[实用新型]串行总线转换架构

说明书

技术领域

本实用新型有关于一种串行总线转换架构，尤其是利用多个不同的总线转换器以提供具不同串行总线的计算机、微控制器及终端装置之间的通讯平台。

背景技术

随着电子工业的大幅进步，不同电子装置间需要可靠且方便连接的通讯方式，藉以传输数据，达到相互通讯的目的。依据实际需求，相关产业团体或协会制定许多适当的通讯规范以及不同应用领域的传输接口，因而产业界具体实现而制造相符的硬件及软件操作系统，比如串行总线接口及并列总线接口。串行总线接口的实例包括I2C接口、通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口、通用异步传输(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART)接口、RS485接口、RS232接口等等，而并列总线接口包括ISA、IDE、PCI、SATA接口等等。

不同串行总线及并列总线接口各有各的优点及适用领域，其中串行总线的实体构造较为简单，很容易连接，而并列总线接口主要特点是适用于数据传输量较大的领域，不过实体尺寸较大，需要使用排线当作传输线。因此，工业级、量产测试、检验，或计算机周边通常是使用具串行总线的电子装置或仪器，而计算机的中央处理机、图形处理组件、数据储存的硬盘或影像数据传输的领域会使用并列总线接口。

在常用的串行总线接口中，USB接口主要是提供周边电子装置与计算机之间的串行总线传输，比如键盘、鼠标、随身碟、光驱、数字相机、打印机、无线耳机等等，尤其是USB具有热插拔(Hot Plug in)的特性，可在不中断电源的状态下直接连接或脱离，同时配合操作系统的操作，动态导入所需的驱动软件，使得新插入的装置能正常运作，达到随插即用(Plug&Play)的功效，而且可移除不需要的驱动软件，增进系统资源的有效运用及整体操作稳定性。因此，USB目前已成功的广泛使用于计算机应用领域，是计算机领域的必要基本配备，甚至具有USB通讯功能的智能型手机也可直接连接至计算机，进行数据传输。

此外，依据USB规范，USB接口还能利用计算机主机的电源提供适当的电力给周边装置，当作充电电源，可对手机、平板计算机、数字相机进行充电，实现随时充电的便利性。

UART接口是比USB更为早期而原始的串行总线接口，主要是在电子仪器设备方面，同时也应用于简单的计算机周边装置，比如键盘、鼠标、调制解调器，实现点对点的数据传输，不过目前已被USB取代，但是在工业级的在线量产检验或测试仪器、设备中，由于UART接口具有非常优异的抗干扰能力、传输距离，简单、可靠的传输质量，使得不同工业级电子装置能很方便的相互连接，仍是业界相当倚重的接口。

早期，RS485接口主要是电子工业界为解决实际需求所形成的一种建议性规范(Recommended Standard，RS)接口，本质上是不具强制性但为业界普遍接受的工业规范，而目前已为电子工业协会(Electronic Industry Association，EIA)提出。RS485主要是利用标准的平衡传输线达到共享于线对模式的应用，其特点为最多可有255对驱动器/连接器的双线对网络共享，而驱动器和接收器共模电压VCM的范围为+12V～7V，且驱动器可与以切断或经由三态(tri-stated)连接，并能抵抗这个共模电压。RS-485网络也能连接4个绞线模式，在4个电线网络下必需有一个主要节点，其余为附属节点，网络是连接主要节点和所有的附属节点，且全部附属节点之间的沟通均是通过唯一的主节点。网络中的装置设备可由混合协议沟通获得改善，然而附属节点不会径自由其它附属节点得到响应，一个附属子节点也不能回应到其它附属节点。

随然上述的USB、UART、RS485种串行总线接口各有各自的适当应用领域，然而，具不同串行总线接口的电子装置之间无法直接藉由简单的实体连接而沟通或传输数据，造成系统整合的问题。例如，系统层级的控制、操作、数据储存一般是由具USB接口的计算机、服务器或储存媒介负责，而现场测试、检验、实时监控的核心技术往往是利用具UART、RS485接口的高功能设备而完成，尤其是需要在充满高度电气干扰、高温或高湿的严刻环境下长时间工作。此外，无法利用简单的连接方式，随意扩充整个操作系统，限制实务上的弹性。

因此，很需要一种串行总线转换架构，整合USB、UART、RS485接口的电子装置，利用共享的RS485总线，提供具方便连接及增加使用单元的应用平台，改善使用弹性，藉以解决上述现有技术的问题。

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