专利名称：主从式扩充板系统及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种主从式扩充板系统及其操作方法，尤其涉及一种 可以轮询方式传递命令的主从式扩充板系统及其操作方法。
背景技术：
公知的主从式扩充板系统通过由线路连接的数字输入输出点
(DI/O点)，实现彼此之间的信号传递。例如一种公知的主从式扩充板 系统将所有DI/O点集中在一个电路板上，然而这样会造成配线紊乱的 问题。另外，依这种方式实施的主从式扩充板系统，DI/0的点数早在 产品设计时就决定了，对于所有下游使用者的实际需求而言，存在 DI/O点数过多而增加成本的缺点，或存在DI/O点数不足的缺点。此 外，另 一公知的主从式扩充板系统以通信串行传输作DI/O的输出、输 入控制，且其通信方式采用一问一答的半双工(simplex)传输模式，这 种方式在通信传输时间的上具有延迟，势必增加了信号不具有实时性 的机率。
因此若能改进上述公知技术的缺陷，则可以对近端的主板提供更 有弹性且更有效率的远程数字输入输出点(DI/0点)连接。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种可以轮询方式传递命令的主从式 扩充板系统及其操作方法。
为达到上述目的，本发明提供一种主从式扩充板系统及其操作方 法，该主从式扩充板具有主板及多个扩充板，并以串接方式连接。该 主板先发送一个具有站号数据的命令给这些扩充板，只有对应该站号 数据的扩充板才会发送回复信息作为响应，其中该回复信息包括起始 字段、多个数据字段、以及CRC检查字段。若该起始字段正确，主板 才会发送下一命令至下一扩充板，否则，则持续接收信息，并判断其起始字段是否为正确的起始字段，或判断接收信号是否已经停止并持
续静默一段时间，然后再发送下一命令。若回复信息的CRC检查字段 不正确，则主板将对应的信息丟弃。通过这种轮询的命令机制及站号 数据的设置，该主板可使用更有弹性的方式存取远程扩充板的数字输 入输出点(DI/0点)。
图1为根据本发明一个较佳实施例的主从式扩充板系统的示意
图2为根据本发明的主从式扩充板系统的信息轮询方式的示意
图3A示出了主板的通信命令的格式； 图3B示出了扩充板的回复信息的格式；
图4A至图4C分别为说明起始字段、数据字段及CRC检查字段 的数据格式的示意图5为说明根据本发明的主从式扩充板系统的操作方法中，处理 起始字段的步骤示意图6为说明根据本发明的主从式扩充板系统的操作方法中，处理 CRC字段步骤的示意图；以及
图7为说明本发明的主从式扩充板系统的操作方法的流程图。
主要组件符号说明 主*反IO近端处理器12 近端数字输入输出点14 远程处理器22A, 22B, 22C 远程数字输入输出点24A， 24B，24C 站号开关26A，26B，26C 起始字段50,60起始位500 辨识起头码502保留码504 站号数据506 结束位508
数据字段52A-52D,62A-62D起始位520 信息数据位522结束位524 CRC检查字^:54, 64起始位540 CRC数据位542 结束位54具体实施例方式
图1为根据本发明一个较佳实施例的主从式扩充板系统示意图。 该主从式扩充板系统主要包括主板(Master Card)lO和扩充板(Slave Card)20A、 20B及20C,且主板10和扩充板20A、 20B及20C通过一 对连接线40、 42串接。在此实施例中，扩充板20A、 20B及20C包括 第一扩充板20A、第二扩充板20B及第三扩充板20C三个扩充板，但 应该知道本发明的主从式扩充板系统可以在不同数目的扩充板上实 施，而不影响其专利范围。
连接线40、 42包括用于传送主板10命令的Tx连接线40，和传 送第一扩充板20A、第二扩充板20B及第三扩充板20C的回复信息的 Rx连接线42。主板10主要包括近端处理器(master processor)12以及 与近端处理器12电连接的近端数字输入输出点14;而扩充板，例如 第一扩充板20A，包括第一远程处理器(first slave processor)22A、与第 一远程处理器22A电连接的第一远程数字输入输出点24A、以及与第 一远程处理器22A电连接的第一站号开关(first station number switch)26A。同样，第二扩充板20B包括第二远程处理器22B、与第 二远程处理器22B电连接的第二远程数字输入输出点24B、以及与第 二远程处理器22B电连接的第二站号开关26B;第三扩充板20C包括 第三远程处理器22C、与第三远程处理器22C电连接的第三远程数字 输入输出点24C、以及与第三远程处理器22C电连接的第三站号开关 26C。在上述的主从式扩充板系统中，站号开关26A-26C例如可以为 指拨开关(dip switch),用于设定每个扩充板的站号数据。近端处理器 12及远程处理器22A-22C例如可以为可编程逻辑器件(programmable logic device PLD),其具有硬件处理速度快以及软件维护容易的优点。
在上述的主从式扩充板系统中，主4反10可以通过Tx连接线40
以轮询(pooling)的方式将命令传送至第一扩充板20A、第二扩充板20B 及第三扩充板20C;并且通过Rx连接线42得到第一扩充板20A、第 二扩充板20B及第三扩充板20C的回复信息，由此控制远程的数字输 入输出点(DI/0点)。此外，第一扩充板20A、第二扩充板20B及第三 扩充板20C可以通过各自的站号开关26A、 26B和26C设立在串接线 路中的站号。主板IO发送的命令中带有站号信息，因此可以让扩充板 知道其接收的命令是否是针对其本身的命令。
图2为根据本发明的主从式扩充板系统的信息轮询方式示意图。 主板10发送的命令包括多个字段，主板10下达的通信命令通过Tx 连接线40传达到扩充板20A-20C。扩充板20A-20C接收该通信命令 之后，辨识其是否为自己应接收的命令，并决定是否响应。当主板IO 收到某 一扩充板所响应的回复信息时，例如收到第 一扩充板20A的回 复信息时，则首先判断是否可知道其中的站号信息。如果主板10能由 回复信息得知站号信息，则主板IO除了继续接收剩余的信息外，还启 动轮询下一扩充板(也就是第二扩充板20B)的机制，以缩短系统整体的 轮询时间，增加传输效率。
图3A和图3B分别为主板的通信命令的格式，及扩充板的回复信 息包的格式。如图3A所示，主板的通信命令主要包括起始字段50、 四个数据字段52A-52D、以及CRC检查字段54。如图3B所示，扩充 板的回复信息主要包括起始字段60、四个数据字段62A-62D、以及 CRC检查字段64。
图4A至图4C分别为说明起始字段50、数据字^炎及CRC检查字 段54的数据格式的示意图。如图4A所示，起始字段50采用类似UART 传输格式的通信方式，且包括起始位500、结束位508和八个数据位， 八个数据位分别^皮定义为辨识起头码502 ( 3位)、保留码504 ( 2位) 和站号数据506 ( 3位)。如图4B所示，数据字段具有起始位520、结 束位524和八个信息数据位522。如图4C所示，CRC检查字段54包 括起始位540、结束位544、以及CRC数据位542 ( 8位)。此外，扩 充板响应的回复信息也有类似的数据结构，在此不再赘述。如上述附 图所示，主板的通信命令与扩充板的回复信息的长度相等，因此可以
简化处理器在处理数据传输上的复杂性，并有助于传输时效。
图5为说明根据本发明的主从式扩充板系统的操作方法中，处理 起始字段的步骤的示意图。当主板10在接收过程中，收到与预期不相 同的起始字段时(例如站号数据错误)，主板10将停止发送机制，直 到收到正确的起始字段；或判断接收的信号已经静默持续 一段时间 (silence time)之后，继续发送机制。
图6为说明根据本发明的主从式扩充板系统的操作方法中，处理 CRC字段的步骤的示意图。当主板10在接收过程中，收到与预期不 相同的CRC检查字段64时，主板10将丢弃对应此CRC检查字段64 的数据字段62A-62D (也就是如图5所示，从第一扩充板20A送来的 数据)，然后继续发送下一站的命令。
图7为说明本发明的主从式扩充板系统的操作方法的流程图。首 先主板10发送命令至一个扩充板(例如第一扩充板20A)并等待响应 (步骤SIOO)，当主板10收到来自第一扩充板20A的回应时(步骤 S102)，即判断第一扩充板20A的响应是否包括正确的起始字段(步 骤S110 )。若为正确的起始字段，则主板10发送命令至下一扩充板(步 骤S112),例如第二扩充板20B;否则主板IO持续接收回复信息(步 骤S114)并判断是否收到正确的回复信息(步骤S116)。若收到正确 的回复信息，则进行步骤S112，否则判断接收的信号是否已经停止并 持续静默一段时间(步骤S118)。若是，则进行步骤S112;若不是， 则回到步骤S114，持续接收回复信息。在步骤S112之后，主板10会 判断接收的CRC检查字段是否正确(步骤S120)。如果不正确，则将 对应的回复信息丟弃(步骤S122);如果正确，则继续轮询其它扩充 板(步骤S130)。
综上所述，本发明通过在扩充板上设定站号信息，并以串接方式 连接，可以灵活地扩充数字输入输出点的点数；此外，主板会依序轮 询各扩充板，且主板只要确定回复信息中的起始字段正确，即会发送 命令至下一扩充板，缩短了整体系统的轮询时间，增加了传输效率。
权利要求
1.一种主从式扩充板系统，包括主板，包括近端处理器、与所述近端处理器电连接的近端数字输入输出点；多个扩充板，所述扩充板中的每个包括远程处理器、与所述远程处理器电连接的远程数字输入输出点、以及与所述远程处理器电连接的站号开关；两个连接线，用于将所述主板与所述扩充板串行连接；其中所述主板可发出包含多个字段的命令，所述命令包括站号数据，用于指定扩充板；所述指定扩充板可在接收所述命令后，发送回复信息作为响应，所述回复信息包括CRC检查字段及多个信息字段，所述CRC检查字段可使所述主板得知其是否接收到正确的信息。
2. 如权利要求1所述的主从式扩充板系统，其中所述近端处理器 及所述远程处理器为可编程逻辑器件。
3. 如权利要求1所述的主从式扩充板系统，其中所述站号开关为 指拨开关。
4. 如权利要求1所述的主从式扩充板系统，其中所述命令包括起 始字段、多个数据字段、以及CRC检查字段，其中所述站号数据在所 述起始字段内。
5. 如权利要求1所述的主从式扩充板系统，其中所述回复信息进 一步包括起始字段，其中所述站号数据在所述起始字段内。
6. 如权利要求1所述的主从式扩充板系统，其中所述命令及所述 回复信息具有相同的数据长度。
7. —种主从式扩充板系统的操作方法，所述主从式扩充板具有主 板及多个扩充板并以串接方式连接，所述操作方法包括从所述主板发送命令至所述扩充板，所述命令包括起始字段、CRC 检查字段、及多个数据字段，其中所述起始字段包括站号数据，用于 指定所述扩充板；所述被指定的扩充板发送回复信息作为响应，所述回复信息包括 起始字段、多个数据字段、以及CRC检查字段；以及当所述主板判断接收到正确的起始字段后，发送下一命令至另一 扩充板。
8. 如权利要求7所述的主从式扩充板系统操作方法，进一步包括 若所述主板未收到所述正确的起始字段，则持续接收所述回复信息，并判断所述回复信息中的起始字段是否为正确的起始字段，或判 断所述接收信号是否已经停止并持续静默一段时间，然后再发送所述 下一命令。
9. 如权利要求7所述的主从式扩充板系统操作方法，进一步包括 若所述主板未收到所述正确的起始字段，则继续等待且不再发送所述下一命令。
10. 如权利要求7所述的主从式扩充板系统操作方法，进一步包括所述主板检查所述回复信息中的所述CRC 4企查字段；以及 若所述CRC检查字段不正确，则将对应的回复信息丟弃。
全文摘要
一种主从式扩充板系统及其操作方法，其具有主板和多个扩充板，并以串接方式连接。该主板先发送具有站号数据的命令给扩充板，只有对应该站号数据的扩充板才发送回复信息作为响应，其中该回复信息包括起始字段、多个数据字段、以及CRC检查字段。若主板接收到正确回复的起始字段，才会发送下一命令至下一扩充板，否则将持续接收回复信息，并判断其起始字段是否为正确的起始字段，或判断接收的信号是否已经停止并持续静默一段时间，然后才会发送下一命令。若回复信息的CRC检查字段不正确，则主板将对应的信息包丢弃。通过这种轮询的命令机制及站号数据的设置，该主板可使用更有弹性的方式存取远程扩充板的数字输入输出点(DI/O点)。
文档编号G06F13/42GK101344876SQ200710130520
公开日2009年1月14日 申请日期2007年7月11日 优先权日2007年7月11日
发明者陈博铭 申请人:台达电子工业股份有限公司