一种嵌入式单板及其串口通信电路的制作方法

本发明涉及计算机嵌入式技术领域，特别是涉及一种嵌入式单板及其串口通信电路。

背景技术：

随着计算机以及存储技术的不断发展，arm芯片作为一种处理器也得到了广泛的应用。在现有技术中，对arm芯片进行调试时，通常使用uart(universalasynchronousreceiver/transmitter，通用异步收发传输器)接口，也可以称为调试串口。

可参阅图1，为现有技术中的一种串口通信电路。不妨将左侧的arm芯片称为第一arm101，将其串口输出端称为第一tx，串口输入端称为第一rx，并将右侧的arm芯片称为第二arm102，将其串口输出端称为第二tx，串口输入端称为第二rx，将连接器103的输入端称为连接器rx，输出端称为连接器tx。由图1可知，第一tx分别与第二rx和连接器rx连接，第二tx以及连接器tx均连接至第一rx。

在图1的这种串口通信电路中，当需要对第一arm101进行调试时，对于连接器103而言，只能接收第一arm101的信号，但无法向第一arm101发送正确的信号。究其原因，是因为当信号从第一tx发出时，由连接器rx和第二rx接收，相当于是一个源两个负载，信号可以进行传递。当第一rx接收信号时，由于同时连接了连接器tx和第二tx，相当于是两个源一个负载，不符合uart信号通道的一个源的通信规则，当某一个源发送命令时，另一个源不发送，会导致信号电平的紊乱，也就使得连接器103无法对第一arm101进行调试，当然，在图1中，也无法对第二arm102进行调试。

为了解决只能接收arm芯片发送的信号，无法向arm芯片发送命令以进行调试的问题，一种解决办法是通过网络接口与arm芯片连接以便完成对arm芯片的调试，例如现有技术中会将图1中的第二arm102与网络进行连接，以通过网络对第二arm102进行调试，但这种方法会受到网络接口的数量限制，并且只能通过网络连接调试第二arm102，如果想借助第二arm102调试第一arm101，依然会出现信号电平紊乱的问题。还有的处理方法是为每个arm芯片设置一个相应的连接器103，这种方式会增加成本，并且对硬件的结构以及布局也会带来影响，难以实施。

综上所述，如何使用连接器与多个arm芯片进行串口通信，以使得连接器既能收到arm芯片的信号，也能向arm芯片发送命令，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种串口通信电路，解决了在有着串口一对多通信需求的电路中，连接器只能接收arm芯片的信号，无法向arm芯片发送信号以进行调试的缺陷。本发明的另一目的是提供一种包括上述串口通信电路的嵌入式单板。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种串口通信电路，包括目标arm、调试arm、连接器以及开关模块：

所述目标arm的串口输出端分别与所述调试arm的串口输入端以及所述连接器的输入端连接；

所述目标arm的串口输入端、所述连接器的输出端以及所述调试arm的串口输出端均连接至开关模块；

当所述开关模块接收第一信号时，所述目标arm的串口输入端与所述连接器的输出端导通，当所述开关模块接收第二信号时，所述目标arm的串口输入端与所述调试arm的串口输出端导通。

优选的，所述开关模块包括单刀双掷芯片，所述目标arm的串口输入端与所述单刀双掷芯片的不动端连接，所述连接器的输出端与所述单刀双掷芯片的第一动端连接，所述调试arm的串口输出端与所述单刀双掷芯片的第二动端连接；

所述当所述开关模块接收第一信号时，所述目标arm的串口输入端与所述连接器的输出端导通，当所述开关模块接收第二信号时，所述目标arm的串口输入端与所述调试arm的串口输出端导通，包括：

当所述单刀双掷芯片的控制引脚接收第一信号时，所述单刀双掷芯片内的所述不动端与所述第一动端导通，以使得所述目标arm的串口输入端与所述连接器的输出端导通，当所述单刀双掷芯片的所述控制引脚接收第二信号时，所述单刀双掷芯片内的所述不动端与所述第二动端导通，以使得所述目标arm的串口输入端与所述调试arm的串口输出端导通。

优选的，所述单刀双掷芯片为sn74cb3t3257pwr芯片。

优选的，还包括：

跳线帽；当所述控制引脚连接所述跳线帽时，所述控制引脚接收所述第一信号，否则所述控制引脚接收所述第二信号。

优选的，还包括：

网络接口；所述调试arm通过所述网络接口与外部主机网络连接，以使所述外部主机对所述目标arm和/或所述调试arm进行调试。

本发明还提供一种嵌入式单板，该嵌入式单板可以包括上述任一种串口通信电路。

应用本发明实施例所提供的电路，目标arm的串口输出端同时与调试arm的串口输入端以及连接器的输入端连接，可以使得连接器和调试arm能够接收到目标arm发送的信号。目标arm的串口输入端、连接器的输出端以及调试arm的串口输出端均连接至开关模块，当开关模块接收第一信号时，目标arm的串口输入端与连接器的输出端导通，当开关模块接收第二信号时，目标arm的串口输入端与调试arm的串口输出端导通，也就是说，通过控制开关模块接收第一信号还是接收第二信号，就决定了目标arm的串口输入端是与连接器的输出端导通还是与调试arm的串口输出端导通。在一个时刻，与目标arm的串口输入端导通的对象是连接器和调试arm二者中的一个，也就使得连接器向目标arm发送信号时为一个源一个负载，符合uart信号通道的通信规则，就可以向目标arm发送信号进行调试。当然，相应的也可以使用连接器向调试arm发送信号进行调试。本发明的电路解决了在有着串口一对多通信需求的电路中，连接器只能接收arm芯片的信号，无法向arm芯片发送信号以进行调试的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种串口通信电路的结构示意图；

图2为本发明中一种串口通信电路的结构示意图；

图3为sn74cb3t3257pwr芯片与跳线帽连接的示意图；

图4为本发明中另一种串口通信电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种串口通信电路，解决了在有着串口一对多通信需求的电路中，连接器只能接收arm芯片的信号，无法向arm芯片发送信号以进行调试的缺陷。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明中一种串口通信电路的结构示意图，该电路包括目标arm201、调试arm202、连接器203以及开关模块204：

目标arm201的串口输出端分别与调试arm202的串口输入端以及连接器203的输入端连接。

为了便于描述，本申请中将目标arm201的串口输出端称为目标tx，将目标arm201的串口输入端称为目标rx，相应的，将调试arm202的串口输出端称为调试tx，调试arm202的串口输入端称为调试rx，连接器203的输入端称为连接器rx，连接器203的输出端称为连接器tx。

目标tx分别与调试rx以及连接器rx连接，以使得目标tx可以向调试rx以及连接器rx发送电信号。由于目标tx向调试rx以及连接器rx发送信号，相当于是一个源两个负载，符合uart信号通道的通信规则，也就是说，连接器203以及调试arm202均能正确收到目标arm201发送的信号。

当需要使用连接器203对目标arm201或者调试arm202进行调试时，可以将连接器203的连接器接口与外部调试设备例如pc机相连，以使得技术人员可以通过连接器203对目标arm201或者调试arm202进行调试。

目标arm201的串口输入端、连接器203的输出端以及调试arm202的串口输出端均连接至开关模块204；

当开关模块204接收第一信号时，目标arm201的串口输入端与连接器203的输出端导通，当开关模块204接收第二信号时，目标arm201的串口输入端与调试arm202的串口输出端导通。

目标rx、调试tx以及连接器tx均连接至开关模块204，当开关模块204接收第一信号时，目标rx与连接器tx导通，当开关模块204接收第二信号时，目标rx与调试tx导通。也就是说，对开关模块204接收第一信号还是接收第二信号进行控制，就控制了目标rx是与连接器tx导通，还是与调试tx导通。

当开关模块204接收第一信号时，目标rx与连接器tx导通，就可以将连接器203与外部调试设备连接，通过连接器203对目标arm201进行调试。例如，可以通过连接器203向目标arm201输入命令以对目标arm201的操作系统进行相关操作，还可以接收目标arm201的日志信息等。当然，也可以使用连接器203对调试arm202进行操作，可以使用目标arm201作为跳板。具体的，可以先使得开关模块204接收第一信号，也就是让目标rx与连接器tx导通，相关的命令信号从连接器203发出，通过目标arm201发送至调试arm202，以使得调试arm202根据接收到的信号进行调试，如果在调试过程中还需要调试arm202的反馈信号，可以使得开关模块204接收第二信号，也就是让目标rx与调试tx导通，使得调试arm202通过目标arm201将相关的信号发送至连接器203。

需要指出的是，本申请中的目标arm201和调试arm202可以是两个结构和/或功能不同的arm芯片，也可以是结构功能相同的arm芯片，均不影响本发明的实施。通常来说，目标arm201和调试arm202是结构功能不同的芯片，并且通常是利用连接器203对目标arm201进行调试，由于开关模块204的存在，使得目标rx在一个时刻，只与连接器tx以及调试tx这两个接口中的一个导通，相当于是一个源一个负载，符合uart信号通道的通信规则，使得目标arm201可以正确接收连接器203的信号，也就使得技术人员可以通过连接器203对目标arm201进行调试。

应用本发明实施例所提供的电路，目标arm的串口输出端同时与调试arm的串口输入端以及连接器的输入端连接，可以使得连接器和调试arm能够接收到目标arm发送的信号。目标arm的串口输入端、连接器的输出端以及调试arm的串口输出端均连接至开关模块，当开关模块接收第一信号时，目标arm的串口输入端与连接器的输出端导通，当开关模块接收第二信号时，目标arm的串口输入端与调试arm的串口输出端导通，也就是说，通过控制开关模块接收第一信号还是接收第二信号，就决定了目标arm的串口输入端是与连接器的输出端导通还是与调试arm的串口输出端导通。在一个时刻，与目标arm的串口输入端导通的对象是连接器和调试arm二者中的一个，也就使得连接器向目标arm发送信号时为一个源一个负载，符合uart信号通道的通信规则，就可以向目标arm发送信号进行调试。当然，相应的也可以使用连接器向调试arm发送信号进行调试。本发明的电路解决了在有着串口一对多通信需求的电路中，连接器只能接收arm芯片的信号，无法向arm芯片发送信号以进行调试的缺陷。

在本发明的一种具体实施方式中，开关模块204包括单刀双掷芯片，目标arm201的串口输入端与单刀双掷芯片的不动端连接，连接器203的输出端与单刀双掷芯片的第一动端连接，调试arm202的串口输出端与单刀双掷芯片的第二动端连接；

相应的，当开关模块204接收第一信号时，目标arm201的串口输入端与连接器203的输出端导通，当开关模块204接收第二信号时，目标arm201的串口输入端与调试arm202的串口输出端导通，在该种实施例中具体为：

当单刀双掷芯片的控制引脚接收第一信号时，单刀双掷芯片内的不动端与第一动端导通，以使得目标arm201的串口输入端与连接器203的输出端导通，当单刀双掷芯片的控制引脚接收第二信号时，单刀双掷芯片内的不动端与第二动端导通，以使得目标arm201的串口输入端与调试arm202的串口输出端导通。

开关模块204可以包括单刀双掷芯片，可以将目标rx连接至单刀双掷芯片的不动端，并将连接器tx和调试tx分别连接至单刀双掷芯片的第一动端和第二动端。具体的：当单刀双掷芯片的控制引脚接收第一信号时，单刀双掷芯片内的不动端与第一动端导通，以使得目标rx与连接器tx导通，当单刀双掷芯片的控制引脚接收第二信号时，单刀双掷芯片内的不动端与第二动端导通，以使得目标rx与调试tx导通。

不妨以sn74cb3t3257pwr芯片作为单刀双掷芯片进行说明，当然，还可以有其他芯片作为单刀双掷芯片。sn74cb3t3257pwr芯片的结构可参阅图3。可以将sn74cb3t3257pwr芯片的a引脚与目标rx连接，a引脚也就相当于单刀双掷芯片的不动端。可以将sn74cb3t3257pwr芯片的b1引脚与调试tx连接，b2引脚与连接器tx连接，b2就相当于是单刀双掷芯片的第一动端，b1就相当于是单刀双掷芯片的第二动端。当然，sn74cb3t3257pwr有4个可选择的a引脚，例如选取第二个a引脚时，b1引脚以及b2引脚也应相应的选取。

选取sn74cb3t3257pwr芯片作为单刀双掷芯片时，单刀双掷芯片的控制引脚即为sn74cb3t3257pwr芯片的s引脚。当s引脚为高电平时，芯片内的a通道与b2通道导通，也就使得目标rx与连接器tx连接，当s引脚为低电平时，芯片内的a通道与b1通道导通，也就使得目标rx与调试tx连接。选取sn74cb3t3257pwr芯片作为单刀双掷芯片，可以使得目标arm201方便地进行连接对象的切换。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

跳线帽；当控制引脚连接跳线帽时，控制引脚接收第一信号，否则控制引脚接收第二信号。

仍然以sn74cb3t3257pwr芯片作为单刀双掷芯片为例，即控制引脚就相当于是sn74cb3t3257pwr芯片的s引脚。当s引脚连接跳线帽时，s引脚为高电平，即控制引脚接收第一信号，使得目标rx与连接器tx导通。反之，如果不接跳线帽时，s引脚为低电平，即控制引脚接收第二信号，使得目标rx与调试tx导通。跳线帽的结构可参阅图3。使用跳线帽可以方便地对控制引脚接收到的信号进行控制。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

网络接口205；调试arm202通过网络接口205与外部主机网络连接，以使外部主机对目标arm201和/或调试arm202进行调试。

由于在很多场合中，连接器203的位置位于机壳内部，如果使用连接器203对arm芯片进行调试，则需要打开机壳，这在很多场合并不合适，例如产品在批量生产阶段或者客户现场出现问题需要调试，均不适合打开机壳，且降低调试效率。在本发明的该种实施方式中，可以使用网络接口205进行arm芯片的调试。具体的，可参阅图4，可以将网络接口205设置在调试arm202上，调试arm202通过网络接口205与外部主机网络连接，以使外部主机对目标arm201和/或调试arm202进行调试。需要说明的是，当使用网络接口205进行调试时，需要使得开关模块204接收第二信号，以便目标arm201的串口输入端与调试arm202的串口输出端导通。当需要对目标arm201进行调试时，可以使用调试arm202作为跳板，通过调试arm202对目标arm201进行调试。

相应于上面的一种串口通信电路，本申请还提供了一种嵌入式单板，该嵌入式单板上可以具有上文中任意一种实施例中的串口通信电路，此处不重复说明，相关之处参阅上文对串口通信电路的描述即可。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。