路被配置为充当所述第一网络和所述第二网络之间的中继器。12.根据权利要求11所述的双向通信电路，其中所述双向通信电路被配置为充当数字显示接口的隔离辅助信道中继器。13.根据权利要求2
‑
12中任一项所述的双向通信电路，其中所述空闲状态检测单元包括：第一接收器，以相反极性耦合到所述收发器单元的第一收发器电路的接收器；
第二接收器，以相反极性...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：亚德诺半导体国际无限责任公司，
类型：发明
国别省市：