全双工总线及列车的制作方法

本发明涉及总线技术领域，更具体地说，涉及一种全双工总线及列车。

背景技术：

总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束。在当前的背板总线中，通常采用点到点高速串行信号形式，如pecl、cml、lvds等，进行高速数据传输，但是，这些点到点高速串行信号形式需要消耗大量io，成本较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种全双工总线及列车，欲实现降低成本的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

第一方面，提供一种全双工总线，包括：主节点、从节点、第一差分对电路、第二差分对电路和第三差分对电路，所述第一差分对电路为所述主节点向所述从节点传输数据信号的物理通道，所述第二差分对电路为所述从节点向所述主节点传输数据信号的物理通道，所述第三差分对电路为所述主节点向所述从节点传输同步时钟信号的物理通道；

所述主节点包括第一m-lvds(multipointlowvoltagedifferentialsignaling，多点低电压差分信号)驱动器和第一m-lvds接收器，所述第一m-lvds驱动器包括第一发送端、第二发送端和第三发送端，所述第一发送端用于向所述第三差分对电路发送同步时钟信号，所述第二发送端用于向所述第一差分对电路发送串行数据有效信号，所述第三发送端用于向所述第一差分对电路发送串行数据信号，在发送串行数据信号时串行数据有效信号有效，在不发送串行数据信号时串行数据有效信号无效；

所述从节点包括第二m-lvds驱动器和第二m-lvds接收器，所述第二m-lvds接收器包括第一接收端、第二接收端和第三接收端，所述第一接收端用于从所述第三差分对电路接收所述主节点发送的同步时钟信号，所述第二接收端用于从所述第一差分对电路接收所述主节点发送的串行数据有效信号，所述第三发送端用于从所述第一差分对电路接收所述主节点发送的串行数据信号；

所述第二m-lvds驱动器包括第四发送端和第五发送端，所述第四发送端用于向所述第二差分对电路发送串行数据有效信号，所述第五发送端用于向所述第二差分对电路发送串行数据信号；

所述第一m-lvds接收器包括第四接收端和第五接收端，所述第四接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点发送的串行数据有效信号，所述第五接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点发送的串行数据信号。

可选的，所述第二m-lvds驱动器还包括：第六接收端和第七接收端，所述第六接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点向所述主节点发送的串行数据有效信号，所述第七接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点向所述主节点发送的串行数据信号。

可选的，所述从节点的数量为：至少两个；

所述从节点在接收到所述主节点发送的数据请求指令后，通过所述第四发送端向所述第二差分对电路发送串行数据有效信号，且通过所述第五发送端向所述第二差分对电路发送包含所述数据请求指令请求的数据的串行数据信号。

可选的，对于发送串行数据信号的所述主节点和所述从节点，发送的串行数据信号在同步时钟信号的每个脉冲下降沿位置更新数据输出；

对于接收串行数据信号的所述主节点和所述从节点，在同步时钟信号的每个脉冲上升沿位置判断串行数据有效信号是否有效，若是，则采样串行数据信号。

可选的，所述第一m-lvds驱动器，具体为：

型号为sn65mlvd206d或sn65mlvd207的m-lvds驱动器。

可选的，所述第二m-lvds驱动器，具体为：

型号为sn65mlvd206d或sn65mlvd207的m-lvds驱动器。

第二方面，提供一种列车，包括全双工总线；

所述全双工总线包括：主节点、从节点、第一差分对电路、第二差分对电路和第三差分对电路，所述第一差分对电路为所述主节点向所述从节点传输数据信号的物理通道，所述第二差分对电路为所述从节点向所述主节点传输数据信号的物理通道，所述第三差分对电路为所述主节点向所述从节点传输同步时钟信号的物理通道；

所述主节点包括第一m-lvds驱动器和第一m-lvds接收器，所述第一m-lvds驱动器包括第一发送端、第二发送端和第三发送端，所述第一发送端用于向所述第三差分对电路发送同步时钟信号，所述第二发送端用于向所述第一差分对电路发送串行数据有效信号，所述第三发送端用于向所述第一差分对电路发送串行数据信号，在发送串行数据信号时串行数据有效信号有效，在不发送串行数据信号时串行数据有效信号无效；

所述从节点包括第二m-lvds驱动器和第二m-lvds接收器，所述第二m-lvds接收器包括第一接收端、第二接收端和第三接收端，所述第一接收端用于从所述第三差分对电路接收所述主节点发送的同步时钟信号，所述第二接收端用于从所述第一差分对电路接收所述主节点发送的串行数据有效信号，所述第三发送端用于从所述第一差分对电路接收所述主节点发送的串行数据信号；

所述第二m-lvds驱动器包括第四发送端和第五发送端，所述第四发送端用于向所述第二差分对电路发送串行数据有效信号，所述第五发送端用于向所述第二差分对电路发送串行数据信号；

所述第一m-lvds接收器包括第四接收端和第五接收端，所述第四接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点发送的串行数据有效信号，所述第五接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点发送的串行数据信号。

可选的，所述第二m-lvds驱动器还包括：第六接收端和第七接收端，所述第六接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点向所述主节点发送的串行数据有效信号，所述第七接收端用于从所述第二差分对电路接收所述从节点向所述主节点发送的串行数据信号。

可选的，所述从节点的数量为：至少两个；

所述从节点在接收到所述主节点发送的数据请求指令后，通过所述第四发送端向所述第二差分对电路发送串行数据有效信号，且通过所述第五发送端向所述第二差分对电路发送包含所述数据请求指令请求的数据的串行数据信号。

可选的，对于发送串行数据信号的所述主节点和所述从节点，发送的串行数据信号在同步时钟信号的每个脉冲下降沿位置更新数据输出；

对于接收串行数据信号的所述主节点和所述从节点，在同步时钟信号的每个脉冲上升沿位置判断串行数据有效信号是否有效，若是，则采样串行数据信号。

可选的，所述第一m-lvds驱动器，具体为：

型号为sn65mlvd206d或sn65mlvd207的m-lvds驱动器。

可选的，所述第二m-lvds驱动器，具体为：

型号为sn65mlvd206d或sn65mlvd207的m-lvds驱动器。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种全双工总线及列车，其中全双工总线的主节点和从节点均包括m-lvds驱动器和m-lvds接收器，且主节点的m-lvds驱动器与从节点的m-lvds接收器之间通过第一差分对电路进行数据信号传输，从节点的m-lvds驱动器与主节点的m-lvds接收器之间通过第二差分对电路进行数据信号传输，即实现了主节点到从节点的物理通道，从节点到主节点的物理通道分别采用独立的物理通道，构成了一套基于m-lvds的全双工数据总线系统。相比于其他类型总线，主节点和从节点需要的信号均较少，降低了io消耗，进而降低了成本。以及将串行数据有效信号和串行数据信号配合使用，数据接收方利用串行数据有效信号确定是否有串行数据信号发送，从而降低了数据帧边界界定的编码开销，且简化了数据恢复逻辑。

从节点在向主节点发送串行数据信号的同时也同时侦听自身发送的串行数据信号，以判断是否存在因网络故障或其余从节点错误接触造成信息发送失败。正常数据发送阶段，其余未接收到主节点发送的数据请求指令的从节点将侦听第二差分对电路中数据，从而可获取正在发送串行数据信号的从节点正在发送的数据，从而提供从节点间数据交互能力。

以及发送串行数据信号的所述主节点和所述从节点在同步时钟信号的下降沿位置更新数据输出，接收串行数据信号的所述主节点和所述从节点，在同步时钟信号的每个脉冲上升沿位置判断串行数据有效信号是否有效，并在有效时采样串行数据信号，为总线提供了充足的时间余量，有利于降低总线相应信号的布线等长要求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种全双工总线的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种全双工总线传输同步时钟信号的结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种主节点向从节点传输串行数据有效信号的结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种主节点向从节点传输串行数据信号的结构的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种从节点向主节点传输串行数据有效信号的结构的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种从节点向主节点传输串行数据信号的结构的示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种从节点向主节点传输串行数据有效信号的结构的示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种从节点向主节点传输串行数据信号的结构的示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种从节点向主节点传输串行数据有效信号的结构的示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种从节点向主节点传输串行数据信号的结构的示意图；

图11为本发明实施例提供的一种主节点向从节点传输串行数据信号方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

本发明的实施例提供了一种全双工总线，参见图1，该全双工总线包括主节点、从节点、第一差分对电路l1、第二差分对电路l2、和第三差分对电路l3。主节点是一个，从节点可以是一个或多个。第一差分对电路l1为主节点向从节点传输数据信号的物理通道，第二差分对电路l2为从节点向主节点传输数据信号的物理通道，第三差分对电路l3为主节点向从节点传输同步时钟信号的物理通道。主节点和从节点均基于同步时钟信号实现数据的采样恢复及处理工作。

主节点基于同步时钟信号向从节点提供数据信号；从节点基于同步时钟信号恢复主节点发送的数据，并根据解析后的数据回馈需要，接入第二差分对电路，并基于同步时钟信号发送数据信号。参见图2，网络中的同步时钟源提供的同步时钟信号21，由第一m-lvds驱动器的第一发送端22通过第三差分对电路23发送给从节点的第二m-lvds接收器的第一接收端24，第二m-lvds接收器恢复出的时钟脉冲25用于从节点与主节点间数据收发的参考时钟信号。在本发明中第一m-lvds驱动器指的是主节点的m-lvds驱动器，第二m-lvds接收器为从节点的m-lvds接收器。

主节点通过第一差分对电路向从节点发送串行数据有效信号和串行数据信号。串行数据有效信号和串行数据信号配合使用，在发送串行数据信号时串行数据有效信号有效，在不发送串行数据信号时串行数据有效信号无效。串行数据有效信号为高电平时表示有效，串行数据有效信号为低电平表示无效。串行数据信号随发送数据位值的变化而跳变。

参见图3，串行数据有效信号31通过第一m-lvds驱动器的第二发送端32发送至第一差分对电路33上，第二m-lvds接收器的第二接收端34从第一差分对电路33获取该串行数据有效信号并恢复得到本地的串行数据有效信号35。参见图4，串行数据信号41通过第一m-lvds驱动器的第三发送端42发送至第一差分对电路33上，从节点的第二m-lvds接收器的第三接收端44从第一差分对电路33获取该串行数据信号并恢复得到本地的串行数据信号45。

从节点通过第一差分对电路向主节点发送串行数据有效信号和串行数据信号。从节点向主节点发送的串行数据有效信号和串行数据信号也是配合使用，在发送串行数据信号时串行数据有效信号有效，在不发送串行数据信号时串行数据有效信号无效。串行数据有效信号为高电平时表示有效，串行数据有效信号为低电平表示无效。串行数据信号随发送数据位值的变化而跳变。

参见图5，串行数据有效信号51由第二m-lvds驱动器的第四发送端52发送到第二差分对电路53上，第一m-lvds接收器的第四接收端54从第二差分对电路53获取到该串行数据有效信号并恢复得到本地的串行数据信号55。参见图6，串行数据信号61由第二m-lvds驱动器的第五发送端62发送到第二差分对电路53上，第一m-lvds接收器的第五接收端64从第二差分对电路53获取到该串行数据有效信号并恢复得到本地的串行数据信号65。在本发明中第一m-lvds接收器指的是主节点的m-lvds接收器，第二m-lvds驱动器为从节点的m-lvds驱动器。

本发明提供的上述全双工总线，主节点和从节点均包括m-lvds驱动器和m-lvds接收器，且主节点的m-lvds驱动器与从节点的m-lvds接收器之间通过第一差分对电路进行数据信号传输，从节点的m-lvds驱动器与主节点的m-lvds接收器之间通过第二差分对电路进行数据信号传输，即实现了主节点到从节点的物理通道，从节点到主节点的物理通道分别采用独立的物理通道，构成了一套基于m-lvds的全双工数据总线系统。相比于其他类型总线，主节点和从节点需要的信号均较少，降低了io消耗，进而降低了成本。以及将串行数据有效信号和串行数据信号配合使用，数据接收方利用串行数据有效信号确定是否有串行数据信号发送，从而降低了数据帧边界界定的编码开销，且简化了数据恢复逻辑。

参见图7和图8，第二m-lvds驱动器还包括第六接收端56和第七接收端66，第六接收端56用于从第二差分对电路53接收从节点向主节点发送的串行数据有效信号51，第七接收端66用于从第二差分对电路53接收从节点向主节点发送的串行数据信号。从节点在向主节点发送串行数据信号的同时也同时侦听自身发送的串行数据信号，以判断是否存在因网络故障或其余从节点错误接触造成信息发送失败。

从节点的数量为至少两个时，从节点在接收到主节点发送的数据请求指令后，才通过第四发送端52向第二差分对电路53发送串行数据有效信号51，且才通过第五发送端62向第二差分对电路53发送包含数据请求指令请求的数据的串行数据信号61。即正常数据发送阶段，其余未接收到主节点发送的数据请求指令的从节点将侦听第二差分对电路53中数据，从而可获取正在发送串行数据信号的从节点正在发送的数据，从而提供从节点间数据交互能力。参见图9和图10，示出了从节点的数量为多个的情况。

在一个具体实施例中，对于发送串行数据信号的主节点和从节点，发送的串行数据信号在同步时钟信号的每个脉冲下降沿位置更新数据输出，见图11所示；对于接收串行数据信号的主节点和从节点，在同步时钟信号的每个脉冲上升沿位置判断串行数据有效信号是否有效，若是，则采样串行数据信号。进而为总线提供了充足的时间余量，有利于降低总线相应信号的布线等长要求。

在一个具体实施例中，第一m-lvds驱动器，具体为：

型号为sn65mlvd206d或sn65mlvd207的m-lvds驱动器。

在一个具体实施例中，第二m-lvds驱动器，具体为：

型号为sn65mlvd206d或sn65mlvd207的m-lvds驱动器。

本实施例还提供一种包括上述全双工总线的列车。列车中的全双工总线参见以上所述。列车的其它部分均可以采用现有技术中公开的内容，本发明不再赘述。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，且本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。