CN104869100B - 通信方法、通信设备和通信*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现不同通信协议的电子信号的无线传输的通信方法以及使用该通信方法的通信设备和通信***。所述通信方法包括：捕获一个或多个要传输的信号；基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包；保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列；以及发送所述队列中的信号封包，其中，所述多个要传输的信号封包是对应不同通信协议的信号。

Description

通信方法、通信设备和通信***

技术领域

本发明涉及无线通信的领域，更具体地，本发明涉及一种实现不同通信协议的电子信号的无线传输的通信方法以及使用该通信方法的通信设备和通信***。

背景技术

在某些应用场景下，需要将电子信号以无线信号的形式发射出去，然后由另一接收方将无线信号接收并且还原得到该电子信号，从而省略发送方与接收方之间的直接电缆连接。

在发送方与接收方之间，可能存在遵循不同通信协议的多个电子信号需要传输。因此，希望提供一种通信方法和使用该通信方法的通信设备，使得能够在保持协议透明和上层协议软件无需更改的情况下，实现不同通信协议的电子信号的有效无线传输。

发明内容

有鉴于上述情况，本发明提供了一种实现不同通信协议的电子信号的无线传输的通信方法以及使用该通信方法的通信设备和通信***。

根据本发明的一个实施例，提供了通信方法，应用于一通信设备，所述通信方法包括：捕获一个或多个要传输的信号；基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包；保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列；以及发送所述队列中的信号封包，其中，所述多个要传输的信号封包是对应不同通信协议的信号。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中所述捕获一个或多个要传输的信号包括：捕获控制信号和对应不同通信协议的总线信号，并且所述信号封包具有相同的格式。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中所述捕获一个或多个要传输的信号还包括：基于捕获的总线信号，确定所述一个或多个要传输的信号的接收方。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中发送所述队列中的信号封包包括：每次发送一个信号封包，在接收到之前一个信号封包的确收信号之后，从所述队列中提取并发送下一个信号封包。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中发送所述队列中的一个信号封包还包括：在发送之前一个信号封包的之后经过预定时段没有接收确收信号，判定之前一个信号封包发送超时，则重新发送所述之前一个信号封包，直至重发次数达到预定次数。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中发送所述队列中的一个信号封包包括：将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中发送所述队列中的一个信号封包包括：以固定频率发送所述队列中的一个信号封包。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，还包括：接收一个或多个进入信号封包；保持所述一个或多个进入信号封包的队列；以及向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包，其中，所述多个进入信号封包符合不同的通信协议。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中所述接收一个或多个进入信号封包包括：每次接收到一个进入信号封包，向发送方发送确收信号。

此外，根据本发明的一个实施例的通信方法，其中所述向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包包括：基于接收的信号封包，确定相应的封包处理入口，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包。

根据本发明的另一实施例，提供了一种通信设备，包括：捕获单元，用于捕获一个或多个要传输的信号；封包管理单元，用于基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包，并且保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列；以及发送接收单元，用于发送所述队列中的信号封包，其中，所述多个要传输的信号封包对应不同通信协议的信号。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述捕获单元用于捕获控制信号和对应不同通信协议的总线信号，并且所述封包管理单元生成具有相同的格式的所述信号封包。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述封包管理单元基于捕获的总线信号，确定所述一个或多个要传输的信号的接收方。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述发送接收单元每次发送一个信号封包，在接收到之前一个信号封包的确收信号之后，从所述队列中提取并发送下一个信号封包。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述发送接收单元在发送之前一个信号封包的之后经过预定时段没有接收确收信号，判定之前一个信号封包发送超时，则重新发送所述之前一个信号封包，直至重发次数达到预定次数。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述发送接收单元将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述发送接收单元以固定频率发送所述队列中的一个信号封包。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述发送接收单元还用于接收一个或多个进入信号封包，所述封包管理单元还用于保持所述一个或多个进入信号封包的队列，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包，所述多个进入信号封包符合不同的通信协议。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述发送接收单元每次接收到一个进入信号封包，向发送方发送确收信号。

此外，根据本发明的另一个实施例的通信设备，其中所述封包管理单元封包管理单元基于接收的信号封包，确定相应的封包处理入口，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包。

根据本发明的又一实施例，提供了一种通信***，包括：发送设备，其具有捕获单元，用于捕获一个或多个要传输的信号；第一封包管理单元，用于基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包，并且保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列；发送单元，用于发送所述队列中的信号封包；以及接收设备，其具有接收单元，用于接收从所述发送单元发送的信号封包；第二封包管理单元，用于保持从所述发送单元发送的信号封包的队列，并且向相应的封包处理入口转发从所述发送单元发送的信号封包，其中，所述多个要传输的信号封包对应不同通信协议的信号。

此外，根据本发明的又一个实施例的通信***，所述捕获单元用于捕获控制信号和对应不同通信协议的总线信号，并且所述第一封包管理单元生成具有相同的格式的所述信号封包。

此外，根据本发明的又一个实施例的通信***，其中所述发送单元每次发送一个信号封包，在接收到来自所述接收设备的确收信号之后，从所述队列中提取并发送下一个信号封包。

此外，根据本发明的又一个实施例的通信***，其中所述发送单元在发送之前一个信号封包的之后经过预定时段没有接收所述确收信号，判定之前一个信号封包发送超时，则重新发送所述之前一个信号封包，直至重发次数达到预定次数。

此外，根据本发明的又一个实施例的任一所述的通信设备，其中所述发送单元将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包。

此外，根据本发明的又一个实施例的通信设备，其中所述接收单元将接收的比特合并为字节，将多个字节合并为所述一个信号封包。

根据本发明实施例的通信方法以及使用该通信方法的通信设备和通信***，其能够基于现有短距无线信号传输芯片，在保持协议透明和上层协议软件无需更改的情况下，实现不同通信协议的电子信号的有效无线传输。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

图1是图示根据本发明实施例的通信设备的框图；

图2是图示根据本发明实施例的通信***的架构图；

图3是图示根据本发明实施例的通信方法的流程图；

图4是图示根据本发明实施例的通信方法的进一步的流程图；以及

图5是图示根据本发明实施例的通信方法的应用场景的示意图。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。

首先，将参照图1描述根据本发明实施例的通信设备。根据本发明实施例的通信设备例如是基于现有短距无线信号传输协议实现电子信号的无线通信的设备。所述通信设备可以以复杂可编程逻辑器件（CPLD）的形式配置在作为执行短距无线通信的发送方和接收方的电子装置中，作为发送方电子装置例如可以是诸如SOC和MCU等的处理器芯片，其发起通信请求。作为接收方电子装置例如可以是诸如符合I2C协议的键盘和传感器等。

如图1所示，根据本发明实施例的通信设备10包括捕获单元101、封包管理单元102和发送接收单元103。容易理解的是，所述通信设备10对等地配置在发送方和接收方的电子装置，并且根据需要执行发送和接收功能。以下将进一步描述发送方和接收方的电子装置中的通信设备10。

具体地，所述捕获单元101用于捕获（Snoop）一个或多个要传输的信号。配置在发送方的所述捕获单元101执行要传输信号的捕获，其中所述要传输信号包括控制信号和对应不同通信协议的总线信号。所述控制信号诸如可以是通用I/O（GPIO）信号，所述总线信号诸如可以是对应不同通信协议的总线信号，例如I2C或Uart总线信号、DP AUX总线或者其它总线信号。

所述封包管理单元102用于基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包（PKG），并且保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列。如上所述，所述一个或多个要传输的信号封包是对应于不同通信协议（例如，I2C或Uart等）的信号。更具体地，所述封包管理单元102基于由所述捕获单元101捕获的控制信号和对应不同通信协议的总线信号，生成具有相同的格式的所述一个或多个要传输的信号封包，并且基于捕获的总线信号，确定所述一个或多个要传输的信号封包的接收方。

所述发送接收单元103用于根据由所述封包管理单元102确定的要传输的信号封包的接收方，发送由所述封包管理单元102保持的所述信号封包的队列中的信号封包。在本发明的一个实施例中，所述发送接收单元103每次发送一个信号封包，在接收到之前一个信号封包的确收信号之后，从所述队列中提取并发送下一个信号封包。所述发送接收单元102在发送之前一个信号封包的之后经过预定时段（例如，0.1ms）没有接收确收信号，判定之前一个信号封包发送超时，则重新发送所述之前一个信号封包，直至重发次数达到预定次数（例如，重发3次）。在本发明的另一个实施例中，所述发送接收单元102将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包。在本发明的另一个实施例中，所述发送接收单元102以固定频率发送所述队列中的一个信号封包。

相应地，配置在接收方的所述发送接收单元103则用于接收一个或多个进入的信号封包，并且所述发送接收单元103每次接收到一个进入信号封包，向发送方发送确收信号。在本发明的一个实施例中，所述发送接收单元103将接收的比特合并为字节，将多个字节合并为所述一个信号封包。

配置在接收方的所述封包管理单元102则用于保持所述一个或多个进入信号封包的队列，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包。在本发明的一个实施例中，所述封包管理单元102基于接收的信号封包，确定相应的封包处理入口，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包。

如上参照图1所述的通信设备10，其通过配置有捕获单元101、封包管理单元102和发送接收单元103，适当地实现了总线/信号的管理功能、封包管理功能以及封包的发送器/接收器功能。以下，将参照图2描述应用该通信设备的通信***。

图2是图示根据本发明实施例的通信***的架构图。如图2所示，根据本发明实施例的通信***包括至少两个通信设备（通信设备10和通信设备20）参与短距离无线通信。

如上参照图1所述，通信设备10和通信设备20可以在所述短距离无线通信互为发送方通信设备和接收方通信设备。

发送方通信设备可以执行总线/信号的管理功能，即捕获包括控制信号和对应不同通信协议的总线信号多个要传输的信号，并且生成一个或多个要传输的信号封包。此后，发送方通信设备可以执行封包管理功能，即保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列，并且基于捕获的总线信号，确定所述一个或多个要传输的信号封包的接收方。每次发送一个信号封包，在接收到之前一个信号封包的确收信号之后，从所述队列中提取并发送下一个信号封包。此后，发送方通信设备可以执行封包的发送器功能，即将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位以固定频率发送信号封包。

接收方通信设备相应地可以执行封包接收器功能，即以固定频率接收，并且将接收的比特合并为字节，将多个字节合并为所述一个信号封包。此后，接收方通信设备可以执行封包管理功能，即每次接收到一个进入信号封包，向发送方发送确收信号，保持所述一个或多个进入信号封包的队列，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包。

如图2中的虚线箭头所示，发送方通信设备和接收方通信设备相互执行不同低速通信协议电子信号（诸如I2C或Uart信号、DP AUX信号、GPIO信号等）的无线传输。如图2中的实线箭头所示，发送方通信设备和接收方通信设备利用现有的无线芯片TX和无线芯片RX执行基于无线网络的电子信号的收发。

也就是说，利用如图2所示的通信***的架构，实现了不同低速通信协议电子信号从有线传输到无线再到有线传输，从而在保持协议透明并且无需更改上层协议软件的情况下，实现不同通信协议的无线通信。

以上参照图1和图2描述了根据本发明实施例的通信设备和通信***架构，以下将参照图3和图4描述根据本发明实施例的通信方法。

图3是图示根据本发明实施例的通信方法的流程图。如图3所示，根据本发明实施例的通信方法包括以下步骤：

在步骤S301中，捕获一个或多个要传输的信号。具体地，所述捕获一个或多个要传输的信号包括：捕获控制信号和对应不同通信协议的总线信号。此外，所述捕获一个或多个要传输的信号还包括：基于捕获的总线信号，确定所述一个或多个要传输的信号的接收方。此后，处理进到步骤S302。

在步骤S302中，基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包。此后，处理进到步骤S303。

在步骤S303中，保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列。此后，处理进到步骤S304。

在步骤S304中，发送所述队列中的信号封包。具体地，将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位以固定频率发送信号封包。

图4是图示根据本发明实施例的通信方法的进一步的流程图。如图4所示，根据本发明实施例的通信方法的进一步包括了重发和超时检测步骤。图4中图示的步骤S401到S403分别与图3中图示的步骤S301到S303相同，在此将省略其重复描述。

在步骤S404中，每次发送一个信号封包。此后，处理进到步骤S405。

在步骤S405中，判断是否接收到之前一个信号封包的确收信号。

如果在步骤S405中获得肯定结果，即已经接收到之前一个信号封包的确收信号，则处理进到步骤S407。

在步骤S407中，发送下一个信号封包。

相反地，如果在步骤S405中获得否定结果，即没有接收到之前一个信号封包的确收信号，则处理进到步骤S406。

在步骤S406中，判断重发次数是否达到预定阈值次数（例如，3次）。

如果在步骤S406中获得肯定结果，即重发次数达到预定阈值次数，则放弃发送该信号封包，并且处理进到步骤S407，以便在步骤S407中发送下一个信号封包。

相反地，如果在步骤S406中获得否定结果，即重发次数没有达到预定阈值次数，则处理返回到步骤S404，以便在步骤S404中重发前一个信号封包。

如上参照图3和图4所示，根据本发明实施例的通信方法，首先在发送方捕获多个电子信号，进行信号/协议分析，以便生成封包并且动态地管理封包的传输方向，最后将封包分解成比特流以无线形式发送出去。在接收方则以无线方式接收比特流，经过解包和链路方向管理，将电子信号完全还原并且转发到适当的处理入口。

以上参照图1到图4描述了根据本发明实施例的通信设备和通信方法，以下将参照图5描述根据本发明实施例的通信方法的应用场景。

图5是图示根据本发明实施例的通信方法的应用场景的示意图。如图5所示，根据本发明实施例的通信方法应用于主应用微控制单元（MCU）501与由其控制的I2C从设备504之间电子信号的无线通信。

图5中所示的无线模块502和503对应于参照图1和2描述的根据本发明实施例的通信设备10和20。无线模块502从主应用MCU501有线地捕获要传输的电子信号，无线模块503则将接收的电子信号有线地传输到I2C从设备504，其中无线模块502和无线模块503之间无线地执行传输信号封包的通信。具体地，通过无线模块502和503在主应用MCU501和I2C从设备504之间传输的信号包括I2C总线信号（例如，时钟信号SCL和数据信号SDA）以及用于I2C设备向主处理器通知的多个通知信号GPIO（n）。

以上参照图1到图5描述了根据本发明实施例的通信方法、通信设备和通信***以及其应用场景，其能够在发送方捕获多个电子信号，进行信号/协议分析，以便生成封包并且动态地管理封包的传输方向，最后将封包分解成比特流以无线形式发送出去。在接收方则以无线方式接收比特流，经过解包和链路方向管理，将电子信号完全还原并且转发到适当的处理入口。也就是说，实现了不同低速通信协议电子信号从有线传输到无线再到有线传输，从而在保持协议透明并且无需更改上层协议软件的情况下，实现不同通信协议的无线通信。

需要说明的是，在本说明书中，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。

最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (23)

1.一种通信方法，应用于一通信设备，所述通信方法包括：

捕获一个或多个要传输的信号；

基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包；

保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列；以及

发送所述队列中的信号封包，

其中，发送所述队列中的一个信号封包包括：将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包，

其中，所述多个要传输的信号封包是对应不同通信协议的信号。

2.如权利要求1所述的通信方法，其中所述捕获一个或多个要传输的信号包括：捕获控制信号和对应不同通信协议的总线信号，并且所述信号封包具有相同的格式。

3.如权利要求2所述的通信方法，其中所述捕获一个或多个要传输的信号还包括：基于捕获的总线信号，确定所述一个或多个要传输的信号的接收方。

4.如权利要求1所述的通信方法，其中发送所述队列中的信号封包包括：每次发送一个信号封包，在接收到之前一个信号封包的确收信号之后，从所述队列中提取并发送下一个信号封包。

5.如权利要求4所述的通信方法，其中发送所述队列中的一个信号封包还包括：在发送之前一个信号封包之后经过预定时段没有接收确收信号，判定之前一个信号封包发送超时，则重新发送所述之前一个信号封包，直至重发次数达到预定次数。

6.如权利要求1到5的任一所述的通信方法，其中发送所述队列中的一个信号封包包括：以固定频率发送所述队列中的一个信号封包。

7.如权利要求1所述的通信方法，还包括：

接收一个或多个进入信号封包；

保持所述一个或多个进入信号封包的队列；以及

向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包，

其中，所述多个进入信号封包符合不同的通信协议。

8.如权利要求7所述的通信方法，其中所述接收一个或多个进入信号封包包括：每次接收到一个进入信号封包，向发送方发送确收信号。

9.如权利要求7所述的通信方法，其中所述向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包包括：基于接收的信号封包，确定相应的封包处理入口，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包。

10.一种通信设备，包括：

捕获单元，用于捕获一个或多个要传输的信号；

封包管理单元，用于基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包，并且保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列；以及

发送接收单元，用于发送所述队列中的信号封包，

其中，所述发送接收单元将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包，

其中，所述多个要传输的信号封包对应不同通信协议的信号。

11.如权利要求10所述的通信设备，其中所述捕获单元用于捕获控制信号和对应不同通信协议的总线信号，并且所述封包管理单元生成具有相同的格式的所述信号封包。

12.如权利要求11所述的通信设备，其中所述封包管理单元基于捕获的总线信号，确定所述一个或多个要传输的信号的接收方。

13.如权利要求10所述的通信设备，其中所述发送接收单元每次发送一个信号封包，在接收到之前一个信号封包的确收信号之后，从所述队列中提取并发送下一个信号封包。

14.如权利要求13所述的通信设备，其中所述发送接收单元在发送之前一个信号封包之后经过预定时段没有接收确收信号，判定之前一个信号封包发送超时，则重新发送所述之前一个信号封包，直至重发次数达到预定次数。

15.如权利要求10到14的任一所述的通信设备，其中所述发送接收单元以固定频率发送所述队列中的一个信号封包。

16.如权利要求10所述的通信设备，其中所述发送接收单元还用于接收一个或多个进入信号封包，所述封包管理单元还用于保持所述一个或多个进入信号封包的队列，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包，所述多个进入信号封包符合不同的通信协议。

17.如权利要求16所述的通信设备，其中所述发送接收单元每次接收到一个进入信号封包，向发送方发送确收信号。

18.如权利要求16所述的通信设备，其中所述封包管理单元基于接收的信号封包，确定相应的封包处理入口，并且向相应的封包处理入口转发所述一个或多个进入信号封包。

19.一种通信***，包括：

发送设备，其具有

捕获单元，用于捕获一个或多个要传输的信号；

第一封包管理单元，用于基于所述信号的改变生成一个或多个要传输的信号封包，并且保持所述一个或多个要传输的信号封包的队列；

发送单元，用于发送所述队列中的信号封包，

其中，所述发送单元将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包；以及

接收设备，其具有

接收单元，用于接收从所述发送单元发送的信号封包；

第二封包管理单元，用于保持从所述发送单元发送的信号封包的队列，并且向相应的封包处理入口转发从所述发送单元发送的信号封包，

其中，所述多个要传输的信号封包对应不同通信协议的信号。

20.如权利要求19所述的通信***，所述捕获单元用于捕获控制信号和对应不同通信协议的总线信号，并且所述第一封包管理单元生成具有相同的格式的所述信号封包。

21.如权利要求19所述的通信***，其中所述发送单元在发送之前一个信号封包之后经过预定时段没有接收确收信号，判定之前一个信号封包发送超时，则重新发送所述之前一个信号封包，直至重发次数达到预定次数。

22.如权利要求19到21的任一所述的通信***，其中所述发送单元将所述一个信号封包分割为多个字节，将多个字节的每个分割为比特，以便以比特为单位发送信号封包。

23.如权利要求22所述的通信***，其中所述接收单元将接收的比特合并为字节，将多个字节合并为所述一个信号封包。