CN1180340C

CN1180340C - 通过无线通信进行交叉扩展的装置和方法

Info

Publication number: CN1180340C
Application number: CNB011456892A
Authority: CN
Inventors: 金成勋; 金明奎; 金芝垠; 朴俊锡; 韩东原; 金采奎
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: US20030056196A1; KR20030010145A; CN1399192A; EP1280061A2; KR100422069B1; JP2003058391A; EP1280061A3

Abstract

涉及在用于嵌入式***的目标转换器中一程序的交叉扩展***。该交叉扩展***包括：交叉扩展处理模块，用于对目标转换器的微处理器的写应用程序进行编译并且执行关于程序执行结果的调试；用于无线发送信息的第一BT模块，用于执行从交叉扩展模块到目标转换器的交叉扩展；用于接收来自第一BT模块的无线信息的第二BT模块，将内部程序处理结果传送到第一BT模块；通信信道控制单元，用于判断目标转换器的微处理器是否可占用并且给主机分配一通信信道以发送/接收并执行通过第二BT模块接收到的用于交叉扩展的无线信息。主机使用BT模块无线执行例如远程调试的交叉扩展而无须考虑目标转换器的位置。不涉及因特网的本地通信保证了通信的安全。

Description

通过无线通信进行交叉扩展的装置和方法

技术领域

本发明涉及在嵌入式***的扩展中使用的用于交叉扩展(crossdevelopment)的***和方法。

背景技术

近来，由于因特网的蓬勃发展，各种各样的信息装置像计算机一样也已经直接地接入因特网。例如，比如冰箱、微波炉等等的家用电器随同电话、电视机和个人数字助理(PDAS)一起，通过因特网的接入而执行不同的功能。某些装置称之为嵌入式***是因为通过因特网接入来执行嵌入其中的不同的功能。

嵌入式***通过一个嵌入式微控制器来执行不同的实时应用程序。依照相关程序的发展和应用程序的完善度，嵌入式***已经彻底地超越了过去。换句话说，除传统汇编语言之外的诸如C语言之类的高级语言已经被广泛用于编写执行于嵌入式***的微型控制器中的应用程序。

同时，由于目标转换器等设备限于例如存储器或磁盘之类的资源，以这种高级语言编写的程序在这种状态下是不能执行的。因此，执行一种如下所示的通用交叉扩展方法：主机利用诸如C语言之类的高级语言，编写一个嵌入式***的微型控制器要执行的应用程序，将应用程序编译成在目标转换器的微型控制器中执行的汇编语言，将汇编后的应用程序传送到目标转换器，目标转换器存储并执行应用程序，检查程序的执行并调试错误。

在交叉扩展方法中，主机利用高级语言编写应用程序，从使用交叉编译程序编写的程序中产生用于目标转换器的执行代码，然后通过通信链路执行远程调试。

图1是用于交叉扩展的通常方法的框图。

如图1中所示，一个主机10执行远程调试等等，将对通过交叉编译程序以高级语言编写的应用程序进行编译，和向目标转换器20发送必要指令、信息和程序/从目标转换器20接收必要指令、信息和程序。

目标转换器20配备有CPU、I/O设备、存储器、外设等等，并且连接到主机作为一个用于嵌入式***的扩展转换器来执行功能，也就是当与主机交换必要信息时实际执行应用程序。

主机10和目标转换器20通过通信链路而连接。传统的通信链路的例子包括诸如RS-232C、LAN、USB等等的有线连接。

最近应用于嵌入式***的交叉扩展方法包括：用诸如RS-232C之类的串行设备在主机和目标转换器之间进行连接的方法；应用PCP/IP协议连接网络设备的方法；将主机的一串行设备连接到目标转换器的联合测试接入组(JTAG)部分的方法。

上面提出的传统方法存在以下问题：主机和目标转换器通常通过有线链路连接，因此主机和目标转换器在距离和位置上是有限制的；串行设备和JTAG部分的传输速率较低；目标转换器和主机通常是一对一连接，致使操作者使用他/她自己的目标转换器，因此，当多个操作者执行交叉扩展时，就需要多个目标转换器。

另外，为了使用网络设备，主机和目标转换器必须独立地配备网络设备。当网络设备连接到诸如LAN之类的网络上时，外部用户可以访问目标转换器，从而导致了安全性问题。

发明内容

因此，提出了本发明来解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种***和方法，用于在嵌入式***的扩展中，通过无线通信交叉扩展，这样主机和目标转换器可以无线连接而执行调试。

为了实现上述目的，根据本发明的嵌入式***的交叉扩展是这样执行的：主机和目标转换器应用蓝牙技术无线连接，该技术已经成为本地无线数据通信的全球标准；并且下载程序或是交换必要的信息。

为了执行上述的交叉扩展的目的，本发明的一个实施例包括：一个连接到诸如USB、PC卡和RS-232C之类的传统的I/O设备上的蓝牙(BT)模块，或者例如作为硬件的蓝牙加速器(BTA)的内部BT模块；以及蓝牙协议堆栈和作为软件的协议概况，其中蓝牙协议堆栈和协议概况是在主机的设备驱动器、应用程序、核心程序等以及目标转换器的引导装入程序、监视程序、桩模块(stub)中实现。

附图说明

图1是交叉扩展常用方法的示意框图；

图2是根据本发明的实施例，应用蓝牙模块进行交叉扩展的***的框图；

图3是根据本发明的另一实施例，应用BTA进行交叉扩展的***的框图；

图4是根据本发明另一实施例，应用蓝牙模块进行交叉扩展的***整体框图；

图5示出了根据本发明的目标转换器中的操作的流程图；

图6示出了根据本发明的主机中的操作的流程图；

图7示出了根据本发明的蓝牙协议堆栈的框图；和

图8示出了根据本发明的交叉扩展整体操作流程图。

具体实施方式

下面将参考图详细描述本发明的优选实施例。

图2是根据本发明的实施例，应用蓝牙模块进行交叉扩展的***的框图。

如图2所示，主机10包括一个作为I/O设备的有线通信单元11；连接到有线通信单元11上用于执行无线通信的蓝牙(BT)模块12；以及一个交叉扩展处理单元13，它对在目标转换器中执行的应用程序进行编译，并且根据程序执行的结果进行调试。

目标转换器20具有BT模块21，该模块用于同主机10的BT模块12执行本地无线通信。BT模块21作为目标转换器20的I/O设备装在有线通信单元22上。在图中，标号23表示目标转换器20的CPU，24表示一个存储器，25表示一个输入单元，26表示一个输出单元，27表示至少一个外设。

主机10的有线通信单元11和目标转换器20的有线通信单元22每一个都可构成一个诸如RS-232C、USB和PC卡之类的设备。BT模块12和21分别连接到有线通信单元11和22。

BT模块12连接到有线通信单元11，它从主机10的有线通信单元11中被选择出来，构成RS-232C、USB和PC卡中的一个，并且执行将有线通信转换成本地无线通信的功能。BT模块12还通过无线通信接收和来自目标转换器20的程序执行结果有关的信息。

交叉扩展处理单元13的功能是执行将以诸如C语言之类的高级语言编写的应用程序编译成适于目标转换器20的CPU23的汇编语言。交叉扩展模块13还根据以用户输入为依据的程序执行结果来执行调试。

另外，交叉扩展处理单元13发送一个信号，如果微处理器正在占用，则要求目标转换器20分配一个通信信道，用于目标转换器20执行配备在目标转换器20中的微处理器的交叉扩展，并且根据分配执行交叉扩展程序。

目标转换器20的CPU23接收来自主机10的通信信道分配请求信号，然后判断在CPU23的当前情况中无线通信是否被认可。如果无线通信被认可，则CPU23沿无线通道发送信息。

存储器26是一个用于存储的空间，并且实际执行通过通信链路从主机上下载的应用程序。输入单元25、输出单元26以及外部设备27在目标转换器20中完成以后，用于目标转换器20的操作。

图3是根据本发明另一实施例的应用BTA进行交叉扩展的***的框图。

如图3中所示，一个用于执行无线通信的BT模块12作为主机的I/O设备安装在有线通信单元11上。有线通信单元11可以由RS-232C、USB和PC卡等中的一个构成。BT模块12与有线通信单元11和22中的一个相连接。

BTA32直接或者通过一个外部接口模块(EIM)连接到目标转换器的CPU33上。用于连接天线的接口模块31连接到BTA32上，因此通过无线通信执行交叉扩展。

图4是根据本发明另一实施例的应用蓝牙模块进行交叉扩展的***整体框图。

蓝牙模块12分别安装在一个目标转换器20和最多为7个的主机10上，目标转换器20和多个主机10与蓝牙的皮网(piconet)40无线连接来执行交叉扩展。

皮网意指可与所装载的蓝牙执行无线通信的任何网络，并且可以由包括一个主***和其余为从属***的最多为8个的蓝牙装载***组成。

换句话说，目标转换器20判断它的微处理器是否可占用，然后分配通信信道给主机10中的一个，以便发送/接收和执行用于交叉扩展的无线信息，该信息通过BT模块被接收。

当从目标转换器20中分配了该通信信道时，主机10占用目标转换器20的CPU23，下载想要的程序，执行在目标转换器20的CPU23中的程序，接收执行的结果，并且远程地执行关于执行结果的调试操作。

当一个主机10占用执行交叉扩展操作的目标转换器20时，其他主机等待直到目标转换器20被解除分配。

图5示出了根据本发明的目标转换器操作的流程图。流程图中所示的步骤通过目标转换器的一引导装入程序，一个监视程序，一个占用程序等等来实现。

首先，在步骤S1中，目标转换器接通电源以对CPU23和外部设备初始化。在步骤S2中，目标转换器决定是通过诸如RS-232C、USB、LAN和JTAG之类的有线通信单元还是通过带有蓝牙的无线通信单元执行交叉扩展。在步骤S3中，当选择有线通信时，目标转换器选择安装在目标转换器中的有线通信接口类型。换句话说，从诸如RS-232C、USB和LAN等之类有线接口中选择一接口。将选择的有线设备在步骤S4中初始化之后，在步骤S5中，通过有线接口将一个接收命令的提示发送到主机。

当交叉扩展通过蓝牙而无线执行时，目标转换器检查BTA是否存在于目标转换器中。当目标转换器中不存在BTA时，必须将蓝牙模块连接到上述诸如RS-232C和USB之类的有线I/O设备上。因此，目标转换器选择连接到蓝牙模块的有线设备，并且在步骤S7中对选择的有线设备进行初始化。在执行通信中，蓝牙分割时间片，允许最多为8个的BT模块在相同时间在所谓的皮网的网络中通信。另外，蓝牙能够只应用一个时间片而不用发送查询信息包给其余的时间片来实现一对一的通信。因此，在步骤S8中，目标转换器判断是否皮网模式已经被建立。在判断结果的基础上，在步骤S9中，根据用户的输入信号建立皮网模式，或者在步骤S10中将皮网模式删去。

如果诸如环境参数之类的必要的参数被确定，则在步骤S11中，目标转换器不断地发送请求信息包以便在目标转换器的邻域中寻找主机的BT模块。如果存在有BT模块，当邻近主机接收请求信息包并且相应于该请求信息包发送出一个请求扫描信息包时，则在步骤S12中目标转换器接收请求扫描信息包。

在步骤S13中，目标转换器20翻译接收到的请求扫描信息包以在相应的主机中寻找BT模块，并且发送一个寻呼信息包和相应的BT模块连接。在接收到寻呼信息包之后，主机10的BT模块发送一个相应于寻呼信息包的寻呼扫描信息包。

在发送寻呼信息包之后，目标转换器20判断寻呼扫描信息包是否被接收，该寻呼扫描信息包是主机的BT模块相应于寻呼信息包而发送的。当接收到寻呼扫描信息包时，目标转换器的BT模块和主机之间的连接就建立起来了，并且在步骤S5中目标转换器通过诸如HCI和图7所示的L2CAP之类的蓝牙堆栈无线发送用于接收对主机的命令的提示符。

图6示出了根据本发明的主机中的操作的流程图。

在流程图中的操作是以主机的OS，应用程序，设备驱动器等实现的。

在步骤S21中，主机确定交叉扩展是通过诸如RS-232C，USB和LAN之类的有线通信单元11来执行的还是通过具有蓝牙的无线通信来执行的。

当选择有线通信时，在步骤S22中主机从诸如RS-232C，USB和LAN之类的有线接口中选择一个有线通信单元11，并且在步骤S23中对选择出来执行交叉扩展操作模式的相应的有线设备进行初始化。在步骤S33中，主机接收从目标转换器发送来的命令提示符，并且在步骤S34中应用预定的命令和目标转换器执行交叉扩展。

当交叉扩展通过蓝牙而无线执行时，在步骤S24中，主机判断BTA是否存在。如果BTA存在，则无线通信相应地执行。当不存在BTA时，要求将BT模块连接到诸如RS-232C和USB之类的有线I/O设备上。因此，在步骤S25中，主机选择一个有线设备连接到BT模块上，并且对相应的有线通信单元11初始化。

蓝牙在执行通信中划分时间片，允许最大值为8个BT模块同时在所谓的皮网的网络中通信。另外，蓝牙能利用一个时间片执行一对一的通信，而不需要发送请求信息包给其余的时间片。

因此，在步骤S26中，主机判断是否应用皮网模式。相应于用户的输入信号，在步骤S27中，主机建立皮网模式，或者在步骤S28中，删除皮网模式。

如果上面提出的诸如环境参数之类的必要参数已被确定，则在步骤S29中，为了知道邻近目标转换器中的BT模块是否搜索另一个BT模块，主机判断是否已经接收到请求信息包。

如果从目标转换器20的BT模块中接收到请求信息包，则在步骤S30中，主机相应地发送一个请求扫描信息包。因此，目标转换器和主机相互识别该BT模块。

当主机10发送如上所述的请求扫描信息包时，为了将主机的BT模块和主机10的BT模块相连接，在皮网中作为主控的目标转换器20相应于对主机10的请求扫描信息包而发送一个寻呼信息包。

发送请求扫描信息包之后，在步骤S31中，作为从动的主机10判断是否从目标转换器20中接收到了寻呼信息包。当接收到了寻呼信息包时，主机向目标转换器20发送相应于寻呼信息包的的寻呼扫描信息包。以这种方式，主机10的BT模块和目标转换器20之间的连接就建立起来了。

当上面提到的BT模块连接之后，主机10接收从目标转换器20发送的命令提示符，并且应用已经确定的命令和目标转换器一起执行交叉扩展。通过如图7中所示的诸如HCI和L2CAP之类的蓝牙堆栈，进行在主机10和目标转换器20之间的用于交叉扩展的命令发送/接收的无线发送。

在参考图5和6的流程图所描述的实施例中，目标转换器20作为主控建立，主机10作为从属控制建立。

另一方面，网络也可以这样配备，即目标转换器20作为从属控制建立，主机10中的一个作为主控建立，其中目标转换器20的作用是变成主控，而作为主控的主机10的作用是利用蓝牙中的角色改变命令转变成从属控制。

当目标转换器20转变成主控，最多7个主机可作为从属控制连接到目标转换器20。

图7示出了应用蓝牙用于执行交叉扩展的蓝牙协议堆栈概况的例子，其中诸如HCI，L2CAP和RFCOMM之类的蓝牙协议堆栈以及其概况分别在设备驱动器内部实现，主机10的应用程序、核心程序等同目标转换器20的引导装入程序、监视程序、桩模块也一样。

参考这样的构成，目标转换器控制设置在用于每一个在目标转换器和主机之间交叉扩展的包括基带、LMP/L2CAP、RFCOMM/SDP等的蓝牙协议堆栈上，并且交叉扩展基于这样的协议执行。

图8示出了应用上述的主机和目标转换器执行交叉扩展的整体的操作流程图。

首先，在下列的步骤中主机10准备执行交叉扩展：装载并执行用于交叉扩展的程序；检查哪个设备是建立用于嵌入式有线通信模块11的设备；和根据检查建立用于执行无线通信的BT模块12的环境。

同时，在步骤S41中，当接通电源时，目标转换器20执行用于交叉扩展的初始化，当必要的环境参数确定时，向邻近主机10的BT模块发送请求信息包以告知它的存在。

主机10被要求通知目标转换器20，它将占用目标转换器用于执行交叉扩展。因此，主机给发送请求信息包的目标转换器20发送请求信息，该信息意味着它要占用目标转换器20的微处理器用于执行交叉扩展。请求信息是扫描信息包。

目标转换器20可以接收来自几个主机10中的请求扫描信息包。目标转换器20翻译请求扫描信息包以查寻相应于主机的BT模块，并且寻找一交叉扩展操作，如果寻找到，则当前的执行是在其自己的微处理器中进行的。在没有寻找到执行的交叉扩展操作时，在步骤S43中，目标转换器20发送寻呼信息包以允许相应的主机10占用使用中的目标转换器20的微处理器，并且与相应的主机10的BT模块相连接。在接收到寻呼信息包之后，在步骤S44中，主机10的BT模块发送寻呼扫描信息包以建立相应的连接。

当目标转换器20接收到寻呼扫描信息包时，目标转换器的两个BT模块和主机相连。为了执行交叉扩展，在步骤S45中，目标转换器20向主机10发送用于接收命令的提示符。

在步骤S46中，主机10通过BT模块向目标转换器20无线发送应用程序信息。以适于目标转换器20执行该信息的形式编译该应用程序信息。目标转换器20翻译应用程序信息以便根据该信息执行程序。为了调试程序执行结果，在步骤S47中目标转换器20通过BT模块将关于程序执行结果的信息无线发送给主机10。

主机10将在目标转换器20中的程序执行结果显示给用户，并且响应于用户的输入信号对程序执行结果进行调试。在步骤S48中，将有关调试的信息发送给目标转换器。

目标转换器20在无线接收之后翻译调试信息，并且根据翻译执行程序。在步骤S49中，通过BT模块将关于调试结果的信息从目标转换器20无线发送到主机10。

在执行交叉扩展中，根据本发明用于交叉扩展的***可以产生以下效果：

第一，每个主机和目标转换器之间的距离可以延长到10m。诸如远程调试的交叉扩展可以无线执行而不管目标转换器的位置。因为蓝牙是与因特网网络无关的本地通信，所以通信安全性可以提高。

第二，信息可以在达到1Mbps的较高传输速率上交换。

第三，当应用蓝牙皮网时，连接到主机的目标转换器可以达到7个，因此几个用户可以同时使用一个目标转换器。

最后，BT模块直接连接到USB、PC卡和RS-232C，以前的目标转换器和主机可以不进行任何硬件改动而继续使用。

Claims

1.一种在主机与具有微处理器的目标转换器通信中通过无线通信对微处理器的程序执行交叉扩展的交叉扩展的方法，该方法包括以下步骤：

通过无线网络从目标转换器请求允许占用微处理器；

如果从目标转换器接收到一个响应于该请求的允许占用微处理器的信息，则通过无线网络向目标转换器发送一个用于交叉扩展的信息；以及

响应于该交叉扩展信息，从目标转换器接收程序执行结果信息，进而执行关于程序执行结果的远程调试。

2.根据权利要求1所述的通过无线通信进行交叉扩展的方法，其中无线网络是蓝牙网络。

3.根据权利要求2所述的通过无线通信进行交叉扩展的方法，其中蓝牙网络是蓝牙的微微网络。

4.一种在具有嵌入式微处理器的目标转换器与至少一个主机通信中通过无线通信对微处理器的程序执行交叉扩展的交叉扩展的方法，该方法包括以下步骤：

通过无线网络从目标转换器接收一个请求允许占用微处理器的信号；

响应于该信号，判断该微处理器是否可以占用，并且如果该微处理器可占用，则给请求允许的主机发送一个允许占用信息；

响应于该允许占用信息，通过无线网络，接收来自该主机的用于执行交叉扩展的信息；以及

根据用于交叉扩展的信息执行该程序，并且通过无线网络向主机发送用于远程调试有关执行结果的执行结果信息。

5.根据权利要求4所述的通过无线通信交叉扩展的方法，其中无线网络是蓝牙网络。

6.根据权利要求5所述的通过无线通信交叉扩展的方法，其中蓝牙网络是蓝牙的微微网络。

7.一个通过无线通信和具有微处理器的目标转换器通信以对微处理器的程序执行交叉扩展的用于交叉扩展的***，该***包括：

从目标转换器请求允许占用微处理器并根据响应于该请求从目标转换器发送出的信号判断该微处理器是否可占用的装置；

如果微处理器可占用，用于与目标转换器无线通信用于交叉扩展信息的装置；以及

响应于从目标转换器接收到的程序执行结果信息执行远程调试的装置。

8.根据权利要求7所述的通过无线通信交叉扩展的***，其中通信装置是蓝牙模块。

9.一个通过无线通信将目标转换器与至少一个主机通信以对嵌入在目标转换器中的微处理器的程序执行交叉扩展的交叉扩展***，该***包括：

响应于关于微处理器从主机接收到的请求占用信号判断该微处理器是否可占用的装置；

用于无线传送和主机执行交叉扩展的信息的装置，其中如果微处理器可占用，主机发送请求占用信号；以及

响应于接收到的执行交叉扩展的信息来执行相应程序的装置。

10.根据权利要求9所述的通过无线通信进行目标转换器的交叉扩展的***，其中无线通信装置是蓝牙网络。

11.一个应用至少一个主机执行目标转换器的程序交叉扩展的数据收发机***，包括：

一个第一无线通信单元，该单元安装在主机上，将用于目标转换器的交叉扩展的第一信息传送给目标转换器，并且接收相应于来自目标转换器的第一信息的第二信息；以及

第二无线通信单元，该单元安装在目标转换器上，用于发送关于应用程序的第三信息，并且调试从主机传递到目标转换器的执行，以及将执行结果发送到第一无线通信单元。

12.根据权利要求11所述的用于执行目标转换器的程序交叉扩展的数据收发机***，其中该信息包括一组包含被编译的应用程序信息、微处理器请求占用信号信息和程序调试信息中的至少一个。

13.根据权利要求11所述的用于执行目标转换器的程序交叉扩展的数据收发机***，其中第一和第二无线通信单元是蓝牙模块。

14.根据权利要求11所述的用于执行目标转换器的程序交叉扩展的数据收发机***，其中第一无线通信单元或者第二无线通信单元包括一个蓝牙加速器。