专利名称:信号处理机通信接口的制作方法
本发明是涉及电话和异步通信的接口，特别是涉及一种独立于硬件和协议实现的接口。
目前，在信息处理中，最迅速地扩张的技术手段是向信息处理系统提供通信，例如，长途通信。这种技术不仅能使相互分开的处理设备之间进行通信，而且能使在远地的用户利用可使用的通信手段，例如，电话线路，去存取系统。将单独的信息处理系统链接成网的能力变得特别重要，因为，任何一个给定的系统，它们的存储器和/或信息处理能力都是有一定限制的。这种限制条件是不难发现的，例如，个人计算机那样的小信息处理系统就是一例。此外，如果能使一个信息处理系统直接向远地的一个或多个信息处理系统发送数据是非常方便的。最后，如果在远地的某一用户能存取设在某一固定地点的处理系统的数据，实际上就使用户取得了这一个在远地的处理系统。
多数处理系统，通常所编写的软件应用程序必须和系统硬件交互作用，以便完成系统的功能。一般说来，处理系统有一个软件操作系统，它和软件应用程序相配合以完成系统的处理功能。通常，软件应用程序必须考虑到特定的通信硬件的执行步骤，并符合所使用的通信协议的规程，以便很好地进行通信。从而，应用(用户)必须受到该特定的硬件执行的限制，因此，必须为专门的硬件实现编写应用程序。
此外，应用软件必须写到由系统支持的某种的通信协议或要与其通信的应用软件中，这样，运行该应用软件的专门的通信硬件就必须能够支持这些协议。
美国4，241，398专利，提供了使用线路协议格式的计算机网的例子，它可完成控制系统的处理单元之间的异步数字信号交换，这种处理单元包括一个中央处理单元以及至少一个远程处理单元。在那里所执行的协议中，介绍了一种用以限定从中心地区向遥远地区传送信息所要求的附加信号位数的限定技术。在这个专利中，试图以本专利所描述的附加信号位较少的线路协议取代用作全双工或半双工、异步、串行或并行所需要的大量附加信号位要求的线路协议。
美国4，390，969专利公开了一个异步数据传输系统，它介绍的贯序电路工作方式类似于异步控制电路中存储状态方法。这种方法能使异步电路与类似电路进行通信而不需使用系统时钟，同时不产生竞争和冒险的现象。
美国4，467，445专利介绍的是一种多协议通信自适应电路，实现在处理器和远程终端之间的通信。该自适应电路通过数据总线和控制总线和处理器连接，它包含有控制电路，通过控制电路使数据传输到双重调制解调器的转换开关。数据由此调制解调器转换开关传送到输往普通调制解调器的EIA接口电路或通过线路送往内部调制解调器。
最后，美国4，156，796专利介绍了微处理器控制的用户可编程序的，多路复用通信子系统，这些子系统能通过多对通信线路同时进行发送和接收。每对通信线路可动态地配置各种通信特性，包括同步或异步方式，编码结构和协议的选择。该系统能使用户编写通信程序，这些程序提供编码结构和协议独立性以及通信线路独立性。这里介绍的发明的目的在于通过通信可编程序控制在具有不同的优先级、线路速度、编码结构、电子接口和控制协议的线路上的数据传输。然而，无论是这个专利还是前面介绍的任何一个专利都没有揭示如何将不同的应用软件通过程序接口和固定的硬件相接，此固定硬件是与所使用的实际的硬件和采用的协议都无关的。因此，最希望提供一个接口，它能利用调制解调器实现异步通信以及利用标准通信设备进行电话通信。关于后者，需要使用户能控制定时，以便根据特定的电话系统(在该系统中使用了这种接口)控制电话拨号。
本发明的目的之一是为异步通信和电话通信接口提供了一个完善的接口。其目的之二是提供一个独立于硬件和协议实现之外的应用程序接口。
按照发明的上述目的以及其它有关目的的需要，所公开的接口能使要编程的应用软件和硬件相互作用，而没有硬件和协议的限制。该接口允许应用程序编程，不取决于特定的硬件实现和协议的执行。最后，为每一异步通信和电话通信都定义一组配置参数。此外，对每一异步通信和电话通信的功能定义了一组中断条件，控制着通过接口应用软件与系统硬件的交互作用。为此本发明提供了为将来自应用程序的直接命令通过接口送到系统硬件的装置。相应地，本发明并提供了用来产生中断以及处理中断方法。这些中断来自系统硬件并经过接口返回到应用程序的中断子程序。在此处所介绍的较好的实施例中，此应用程序接口直接与主处理系统进行交互作用。命令以及中断是在主处理系统和提供异步通信和电话通信功能的系统硬件之间进行反复传送。系统硬件包括编程信号处理器，数据存储器，指令存储器，直接和标准电信设备相连接的模拟子系统。
图1是较好实施例中硬件实现的系统功能方框图。
图2是应用程序之间，经过程序接口和硬件接口的命令和中断流程简化功能方框图。
图3是应用程序命令流程简化方框图，流程表命令通过程序接口，经过主机处理系统到达共处理的系统硬件。
图4是系统硬件中断流程简化方框图，流程表明中断经过主处理系统返回到应用程序。
图1表示本发明的一部份硬件实现以及与主机处理系统12的有关连系。通过应用程序接口11将任何应用程序与主机12相接。主机子系统13含有支持硬件实现的主机软件。由主机12到硬件实现的存取通过主地址总线14进行。总线19提供主机总线14和数据存储器15之间往返的信息流。数据存储器包括三部份，第一部分16是存储命令和中断，第二部份17是存储输入到系统的数字样值，第三部份18是存储系统要输出的数字样值。除了数字存储器外，系统包含一个指令存储器21，它有三个分开的部份。为完成异步和调制解调器通信的指令码存储在分区22，完成电话功能的指令码存储在分区23。最后，控制程序放在分区24。这一控制程序管理着存储器21和它的各分区，使分区22和23的编码部份并发工作。存储在分区24的控制程序也控制数据存储器15的资源分配以及A/D转换器25和D/A转换器26的资源分配。
方框20是模拟子系统部份，它代表可编程的信号处理器部分，如Texas器件TMSRO10，模拟信号由线路30送到电话线接口29。线路30是一般电话线。线路31上的指令信号输入到存储在分区24的控制程序中。电话33的状态通过线路32向控制程序24提供，当电话33离开叉簧，即准备要拨电话号码时，继电器34就闭合，使输出呼叫产生。接收器27接收输入电话线路信号，并在A/D转换器件将它转换成数字信号，此数字信号样值存储在存储器15的分区17中。类似地，输出数字信号样值存储在分区18中，经D/A转换器26将它们转换成模拟信号，然后，通过发送器28经线路30进行发送。模拟子系统20不是本发明的主要内容，所以，此处不作进一步讨论。
在此，对包括接口11的命令和中断将作较详细讨论。此接口包含二个功能集，其一用于电话，其2用于异步和调制解调器通信。首先讨论异步通信和调制解调器功能集。异步和调制解调器命令有11条，其作用是将该接口进行定义，其中包括3个配置命令。
这三个配置命令是实现工作于用于设备配置的数据结构的异步通信功能集的三个功能。该数据结构有9个单元，它们是MODE(方式)单元-它是16位整型变量，表示硬件系统50的异步通信功能是在应答方式或开始方式。RATE(速率)单元-它表示硬件系统50的数据输入和输出的比特率。LENGTH(长度)单元-它表示数据字节的长度。PARITY(奇偶)校验单元-它是一个16比特的整型变量，它表示奇偶校验的有无、奇或偶、是信号或是空号(信号校验信表示校验位总是发“1”，而空号校验位表示校验位总是发0);STOP(停止)单元-它是一个16比特的整型变量，表示停止位是1或2个码元，1表明是默契值;BREAK(断开)单元-它是16比特整型变量，提供了几百毫秒的时间长度，在这个时间段内，通信线路上保持中断信号;DETECT(检测)单元-它是一个16比特整型变量，它表示的时间是几秒计，调制解调器在开始命令的期间内(在报告不能建立通信以前)检测载波信号;LOSS(损失)单元-它是一个16比特的整型变量，表示的时间为1/10秒，在丢失载波以后(在报告链路状态改变为故障状态以前)，调制解调器不断地对载波信号进行检测;PRESENT(当前)单元-它是16比特整型变量，表示的时间是几十秒，在开始命令期间(在辨认出载波以前)必须存在载波信号。RATE，LENGTH，PARITY，和STOP单元统称为异步单元。
默契值配置命令(DCONFIG)是用于重新建立功能集的默契值。功能集包括二个软件文件。其一用于主机12，其二用于硬件系统50，按照所给的不同命令，起动功能集，使得二个文件装入主机12的存储器，并为硬件系统50取出编码，装入指令随机存储器21。当功能集一旦装入时，配置默契值就被置入到那些应用的参数值中。使新配置值成为有效的时间点取决于特定的功能集。对于异步功能集来说，这一有效时间点发生在START(开始)命令期间，下面将给予介绍。
读配置命令(RCONFIG)将所装入的功能集的现行配置值读出，某一功能集的现行配置值通过配置参数定址存储到数据结构中。改变配置命令(CCONFIG)改变装入功能集的现行配置值值。某一功能现行配置的改变值装在由参数定址的数据结构中。此时新配置值成为有效的时间点取决于特定的功能集。然而，实际变化的只是不同于现行配置的那些配置参数值。
三个命令的子集通过接口11对中断进行控制，当某一功能集的处理程序发出中断时，建立中断处理程序命令(ESTINT)。用于识别应用软件子程序。一种中断只建立一个中断处理程序，以后建立的中断处理程序(ESTINT)只是取代已建立的中断处理程序。屏蔽中断命令(MASKINT)用于实现或阻止有关装入功能集的中断条件。读状态命令(READSTAT)用于读已装入功能集的状态，也能在无中断服务子程序时作查询用。
5个命令的子集用来控制通过接口11，和系统50之间的通信。开始命令(START)依据某已知的调制解调器的模式启动系统50上的与其它组件之间的载波信号交换。此命令也用于改变传输周期内的异步参数。停止命令(STOP)是用于停止和系统50上的载波信号交换。接收命令(RECEIVE)用于命令系统50将下一个备用的数据字节送给应用(程序)10。同样，发送命令(SEND)用于将来自应用10的一个字节发送给系统50，然后通过线路30输出。中断命令(BREAK)通过线路30将来自系统50的中断信号发出去。
用于定义异步和调制解调器通信接口的中断条件有5个。它们由系统50送出，经过主机12到达应用程序10。这5个条件是线路错误(INEERROR)，数据准备就绪(DATA READY)，发送准备就绪(TRANSMIT READY)，已检测出中断信号(BREAK SIGNAL DETECTED)和线路状态变化(LINE STATUS CHANGE)。LINE ERROR中断条件发生在下面三种条件的任何一种组合情况超限情况，即在向应用10发送的下一个数据字节未被串/并变换以前，软件应用不发生接收命令;奇偶校验错误;或帧错误，即串行数据字节没有后跟适当的停止位，并且它没有设置在保持接收命令的寄存器中。当一个数据字节已被串/并变换放在接收寄存器中，并且由软件应用准备接收时，DATA READA/中断便发生。当一数据字节已从发送寄存器取走，应用可发送另一个数据字节时，则TRANSMIT READY便发生。被串/并变换的是连继的位比特流，中断信号便发生。最后一种是，当输入信号不能被检测，或检测出开始命令，或停止命令时，便发生线路状态中断。
接口11的电话功能集包括置默契值，读出、改变配置命令，以及建立中断和屏蔽中断命令，还有在异步和调制解调器通信介绍中所采用的读状态命令。电话配置参数包括完成拨号的类型(脉冲或双音多频方式)，DTMF(双音多频)音的通、断周期，脉冲拨号数字间隔，以及叉簧搭接时间。此外，电话线路控制命令集的目的是对通过线路30信号进行控制。摘机命令(OFFHOOK)用于表示某线路处于断开状态。挂机命令(ONHOOK)用于表示电话线处于接通状态。义簧搭接(TAPDHOOK)命令能使接通叉簧的线路在控制时间内依次和公共支局交换信号。拨号命令(DIAL)用于在电话线上送出一串数字信号。读出电话呼叫命令(READ CALL)用于在电话呼叫处理过程中，对电话信号进行监视。
继续拨号的中断条件是在每个有效数字字符串被处理后产生，完全拨号中断条件产生是在处理完某特定拨号功能的最后有效字符之后。继续续读呼叫功能完成时，产生读呼叫完成中断条件。一旦接收到输入电话呼叫，则输入振铃中断便产生，这就表明线路已被使用。只要连到电话设备上的送受话器是处于接通或离开叉簧时，就产生接通或断开叉簧的中断。这5个中断条件包含电话接口中断。
图2是以简化功能方框的形式表示命令和中断功能的流程。应用10通过程序接口11和驱动器41，执行代码42，硬件中断路由选择器43交互作用，它们之中的每一个都位于主机12之中。硬件接口44成为主机12和硬系统50之间的界面。当中断起于分区24时，则应用命令就在指令存储器21中的分区24结束。定义程程接口11的命令和中断流程将按照图3和图4作较详细介绍。图3详细说明了由应用10经接口11通过主机12到达硬件系统50的命令流程。从应用10输入到接口11的命令包括两种类型的标识。提供的第一种标识是异步或电话命令。第二种标识是已给功能集中的特定的命令，选择控制方框中合适的指针，该指针指出执行代码42中的恰当的存储单元。驱动12将这些命令取走，然后将它们送到执行代码42中适当的存储单元。
选择控制方框信息是输入到接口11的部份命令，这样，驱动器41可以识别出控制方框51中特定的开始存储单元。此开始存储单元是分区71，它指向命令矢量程序块52的开始单元。包含在命令中的命令编码信息通过线路72输出，和来自分区71的指示器信息结合起来，该命令编码指明或间接指明与命令有关的命令矢量52的内存单元，经执行后，命令矢量52指明命令处理器53中某段执行代码。当找到特定要求的该段代码后，驱动器41指向包括所需代码的命令处理器中的特定的输入点。事实上，命令矢量52连同命令编码一起通过线路72和分区71完成寻址功能。然后命令处理器53执行由应用10输出到硬件系统50的特定命令。
图4提供了较详细的中断流程，它从硬件系统50返回，经过主机12到接口11，然后到应用10的应用中断子程序。中断由硬件系统50产生，并经硬件接口44输出到硬件中断路由选择器43。中断包括分区信息和关于中断类型信息两部分。分区信息指明控制模块51的内存单元。在这种情况下，分区信息指向为分区72，它是中断矢量67的开始点，这种类型的中断是通过线路75输入，与来自分区72的信息结合起来，正确存取中断矢量模块67中合适的开始点，经执行后，中断矢量67指向中断处理程序68中的输入点。硬件中断路由选择器43便把中断31向中断处理程序中的相应功能集，经中断处理程序68执行后，并且通过应用中断矢量66将中断向上送往应用中断子程序61。线路63上送往应用中断子程序61的信息包括将要到来的是何种中断以及给应用10处理中断的控制权。在控制已交给应用10后，从应用10发出一个读状态命令(READSTAT)。然后读状态信息通过线路62从中断状态程序块65输入到应用中断子程序61。这个信号提供更多有关测发出的中断信息，并且自上次READSTAT命令以后，如果发出其它中断(它们没有规定的中断处理程序)，也要通知应用中断子程序61。中断状态程序块65由中断程序68更新，而每次中断中断程序68由硬件中断路由选择器43择取。
本发明已结合较好的例子具体地给予介绍和说明，内行们都能了解到，只要不脱离本发明的精神和范围，可在形式，或细节上的各种改变都是可以的。
权利要求
1.一种为电话和异步通信提供的信号处理通信系统，包括提供电话和异步通信的许多硬件资源，其特征为为提供某一电话和异步通信，至少需要上述许多硬件资源中的一种，以及与它有相配合的至少一种应用程序，将上述的至少一种应用程序与至少一种硬件资源相连接的手段，上述手段是与任何执行的硬件和协议无关。
2.按照权利要求
1，所说的信号处理通信系统，其中上述手段包括为控制异步通信的第一集组命令和中断，以及控制电话通信的第二组命令和中断。
3.根据权利要求
2所述的信号处理通信系统，第一组命令包括一组配置命令，该配置命令是控制所说系统的运转模式，数据速率和长度，奇偶校验性。
4.根据权利要求
所述的信号处理通信系统，第一组命令包括一组为控制所述系统中断的中断控制命令。
5.根据权利要求
2所所述的信号处理控制系统，第一组命令包括一组为控制所述系统通信的通信控制命令。
6.根据权利要求
2处所述的信号处理通信系统，第2组命令包括一组配置命令，该配置命令是控制所述系统的运转模式，拨号类型，DTMF音的规范和间隔，以及在该系统内产生的叉簧搭接的持续时间。
7.根据权利要求
2处所述的信号处理通信系统，第二组命令包括一组控制所述系统中断的中断控制命令。
8.根据权利要求
2所述的信号处理通信系统，第二组命令包括一组控制电话线路信号的电话线路控制命令。
9.根据权利要求
8所述的信号处理通信系统，其中一组电话线路控制命令包括所述电话线路挂机和摘机手段，拨发数字串的手段，以及在该电话线上的电话监视信号的手段。
专利摘要
公开了一种异步和电话通信所提供的通信接口。该接口能使软件不受任何硬件或物理地址的限制，而运行在接口上。因而，软件应用程序的编制可以不受所执行的硬件和协议的约束，为异步和电话通信功能集定义了一组配置参数。此外，又为异步和电话通信功能集规定了一组中断条件。这些参数和中断条件控制着经过该接口的软件应用和系统硬件相互之间的交互作用。
文档编号H04Q11/04GK86106515SQ86106515
公开日1987年4月22日 申请日期1986年9月29日
发明者马克·阿兰·恩考夫, 保罗·爱得华·帕克, 林·帕克·维斯特约翰·海登·维尔森, 布伦特·索马斯·霍夫, 布拉德利·斯科特·麦克多尔德 申请人:国际商用机器公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan