专利名称：开关状态信息聚集的制作方法
开关状态信息聚集相关申请的交叉引用
本申请要求2010年6月11日提交的标题为“SWITCH-STATE INFORMATIONAGGREGATION”的美国临时专利申请序列号61/353，906的权益，该临时申请通过引用方式并入本文。本申请与下列申请相关2009年2月13日提交的标题为“MANAGED CONNECTIVITYSYSTEMS AND METHODS”的美国临时专利申请序列号61/152，624 (在本文也称为“‘624申请”)；2010 年 2 月 12 日提交的标题为 “AGGREGATION OF PHYSICAL LAYER INFORMATIONRELATED TO A NETWORK”的美国专利申请序列号12/705,497 (在本文也称为“‘497申请”)；2010 年 2 月 12 日提交的标题为 “INTER-NETWORKING DEVICES FOR USE WITH PHYSICALLAYER INFORMATION”的美国专利申请序列号12/705，501(在本文也称为“‘501申请”);2010年 2 月 12 日提交的标题为“NETWORK MANAGEMENT SYSTEMS FOR USE WITH PHYSICAL LAYERINFORMATION”的美国专利申请序列号12/705,506 (在本文也称为“‘506申请”);2010年2月 12 日提交的标题为“MANAGED CONNECTIVITY DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS”的美国专利申请序列号12/705,514 (在本文也称为“‘514申请”);2009年10月16日提交的标题为 “MANAGED CONNECTIVITY IN ELECTRICAL SYSTEMS AND METHODS THEREOF” 的美国临时专利申请序列号61/252，395 (在本文也称为“‘395申请”)；2009年10月20日提交的标题为 “ELECTRICAL PLUG FOR MANAGED CONNECTIVITY SYSTEMS” 的美国临时专利申请序列号61/253, 208 (在本文也称为“‘208申请”)；2009年10月19日提交的标题为“ELECTRICALPLUG FOR MANAGED CONNECTIVITY SYSTEMS” 的美国临时专利申请序列号 61/252，964 (在本文也称为“‘964申请”)；2009年10月16日提交的标题为“MANAGED CONNECTIVITY INFIBER OPTIC SYSTEMS AND METHODS THEREOF”的美国临时专利申请序列号 61/252，386(在本文也称为“‘386申请”)；2010年2月12日提交的标题为“FIBER PLUGS AND ADAPTERSFOR MANAGED CONNECTIVITY”的美国临时专利申请序列号61/303，961(在本文也称为“ ‘961申请”);以及2010年2月12日提交的标题为“BLADED COMMUNICATIONS SYSTEM”的美国临时专利申请序列号61/303，948 (在本文也称为“ ‘948申请”)。背景
在一些应用中，需要监控几个开关的状态。通常，在这样的应用中，对于每个开关，存在一个或多个单独的输入/输出(I/o)线，其将该开关连接到微处理器或控制器。每个这样的I/o线耦合到微处理器的相应的1/0接口。微处理器通过轮询每个开关以检查开关的状态来监控开关的状态。当大量开关(例如，超过可供与开关一起使用的微处理器1/0接口的数量的很多开关)被监控时，I/o扩展器或可编程逻辑设备(PLD)可用于在所监控的开关当中共享微处理器1/0接口。然而，微处理器一般必须实现用于与1/0扩展器或PLD交互以及用于对各开关寻址的协议。此外，微处理器通过1/0扩展器或PLD轮询所有开关所需的时间的量可能对一些应用是不合乎需要的或不可接受的。此外，用于监控开关的状态的1/0接口 一般不能用于其它目的。例如，在每个开关的一个状态用于确定何时从与该开关相关的存储器设备读取或写入到该存储器设备的情况下，对于微处理器一般将需要另一 I/o接口或线以从存储器设备读取或写入到存储器设备。概述
一个示例性实施方案涉及一种包括多个开关的系统，每个开关具有相应的逻辑二进制状态。该系统还包括可编程处理器以监控多个开关的状态。该系统还包括数模转换器，其将呈现在数模转换器的输入上的二进制代码转换成与该二进制代码成比例的模拟信号。该系统配置成使得数模转换器的至少一些输入中的每个耦合到多个开关中的相应一个，使得每个这样的输入指示耦合到其的相应开关的状态。多个开关的状态至少部分地使用数模转换器所输出的模拟信号传递到可编程处理器。对数模转换器所输出的模拟信号执行模数转换以产生多个开关的状态的数字表示。另一示例性实施方案涉及一种包括多个开关的系统，每个开关具有相应的逻辑二进制状态。该系统还包括可编程处理器以监控多个开关的状态，可编程处理器包括多个输入/输出线。多个开关中的每个耦合到相应的输入/输出线。对于多个开关中的每个，该系统配置成当该开关处于第一开关状态时在与该开关相关的输入/输出线上发展第一逻辑状态。对于多个开关中的每个，该系统配置成当该开关处于第二开关状态时在与该开关相关的输入/输出线上发展第二逻辑状态。该系统还配置成使除了第一和第二逻辑状态以外的数据能够通过输入/输出线来传递。附图


图1是配置成监控多个开关的状态的系统的一个实施方案的方框图。图2是示出对于可呈 现在图1所示的DAC的输入上的256个可能的二进制代码中的每个的相应的输出电压的曲线图。图3是监控多个开关的状态的方法的一个实施方案的流程图。图4是使用上面描述的开关状态聚集技术的接插板的一个实施方案的方框图。图5是配置成监控多个开关的状态的系统的另一实施方案的方框图。图6和7是可用于将开关之一耦合到图5的系统中的处理器的电路的示例性实施方案的方框图。图8是配置成监控多个开关的状态的方法的一个实施方案的流程图。图9是使用上面结合图5-8描述的开关状态聚集技术的接插板的一个实施方案的方框图。图10是配置成监控多个开关的状态的系统的另一实施方案的方框图。详细描述
图1是配置成监控多个开关102的状态的系统100的一个实施方案的方框图。如本文所使用的，“开关”指在两个逻辑状态(例如，逻辑“断开”状态和逻辑“闭合”状态、逻辑“接通”状态和逻辑“关断”状态或逻辑“O”状态和逻辑“I”状态)之间启动(或以另外方式切换)的任何部件或设备。开关的这些状态在这里也称为“开关状态”。在操作期间，每个开关102具有相应的逻辑二进制状态，其为两个逻辑状态之一。开关的例子包括但不限于机电开关，例如单刀单掷(SPST)开关或在插入组件中时使电路完整的电子部件或子组件上的短路触头以及如运算放大器输出、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或逻辑门的全电子开关。在图1所示的系统100中，可编程处理器104执行软件106，其尤其用于监控多个开关102的状态。软件106包括存储(或以另外方式体现)在一个或多个适当的非瞬时性存储介质108 (例如闪存或其它非易失性存储器、磁盘驱动器和/或光盘驱动器)上或中的程序指令，程序指令的至少一部分由可编程处理器104从存储介质108读取，用于由可编程处理器104来执行。存储介质108 (程序指令体现在存储介质108上或中)在这里也称为“程序产品”。虽然存储介质108在图1中被示为包括在系统100中并对系统100是本地的，应理解，可移动介质和/或远程存储介质(例如，通过网络可访问的存储介质)也可被使用。系统100还包括用于在通过可编程处理器104执行期间存储程序指令(以及任何有关的数据)的存储器110。存储器110在一个实现中包括现在已知的或以后发展的任何适当形式的随机存取存储器(RAM)，例如动态随机存取存储器(DRAM)。在其它实施方案中，使用其它类型的存储器。系统还包括数模转换器(DAC)112。DAC 112将呈现在其输入114上的二进制代码转换成与该二进制代码成比例的模拟信号。也就是说，DAC 112的输入114相应于对DAC112呈现的二进制代码的二进制数字。模拟信号在DAC 112的电压输出(V0UT)116上输出。数模转换器112的至少一些输入114耦合到多个开关102中的相应一个，使得每个这样的输入114指示耦合到该输入114的相应开关102的状态。以这种方式，在DAC 112的输入114上呈现的二进制代码指示开关102的状态。在图1所示的特定实 施方案中，使用8位电压模式并行DAC。DAC 112具有八个输入114，其在这里各被称为DO、Dl、D2、D3、D4、D5、D6和D7。此外，在本实施方案中，示出六个开关102。输入DO和Dl耦合到地，而输入Dl、D2、D3、D4、D5、D6和D7耦合到这六个开关102中的相应一个。开关102配置成使得当开关102处于第一状态时，相应于数字“I”的第一数字电压电平(VREF)呈现在DAC 112的相应输入114上，而当开关102处于第二状态时，相应于数字“O”的第二数字电压电平呈现在开关102的相应输入114上。输入DO和Dl耦合到地，以便提高系统100的噪声灵敏度，因为给予输入DO和Dl的较小电压权重不被使用(且不需要由下面描述的ADC 124探测)。然而，在其它实施方案中，DAC的所有输入耦合到开关。在图1所示的实施方案中，DAC 112包括R2R梯形电阻器118，其输出116连接到单位增益缓冲放大器120的输入。R2R梯形电阻器118设置有两个参考电压源电平(在本实施方案中，VREF (其与逻辑“I”相关)和地(其与逻辑“O”相关))，其是R2R梯形电阻器118的“横杆”。R2R梯形电阻器118包括每个二进制输入00、01、02、03、04、05、06和07的相应的电阻器级122，其为每个二进制输入对输出电压VOUT的贡献提供适当的加权。表I示出与在DAC 112的输入114上呈现的二进制代码的每个二进制数字相关的相应电压权重，其中输入DO是最低有效位(LSB)，输入D7是最高有效位(MSB)，VREF等于5伏，且RSR梯形电阻器118中的电阻器具有图1所示的值。
[输出电压配置PO 13毫伏(最低有效位)
Dl 26晕伏_
D2 52毫伏 D3 104毫伏
权利要求
1.一种系统，其包括 多个开关，每个开关具有相应的逻辑二进制状态； 可编程处理器，其用来监控所述多个开关的状态； 数模转换器，其将呈现在所述数模转换器的输入上的二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的模拟信号； 其中所述系统配置成使得所述数模转换器的至少一些输入中的每个耦合到所述多个开关中的相应一个，使得每个这样的输入指示耦合到其的相应开关的状态； 其中所述多个开关的状态至少部分地使用所述数模转换器所输出的所述模拟信号传递到所述可编程处理器；并且 其中对所述数模转换器所输出的所述模拟信号执行模数转换以产生所述多个开关的状态的数字表示。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述模数转换由模数转换器执行，所述模数转换器是下列情形之一 在所述可编程处理器的外部；和 为所述可编程处理器的一部分。
3.如权利要求1所述的系统，其中有下列项之一 所述数模转换器的所有输入耦合到所述多个开关；和 所述数模转换器的少于全部的输入耦合到所述多个开关。
4.如权利要求1所述的系统，其还包括具有耦合到所述数模转换器的输出的输入的缓冲器。
5.如权利要求1所述的系统，其中由所述数模转换器输出的所述模拟信号包括下列项中的至少一个与呈现在所述数模转换器的所述输入上的所述二进制代码成比例的电压属性；与呈现在所述数模转换器的所述输入上的所述二进制代码成比例的脉冲宽度属性；以及与呈现在所述数模转换器的所述输入上的所述二进制代码成比例的电流属性。
6.如权利要求1所述的系统，其还包括多个数模转换器； 其中每个数模转换器将呈现在所述数模转换器的相应输入上的二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的相应模拟信号； 其中所述系统配置成使得对于每个数模转换器，该数模转换器的至少一些输入中的每个耦合到所述多个开关中的相应一个，使得每个这样的输入指示耦合到其的相应开关的状态。
7.一种聚集多个开关的状态信息的方法，所述方法包括 将二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的模拟信号，其中所述二进制代码包括多个二进制值，其中至少一些所述多个二进制值中的每个指示所述多个开关中的相应一个的状态； 使用所述模拟信号传递所述多个开关的状态；以及 将所述模拟信号转换成所述多个开关的状态的数字表示。
8.如权利要求7所述的方法，其中将所述二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的所述模拟信号包括 使用数模转换器来将呈现在所述数模转换器的输入上的二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的所述模拟信号； 其中所述数模转换器的至少一些二进制输入中的每个耦合到所述多个开关中的相应一个，使得每个这样的输入指示耦合到其的相应开关的状态。
9.如权利要求7所述的方法，其中将所述模拟信号转换成所述多个开关的状态的所述数字表示包括使用模数转换器将所述模拟信号转换成所述多个开关的状态的所述数字表示，所述模数转换器是下列情形之一 在可编程处理器的外部；和 为可编程处理器的一部分。
10.如权利要求7所述的方法，其中有下列项之一 全部的所述多个二进制值指示所述多个开关中的相应一个的状态；和 少于全部的所述多个二进制值指示所述多个开关中的相应一个的状态。
11.如权利要求7所述的方法，其中使用所述模拟信号传递所述多个开关的状态包括缓存所述模拟信号。
12.如权利要求11所述的方法，其中缓存所述模拟信号包括使用缓冲放大器来缓存所述模拟信号。
13.如权利要求7所述的方法，其中所述模拟信号包括下列项中的至少一个与所述二进制代码成比例的电压属性；与所述二进制代码成比例的脉冲宽度属性；以及与所述二进制代码成比例的电流属性。
14.如权利要求7所述的方法，其中将所述二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的所述模拟信号包括 使用多个数模转换器来产生多个模拟信号； 其中每个数模转换器将呈现在所述数模转换器的相应输入上的二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的相应模拟信号； 其中对于每个数模转换器，该数模转换器的至少一些输入中的每个耦合到所述多个开关中的相应一个，使得每个这样的输入指示耦合到其的相应开关的状态。
15.一种插接板，其包括 多个端口 ； 多个开关，所述多个开关中的每个与所述多个端口中的相应一个相关，其中所述多个开关中的每个配置成当电缆插入与该开关相关的相应端口中时处于第一二进制状态中且当电缆未插入与该开关相关的相应端口中时处于第二二进制状态中； 可编程处理器，其用来监控所述多个开关的状态；以及 数模转换器，其将呈现在所述数模转换器的输入上的二进制代码转换成与所述二进制代码成比例的模拟信号； 其中系统配置成使得所述数模转换器的至少一些输入中的每个耦合到所述多个开关中的相应一个，使得每个这样的输入指示耦合到其的相应开关的状态； 其中所述多个开关的状态至少部分地使用所述数模转换器所输出的所述模拟信号传递到所述可编程处理器；并且 其中对所述数模转换器所输出的所述模拟信号执行模数转换以产生所述多个开关的状态的数字表示。
16.如权利要求15所述的插接板，其中每个端口配置成读取存储在插入该端口中的电缆上或中的信息。
17.如权利要求15所述的插接板，其中所述可编程处理器配置成响应于与端口相关的相应开关的状态的变化来读取存储在插入该端口中的电缆上或中的信息，其中与该端口相关的相应开关的状态的变化基于所述多个开关的状态的所述数字表示来确定。
18.如权利要求15所述的插接板，其中每个电缆包括铜电缆或光纤。
19.如权利要求15所述的插接板，其中每个电缆包括铜插接线或光纤插接线。
20.如权利要求15所述的插接板，其中所述模数转换由模数转换器执行，所述模数转换器是下列情形之一 在所述可编程处理器的外部；和 为所述可编程处理器的一部分。
21.如权利要求15所述的插接板，其中有下列项之一 所述数模转换器的所有输入耦合到所述多个开关；和 所述数模转换器的少于全部的输入耦合到所述多个开关。
22.如权利要求15所述的插接板，其还包括具有耦合到所述数模转换器的输出的输入的缓冲器。
23.如权利要求15所述的插接板，其中由所述数模转换器输出的所述模拟信号包括下列项中的至少一个与呈现在所述数模转换器的所述输入上的所述二进制代码成比例的电压属性；与呈现在所述数模转换器的所述输入上的所述二进制代码成比例的脉冲宽度属性；以及与呈现在所述数模转换器的所述输入上的所述二进制代码成比例的电流属性。
24.如权利要求15所述的插接板，其还包括多个数模转换器。
25.—种系统,其包括 多个开关，每个开关具有相应的逻辑二进制状态；以及 可编程处理器，其用来监控所述多个开关的状态，所述可编程处理器包括多个输入/输出线，其中所述多个开关中的每个耦合到相应的输入/输出线； 其中对于所述多个开关中的每个，所述系统配置成当该开关处于第一开关状态时发展与该开关相关的输入/输出线上的第一逻辑状态； 其中对于所述多个开关中的每个，所述系统配置成当该开关处于第二开关状态时发展与该开关相关的输入/输出线上的第二逻辑状态；并且 其中所述系统还配置成使除了所述第一逻辑状态和第二逻辑状态以外的数据能够通过所述输入/输出线传递。
26.如权利要求25所述的系统，其还包括多个电路，所述电路中的每个与所述多个开关中的相应一个和稱合到该开关的相应的输入/输出线相关； 其中每个电路配置成当与该电路相关的开关处于所述第一开关状态时发展该开关的输入/输出线上的所述第一逻辑状态； 其中每个电路配置成当与该电路相关的开关处于所述第二开关状态时发展该开关的输入/输出线上的所述第二逻辑状态；并且 其中每个电路还配置成使除了所述第一逻辑状态和第二逻辑状态以外的数据能够通过相关的输入/输出线传递。
27.如权利要求26所述的系统，其中所述多个开关中的每个包括相应的常闭合的开关，其中每个电路包括耦合到电源电压并耦合到所述常闭合的开关的第一端子的上拉电阻器，其中所述常闭合的开关的第二端子耦合到地，其中与所述电路相关的输入/输出线耦合到所述常闭合的开关的所述第一端子。
28.如权利要求26所述的系统，其中所述多个开关中的每个包括相应的常断开的开关，其中每个电路包括耦合到电源电压和所述常断开的开关的第一端子的上拉电阻器，其中所述常断开的开关的第二端子耦合到弱下拉电阻器，其中所述弱下拉电阻器也耦合到地，其中与所述电路相关的输入/输出线耦合到所述常断开的开关的所述第一端子。
29.如权利要求25所述的系统，其中所述可编程处理器配置成通过读取所述多个输入/输出线来监控所述多个开关的状态。
30.如权利要求25所述的系统，其中所述可编程处理器配置成通过所述输入/输出线中的每个传递除了所述第一逻辑状态和第二逻辑状态以外的数据。
31.如权利要求30所述的系统，其中对于所述输入/输出线中的每个，所述可编程处理器配置成从耦合到该输入/输出线的存储器设备读取数据。
32.如权利要求31所述的系统，其中每个输入/输出线耦合到所述存储器设备的UNI/O总线接口，所述存储器设备耦合到该输入/输出线。
33.如权利要求25所述的系统，其中每个输入/输出线是通用输入/输出线。
34.如权利要求25所述的系统，其中所述可编程处理器的所述输入/输出线中的每个耦合到所述多个开关中的多于一个。
35.如权利要求34所述的系统，其中所述可编程处理器的所述输入/输出线中的每个使用一个或多个多路复用设备耦合到所述多个开关中的多于一个。
36.如权利要求35所述的系统，其中所述多路复用设备配置成锁定所述多个开关中的至少一个的状态变化。
37.如权利要求35所述的系统，其中所述多路复用设备配置成对于所述多个开关中的至少一个确定一对快速状态变化何时发生。
38.一种插接板,其包括 多个端口 ； 多个开关，所述多个开关中的每个与所述多个端口中的相应一个相关，其中所述多个开关中的每个配置成当电缆插入与该开关相关的相应端口中时处于第一开关状态且当电缆未插入与该开关相关的相应端口中时处于第二开关状态；以及 可编程处理器，其用来监控所述多个开关的状态，所述可编程处理器包括多个输入/输出线，其中所述多个开关中的每个耦合到相应的输入/输出线；并且 其中对于所述多个开关中的每个，所述插接板配置成当该开关处于所述第一开关状态时发展与该开关相关的输入/输出线上的第一逻辑状态； 其中对于所述多个开关中的每个，所述插接板配置成当该开关处于所述第二开关状态时发展与该开关相关的输入/输出线上的第二逻辑状态；以及 其中所述插接板还配置成使除了所述第一逻辑状态和第二逻辑状态以外的数据能够通过所述输入/输出线传递。
39.如权利要求38所述的插接板，其还包括多个电路，所述电路中的每个与所述多个开关中的相应一个和耦合到该开关的相应的输入/输出线相关； 其中每个电路配置成当与该电路相关的开关处于所述第一开关状态时发展该开关的输入/输出线上的所述第一逻辑状态； 其中每个电路配置成当与该电路相关的开关处于所述第二开关状态时发展该开关的输入/输出线上的所述第二逻辑状态；并且 其中每个电路还配置成使除了所述第一逻辑状态和第二逻辑状态以外的数据能够通过相关的输入/输出线传递。
40.如权利要求39所述的插接板，其中所述多个开关中的每个包括相应的常闭合的开关，其中每个电路包括耦合到电源电压并耦合到所述常闭合的开关的第一端子的上拉电阻器，其中所述常闭合的开关的第二端子耦合到地，其中与所述电路相关的输入/输出线耦合到所述常闭合的开关的所述第一端子。
41.如权利要求39所述的插接板，其中所述多个开关中的每个包括相应的常断开的开关，其中每个电路包括耦合到电源电压和所述常断开的开关的第一端子的上拉电阻器，其中所述常断开的开关的第二端子耦合到弱下拉电阻器，其中所述弱下拉电阻器也耦合到地，其中与所述电路相关的输入/输出线耦合到所述常断开的开关的所述第一端子。
42.如权利要求38所述的插接板，其中所述可编程处理器配置成使用与端口相关的输入/输出线来读取存储在插入该端口中的电缆上或中的信息。
43.如权利要求38所述的插接板，其中所述可编程处理器配置成响应于与端口相关的 相应开关的状态的变化而使用与该端口相关的输入/输出线来读取存储在插入该端口中的电缆上或中的信息。
44.如权利要求38所述的插接板，其中每个电缆包括铜电缆或光纤。
45.如权利要求38所述的插接板，其中每个电缆包括铜插接线或光纤插接线。
46.如权利要求38所述的插接板，其中所述可编程处理器配置成通过读取所述多个输入/输出线来监控所述多个开关的状态。
47.如权利要求38所述的插接板，其中所述可编程处理器配置成通过所述输入/输出线中的每个传递除了所述第一逻辑状态和第二逻辑状态以外的数据。
48.如权利要求47所述的插接板，其中对于所述输入/输出线中的每个，所述可编程处理器配置成从耦合到该输入/输出线的存储器设备读取数据。
49.如权利要求48所述的插接板，其中每个输入/输出线耦合到所述存储器设备的UNI/Ο总线接口，所述存储器设备耦合到该输入/输出线。
50.如权利要求38所述的插接板，其中每个输入/输出线是通用输入/输出线。
51.如权利要求38所述的系统，其中所述可编程处理器的所述输入/输出线中的每个耦合到所述多个开关中的多于一个。
52.如权利要求51所述的插接板，其中所述可编程处理器的所述输入/输出线中的每个使用一个或多个多路复用设备耦合到所述多个开关中的多于一个。
53.如权利要求52所述的插接板，其中所述多路复用设备配置成锁定所述多个开关中的至少一个的状态变化。
54.如权利要求52所述的插接板，其中所述多路复用设备配置成对于所述多个开关中的至少一个确定一对快速状态变化何时发生。
全文摘要
一种开关状态聚集技术结合使用数模转换器与模数转换器来聚集多个开关的状态。另一种开关状态聚集技术使用处理器的输入/输出线来聚集多个开关的状态并传递除了开关的状态以外的数据。这些技术可用于聚集关于插头或其它连接器是否插入插接板或其它远程通信或通信组件、系统或设备的端口中的信息。
文档编号G01R31/28GK103038655SQ201180039312
公开日2013年4月10日 申请日期2011年6月10日 优先权日2010年6月11日
发明者J.科菲, N.普拉迪安 申请人:Adc长途电讯有限公司