一种有线通信系统及其设备ID的配置方法与流程

本发明涉及有线通信，具体涉及一种有线通信系统及其设备id的配置方法。

背景技术：

1、有线通信通常利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息，用光或电信号，来代表声音、文字、图像等信息。根据有线通信双方的对等关系，有线通信可以分为无主从式通信、单主从式通信和多主从式通信三种模式。

2、在一个通信网络中，无主从式通信的各节点不分主设备从设备，每个节点可视需求选择是否发送数据，以提升总线的通信效率，当某一节点发生故障时，不会影响其他节点的工作。单主从式通信是指在一个通信网络中，一个主设备只对应一个从设备，主设备直接将数据传送给从设备。多主从式通信是指一个主设备对应多台从设备，主机发送的信息可传送到多台从设备或指定从设备，而从设备发送的信息只能传送到主设备，且各个从设备之间不能直接通信。

3、在主从式有线通信系统中，整个通信网络的通信数据发送权限由主设备控制，从设备只能被动地接收、执行主设备发来的命令，以及根据主设备的要求回传数据。主设备既可以同时对所有从设备发送数据，也可以对指定的一个或多个从设备进行通信。

4、现有技术中，当主设备需要对指定从设备进行通信时，主设备通常需要事先获悉从设备的id，通过通信地址的匹配实现对指定从设备发送数据或命令的功能。因此，需要事先为每个从设备分配一个唯一的id，作为每个从设备的唯一标识，如图1所示的主从式有线通信系统，主设备通过总线连接n个从设备，每个从设备拥有一个独立唯一的id地址。通信时由主设备发起一次通信，从设备根据通信协议将接收到的数据中的地址字段与本机的设备id地址进行比较：如果地址匹配，则从设备会接收该次通信的数据，对其进行解析，并执行相应的功能；如果地址不匹配，则从设备不接收数据。此方法需在每一次通信中都配有地址字段，一定程度上限制了系统的通信效率。且该方法下，各个从设备id通常是需要提前确定的，例如用类似烧录的方式固化在从设备的存储中。

5、除id寻址外，如图2所示的主从式有线通信系统，是通过硬件方式实现寻址的spi协议。spi是一种高速的、全双工同步通信总线。spi以主从方式工作，通常通信需要4根线，分别为：miso为主设备数据输入，从设备数据输出；mosi为主设备数据输出从设备数据输入；sclk为串行时钟信号，由主机产生发送给从机；cs为片选信号，由主设备发送，以控制与哪个从设备通信。其中，只有片选信号cs为预先规定的使能信号时即高电平或低电平，主设备对此从设备的操作才有效，通过片选信号cs来实现从设备的寻址问题。但该方法存在每个从设备需要一根cs信号线，当从设备数量较多时，会大量占用主设备的端口，增加了主设备的硬件端口开销及硬件的成本，当多根信号线进行通信时，易发生连接错误，存在通信效率低的风险。

技术实现思路

1、因此，本发明提供的一种有线通信系统及其设备id的配置方法，克服了现有技术中主设备硬件成本大，通信效率低的缺陷。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种有线通信系统，包括：一个主设备、多个从设备及多根通信线，其中，所述多根通信线和所述多个从设备，通过各个从设备的各个通信端口并联连接，各个从设备的各个通信端口的连接情况各不相同。

4、可选地，根据各个通信端口不同的连接情况，确定各个从设备的id。

5、可选地，各个从设备的各个通信端口与各根通信线连接，通过排列组合的方式排列成不同的连接情况，确定各个从设备的id。

6、可选地，有线通信系统还包括：一根时钟信号线，其中，各个从设备的端口相应增加一个时钟端口，主设备通过时钟信号线与各个从设备并联连接，通过时钟信号线向各个从设备提供时钟信号。

7、可选地，从设备包括第一从设备、第二从设备两个从设备，第一从设备、第二从设备均包括：识别模块、第一端口及第二端口，其中一个为通信端口，另一个为时钟端口，两个从设备的各个端口的信号连接情况不同，通过不同的连接情况，确定第一从设备及第二从设备的id。

8、第二方面，本发明实施例提供一种有线通信系统设备id的配置方法，基于第一方面的有线通信系统，所述配置方法包括：

9、配置通信线数与各个从设备的通信端口数相等；

10、各个从设备的各个通信端口与各根通信线的连接情况各不相同；

11、通过各个从设备与各根通信线连接的连接情况，确定各个从设备的id。

12、可选地，在有线通信系统中，从设备的数量与通信线数量满足以下条件：

13、

14、其中，m为通信线的数量，m为正整数。

15、可选地，通过以下公式计算通信线的数量：

16、

17、利用上述公式，基于从设备的数量确定通信线的数量。

18、可选地，在连接关系识别阶段，主设备的各个通信线按顺序在各个时钟周期依次发出脉冲信号，一个脉冲周期只有一根通信线发出脉冲信号，每根通信线只有一个脉冲信号。

19、可选地，根据各个通信端口通过与其连接的每根通信线上收到的脉冲信号的次序，识别连接关系，确定各个从设备的id。

20、可选地，通过第一、第二从设备的识别模块，判断相应从设备第一、第二端口，与通信线、时钟信号线的信号连接情况；通过各个从设备的信号连接情况，确定各个从设备的id。

21、可选地，第一、第二从设备的识别模块均根据信号翻转是否规律，判断相应从设备第一、第二端口的信号连接情况。

22、可选地，检测到从设备的端口信号翻转规律变化时，该端口与时钟信号线连接；检测到从设备的端口信号翻转非规律变化时，该端口与通信线连接。

23、可选地，当第一从设备的第一端口与时钟信号线连接，第一从设备的第二端口与通信线连接，则第二从设备的第一端口与通信线连接，第二从设备的第二端口与时钟信号线连接。

24、可选地，在确定各个从设备的id步骤之后，还包括：主设备按照预定的id次序依次发送数据包，各个从设备根据自身的id，在通信线上选取相应位置的数据包。

25、本发明技术方案，具有如下优点：

26、1.本发明提供的有线通信系统及其设备id的配置方法，多根通信线和多个从设备，通过各个从设备的各个通信端口并联连接，各个从设备的各个通信端口的连接情况各不相同，根据各个通信端口不同的连接情况来实现对设备id的唯一标识，以此来减少硬件端口开销，提高通信效率。

27、2.本发明提供的有线通信系统及其设备id的配置方法，各个从设备id不需要提前预定，根据从设备的通信端口与通信线的连接情况，实时确定各个从设备的id，主设备按照预定的id次序依次发送数据包，各个从设备根据自身的id，在通信线上选取相应位置的数据包，以此提升通信效率。

技术特征：

1.一种有线通信系统，其特征在于，包括：一个主设备、多个从设备及多根通信线，其中，所述多根通信线和所述多个从设备，通过各个从设备的各个通信端口并联连接，各个从设备的各个通信端口的连接情况各不相同。

2.根据权利要求1所述的有线通信系统，其特征在于，根据各个通信端口不同的连接情况，确定各个从设备的id。

3.根据权利要求1所述的有线通信系统，其特征在于，各个从设备的各个通信端口与各根通信线连接，通过排列组合的方式排列成不同的连接情况，确定各个从设备的id。

4.根据权利要求1-3任一所述的有线通信系统，其特征在于，有线通信系统还包括：一根时钟信号线，其中，各个从设备的端口相应增加一个时钟端口，主设备通过时钟信号线与各个从设备并联连接，通过时钟信号线向各个从设备提供时钟信号。

5.根据权利要求4所述的有线通信系统，其特征在于，从设备包括第一从设备、第二从设备两个从设备，第一从设备、第二从设备均包括：识别模块、第一端口及第二端口，其中一个为通信端口，另一个为时钟端口，两个从设备的各个端口的信号连接情况不同，通过不同的连接情况，确定第一从设备及第二从设备的id。

6.一种有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一所述的有线通信系统，所述配置方法包括：

7.根据权利要求6所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，在有线通信系统中，从设备的数量与通信线数量满足以下条件：

8.根据权利要求7所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，通过以下公式计算通信线的数量：

9.根据权利要求6所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，在连接关系识别阶段，主设备的各个通信线按顺序在各个时钟周期依次发出脉冲信号，一个脉冲周期只有一根通信线发出脉冲信号，每根通信线只有一个脉冲信号。

10.根据权利要求9所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，根据各个通信端口通过与其连接的每根通信线上收到的脉冲信号的次序，识别连接关系，确定各个从设备的id。

11.根据权利要求6所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，通过第一、第二从设备的识别模块，判断相应从设备第一、第二端口，与通信线、时钟信号线的信号连接情况；通过各个从设备的信号连接情况，确定各个从设备的id。

12.根据权利要求11所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，第一、第二从设备的识别模块均根据信号翻转是否规律，判断相应从设备第一、第二端口的信号连接情况。

13.根据权利要求12所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，检测到从设备的端口信号翻转规律变化时，该端口与时钟信号线连接；检测到从设备的端口信号翻转非规律变化时，该端口与通信线连接。

14.根据权利要求11所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，当第一从设备的第一端口与时钟信号线连接，第一从设备的第二端口与通信线连接，则第二从设备的第一端口与通信线连接，第二从设备的第二端口与时钟信号线连接。

15.根据权利要求6所述的有线通信系统设备id的配置方法，其特征在于，在确定各个从设备的id步骤之后，还包括：主设备按照预定的id次序依次发送数据包，各个从设备根据自身的id，在通信线上选取相应位置的数据包。

技术总结
本发明公开了一种有线通信系统及其设备ID的配置方法，所述有线通信系统包括：一个主设备、多个从设备及多根通信线，其中，所述多根通信线和所述多个从设备，通过各个从设备的各个通信端口并联连接，各个从设备的各个通信端口的连接情况各不相同。利用本发明的有线通信系统，所述设备ID配置方法，包括：配置通信线数与各个从设备的通信端口数相等；各个从设备的各个通信端口与各根通信线的连接情况各不相同；通过各个从设备与各根通信线连接的连接情况，确定各个从设备的ID。通过本发明提供的有线通信系统和设备ID配置方法，不需要额外的硬件开销，在一定程度上提升系统的通信效率，降低硬件成本。

技术研发人员：孔令军,许明薛,刘银华
受保护的技术使用者：杭州视芯科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12