专利名称：一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置及方法，尤其涉及
一种中央处理器以一预留脚位连接于光纤连接器的信号检测脚位，使信号传输时可不经过 交换模块，以加快预设设备连接状态改变时的回报速度的监看设备在连接状态改变时可快 速回报的装置及方法。
背景技术：
随着通讯技术的快速演进，其衍生的通讯网络也随之快速发展，并依照其规模大 小而可区分为区域网络以及广域网络，其中，区域网络是由许多相同网络架构所完成的区 域性网络；广域网络则是由许多的区域网络所组成的大型网络，且其服务与连线的范围可 遍及全国甚至全世界。 不论是区域网络或广域网络，其中最常见的基本架构，便是以太网络(Ethernet), 而在以太网络中则包括有利用光纤或绞线为传输线路的集线器(Hub)、交换器(Switch)或 路由器(Router)等网络中继装置，而通过网络中继装置与传输线路的组合，可使不同网域 的区域网络、电脑及其他装置、设备(如监视系统、保全系统等)，得以进行数据、指令的传 输或控制。 在各类的网络中继装置中，为了符合OSI(Open System Interconnection)所定义 的规范，因此皆设置有实体电路(Physical，简称PHY)与媒体存取控制电路(Media Access Control，简称MAC)，其中，实体电路层泛指网络中继装置中的连接埠、传输线路等规格。
由于光纤通讯具有低衰减、频宽大、不受电磁波干扰等许多优点，在工业级乙太网 络基础设备的应用上，便常用光纤来连接骨干网络，或是搭配备援环技术(Redundant)来 使用，即可通过光纤的特性来加快连接状态回报速度，但一般设备检测连接状态时，以中央 处理器通过串行总线接口 (如内部集成电路lt、序列周边接口 SPI、PCI接口 )向媒体存取 层晶片询问设备的连接状态，其连接状态的询问方式有两种，由媒体存取层晶片通过序列 管理串行总线介面(如MDC、MDI0)定期向实体层晶片询问，中央处理器再由媒体存取层晶 片内取得，或是由中央处理器通过媒体存取层晶片直接询问实体层晶片得来，但上述两种 方法都需经过多层的串行总线介面进行沟通，且对相关信号进行同步处理后，才可得到设 备的最新连接状态，由于设备连接状态的回报速度慢，且数据在较长时间的设备连接中断 期间流失，便无法符合现今工业控制所要求的数据流要在极短时间内回复的诉求。
上述现有的设备连接状态检测方法，因具有诸多问题与缺点，此即为本发明人与 从事此行业者所亟欲改善的目标所在。
发明内容
发明人有鉴于上述缺点，搜集相关数据，经由多方评估及考量，并以从事于此行业 累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种一种监看设备在连接状态改变时可 快速回报的装置及方法的发明专利。
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本发明的主要目的在于提供一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置
及方法，所述中央处理器(CPU)为以预留脚位连接光纤连接器的信号检测脚位(SD pin)，
使系统软件控制中央处理器读取信号检测脚位信号位址的位元值，再通过系统软件分析判
断信号传输位址的值的变化，便可得知预设设备与光纤连接器的连接状态是否改变，因中
央处理器为不经过交换模块(switch module)而直接读取光纤连接器信号检测脚位的值，
便可节省信号传输时需在交换模块内进行串行总线沟通及信号同步处理的时间，进而可加
快状态改变时的回报速度，由于预设设备连接状态改变时可快速进行处理，则数据无法接
收的时间縮短，更可降低数据的流失量及保持工业级以太网络系统持续的运转。 本发明的次要目的在于提供一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置
及方法，所述中央处理器(CPU)为以预留脚位连接光纤连接器的信号检测脚位(SD pin)，
使中央处理器不经过交换模块而直接由光纤连接器的信号检测脚位读取信号，其交换模块
为具有媒体存取控制电路(MAC)及实体电路(PHY)，若媒体存取控制电路或实体电路产生
故障或错误时，因信号不会经过交换模块，便不会影响到系统软件分析判断信号传输位址
的值的变化，进而可提升监看预设设备连接状态时的准确度。 为了达到上述目的，本发明提供了一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的 装置，包括中央处理器、交换模块及一个以上的光纤连接器，所述中央处理器设有多个预留 脚位，所述中央处理器连接于所述交换模块，所述交换模块连接于一个以上的光纤连接器， 所述光纤连接器设有连接所述交换模块的信号检测脚位；所述中央处理器以一预留脚位 连接于所述光纤连接器的信号检测脚位，所述中央处理器连接有存储器，在所述存储器中 设有供所述中央处理器读取、执行以分析判断预留脚位所接收信号位址值是否改变的系统 软件，所述系统软件控制所述中央处理器读取所述信号检测脚位信号位址的位元值，通过 所述系统软件直接分析判断得知所述光纤连接器与预设设备的连接状态，在连接状态改变 时，得知并进行应变措施。 本发明还提供了一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的方法，包括中央处
理器、交换模块及一个以上的光纤连接器，所述中央处理器设有多个预留脚位，所述中央处
理器连接于所述交换模块，所述交换模块连接于一个以上供预设设备连接的光纤连接器，
所述光纤连接器设有连接所述交换模块的信号检测脚位，所述信号检测脚位连接于所述中
央处理器的一预留脚位，所述中央处理器连接有存储器，在所述存储器中设有供所述中央
处理器读取、执行以进行分析判断的系统软件，以所述系统软件控制所述中央处理器读取
所述信号检测脚位信号位址的位元值，并通过所述系统软件判断所述信号检测脚位信号位
址的位元值是否改变；如果该位元值不改变，预设设备连接于所述光纤连接器，所述系统软
件便控制所述中央处理器读取所述信号检测脚位信号位址的位元值；如果该位元值改变，
预设设备不连接于所述光纤连接器，所述系统软件触发事件进行应变措施。 与现有技术相比，本发明所述监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置及方
法，所述中央处理器(CPU)为以预留脚位连接光纤连接器的信号检测脚位(SD pin)，使系
统软件控制中央处理器读取信号检测脚位信号位址的位元值，再通过系统软件分析判断信
号传输位址的值的变化，便可得知预设设备与光纤连接器的连接状态是否改变，因中央处
理器为不经过交换模块(switchmodule)而直接读取光纤连接器信号检测脚位的值，便可
节省信号传输时需在交换模块内进行串行总线沟通及信号同步处理的时间，进而可加快状态改变时的回报速度，由于预设设备连接状态改变时可快速进行处理，则数据无法接收的 时间縮短，更可降低数据的流失量及保持工业级以太网络系统持续的运转。
图1为本发明较佳实施例的方块图。
图2为本发明较佳实施例的步骤流程图。
图3为本发明较佳实施例的电路图。 图4A、图4B为本发明通用型输入输出脚位的输出使能暂存器的规格图。 图5A、图5B为本发明通用型输入输出脚位的输入暂存器的规格图。 图6为本发明另一实施例的方块图。 图7A、图7B为本发明另一实施例的电路图。 图8A、图8B、图8C为本发明扩展总线的位址规格图。 附图标记说明1-中央处理器；ll-预留脚位；12_缓冲器；lll-通用型输入输出 脚位；121-连接脚位；112-扩展总线；2-交换模块(switch module) ;21-媒体存取控制电
路；22-实体电路；3-光纤连接器；31-信号检测脚位；4_系统软件；5_存储器。
具体实施例方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，绘图就本发明的较 佳实施例详加说明其特征与功能如下，利完全了解。 请参阅图l所示，为本发明较佳实施例的方块图，由图中可以清楚看出，其包括中 央处理器(CPU)1、交换模块(switch module)2、光纤连接器3、系统软件4和存储器5，其 中 所述中央处理器l设有多个预留脚位ll，且多个预留脚位ll可为多个通用型输入 输出脚位(GPIO)lll或扩展总线(E邓ansion Bus) 112，并以扩展总线112连接有具多个连 接脚位121的缓冲器(Buffer) 12。 所述交换模块2连接于中央处理器1，且交换模块2具有媒体存取控制电路 21 (MAC)及实体电路(PHY) 22。 所述光纤连接器3设有连接交换模块2的信号检测脚位(SD pin) 31，且信号检测 脚位31连接于中央处理器1的一预留脚位11。 所述系统软件4可读取中央处理器1上预留脚位11所接收的信号位址的值并进 行分析判断。 所述存储器5电连接于所述中央处理器l，且系统软件4设于存储器5内，而中央 处理器1可由存储器5内读取系统软件4并执行。 请参阅图1、图2所示，为本发明较佳实施例的方块图、步骤流程图，由图中可以清 楚看出，所述系统软件4执行时的步骤为
(100)开始； (101)控制中央处理器1通过预留脚位11读取光纤连接器3信号检测脚位31的 值； (102)判断预留脚位11所接收信号检测脚位31信号位址的值是否改变，若信号位址的值改变为不连接，进行步骤103，若信号位址的值不改变，进行步骤101 ; (103)触发事件进行应变措施。 由上述可得知所述中央处理器1以一预留脚位11连接于光纤连接器3的信号检 测脚位31，使系统软件4可控制中央处理器1读取信号检测脚位31的信号值，再以系统软 件4读取预留脚位11所接收信号位址的值，通过系统软件4分析判断位址的值是否改变， 所述系统软件4即可得知光纤连接器3与预设设备的连接状态，当信号位址的值改变时，预 设设备为与光纤连接器3呈不连接，当信号位址的值不改变时，代表预设设备仍连接于光 纤连接器3，即可在连接状态改变时，通过系统软件4快速得知并进行应变措施(如通知工 作人员、使警示灯发亮、暂停产线等)，由于中央处理器1读取信号时不经过交换模块2的媒 体存取控制电路(MAC)21及实体电路(PHY)22，而直接读取光纤连接器3信号检测脚位31 的值，便可节省媒体存取控制电路21与实体电路22进行串行总线沟通及信号同步处理的 时间，进而加快状态改变时的回报速度。 请参阅图3、图4A、图4B、图5A、图5B所示，为本发明较佳实施例的电路图、通用型 输入输出脚位的输出使能暂存器的规格图及输入暂存器的规格图，由图中可以清楚看出， 所述中央处理器1的预留脚位11为具有16个通用型输入输出脚位111，即可以16个通用 型输入输出脚位111其中的一与光纤连接器3的信号检测脚位31连接，脚位的值为硬件 直接定义，0为激光光源进入光纤连接器3， 1为激光光源没有进入光纤连接器3，因此，系 统软件4即可对此连接信号检测脚位31的通用型输入输出脚位111定义为输入，且依据 中央处理器1的规格书，将通用型输入输出脚位111的输出使能暂存器(Output Enable Register)位址内相对应于此通用型输入输出脚位111的位元(bit)设定为1，即代表此 信号为输入信号，之后系统软件4便会不断读取通用型输入输出脚位111的输入暂存器 (Input Register)位址的值，并检查其相对应位元的值是否发生变化，当光纤连接器3所 连接预设设备的连接状况改变时，系统软件4便可得知输入暂存器的值改变，并进行应变 措施。 上述中央处理器1可为IXP422，且光纤连接器3的信号检测脚位31连接于编号 15的通用型输入输出脚位lll，所述编号15的通用型输入输出脚位111的输出使能暂存器 的位址为0xC8004004的位元(bit) 15，而所述编号15的通用型输入输出脚位111的输入暂 存器的位址为0xC800400S的位元(bit) 15，系统软件4便会不断分析判断输入暂存器位址 的位元(bit) 15的值，若该值由0转成1，系统软件4便会进行相对应的通知及应变措施。
上述中央处理器1可为IXP422或其他型号的处理器，且光纤连接器3可连接于编 号1 、 2 、 15 、 16或其他编号的通用型输入输出脚位111 ，若光纤连接器3连接的通用型输入输 出脚位lll，则输出使能暂存器及输入暂存器的位址便会改变成相对应的位址，所述位址可 由中央处理器的规格书得知，其仅具预设设备与光纤连接器3的连接状态改变时，可改变 位址的值，让系统软件4可分析判断得到预设设备连接状态的功能即可，非因此即局限本 发明的专利范围，如利用其他修饰及等效结构变化，均应同理包含在本发明的专利范围内。
请参阅图6、图7A、图7B、图8A、图8B、图8C所示，为本发明另一实施例的方块图、 电路图及扩展总线的位址规格图，由图中可以清楚看出，所述中央处理器1的预留脚位11 也可为扩展总线112之一，且扩展总线112为连接有缓冲器12，再以缓冲器12连接光纤连 接器3的信号检测脚位31，其缓冲器12为以连接脚位121 (G0_SD及G1_SD)与两个光纤连接器3相连接，此缓冲器(Buffer) 12为具有8个信号(1A1-2A4)，且两个连接脚位121的 信号为定义在规格书中扩展总线112上开头位址为Ox 57000000的位元组，且位于其位元 (bit) 1及位元(bit) 3上，因此，系统软件4仅需不断的读取位址(0x57000000)的值，便可 在光纤连接器3所连接的预设设备改变连接状况时，分析判断到扩展总线112位址的值改 变。 上述中央处理器1可为Intel IXP422或其他型号的处理器，以Intel IXP422为 例，中央处理器1内缓冲器12的连接脚位121可与一个以上的光纤连接器3相连接，其仅 具预设设备与光纤连接器3的连接状态改变时，可改变扩展总线112位址上相对应的位元 (bit)的值的功能即可，非因此即局限本发明的专利范围，如利用其他修饰及等效结构变 化，均应同理包含于本发明的专利范围内。上述本发明的一种监看设备在连接状态改变时 可快速回报的装置及方法在实际使用时，具有下列各项优点，如( — )所述中央处理器1为以预留脚位11连接光纤连接器3的信号检测脚位31， 由于系统软件4为直接分析判断信号传输位址的值的变化，便可得知预设设备与光纤连接 器3的连接状态是否改变，因信号传输时为不会经过交换模块2，而是中央处理器1由预留 脚位11直接读取光纤连接器3信号检测脚位31的值，便可节省信号在经过交换模块2所 需进行串行总线沟通及信号同步处理的时间，进而加快状态改变时的回报速度。
( 二 )所述中央处理器1为以预留脚位11连接光纤连接器3的信号检测脚位31， 因信号传输时为不会经过交换模块2，且交换模块2内具有媒体存取控制电路21及实体电 路22，若媒体存取控制电路21或实体电路22产生故障或错误时，中央处理器1也可直接读 取信号检测脚位31的值，由于不会影响到系统软件4分析判断信号传输位址的值的变化， 进而可提升监看预设设备连接状态时的准确度。(三)所述系统软件4可检测预留脚位11信号传输位址的值的变化，来快速得知 预设设备连接状态是否改变，并在连接状态改变时进行应变措施，则当预设设备连接状态 在数据传输途中改变时，则可快速处理维修使预设设备恢复连接，因数据无法接收的时间 縮短，不仅可降低数据的流失量，更可让工业级以太网络系统持续的保持运转。
因此，本发明为主要针对一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置及方 法，而可将中央处理器1的预留脚位11连接至光纤连接器3的信号检测脚位31，即可通过 系统软件4对预留脚位11所接收信号位址的值进行分析判断，来得知光纤连接器3与预设 设备的连接状态是否改变，以加快状态改变时的回报速度为主要保护重点，但是，以上所述 仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，因此举凡运用本发明说 明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围。
综上所述，本发明上述的一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置及方 法在实施、操作时，为确实能达到其功效及目的，故本发明诚为一实用性优异的发明，为符 合发明专利的申请要件爰依法提出申请，盼审委早日赐准本案，以保障发明人的辛苦研发， 倘若钧局贵审委有任何稽疑，请不吝来函指示，发明人定当竭力配合。
权利要求
一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置，包括中央处理器、交换模块及一个以上的光纤连接器，所述中央处理器设有多个预留脚位，所述中央处理器连接于所述交换模块，所述交换模块连接于一个以上的光纤连接器，所述光纤连接器设有连接所述交换模块的信号检测脚位，其特征在于所述中央处理器以一预留脚位连接于所述光纤连接器的信号检测脚位，所述中央处理器连接有存储器，在所述存储器中设有供所述中央处理器读取、执行以分析判断预留脚位所接收信号位址值是否改变的系统软件，所述系统软件控制所述中央处理器读取所述信号检测脚位信号位址的位元值，通过所述系统软件直接分析判断得知所述光纤连接器与预设设备的连接状态，在连接状态改变时，得知并进行应变措施。
2. 如权利要求1所述的监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置，其特征在于， 所述预留脚位为通用型输入输出脚位。
3. 如权利要求1所述的监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置，其特征在于， 所述预留脚位为扩展总线。
4. 如权利要求3所述的监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置，其特征在于， 所述扩展总线连接有缓冲器，所述缓冲器具有多个与所述一个以上的光纤连接器的信号检 测脚位连接的连接脚位。
5. —种监看设备在连接状态改变时可快速回报的方法，包括中央处理器、交换模块及 一个以上的光纤连接器，所述中央处理器设有多个预留脚位，所述中央处理器连接于所述 交换模块，所述交换模块连接于一个以上供预设设备连接的光纤连接器，所述光纤连接器 设有连接所述交换模块的信号检测脚位，其特征在于，所述信号检测脚位连接于所述中央处理器的一预留脚位，所述中央处理器连接有存储 器，在所述存储器中设有供所述中央处理器读取、执行以进行分析判断的系统软件，以所述 系统软件控制所述中央处理器读取所述信号检测脚位信号位址的位元值，并通过所述系统 软件判断所述信号检测脚位信号位址的位元值是否改变；如果该位元值不改变，预设设备 连接于所述光纤连接器，所述系统软件便控制所述中央处理器读取所述信号检测脚位信号 位址的位元值；如果该位元值改变，预设设备不连接于所述光纤连接器，所述系统软件触发 事件进行应变措施。
6. 如权利要求5所述的监看设备在连接状态改变时可快速回报的方法，其特征在于， 所述预留脚位为通用型输入输出脚位，所述系统软件将所述通用型输入输出脚位的输出使 能暂存器位址内相对应的位元设定为l，且分析判断所述通用型输入输出脚位的输入暂存 器位址的值是否改变。
7. 如权利要求5所述的监看设备在连接状态改变时可快速回报的方法，其特征在于， 所述预留脚位为扩展总线之一，所述扩展总线为连接于光纤连接器的信号检测脚位，所述 扩展总线连接有缓冲器，所述缓冲器具有多个与所述一个以上的光纤连接器的信号检测脚 位分别连接的连接脚位，所述系统软件分析判断扩展总线位址的相对应位元值来得知预设 设备的连接状态。
全文摘要
本发明提供了一种监看设备在连接状态改变时可快速回报的装置及方法，包括中央处理器、交换模块及一个以上的光纤连接器，其中央处理器设有多个预留脚位，且中央处理器连接于交换模块，交换模块并连接于一个以上的光纤连接器，其光纤连接器设有连接交换模块的信号检测脚位，且中央处理器以一预留脚位连接于光纤连接器的信号检测脚位，并以系统软件控制中央处理器读取信号检测脚位信号位址的位元值，即可以系统软件分析判断预留脚位所接收信号位址值是否改变，并在连接状态改变时，快速进行应变措施，由于信号传输时不会经过交换模块，便可节省串行总线沟通及信号同步处理的时间，进而加快状态改变时的回报速度。
文档编号H04B10/08GK101795157SQ20091000514
公开日2010年8月4日 申请日期2009年2月4日 优先权日2009年2月4日
发明者陈彦廷, 陈玦瑜 申请人:四零四科技股份有限公司