专利名称：发送/接收装置和信号发送设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及发送/接收装置和信号发送设备。
背景技术：
迄今仍使用诸如被称为RS-232C的电缆之类的通信电缆来将计算机连接到扫描仪之类的外围装置。这样的通信电缆被分类为直式电缆和交叉电缆，其中在直式电缆中，多个连接器中具有相同插脚数量的接线插脚彼此连接，而在交叉电缆中，具有不同插脚数量的接线插脚彼此连接。根据装置的用途和规范对这两种电缆都有应用。直式电缆和交叉电缆彼此并不兼容。因此，如果连接了错误类型的电缆，接收侧彼此连接或发送侧彼此连接，则无法执行通信。因此，已经提出了一种通过在直式电缆和交叉电缆之间进行切换而用作二者的通信电缆(见日本未审查专利申请公开第2003-22717 号)。在日本未审查专利申请公开第2003-22717号中描述的通信电缆中的连接器包括用于切换信号线连接状态的开关。通过在连接器外操作该开关可以在作为直式电缆的连接状态与作为交叉电缆的连接状态之间进行切换。
发明内容
本发明的目的是提供一种发送/接收装置，使得甚至在与包括一对信号线的差动信号线连接的发送/接收单元通过该差动信号线连接到发送侧和接收侧的任一个时，该发送/接收装置也能够执行通信，并且本发明还提供一种包括该发送/接收装置的信号发送设备。根据本发明的第一方面，提供一种发送/接收装置，包括发送/接收单元和信号处理单元。发送/接收单元通过包括一对信号线的差动信号线连接到发送侧或接收侧，当该发送/接收单元被连接到发送侧时，其使用一对信号线中的一个来接收信号，并且当该发送/接收单元被连接到接收侧时，其使用一对信号线中的另一个来发送信号。信号处理单元对发送/接收单元所发送或接收的信号进行处理。根据本发明的第二方面，提供一种发送/接收装置，包括第一发送/接收单元、第二发送/接收单元、和信号处理单元。该第一发送/接收单元通过包括一对信号线的第一差动信号线连接到接收侧和发送侧中的一个。该第二发送/接收单元通过包括另一对信号线的第二差动信号线连接到所述接收侧和发送侧中的另一个。信号处理单元对第一发送/ 接收单元或第二发送/接收单元所发送或接收的信号进行处理。当第一发送/接收单元和第二发送/接收单元被连接到接收侧时，它们使用一对信号线中的一个来发送信号，并且当第一发送/接收单元和第二发送/接收单元被连接到发送侧时，它们使用一对信号线中的另一个来接收信号。根据本发明第三方面，按照第一或第二方面的发送/接收装置还包括极性确定单元和极性反转单元。极性确定单元根据从发送侧接收到的信号来确定发送侧所发送信号的极性。在极性确定单元所确定的信号极性为反向极性时，极性反转单元对从发送侧接收到的信号的极性进行反转。根据本发明第四方面，按照第二或第三方面的发送/接收装置还包括切换单元。 通过根据从发送侧接收到的信号确定出第一发送/接收单元和第二发送/接收单元中的哪一个将用于向接收侧进行发送以及第一发送/接收单元和第二发送/接收单元中的哪一个将用于从发送侧进行接收，从而该切换单元执行切换。根据本发明的第五方面，提供了一种信号发送设备，其包括按照第二至第四方面的任何一个的发送/接收装置以及一个接收/发送装置。接收/发送装置包括接收侧差动接收器，该差动接收器从第一差动信号线和第二差动信号线中的一个接收信号，接收/发送装置还包括发送侧差动放大器，该差动放大器向所述第一差动信号线和第二差动信号线中的另一个输出差动信号。 根据本发明的第一方面，在发送/接收单元连接到发送侧或接收侧中的任一个时可执行通信。根据本发明的第二方面，在第一发送/接收单元和第二发送/接收单元连接到发送侧或接收侧中的任一个时可执行通信。根据本发明的第三方面，即使在从发送侧接收到的信号具有相反的极性时也可以正常执行通信。根据本发明的第四方面，即使在对第一和第二发送/接收单元与发送和接收侧之间接线进行切换时也可以执行通信。根据本发明的第五方面，在第一发送/接收单元和第二发送/接收单元被连接到接收/发送装置的发送侧或接收侧中的任一个时可执行通信。
将根据以下附图来对本发明的示例实施例进行详细描述，其中图I是示出将发送装置连接到根据本发明的第一示例实施例的发送/接收装置的情况下的示例构造的示意图；图2是示出将接收装置连接到根据本发明的第一示例实施例的发送/接收装置的情况下的示例构造的示意图；图3是示出将根据本发明的第二实施例的发送/接收装置通过直式电缆连接到接收/发送装置的情况下的信号发送设备的示例构造的示意图；图4是示出将根据本发明的第二示例实施例的发送/接收装置通过交叉电缆连接到接收/发送装置的情况下的信号发送设备的示例构造的示意图；图5是示出根据本发明第二示例实施例的极性确定单元和极性反转单元的构造的具体示例的示意性电路图；以及图6是示出根据本发明第二示例实施例的识别单元和切换单元的构造的具体示例的不意性电路图。
具体实施例方式第一示例实施例
将参考图I和图2来描述本发明的第一示例实施例。图I是示出在将发送装置3连接到根据本发明第一示例实施例的发送/接收装置 I的情况下信号发送设备101的示例构造的示意图。图2是示出在将接收装置4连接到根据本发明第一示例实施例的发送/接收装置 I的情况下信号发送设备102的示例构造的示意图。发送/接收装置的构造发送装置3(图I中示出)或接收装置4(图2中示出)通过通信电缆2连接到发送/接收装置I。当连接发送装置3时，发送/接收装置I与发送装置3 —起构成了从发送装置3接收信号的信号发送设备101。当连接接收装置4时，发送/接收装置I与接收装置 4 一起构成了向接收装置4发送信号的信号发送设备102。发送装置3是发送侧的示例，接收装置4是接收侧的示例。发送/接收装置I包括发送/接收单元10、连接器单元13、以及信号处理单元14， 其中发送/接收单元10包括接收放大器(接收器)11和发送放大器(发送器)12，通信电缆2可拆卸地连接到连接器单元13，并且信号处理单元14对由发送/接收单元10从发送装置3接收到的信号或将被发送到接收装置4的信号进行处理。连接器单元13具有连接到接收放大器11的输入侧的第一端子13a、连接到发送放大器12的输出侧的第二端子13b、以及提供用于包围第一和第二端子13a和13b的导电外壳13c。外壳13c连接到发送/接收装置I的参考电位(OV)。当通过第一端子13a输入到接收放大器11的信号电位等于或高于根据参考电位确定的阈值时，接收放大器11将开启信号(I)输出到信号处理单元14，并且当该信号电位低于阈值时，接收放大器11将关闭信号(O)输出到信号处理单元14。发送放大器12对从信号处理单元14输入的开启信号(I)或关闭信号(O)进行放大并通过第二端子13b输出该信号。信号处理单元14由硬件装置构成，例如专用集成电路(ASIC)、根据预先存储的程序进行操作的中央处理单元(CPU)等，并且对由接收放大器11从发送装置3接收到的信号或将由发送放大器12发送到接收装置4的信号进行处理。信号处理单元14临时存储了有关例如由接收放大器11从发送装置3接收到的信号的信息，并将该信息传递到其他装置， 或者信号处理单元14从其他装置接收将要被传递到接收装置4的信息，对该信息进行临时存储，并逐位地将该信息输出到发送放大器12。通信电缆的构造通信电缆2包括主体单元2A、第一连接器单元2B、和第二连接器单元2C。主体单元2A包括差动信号线20和屏蔽线23，该屏蔽线23由导电编织线或金属箔构成，用来对差动信号线20进行屏蔽。差动信号线20和屏蔽线23被绝缘树脂制成的套子 (未示出)覆盖。差动信号线20包括成对的第一信号线21和第二信号线22，它们被用作双绞线。第一连接器单元2B被提供在主体单元2A的一个端部，并且包括导电外壳24c、设置在外壳24c内的第一端子24a和第二端子24b。第二连接器单元2C被提供在主体单元2A 的另一个端部，并且包括导电外壳25c、设置在外壳25c内的第三端子25a和第四端子25b。第一端子24a连接到第一信号线21的一个端部，第三端子25a连接到该第一信号线21的另一个端部。第二端子24b连接到第二信号线22的一个端部，第四端子25b连接到该第二信号线22的另一个端部。屏蔽线23的一个端部连接到外壳24c，屏蔽线23的另一个端部连接到外壳25c。发送装置的构造发送装置3包括信号处理单元30、差动放大器(差动收发器)31、以及连接器单元 32，其中差动放大器31用于对从信号处理单元30输入的信号进行放大并输出差动信号，通信电缆2可拆卸地连接到连接器单元32。信号处理单元30由硬件装置构成，例如ASIC、根据预先存储的程序进行操作的 CPU等，并且执行生成将被差动放大器31发送到发送/接收装置I的信号的处理。差动放大器31输出通过对从信号处理单元30输入的信号执行差动放大而生成的第一输出信号和第二输出信号。第一输出信号和第二输出信号是极性彼此相反的符号相反的信号。当从信号处理单元30输入开启信号(I)时，第一输出信号的电位高于第二输出信号的电位。当从信号处理单元30输入关闭信号(O)时，第一输出信号的电位低于第二输出信号的电位。连接器单元32具有连接到差动放大器31的输出侧并发送第一输出信号的第一端子32a、发送第二输出信号的第二端子32b、以及提供用于包围第一和第二端子32a和32b 的导电外壳32c。外壳32c连接到发送装置3的参考电位。接收装置的构造接收装置4包括差动接收器41、信号处理单元40、以及连接器42，其中信号处理单元40对由差动接收器41接收到的信号进行处理，通信电缆2可拆卸地连接到连接器42。连接器42具有连接到差动接收器41的输入侧的第一端子42a和第二端子42b、以及提供用于包围第一和第二端子42a和42b的导电外壳42c。外壳42c连接到接收装置4 的参考电位。差动接收器41的输入侧连接到第一端子42a和第二端子42b。从差动接收器41 输出的信号根据第一端子42a的电位和第二端子42b的电位哪个更高而变化。更具体地， 在第一端子42a的电位比第二端子42b的电位高时,差动接收器41输出开启信号(I)，而在第二端子42b的电位比第一端子42a的电位高时，差动接收器41输出关闭信号(O)。终端电阻器(未示出)连接到在差动接收器41与第一和第二端子42a和42b之间延伸的信号线。连接发送装置时发送/接收装置的操作如图I所示，当把发送装置3连接到发送/接收装置I时，发送装置3的连接器单元32的第一端子32a与发送/接收装置I的连接器单元13的第一端子13a通过通信电缆 2的第三端子25a、第一信号线21及第一端子24a彼此电连接。此外，发送装置3的连接器单元32的第二端子32b与发送/接收装置I的连接器单元13的第二端子13b通过通信电缆2的第四端子25b、第二信号线22及第二端子24b彼此电连接。发送装置3的参考电位与发送/接收装置I的参考电位都被电连接到通信电缆2 的屏蔽线23，因此发送装置3的参考电位与发送/接收装置I的参考电位相同。当信号处理单元30向差动放大器31输出信号时，差动放大器31对信号执行差动放大，从而输出第一输出信号和第二输出信号。将第一输出信号通过差动信号线20的第一信号线21发送到发送/接收装置I。将第二输出信号通过差动信号线20的第二信号线22 发送到发送/接收装置I。通过第一信号线发送到发送/接收装置I的第一输出信号被输入到接收放大器 11。在输入信号的电位等于或高于根据参考电位而预先确定的阈值时，接收放大器11输出开启信号(1)，并且在输入信号的电位低于该阈值时，接收放大器11输出关闭信号(O)。也就是说，发送/接收装置I接收一个从发送装置3使用所谓的单端发送而发送来的信号。另一方面，来自发送装置3的差动放大器31的第二输出信号并未被输入到接收放大器11，而是被发送到处在高阻抗状态的发送放大器12的输出侧。因此，第二输出信号并不对发送装置3与发送/接收装置I之间所执行的通信产生影响。信号处理单元14接收从接收放大器11输出的信号，该信号基于来自发送装置3 的差动放大器31的第一输出信号，并且信号处理单元14还对所接收到的信号执行预定处理。连接接收装置时发送/接收装置的操作如图2所示，当接收装置4连接到发送/接收装置I时，接收装置4的连接器单元 42的第一端子42a与发送/接收装置I的连接器单元13的第一端子13a通过通信电缆2 的第三端子25a、第一信号线21及第一端子24a彼此电连接。同时，接收装置4的连接器单元42的第二端子42b与发送/接收装置I的连接器单元13的第二端子13b通过通信电缆 2的第四端子25b、第二信号线22及第二端子24b彼此电连接。接收装置4的参考电位与发送/接收装置I的参考电位都被电连接到通信电缆2 的屏蔽线23，因此接收装置4的参考电位与发送/接收装置I的参考电位相同。当发送/接收装置I的信号处理单元14向发送放大器12输出信号时，发送放大器12放大该信号并通过第二端子13b输出该信号。从发送放大器12输出的信号通过差动信号线20的第二信号线22被发送到接收装置4。另一方面，发送放大器12的输出不被发送到差动信号线20的第一信号线21。通过第二信号线22发送的信号被从接收装置4的第二端子42b发送到差动接收器41的输入端子之一。根据被发送到输入端子的信号，差动接收器41将开启信号(I)或关闭信号(O)输出到信号处理单元40。由于来自发送/接收装置I的信号未被发送到差动接收器41的与第一端子42a连接的另一输入端子，所以将依据终端电阻器确定电位的信号输入到该另一输入端子。该电位被设定为介于发送/接收装置I的发送放大器12输出开启信号的情况下的电位和发送放大器12在差动接收器41的输入侧输出关闭信号的情况下的电位之间的一个电位。也就是说，接收装置4接收一个从发送/接收装置I通过所谓的单端发送发送来的信号。接收装置4的信号处理单元40接收从差动接收器41输出的信号，并对该信号执行预定处理。第一示例实施例的操作如上所述，发送/接收装置I使用连接到构成差动信号线20的成对信号线21和 22中的一个的接收放大器11来从发送侧接收信号，并使用连接到上述成对信号线21和22 中的另一个的发送放大器12来将信号发送至接收侧。根据第一示例实施例，在发送装置3 连接到发送/接收装置I和接收装置4连接到发送/接收装置I这两种情况下，发送/接收装置I不需要用户在发送和接收之间进行切换操作就可以执行通信。在第一实施例中，使用差动信号线的成对信号线中的一个来通过单端发送执行发送或接收。因此与差动信号线的成对信号线中的两个都被使用的差动发送的情况相比，限制了电缆的长度。然而，使用允许单端通信的电缆长度就可以顺利地执行通信。例如，根据基于单端通信的小型计算机系统接口(SCSI)标准，电缆长度被指定为6米或更短。当通信电缆2的长度在该范围之内时方可执行通信。第二示例实施例接下来将参考图3至图6来描述本发明的第二示例实施例。根据第二示例实施例的信号发送设备100包括发送/接收装置5、与该发送/接收装置5通信的接收/发送装置6、以及将发送/接收装置5与接收/发送装置6连接起来的通信电缆7。信号发送设备 100例如用于对图像读取设备所读取的文档图像的三种不同颜色分量的相关图像信息进行传递。信号发送设备的整体构造的第一示例图3是示出根据本发明的第二示例实施例的信号发送设备100的示例构造的示意图，该信号发送设备100包括发送/接收装置5、与该发送/接收装置5通信的接收/发送装置6、以及将发送/接收装置5与接收/发送装置6连接起来的通信电缆7。通信电缆7 是直式电缆，其将发送/接收装置5的连接器单元50的第一端子50a与接收/发送装置6 的连接器单元60的第一端子60a连接起来。同时，通信电缆7还将连接器单元50的第二至第八端子50b至50h与连接器单元60的第二至第八端子60b至60h分别连接起来。接收/发送装置的构造接收/发送装置6包括第一至第四端口 61至64，并且接收/发送装置6被构成为使用这些端口来执行并行通信。在第二示例实施例中，第一至第三端口 61至63作为用于将信号处理单元65处理过的信号发送到发送/接收装置5的发送端口，而第四端口 64作为用于将从发送/接收装置5接收到的信号输出到信号处理单元65的接收端口。第一至第三端口 61至63对应于发送侧的示例。第四端口 64对应于接收侧的示例。第一端口 61包括第一差动放大器610,其对于从信号处理单兀65输入到第一差动放大器610的信号执行差动放大并将信号从连接器单元60的第一端子60a和第二端子 60b发送出去。第二端口 62包括第二差动放大器620,其对于从信号处理单兀65输入到第二差动放大器620的信号执行差动放大并将信号从连接器单元60的第三端子60c和第四端子60d发送出去。第三端口 63包括第三差动放大器630,其对于从信号处理单兀65输入到第三差动放大器630的信号执行差动放大并将信号从连接器单元60的第五端子60e和第六端子60f发送出去。第四端口 64包括用于从连接器单元60的第七端子60g和第八端子60h接收信号的差动接收器640，该第四端口 64根据两个输入信号中的哪一个电位更高来向信号处理单元65输出开启信号(I)或关闭信号(O)。终端电阻器(未示出)连接到在差动接收器640 与第七和第八端子60g和60h之间延伸的信号线上。连接器单元60的导电外壳60i连接到接收/发送装置6的参考电位。通信电缆的构造通信电缆7包括主体单元7A以及第一和第二连接器单元7B和7C。主体单元7A包括第一至第四差动信号线71至74、以及由导电编制线或金属箔构成并用于对第一至第四差动信号线71至74进行屏蔽的屏蔽线75。第一至第四差动信号线71至74和屏蔽线 75被绝缘树脂制成的外皮(未不出)覆盖。第一差动信号线71包括一对第一信号线71a 和第二信号线71b，这对信号线是双绞线。同样的，第二至第四差动信号线72至74也分别包括一对第一信号线72a至74a和第二信号线72b至74b，每对信号线都是双绞线。第一连接器单元7B设置在主体单元7A的一个端部，并且包括导电外壳76i以及设置在导电外壳76i内的第一至第八端子76a至76h。第二连接器单元7C设置在主体单元7A的另一个端部，并且包括导电外壳77i以及设置在导电外壳77i内的第一至第八端子 77a至77h。外壳76i和外壳77i被电连接到屏蔽线75。因此，发送/接收装置5和接收/ 发送装置6的参考电位相同。第一差动信号线71包括第一信号线71a和第二信号线71b,第一信号线71a对第一连接器单元7B的第一端子76a与第二连接器单元7C的第一端子77a进行连接，第二信号线71b对第一连接器单元7B的第二端子76b与第二连接器单元7C的第二端子77b进行连接。第二至第四差动信号线72至74也被类似地构成，赋予各个组件对应的参考标号并省略了对它们的描述。信号发送设备的整体构造的第二示例图4是示出将发送/接收装置5和接收/发送装置6通过通信电缆8彼此连接的情况下的信号发送设备100的示例构造的示意图。该通信电缆8是交叉电缆，并对发送/ 接收装置5的连接器单元50的第一端子50a与接收/发送装置6的连接器单元60的第八端子60h进行连接。同时，通信电缆8还对连接器单元50的第二至第八端子50b至50h与连接器单元60的第七至第一端子60g至60a分别进行连接。通信电缆的构造通信电缆8包括主体单元8A以及第一和第二连接器单元SB和SC。主体单元8A 包括第一至第四差动信号线81至84、以及由导电编制线或金属箔构成并用于对第一至第四差动信号线81至84进行屏蔽的屏蔽线85。第一至第四差动信号线81至84和屏蔽线 85被绝缘树脂制成的外皮(未示出)覆盖。第一连接器单元SB设置在主体单元8A的一个端部，并且包括导电外壳86i以及设置在导电外壳86i内的第一至第八端子86a至86h。第二连接器单元SC设置在主体单元8A的另一个端部，并且包括导电外壳87i以及设置在导电外壳87i内的第一至第八端子 87a至87h。外壳86 和外壳87 被电连接到屏蔽线85。第一差动信号线81包括第一信号线81a和第二信号线81b,第一信号线81a对第二连接器单元8C的第一端子87a与第一连接器单元SB的第八端子86h进行连接，第二信号线81b对第二连接器单元SC的第二端子87b与第一连接器单元SB的第七端子86g进行连接。第二差动信号线82包括第一信号线82a和第二信号线82b,第一信号线82a对第二连接器单元8C的第三端子87c与第一连接器单元SB的第六端子86f进行连接，第二信号线82b对第二连接器单元SC的第四端子87d与第一连接器单元SB的第五端子86e进行连接。第三差动信号线83包括第一信号线83a和第二信号线83b,第一信号线83a对第二连接器单元8C的第五端子87e与第一连接器单元SB的第四端子86d进行连接，第二信号线83b对第二连接器单元SC的第六端子87f与第一连接器单元SB的第三端子86c进行连接。第四差动信号线84包括第一信号线84a和第二信号线84b，第一信号线84a对第二连接器单元8C的第七端子87g与第一连接器单元SB的第二端子86b进行连接，第二信号线84b对第二连接器单元SC的第八端子87h与第一连接器单元SB的第一端子86a进行连接。由于发送/接收装置5的特征构造，根据第二示例实施例的信号发送设备100被构造为使得发送/接收装置5与接收/发送装置6在通过作为直式电缆的通信电缆7彼此连接的情况下、以及在通过作为交叉电缆的通信电缆8彼此连接的情况下都能够进行双向通信。由于上述原因希望通信电缆7和通信电缆8的长度都如第一示例实施例中的通信电缆2—样为6米或更短。发送/接收装置的构造发送/接收装置5包括第一至第四端口 51至54，并且被构成为使用这些端口来执行并行通信。在第二示例实施例中，第一端口 51和第四端口 54作为用于执行发送和接收的发送/接收端口，而第二端口 52和第三端口 53作为用于执行接收的接收端口。第一端口 51包括第一发送/接收单元510，该第一发送/接收单元510包括第一接收放大器511和第一发送放大器512。第一接收放大器511的输入侧连接到连接器单元 50的第一端子50a。此外，第一发送放大器512的输出侧连接到连接器单元50的第二端子 50b。第二端口 52包括第一差动接收器520。第一差动接收器520的输入侧连接到连接器单元50的第三端子50c和第四端子50d。第三端口 53包括第二差动接收器530。第二差动接收器530的输入侧连接到连接器单元50的第五端子50e和第六端子50f。第四端口 54包括第二发送/接收单元540，该第二发送/接收单元540包括第二接收放大器541和第二发送放大器542。第二接收放大器541的输入侧连接到连接器单元 50的第七端子50g。第二发送放大器542的输出侧连接到连接器单元50的第八端子50h。连接器单元50具有包围第一至第八端子50a至50h的导电外壳50i。外壳50i连接至发送/接收装置5的参考电位。此外,发送/接收装置5包括极性确定单元55、极性反转单元56、识别单元57、切换单元58、以及信号处理单元59。极性确定单元55根据发送/接收装置5初始化时从接收/发送装置6接收到的信号来确定该信号具有反极性还是正极性。当极性确定单元55生成的确定结果为“正极性”时，极性反转单元56将从接收/ 发送装置6接收到的信号未经极性反转地输出到后级中的识别单元57。当极性确定单元 55生成的确定结果为“反极性”时，极性反转单元56随后对从接收/发送装置6接收到的信号进行极性反转并将该信号输出到识别单元57。图5是示出极性确定单元55和极性反转单元56的特定示例构造的示意性电路图。极性确定单元55包括确定电路51a至54a，它们与第一至第四端口 51至54相对应并用于确定所接收到的信号各自的极性。各个端口的确定电路的构造相同。因此将对第一端口 51中的确定电路51a进行描述,而对第二至第四端口 52至54中的确定电路52a至 54a赋予对应的参考标号并省略对它们的描述。在第二不例实施例中,第一和第二接收放大器511和541、第一和第二发送放大器512和542等被构成为使得在发送/接收装置5和接收/发送装置6彼此通过通信电缆7 (直式电缆)连接时信号的极性不是反向，而在发送/ 接收装置5和接收/发送装置6彼此通过通信电缆8 (交叉电缆)连接时信号的极性是反向。确定电路51a根据在发送/接收装置5初始化时从接收/发送装置6接收到的具有预定位长的(例如8位)信号来确定该接收信号的极性。将表示了从接收/发送装置6 接收到的信号的开启(I)或关闭(O)的信息存储在用于顺序存储这些信号的移位寄存器 513中。通过比较器514a至514h将移位寄存器513的单个寄存器513a至513h的内容与预先存储在存储器514中的内容逐位进行比较。比较结果的与逻辑(I :匹配，O:不匹配) 由与门515来计算。存储器514预先存储了在从接收/发送装置6接收到的信号具有反极性时所获得的数据。在从接收/发送装置6接收到的信号与存储在存储器514中的数据匹配时，与门 515向极性反转单元56输出开启信号，并在所述数据不匹配时向极性反转单元56输出关闭信号。也就是说，在从接收/发送装置6接收到的数据具有反极性时，与门515输出开启信号，并在该数据具有正极性时不输出开启信号。从与门515输出的信号表不由确定电路 51a生成的确定结果。极性反转单元56包括反转电路51b至54b,它们用于根据从极性确定单元55的确定电路51a至54a提供的确定结果(与门515至545的输出信号)来在从接收/发送装置 6接收到的信号具有反极性时对从接收/发送装置6接收到的所述信号以及将被发送到接收/发送装置6的信号的极性进行反转。反转电路51b至54b分别包括D触发电路(以下称为“FF电路)516至546，这些触发电路具有对确定电路51a至54a的输出进行接收的时钟(CK)端。各个FF电路516至 546的数据(D)端都连接到参考电位。此外，在接通电源之后，将脉冲信号从脉冲信号输出电路(未示出)输入到各个FF电路516至546的预置(PR)端。这些脉冲信号将Q输出预置为开启，而将Q输出预置为关闭。在发送/接收装置5和接收/发送装置6彼此通过通信电缆7(直式电缆)连接的情况下，从接收/发送装置6接收到的多个信号未被反转，因此Q输出仍保持开启而G输出仍保持关闭。另一方面，在发送/接收装置5和接收/发送装置6彼此通过通信电缆8 (交叉电缆)连接的情况下，从接收/发送装置6接收到的信号的极性被反转，因此由于从与门 515至545输出的信号而使Q输出变为关闭而G输出变为开启。第一端口 51中的反转电路51b包括三态缓冲器516a和516b、以及设置在三态缓冲器516b的前级中的反相器516c。FF电路516的Q输出作为门控制信号被输入到三态缓冲器516a。FF电路516的G输出作为门控制信号被输入到三态缓冲器516b。连接通信电缆7时从第一接收放大器511输出的信号被输入到三态缓冲器516a。 在FF电路516的Q输出为开启时，三态缓冲器516a将第一接收放大器511的输出信号输出到后级中的识别单元57。当Q输出为关闭时，输出侧变为高阻抗状态。
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连接通信电缆8时将被发送到接收/发送装置6的信号被输入到反相器516c。反相器516c将信号反相并输出到三态缓冲器516b。在FF电路516的G输出为开启时，三态缓冲器516b将从反相器516c输入的信号输出到第一发送放大器512。在Q输出为关闭时, 输出侧变为高阻抗状态。第二端口 52中的反转电路52b包括三态缓冲器526a和526b、以及设置在三态缓冲器526b的前级中的反相器526c。FF电路526的Q输出作为门控制信号被输入到三态缓冲器526a。FF电路526的G输出作为门控制信号被输入到三态缓冲器526b。第一差动接收器520的输出信号被输入到三态缓冲器526a和反相器526c。因此当FF电路526的Q输出为开启时，将第一差动接收器520的输出从三态缓冲器526a输出到后级中的识别单元57。当FF电路526的G输出为开启时，由反相器526c对第一差动接收器520的输出进行反相并从三态缓冲器526b输出到后级中的识别单元57。第三端口 53中的反转电路53b具有与第二端口 52中的反转电路52b类似的构造， 因此将相应参考标号赋予各组件并省略对它们的描述。第四端口 54中的反转电路54b包括三态缓冲器546a和546b、以及被提供在三态缓冲器546a的前级中的反相器546c。FF电路546的G输出作为门控制信号被输入到三态缓冲器546a。FF电路526的Q输出作为门控制信号被输入到三态缓冲器546b。连接通信电缆7时，将要被发送到接收/发送装置6的信号输入到三态缓冲器 546b。因此，在FF电路546的Q输出为开启时，三态缓冲器546b将要被发送到接收/发送装置6的信号输出到第二发送放大器542。连接通信电缆8时从第二接收放大器541输出的信号被输入到反相器546c。反相器546c将信号反相并输出到三态缓冲器546a。在FF电路546的G输出为开启时，三态缓冲器546a将反相器546c的输出信号输出到后级中的识别单兀57。当该Q输出为关闭时， 输出侧变为高阻抗状态。从各个反转电路51b至54b输出的第一至第四信号SI至S4被输入到识别单元57。图6是示出识别单元57和切换单元58的特定示例构造的示意性电路图。通过极性确定单元55和极性反转单元56将从接收/发送装置6的第一至第三端口 61至63接收到的信号作为第一至第四信号SI至S4中的任意一个输入到识别单元57， 其中如果这些信号具有反极性，则对信号的极性进行反转。识别单元57根据在发送/接收装置5初始化时从接收/发送装置6的第一至第三端口 61至63发送来的信号来识别发送 /接收装置5的第一至第四端口 51至54将要连接到接收/发送装置6的端口的哪一个。切换单元58根据识别单元57生成的识别结果来改变第一至第四选择器519至 549的选择状态，并通过在发送/接收装置5的第一至第四端口 51至54中确定出用于从接收/发送装置6的第一至第三端口 61至63接收信号的端口以及用于将信号发送到接收/ 发送装置6的第四端口 64的端口，从而来执行切换。识别单元57包括第一至第四比较器517、527、537和547，并包括第一至第四存储器518、528、538和548。识别单元57根据在发送/接收装置5初始化时从接收/发送装置 6的第一至第三端口 61至63发送来的具有不同内容的预定位长(例如8位)的各识别数据来识别出第一至第四端口 51至54的连接状态。
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第一存储器518存储了与从接收/发送装置6的第一端口 61所发送的识别数据具有相同内容的验证数据。第二存储器528存储了与从接收/发送装置6的第二端口 62所发送的识别数据具有相同内容的验证数据。第三存储器538存储了与从接收/发送装置6 的第三端口 63所发送的识别数据具有相同内容的验证数据。第四存储器548存储了表示未从接收/发送装置6接收到识别数据的所有位为零的验证数据。第一比较器517对包括了从极性反转单元56的反转电路51b输出的第一信号SI、 从反转电路52b输出的第二信号S2、从反转电路53b输出的第三信号S3、以及从反转电路 54b输出的第四信号S4的信号中的哪一个与存储在第一存储器518中的验证数据相匹配进行确定。类似地，第二比较器527对于第一至第四信号SI至S4中的哪一个与存储在第二存储器528中的验证数据相匹配进行确定。第三比较器537对于第一至第四信号SI至S4 中的哪一个与存储在第三存储器538中的验证数据相匹配进行确定。第四比较器547对于第一至第四信号SI至S4中的哪一个与存储在第四存储器548中的验证数据相匹配进行确定。第一比较器517将第一选择信号输出到切换单元58的第一选择器519，以使得第一至第四信号SI至S4中与存储在第一存储器518中的验证数据相匹配的信号从第一选择器519输出。第二比较器527将第二选择信号输出到切换单兀58的第二选择器529,以使得第一至第四信号SI至S4中与存储在第二存储器528中的验证数据相匹配的信号从第二选择器529输出。第三比较器537将第三选择信号输出到切换单元58的第三选择器539， 以使得第一至第四信号SI至S4中与存储在第三存储器538中的验证数据相匹配的信号从第三选择器539输出。第四比较器547将第四选择信号输出到第四选择器549，以使得来自信号处理单元59的信号被输出到和第一至第四信号SI至S4中与存储在第四存储器548中的验证数据相匹配的信号对应的端口。也就是说，第四比较器547对第四选择器549的选择状态进行切换，以使得将信号从发送/接收装置5的第一至第四端口 51至54中不从接收/发送装置6接收识别数据的信号的那个端口发送到接收/发送装置6的第四端口 64。第一至第四选择信号表示由识别单元57产生的识别结果。信号处理单元59由诸如ASIC、根据预先存储的程序进行操作的CPU之类的硬件装置构成，并根据从第一至第三选择器519至539输出的信号(从接收/发送装置6的第一至第三端口 61至63发送的信号)来执行预定处理，并把将被发送到接收/发送装置6的信号输出到第四选择器549。信号处理单元59临时存储了有关从接收/发送装置6接收到的信号的信息并将该信号传递到其他装置，或者信号处理单元59从其他装置接收要被传递至接收/发送装置6的信息、临时存储该信息、并逐位地输出该信息。信号发送设备的操作具有上述构造的信号发送设备100按照以下方式操作。在接通信号发送设备100的电源之后，接收/发送装置6的信号处理单元65将表示用于确定极性的极性确定数据的信号和表示用于识别端口的识别数据的信号照此顺序输出到第一至第三端口 61至63的第一至第三差动放大器610至630。第一至第三差动放大器610至630将这些信号通过通信电缆7或通信电缆8发送到发送/接收装置5。
在发送/接收装置5和接收/发送装置6通过通信电缆7(直式电缆)彼此连接的情况下，发送/接收装置5的第一接收放大器511、第一差动接收器520、以及第二差动接收器530从接收/发送装置6的第一至第三端口 61至63接收信号。接收到的信号被输出到极性确定单元55并在其中确定信号的极性。在根据示例实施例的构造中，如上所述，从接收/发送装置6接收到的信号的极性在使用通信电缆7时不是反向的，所以在此不通过极性反转单元56执行极性反转。另一方面，在发送/接收装置5和接收/发送装置6通过通信电缆8 (交叉电缆) 彼此连接的情况下，发送/接收装置5的第二接收放大器541、第一差动接收器520、以及第二差动接收器530从接收/发送装置6的第一至第三端口 61至63接收信号。接收到的信号被输出到极性确定单元55并在其中确定信号的极性。在根据示例实施例的构造中，如上所述，从接收/发送装置6接收到的信号的极性在使用通信电缆8时是反向的，所以极性反转单元56根据极性确定单元55生成的确定结果来对接收到的信号的极性进行反转。从极性反转单元56输出的第一至第四信号SI至S4被输入到识别单元57。识别单元57根据从接收/发送装置6提供的识别数据来识别发送/接收装置5的第一至第四端口所连接到的接收/发送装置6的端口，并且向切换单元58的第一至第四选择器519至 549输出作为识别结果的选择信号。因此，实现了发送/接收装置5与接收/发送装置6之间的双向通信。第三实施例下面将描述本发明的第三示例实施例。在第二示例实施例中，极性确定单元55、极性反转单元56、识别单元57以及切换单元58各自的功能是通过硬件单元来实现的。在第三示例实施例中，这些单元的功能是通过按照预先存储在存储装置(例如只读存储器(ROM)) 中的程序来执行操作的CPU而实现的。也就是说,在第三示例实施例中,CPU被用作极性确定单元55、极性反转单元56、识别单元57以及切换单元58。在此情况下，对于通过第一接收放大器511或第二接收放大器541、第二差动接收器520、以及第三差动接收器530从接收/发送装置6接收到的信号，由CPU确定该信号的极性。如果确定结果为“反极性”，则CPU存储确定结果，并将随后接收到的信号的极性进行逻辑反转。而且，根据从接收/发送装置6接收到的识别数据的内容，CPU对接收/发送装置 6的第一至第四端口 61至64中连接到发送/接收装置5的第一至第四端口 51至54的端口进行识别，并存储关于识别结果的信息。根据识别结果，第一至第四端口 51至54中连接到接收/发送装置6的用作发送端口的第一至第三端口 61至63的端口从接收/发送装置 6接收信号，并且连接到接收/发送装置6的用作接收端口的第四端口的端口将信号发送到接收/发送装置6。其他示例实施例本发明并不限于上述示例实施例，在不改变本发明主旨的情况下可以作出各种变化。例如在第二示例实施例中，从接收/发送装置6接收到的信号的极性是根据信号确定的，随后识别出各个端口的连接状态。另一种方案是，在从接收/发送装置6接收到的信号具有反向极性时可以确定连接了交叉电缆，并可以根据按照交叉电缆的布线预设的端口的连接状态来执行通信。例如对于连接了作为交叉电缆的通信电缆8的情况，接收/发送装置6的第一端口 61被连接到发送/接收装置5的第四端口 54，接收/发送装置6的第二端口 62被连接到发送/接收装置5的第三端口 53，接收/发送装置6的第三端口 63被连接到发送/接收装置5的第二端口 52，并且接收/发送装置6的第四端口 64被连接到发送/接收装置5的第一端口 51。因此极性确定单元55和切换单元58可被构成为在从接收/发送装置6接收到的信号具有反极性时，使得第一至第四选择器519至549将连接状态切换至该连接状态。当发送/接收装置5以此方式构造时，识别单元57可被省略。在第二示例实施例中，通信电缆8被配置为使得所有信号线的连接在第一连接器单元SB与第二连接器单元SC之间反向。另一种方案是，通信电缆8可被配置为使得一些信号线的连接反向。例如第一连接器单元8B的第一端子86a可被连接到第二连接器单元 SC的第八端子87h，第一连接器单元SB的第二端子86b可被连接到第二连接器单元SC的第七端子87g，第一连接器单元SB的第七端子86g可被连接到第二连接器单元SC的第二端子87b，并且第一连接器单元SB的第八端子86h可被连接到第二连接器单元SC的第一端子 87a，并且以与用作直式电缆的通信电缆7相同的方式来连接其他端子。此外，对发送/接收装置5和接收/发送装置6的端口数以及由两个装置间发送 /接收的信号所表示的数据内容都不做具体限定。本发明示例实施例的前述描述是为了图示和说明的目的。并非意在穷尽本发明或将本发明限制在所公开的精确形式中。对本领域技术人员来说许多变形和改变是明显的。 选择和描述多个实施例是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的各种实施例以及适用于特定用户实现的各种变化。希望由所附权利要求及其等同物来定义发送范围。
权利要求
1.一种发送/接收装置，包括发送/接收单元，其通过包括一对信号线的差动信号线连接到发送侧或接收侧，所述发送/接收单元在被连接到发送侧时使用所述一对信号线中的一个来接收信号，并且所述发送/接收单元在被连接到接收侧时使用所述一对信号线中的另一个来发送信号；和信号处理单元，其对所述发送/接收单元所发送或接收的信号进行处理。
2.一种发送/接收装置，包括第一发送/接收单元，其通过包括一对信号线的第一差动信号线连接到接收侧和发送侧中的一个；第二发送/接收单元，其通过包括另一对信号线的第二差动信号线连接到所述接收侧和发送侧中的另一个；以及信号处理单元，其对第一发送/接收单元或第二发送/接收单元所发送或接收的信号进行处理，其中第一发送/接收单元和第二发送/接收单元在被连接到接收侧时使用所述一对信号线中的一个来发送信号，以及第一发送/接收单元和第二发送/接收单元在被连接到发送侧时使用所述一对信号线中的另一个来接收信号。
3.根据权利要求I所述的发送/接收装置，还包括极性确定单元，其根据从发送侧接收到的信号来确定发送侧所发送的信号的极性；以及极性反转单元，在极性确定单元所确定的信号极性为反极性时，所述极性反转单元对从发送侧接收到的信号的极性进行反转。
4.根据权利要求2所述的发送/接收装置，还包括极性确定单元，其根据从发送侧接收到的信号来确定发送侧所发送的信号的极性；以及极性反转单元，在极性确定单元所确定的信号极性为反极性时，所述极性反转单元对从发送侧接收到的信号的极性进行反转。
5.根据权利要求2所述的发送/接收装置，还包括切换单元，其通过根据从发送侧接收到的信号确定出第一发送/接收单元和第二发送 /接收单元中的哪一个将用于向接收侧进行发送以及第一发送/接收单元和第二发送/接收单元中的哪一个将用于从发送侧进行接收，来执行切换。
6.根据权利要求3所述的发送/接收装置，还包括切换单元，其通过根据从发送侧接收到的信号确定出第一发送/接收单元和第二发送 /接收单元中的哪一个将用于向接收侧进行发送以及第一发送/接收单元和第二发送/接收单元中的哪一个将用于从发送侧进行接收，来执行切换。
7.根据权利要求4所述的发送/接收装置，还包括切换单元，其通过根据从发送侧接收到的信号确定出第一发送/接收单元和第二发送 /接收单元中的哪一个将用于向接收侧进行发送以及第一发送/接收单元和第二发送/接收单元中的哪一个将用于从发送侧进行接收，来执行切换。
8.一种信号发送设备，包括根据权利要求2至7中的任一项所述的发送/接收装置；以及接收/发送装置，其包括接收侧差动接收器和发送侧差动放大器，所述接收侧差动接收器从第一差动信号线和第二差动信号线中的一个接收信号，所述发送侧差动放大器向所述第一差动信号线和第二差动信号线中的另一个输出差动信号。
全文摘要
本发明提供了发送/接收装置和信号发送设备。该发送/接收装置包括发送/接收单元和信号处理单元。发送/接收单元通过包括一对信号线的差动信号线连接到发送侧或接收侧，该发送/接收单元在被连接到发送侧时使用一对信号线中的一个来接收信号，并且该发送/接收单元在被连接到接收侧时使用一对信号线中的另一个来发送信号。信号处理单元对发送/接收单元所发送或接收的信号进行处理。
文档编号H04B1/38GK102594386SQ20111040685
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年1月6日
发明者小西泰彰 申请人:富士施乐株式会社