专利名称：一种信号转换装置、方法及通信设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体地涉及一种LPC总线转UART接口的装置、方法及通信 设备。
背景技术：
串行通信接口协议提供了一种用于数据通信的最简单的标准串行接口，因此在很 多设备上都得到了广泛的应用。电子设计工程师在对复杂嵌入式系统进行调试时，经常会 涉及到人机交互，在人机交互过程中需要利用嵌入式系统的串口作为控制台(console)， 以便上位机通过串口来控制该嵌入式系统，例如通过串口打印信息，因此几乎所有的嵌入 式系统需要串口。在电信领域的应用中，串口除了用于本地的调试，同时BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)也通过串口对嵌入式系统进行通讯和控制。X86架构处理器主要的应用场景为微型计算机、服务器或工作站，并已经开始应 用于嵌入式、通信领域，但X86架构处理器厂商已经渐渐不再在南桥(South Bridge)提供 UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter,fflM^/vtBt^zII) ^P ,M^ 利用南桥的LPC总线(Low Pin CoimtBus，低引脚数总线)连接到超级1/0芯片(Super I/ 0 ASIC)，由其提供微型计算机所需的各种低速接口(例如并口、串口、软驱、PS2、键盘、鼠 标、打印机等…)。请参阅图1，图1为现有技术一利用超级1/0芯片实现UART通信的硬件连接示意 图。如图1所示，对于PC机或嵌入式系统，直接通过LPC总线将超级1/0芯片与南桥芯片 连接，并通过该超级1/0芯片提供软盘接口、并口、串口、键盘控制器及X-BUS等。但是该超 级1/0芯片的管脚多达128个，且体积大。同时该方案还在LPC总线上连接一个带有LPC 接口的flash，用于存储整个软件及硬件系统的BI0S(Basic input output system，基本输 入输出系统)。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下不足由于超级1/0芯片的内部实现多种接口(包括UART接口)与LPC总线通信时，对 各个接口相关的参数配置需要通过对超级1/0芯片内部的Index Port寄存器和Data Port 寄存器进行操作，才能完成配置。在系统启动时，如果要使用串口通信，首先需要BIOS对超 级1/0芯片内部进行配置，进入超级1/0芯片的配置状态，将对Index Port寄存器和Data Port寄存器进行写操作。只有先将串口接口作为逻辑器件分配给内部总线，然后才能通过 访问串口寄存器的1/0地址，并对串口控制器进行读写操作，因此，配置过程比较复杂。
发明内容
本发明实施例提供了 一种信号转换装置、方法及通信设备。一方面，本发明实施例提供了一种信号转换装置，所述装置包括LPC总线接口单 元、寄存器配置单元、UART单元；所述LPC总线接口单元，用于对来自LPC总线的信号进行 协议解析，并通过本地总线输出本地信号，所述本地信号包括控制信号、地址信号及数据信号；所述寄存器配置单元，用于根据所述本地信号配置UART单元的寄存器；所述UART单元 的寄存器分配在内存地址空间和I/O地址空间；所述UART单元，用于根据所述本地信号以 及配置后的UART单元的寄存器的值将来自所述LPC总线上的数据转换成串口数据后通过 UART接口输出或将从所述UART接口接收的串口数据根据所述本地信号输出到所述LPC总 线。另一方面，本发明实施例的提供了一种信号转换方法，所述方法包括对来自LPC 总线的信号进行协议解析，并通过本地总线输出本地信号，所述本地信号包括地址信号、数 据信号及控制信号；根据所述本地信号配置UART单元的寄存器；所述UART单元的寄存器 分配在内存地址空间和I/O地址空间；根据所述本地信号以及配置后的UART单元的寄存 器的值将来自所述LPC总线上的数据转换成串口数据后通过UART接口输出，或者将从所述 UART接口接收的串口数据根据所述本地信号输出到所述LPC总线。还一方面，本发明实施例提供了一种通信设备，所述通信设备包括CPU、南桥、本 发明实施例的信号转换装置及外围设备；所述CPU用于通过南桥的LPC接口向所述信号转 换装置和/或外围设备发送信号；所述信号转换装置用于对LPC接口的数据和UART数据进 行转换，并将所述CPU发送的信号向所述外围设备发送或接收来自所述外围设备的信号以 向所述CPU反馈。本发明实施例的装置与方法，通过利用可编程逻辑器件的内部逻辑电路实现了从 LPC总线协议到UART串口通信的信号转换功能，避免了使用现有技术中的超级I/O芯片，达 到了简化配置、节约成本、节省电路板空间、降低电路复杂度的有益技术效果。本发明实施例的通信设备，可以将低引脚数LPC总线接口单元解析出的数据通过 UART单元发送出去，同时可以读写与该通信设备相连的外围设备。
图1为现有技术一利用超级I/O芯片实现UART通信的硬件连接图；图2为本发明实施例1的一种信号转换装置的结构示意图；图3为本发明实施例1的LPC总线接口单元的状态转换图；图4为本发明实施例1的UART单元的功能框图；图5为本发明实施例1的FIFO存储器的接口图；图6为本发明实施例1的发送子单元的发送工作原理示意图；图7为本发明实施例1的接收子单元的工作原理示意图；图8为本发明实施例2的一种信号转换方法的流程示意图；图9为本发明实施例3 —种通信系统的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例作详细阐述，下列示例性描述应当理解为是对本发 明权利要求的解释而不是对本发明权利要求的限制。实施例1 本发明实施例1提供了 一种信号转换装置。本发明实施例1通过以CPLD或FPGA 等可编程逻辑器件作为载体，利用上述逻辑器件的内部逻辑资源实现该信号转换装置.从而简化了对该信号转换装置包含的UART单元的相应寄存器的配置过程。图2为本发明实施例1的一种信号转换装置的结构示意图。如图2所示，本发明实施例1的装置20通过LPC(Low Pin Count，低引脚数)总线与南桥40连接。请参阅图 2，本发明实施例1的装置包括LPC总线接口单元201、寄存器配置单元202、UART单元203 ；所述LPC总线接口单元201，用于对来自LPC总线的信号进行协议解析，并通过本地总线输出本地信号，所述本地信号包括控制信号、地址信号及数据信号；所述寄存器配置单元202，用于根据所述本地信号配置UART单元203的寄存器；所述UART单元203的寄存器分配在内存地址空间和I/O地址空间；所述UART单元203，用于根据所述本地信号以及配置后的UART单元的寄存器的值将来自所述LPC总线上的数据转换成串口数据后通过UART接口输出或将从所述UART接口 接收的串口数据根据所述本地信号输出到所述LPC总线。进一步地，所述寄存器配置单元202，还可以用于通过所述本地信号获取寄存器读写方式信息，当所述寄存器读写方式为内存读写时，对分配在内存地址空间的UART单元 203的寄存器进行操作；当所述寄存器读写方式为I/O读写时，对对分配在I/O地址空间的UART单元203的寄存器进行操作；所述寄存器读写方式信息由所述LPC总线接口单元201根据寄存器读写指令判断 得出当所述寄存器读写指令为I/O读写指令时，所述LPC总线接口单元输出寄存器读写方 式为I/O读写；当所述寄存器读写指令为内存读写指令时，所述LPC总线接口单元输出寄存 器读写方式为内存读写。进一步地，所述信号转换装置20还可以包括系统存储单元204，用于存储系统操作系统OS和/或基本输入输出系统BIOS ；所述系统存储单元204与所述LPC总线接口单 元201相连，通过接收来自LPC总线接口单元201的所述本地信号，并根据所述本地信号对 存储在里面的数据进行读写操作。进一步地，所述LPC总线接口单元201，还可以用于与至少一个外围设备30进行相连，并通过所述本地信号与所述外围设备30进行通信。所述外围设备包括下列设备中的一 个或多个主备倒换设备、上电复位设备、时钟检测设备、版本查询设备、中断处理设备。可选地，所述本地总线为Local Bus总线，所述系统存储单元为具有LocalBus总线接口的 NOR flash。优选地，所述UART单元203包括寄存器阵列，用于存储接收到的所述数据信号，或根据所述数据信号对所述寄存器阵列中的至少一寄存器进行配置；第一 FIFO存储器，用 于存储待发送的数据；第二 FIFO存储器，用于存储待读取的数据；发送单元，用于监测所 述第一 FIFO存储器的状态，当所述状态为有效时读出所述第一 FIFO存储器中的待发送的 数据，并将所述待发送的数据转换成串行格式后，基于通用异步串行通信协议发送；接收单元，用于接收串行数据，将所述串行数据转换成并行数据后写入到第二 FIFO存储器中，并 触发所述寄存器阵列中至少一寄存器的状态发生变化。进一步地，以下将结合图表对本发明实施例1的信号转换装置包含的LPC总线接口单元的功能作详细阐述。LPC总线，其用于连接南桥(South Bridge)和周边慢速设备，表1提供了 LPC总线的各管脚的定义。
权利要求
一种信号转换装置，其特征在于，所述信号转换装置包括LPC总线接口单元、寄存器配置单元、UART单元；所述LPC总线接口单元，用于对来自LPC总线的信号进行协议解析，并通过本地总线输出本地信号，所述本地信号包括控制信号、地址信号及数据信号；所述寄存器配置单元，用于根据所述本地信号配置UART单元的寄存器；所述UART单元的寄存器分配在内存地址空间和I/O地址空间；所述UART单元，用于根据所述本地信号以及配置后的UART单元的寄存器的值将来自所述LPC总线上的数据转换成串口数据后通过UART接口输出或将从所述UART接口接收的串口数据根据所述本地信号输出到所述LPC总线。
2.如权利要求1所述的信号转换装置，其特征在于，所述寄存器配置单元，还用于通过 所述本地信号获取寄存器读写方式信息，当所述寄存器读写方式为内存读写时，对分配在 内存地址空间的UART单元的寄存器进行操作；当所述寄存器读写方式为I/O读写时，对分 配在I/O地址空间的UART单元的寄存器进行操作；所述寄存器读写方式信息由所述LPC总线接口单元根据寄存器读写指令判断得出当所述寄存器读写指令为I/O读写指令时，所述LPC总线接口单元输出寄存器读写方 式为I/O读写；当所述寄存器读写指令为内存读写指令时，所述LPC总线接口单元输出寄存器读写方 式为内存读写。
3.如权利要求1所述的信号转换装置，其特征在于，所述信号转换装置还包括系统存储单元，用于存储系统操作系统OS和/或基本输入输出系统BIOS ；所述系统存 储单元与所述LPC总线接口单元相连，通过接收来自LPC总线接口单元的所述本地信号，并 根据所述本地信号对存储在里面的数据进行读写操作。
4.如权利要求1所述的信号转换装置，其特征在于所述LPC总线接口单元，还用于与至少一个外围设备进行相连，并通过所述本地信号 与所述外围设备进行通信。
5.如权利要求4所述的信号转换装置，其特征在于所述本地总线为Local Bus总线，所述系统存储单元为具有Local Bus总线接口的NOR flash。
6.如权利要求1所述的信号转换装置，其特征在于，所述UART单元包括寄存器阵列，用于存储接收到的所述数据信号，或根据所述数据信号对所述寄存器阵 列中的至少一寄存器进行配置；第一 FIFO存储器，用于存储待发送的数据；第二 FIFO存储器，用于存储待读取的数据；发送单元，用于监测所述第一 FIFO存储器的状态，当所述状态为有效时读出所述第一 FIFO存储器中的待发送的数据，并将所述待发送的数据转换成串行格式后，基于通用异步 串行通信协议发送；接收单元，用于接收串行数据，将所述串行数据转换成并行数据后写入到第二 FIFO存 储器中，并触发所述寄存器阵列中至少一寄存器的状态发生变化。
7.一种信号转换方法，其特征在于，所述信号转换方法包括对来自LPC总线的信号进行协议解析，并通过本地总线输出本地信号，所述本地信号 包括地址信号、数据信号及控制信号；根据所述本地信号配置UART单元的寄存器；所述UART单元的寄存器分配在内存地址 空间和I/O地址空间；根据所述本地信号以及配置后的UART单元的寄存器的值将来自所述LPC总线上的数 据转换成串口数据后通过UART接口输出，或者将从所述UART接口接收的串口数据根据所 述本地信号输出到所述LPC总线。
8.如权利要求7所述的信号转换方法，其特征在于，所述对来自LPC总线的信号进行协 议解析的步骤包括接收来自LPC总线的帧数据；根据所述帧数据中的寄存器读写标识判断对所述UART单元的寄存器的寄存器读写方 式是内存读写还是I/O读写；当所述寄存器读写方式为内存读写时，对分配在内存地址空间的UART单元的寄存器 进行访问；当所述寄存器读写方式为I/O读写时，对分配在I/O地址空间的UART单元的寄存器进 行访问。
9.如权利要求7所述的信号转换方法，其特征在于，还包括通过所述本地信号与至少一个外围设备进行通信。
10.如权利要求7所述的信号转换方法，其特征在于，还包括接收来自LPC总线的接口的所述本地信号，并通过所述本地信号对存储单元进行读写 操作。
11.如权利要求10所述的信号转换方法，其特征在于所述本地总线为Local Bus总线；所述存储单元为具有Local Bus接口的NOR flash。
12.如权利要求7所述的信号转换方法，其特征在于，所述根据所述本地信号以及配置 后的UART单元寄存器的值将来自所述LPC总线上的数据转换成串口数据后通过UART接口 输出，或者将从所述UART接口接收的串口数据根据所述本地信号输出到所述LPC总线的步 骤包括监测存储发送数据的FIFO存储器的状态，当所述状态为有效时，读出所述存储发送数 据的FIFO存储器中的待发送的数据，并将所述待发送的数据转换成串行格式，基于通用异 步串行通信协议发送；或者，接收串行数据，将所述串行数据转换成并行数据后写入存储待读取数据的FIFO存储 器中，并触发相关寄存器状态发生改变，以使得所述并行数据能够输出到所述LPC总线。
13.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括CPU、南桥、信号转换装置及外围 设备；所述CPU用于通过南桥的LPC接口向所述信号转换装置和/或外围设备发送信号；所述信号转换装置为权利要求1-6中任一项权利要求所述的信号转换装置，用于对 LPC接口的数据和UART数据进行转换，并将所述CPU发送的信号向所述外围设备发送或接 收来自所述外围设备的信号以向所述CPU反馈。
全文摘要
本发明实施例提供了一种信号转换装置、方法及通信设备。所述包括LPC总线接口单元、寄存器配置单元、UART单元；所述LPC总线接口单元，用于对来自LPC总线的信号进行协议解析，并通过本地总线输出本地信号，所述本地信号包括控制信号、地址信号及数据信号；所述寄存器配置单元，用于根据所述本地信号配置UART单元的寄存器；所述UART单元的寄存器分配在内存地址空间和I/O地址空间；所述UART单元，用于根据所述本地信号以及配置后的UART单元的寄存器的值将来自所述LPC总线上的数据转换成串口数据后通过UART接口输出或将从所述UART接口接收的串口数据根据所述本地信号输出到所述LPC总线。本发明实施例可以简化对UART单元的寄存器的配置过程。
文档编号G06F13/38GK101989244SQ20091016105
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月5日 优先权日2009年8月5日
发明者朱晓明 申请人:华为技术有限公司