專利名稱：一種嵌入式設(shè)備及其中可編程邏輯器件的下載程序的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌入式設(shè)備以及嵌入式設(shè)備中可 編程邏輯器件器件的下載程序的方法。
背景技術(shù)：
隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，在通信產(chǎn)品中大多包含有CPU(中央處理器，Central Processing Unit)禾口可編程邏輯器件EPLD(Erasable ProgrammableLogic Device，可擦除 可編輯邏輯器件)等。嵌入式設(shè)備的CPU為了與計算機通信，或嵌入式系統(tǒng)為了接受計算 機的配置，需要通過串口與計算機相連，而連接的接口大多選擇RJ45接口。如圖1所示，給出了當前選擇RJ45作為串口通信的嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部的框圖。RJ45 接口中包含有8根連接引腳，在串口通信中，多使用其中的引腳4或5作為信號地GND，或者 4與5兩個引腳同時作為信號地GND，使用引腳3作為發(fā)送信號線TX，使用引腳6作為接收 信號線RX。因此，在嵌入式系統(tǒng)中，RJ45中還有4或5個引腳沒有被使用，處于空閑狀態(tài)。 在圖1中，引腳4和5同時作為信號地GND時，則有4個引腳處于空閑狀態(tài)。同時，大多嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部包含有可編程邏輯器件EPLD。這些可編程邏輯器件的 程序下載，目前主要通過系統(tǒng)內(nèi)部的PCB板上的下載連接插座實現(xiàn)。在圖1中，可編程邏輯 器件的下載插座和串口通信連接器RJ45是分開的，兩者獨立存在。在可編程邏輯器件需要 下載或升級程序時，通常需要將嵌入式設(shè)備下電，并把外殼拆開，將與計算機相連的下載線 纜連接到下載連接插座上，然后上電，通過計算機給可編程邏輯器件下載程序。下載完成 后，將設(shè)備下電，從下載插座上拔掉下載線纜，重新組裝好設(shè)備，重新上電運行。由此可見，現(xiàn)有嵌入式設(shè)備中給可編程邏輯器件下載程序或升級程序時，操作比 較繁瑣，而且還需要斷電、開箱等費時費力的操作，而對于諸如使用可編程邏輯器件又使用 RJ45作為串口通信的設(shè)備，例如交換機、路由器等通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這種上下電操作可能會引 發(fā)通信或網(wǎng)絡(luò)中斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供嵌入式設(shè)備及其中可編程邏輯器件的下載 程序的方法，解決現(xiàn)有嵌入式設(shè)備中的可編程邏輯器件的下載程序時需斷電開箱等問題， 簡便實現(xiàn)可編程邏輯器件的下載。為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種嵌入式設(shè)備，包括CPU，可編程邏輯器件， RJ45串口連接器，其中所述可編程邏輯器件的下載信號線連接至RJ45串口連接器空閑引腳；所述可編程邏輯器件的信號地GND與RJ45串口連接器的信號地GND連接。所述可編程邏輯器件的下載信號線采用直接連接方式連接至RJ45串口連接器空 閑引腳；或者，所述可編程邏輯器件的下載信號線通過門控電路連接至RJ45串口連接器空 閑引腳。
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所述可編程邏輯器件的下載信號線TCK連接至RJ45串口連接器的第1引腳；所述 可編程邏輯器件的下載信號線TMS連接至RJ45串口連接器的第2引腳；所述可編程邏輯器 件的下載信號線TDI連接至RJ45串口連接器的第7引腳；所述可編程邏輯器件的下載信號 線TDO連接至RJ45串口連接器的第8引腳；所述可編程邏輯器件的信號地GND與RJ45串 口連接器的第4和/或第5引腳上的信號地GND連接。所述門控電路是三極管、或MOS管、或電子開關(guān)、或繼電器、或邏輯芯片中的一種。 所述門控電路的控制信號DCL由可編程邏輯器件控制，或者由CPU控制，或者由其它的邏輯 電路控制。所述門控電路的控制信號DCL為閉合狀態(tài)時，門控電路閉合，可編程邏輯器件與 RJ45串口連接器連通，可接收計算機對其下載程序；所述門控電路的控制信號DCL為斷開狀態(tài)時，門控電路斷開，可編程邏輯器件斷 開與RJ45串口連接器的連通。本發(fā)明還提供一種嵌入式設(shè)備中的可編程邏輯器件下載程序的方法，包括將可編程邏輯器件的下載信號線連接至RJ45串口連接器空閑引腳；將可編程邏 輯器件的信號地GND與RJ45串口連接器的信號地GND連接；將外部計算機與RJ45串口連接器連接，通過RJ45串口連接器將可編程邏輯器件 所需的程序下載至可編程邏輯器件。所述可編程邏輯器件的下載信號線采用直接連接方式連接至RJ45串口連接器空 閑引腳；或者，所述可編程邏輯器件的下載信號線通過門控電路連接至RJ45串口連接器空 閑引腳。所述可編程邏輯器件的下載信號線TCK連接至RJ45串口連接器的第1引腳；所述 可編程邏輯器件的下載信號線TMS連接至RJ45串口連接器的第2引腳；所述可編程邏輯器 件的下載信號線TDI連接至RJ45串口連接器的第7引腳；所述可編程邏輯器件的下載信號 線TDO連接至RJ45串口連接器的第8引腳；所述可編程邏輯器件的信號地GND與RJ45串 口連接器的第4和/或第5引腳上的信號地GND連接。所述可編程邏輯器件的下載信號線直接連接至RJ45串口連接器空閑引腳時，若 需要下載程序，則先設(shè)備斷電，將與計算機連接的下載線纜插入RJ45串口連接器中，使得下載信號 線TCK、TMS、TDI, TDO和GND連通，重新上電后，完成對可編程邏輯器件的下載或升級。所述可編程邏輯器件的下載信號線通過門控電路連接至RJ45串口連接器空閑引 腳時，若需要下載程序，則先將與計算機連接的下載線纜插入到嵌入式設(shè)備的RJ45串口連接器上，通過計 算機的串口輸出命令，使CPU輸出門控信號DCL，使門控開關(guān)都處于閉合狀態(tài)，實現(xiàn)可編程 邏輯器件與RJ45串口連接器連通；之后，計算機通過并口輸出可編程邏輯器件的下載程序至可編程邏輯器件，實現(xiàn) 對可編程邏輯器件下載或升級；最后，通過計算機的串口輸出命令，使CPU改變門控信號DCL，使門控開關(guān)都處于 斷開狀態(tài)，實現(xiàn)可編程邏輯器件與RJ45串口連接器的斷開?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于可編程邏輯器件的下載插座在設(shè)備內(nèi)部的PCB上，為可編程邏輯器件下載程序或升級程序時，操作比較繁瑣，需要斷電開箱等費時費力的操作，既不利用 生產(chǎn)，也不利用維護。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明利用串口連接器RJ45中空閑的4個引腳 作為可編程邏輯器件下載信號線TCK、TMS、TDI和TD0，利用串口使用的信號地GND作為可 編程邏輯器件下載的信號地GND，直接在串口連接器RJ45上實現(xiàn)了對可編程邏輯器件的程 序下載和升級。


圖1是現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)部的框圖；圖2是實施例中嵌入式設(shè)備的可編程邏輯器件與串口直接連接示意圖；圖3是實施例中嵌入式設(shè)備內(nèi)可編程邏輯器件通過門控電路與串口連接的示意 圖；圖4是本發(fā)明實施例中第一種連接線纜的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例中第二種連接線纜的串口接頭示意圖；圖6是本發(fā)明實施例中第二種連接線纜的并口接頭示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步 地詳細說明。為了解決使用RJ45作為串口通信的嵌入式設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)中，可編程邏輯 器件程序下載或升級必須斷電開箱的不便性問題，可以利用串口連接器RJ45中空閑的4個 引腳作為可編程邏輯器件的下載信號線。在需要下載可編程邏輯器件程序時，無需把下載 線纜連接到PCB上的插座上，故不用再打開設(shè)備的機殼。只需要將下載線纜連接到串口連 接器RJ45上，即可完成下載，甚至在不用關(guān)機斷電的情況下完成對可編程邏輯器件程序的 下載，支持熱插拔特性。通過上述改進，串口連接器RJ45兼有串口通信和可編程邏輯器件 的程序下載的雙重功能，既不影響串口的功能，又方便了對可編程邏輯器件程序下載。具體而言，就是利用串口連接器RJ45中空閑的4個引腳作為可編程邏輯器件下載 信號線(這些下載信號為TCK，TMS，TDI，TD0)；利用串口連接器RJ45中串口通信所使用的 信號地GND作為可編程邏輯器件下載的信號地GND(即與串口共用RJ45中的第4和/或5 引腳上的信號地GND)。其中，串口連接器RJ45與可編程邏輯器件之間的信號線，可以直接連接，也可以 增加門控電路的控制，通過門控電路間接連接。所述門控電路可以是三極管、MOS管、電子 開關(guān)、繼電器或邏輯芯片中的一種。門控電路的控制信號DCL可以由可編程邏輯器件控制， 也可由CPU控制，或者由其它的邏輯電路控制。圖4給出了嵌入式設(shè)備連接至計算機端的一種連接線纜，該連接線纜用于連接于 計算機與串口之間，其為1根線纜，靠近計算機一端分出兩個接口，分別是串口連接器和并 口連接器。其中，串口連接器連接RJ45水晶頭的引腳3、6、4上，并口連接器連接RJ45水晶 頭的引腳1、2、5、7、8上。本發(fā)明還給出了嵌入式設(shè)備連接至計算機端的另一種連接線纜。其中包括兩根線 纜，分別是圖5所示的串口線纜和圖6所示的并口線纜，這兩根線纜獨立。圖5所示的串口線纜的水晶頭的引腳3、6、4和5連接到計算機的串口上；圖6所示的并口線纜的水晶頭的 引腳1、2、4和5、7、8連接到計算機的并口上。實施例1如圖2所示，利用串口連接器RJ45中空閑的4個引腳作為可編程邏輯器件下載信 號線TCK、TMS、TDI和TD0，利用串口使用的信號地GND作為可編程邏輯器件下載的信號地 GND,實現(xiàn)了直接在串口連接器RJ45上對可編程邏輯器件的程序下載和升級。在圖2所示的直接連接的應用場景下，需要下載可編程邏輯器件的程序時，只需 要將下載線纜中的對應信號線連接到串口連接器RJ45中的這5個信號線(TCK、TMS、TDI、 TDO和GND)上即可。而串口通信依然使用原來RJ45中的4個引腳(只有三種信號TX、RX 和 GND)。需要下載可編程邏輯器件的程序時，在設(shè)備斷電的情況下，將圖4中下載線纜的 水晶頭插入到圖2的串口連接器RJ45中，實現(xiàn)了 5個下載信號線TCK、TMS、TDI、TD0和GND 的連通。上電后，就可以實現(xiàn)對可編程邏輯器件的下載或升級。在下載完成后，需要關(guān)閉嵌入式設(shè)備的電源，從設(shè)備的串口連接器RJ45上拔下線 纜上的RJ45水晶頭，然后重新上電，設(shè)備即可正常運行。在這種情況下，更適合使用圖5中 所示的串口線纜和圖6中所示的并口線纜獨立分開的結(jié)構(gòu)。實施例2如圖3所示，利用串口連接器RJ45中空閑的4個引腳作為可編程邏輯器件下載信 號線TCK、TMS、TDI和TD0，利用串口使用的信號地GND作為可編程邏輯器件下載的信號地 GND,同時在串口連接器RJ45與可編程邏輯器件之間的信號線，增加門控電路，門控電路控 制四個開關(guān)S1、S2、S3、S4。所述門控電路可以是三極管、MOS管、電子開關(guān)、繼電器或邏輯芯片中的一種。門 控電路的控制信號DCL可以由可編程邏輯器件控制，也可由CPU控制，或者由其它的邏輯電 路控制。門控信號DCL控制四個開關(guān)Si、S2、S3、S4閉合或斷開。例如，當門控電路的控制信號DCL由CPU控制時，如果CPU輸出門控信號DCL使四 個開關(guān)Si、S2、S3、S4都處于閉合狀態(tài)時，可編程邏輯器件就實現(xiàn)了與RJ45的連通，即可接 收計算機對其下載程序；如果CPU輸出門控信號DCL使四個開關(guān)S1、S2、S3、S4都處于斷開 狀態(tài)時，可編程邏輯器件就斷開與RJ45的連通，不能接收計算機對其下載程序。具體實施時，如果用戶需要對可編程邏輯器件進行程序下載或升級，在不需要斷 電的情況下，可按如下流程完成下載或升級首先，將圖4中計算機連接的串口線纜(也是并口線纜)的RJ45水晶頭插入到嵌 入式設(shè)備的串口 RJ45上；然后，通過計算機的串口輸出命令，使CPU輸出門控信號DCL，門控信號DCL使四個 開關(guān)Si、S2、S3、S4都處于閉合狀態(tài)，實現(xiàn)可編程邏輯器件與RJ45的連通；之后，計算機通過并口輸出可編程邏輯器件的下載程序至可編程邏輯器件，實現(xiàn) 對可編程邏輯器件的程序下載或升級；最后，通過計算機的串口輸出命令，使CPU改變門控信號DCL，使四個開關(guān)Si、S2、 S3、S4都處于斷開狀態(tài)，實現(xiàn)了可編程邏輯器件與RJ45的斷開。這樣，無需斷電即可實現(xiàn)對可編程邏輯器件的下載或升級，甚至不會影響到系統(tǒng)的業(yè)務(wù)的正常運行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明所述利用串口連接器RJ45中空閑的4個引腳作為可 編程邏輯器件下載信號線TCK、TMS、TDI和TD0，利用串口使用的信號地GND作為可編程邏 輯器件下載的信號地GND，實現(xiàn)了直接在串口連接器RJ45上對可編程邏輯器件的程序下載 和升級。并且，可在串口連接器RJ45與可編程邏輯器件之間的信號線上，增加門控電路的 控制，而門控電路的控制信號由可編程邏輯器件控制，也可由CPU控制，或者由其它的邏輯 電路控制。這樣，只有在可編程邏輯器件需要下載程序時，才能使串口連接器RJ45與可編 程邏輯器件之間的信號線導通，實現(xiàn)對其下載程序。如此，既不影響串口的功能，又具有操 作安全、可靠、方便的優(yōu)勢。總之，本發(fā)明利用串口連接器RJ45實現(xiàn)了對可編程邏輯器件的程序下載或升級， 簡化了生產(chǎn)和維護時對可編程邏輯器件的操作，方便了用戶的操作。以上所述僅為本發(fā)明的實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式設(shè)備，包括CPU，可編程邏輯器件，RJ45串口連接器，其中 所述可編程邏輯器件的下載信號線連接至RJ45串口連接器空閑引腳；所述可編程邏輯器件的信號地GND與RJ45串口連接器的信號地GND連接。
2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式設(shè)備，其特征在于，所述可編程邏輯器件的下載信號線采用直接連接方式連接至RJ45串口連接器空閑引 腳；或者，所述可編程邏輯器件的下載信號線通過門控電路連接至RJ45串口連接器空閑引腳。
3.如權(quán)利要求2所述的嵌入式設(shè)備，其特征在于，所述可編程邏輯器件的下載信號線TCK連接至RJ45串口連接器的第1引腳； 所述可編程邏輯器件的下載信號線TMS連接至RJ45串口連接器的第2引腳； 所述可編程邏輯器件的下載信號線TDI連接至RJ45串口連接器的第7引腳； 所述可編程邏輯器件的下載信號線TDO連接至RJ45串口連接器的第8引腳； 所述可編程邏輯器件的信號地GND與RJ45串口連接器的第4和/或第5引腳上的信 號地GND連接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的嵌入式設(shè)備，其特征在于，所述門控電路是三極管、或MOS管、或電子開關(guān)、或繼電器、或邏輯芯片中的一種。
5.如權(quán)利要求4所述的嵌入式設(shè)備，其特征在于，所述門控電路的控制信號DCL由可編程邏輯器件控制，或者由CPU控制，或者由其它的 邏輯電路控制。
6.如權(quán)利要求5所述的嵌入式設(shè)備，其特征在于，所述門控電路的控制信號DCL為閉合狀態(tài)時，門控電路閉合，可編程邏輯器件與RJ45 串口連接器連通，可接收計算機對其下載程序；所述門控電路的控制信號DCL為斷開狀態(tài)時，門控電路斷開，可編程邏輯器件斷開與 RJ45串口連接器的連通。
7.一種嵌入式設(shè)備中的可編程邏輯器件下載程序的方法，包括將可編程邏輯器件的下載信號線連接至RJ45串口連接器空閑引腳；將可編程邏輯器 件的信號地GND與RJ45串口連接器的信號地GND連接；將外部計算機與RJ45串口連接器連接，通過RJ45串口連接器將可編程邏輯器件所需 的程序下載至可編程邏輯器件。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述可編程邏輯器件的下載信號線采用直接連接方式連接至RJ45串口連接器空閑引 腳；或者，所述可編程邏輯器件的下載信號線通過門控電路連接至RJ45串口連接器空閑引腳。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述可編程邏輯器件的下載信號線TCK連接至RJ45串口連接器的第1引腳； 所述可編程邏輯器件的下載信號線TMS連接至RJ45串口連接器的第2引腳； 所述可編程邏輯器件的下載信號線TDI連接至RJ45串口連接器的第7引腳； 所述可編程邏輯器件的下載信號線TDO連接至RJ45串口連接器的第8引腳； 所述可編程邏輯器件的信號地GND與RJ45串口連接器的第4和/或第5引腳上的信號地GND連接。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述可編程邏輯器件的下載信號線直接連接至RJ45串口連接器空閑引腳時，若需要 下載程序，則先設(shè)備斷電，將與計算機連接的下載線纜插入RJ45串口連接器中，使得下載信號線 TCK、TMS、TDI、TDO和GND連通，重新上電后，完成對可編程邏輯器件的下載或升級。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述可編程邏輯器件的下載信號線通過門控電路連接至RJ45串口連接器空閑引腳 時，若需要下載程序，則先將與計算機連接的下載線纜插入到嵌入式設(shè)備的RJ45串口連接器上，通過計算機 的串口輸出命令，使CPU輸出門控信號DCL，使門控開關(guān)都處于閉合狀態(tài)，實現(xiàn)可編程邏輯 器件與RJ45串口連接器連通；之后，計算機通過并口輸出可編程邏輯器件的下載程序至可編程邏輯器件，實現(xiàn)對可 編程邏輯器件下載或升級；最后，通過計算機的串口輸出命令，使CPU改變門控信號DCL，使門控開關(guān)都處于斷開 狀態(tài)，實現(xiàn)可編程邏輯器件與RJ45串口連接器的斷開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌入式設(shè)備以及嵌入式設(shè)備中可編程邏輯器件器件的下載程序的方法。所述嵌入式設(shè)備包括CPU，可編程邏輯器件，RJ45串口連接器，其中所述可編程邏輯器件的下載信號線連接至RJ45串口連接器空閑引腳；可編程邏輯器件的信號地GND與RJ45串口連接器的信號地GND連接?？删幊踢壿嬈骷南螺d信號線采用直接連接方式或者通過門控電路連接至RJ45串口連接器空閑引腳。在嵌入式設(shè)備中可編程邏輯器件器件需要下載程序或程序升級時，計算機通過RJ45串口連接器實現(xiàn)可編程邏輯器件器件的程序下載或升級。本發(fā)明可在不開箱斷電情況下實現(xiàn)編程邏輯器件器件的程序下載。
文檔編號G06F9/445GK102117218SQ201110040988
公開日2011年7月6日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者尚迎春 申請人:中興通訊股份有限公司