多路传真机及其工作方法.pdf

一种多路传真机及其工作方法，该装置包括：由CPU、存储器和专用集成电路组成的嵌入式计算机，以及扫描头、打印头、键盘、显示器和驱动电机；其中作为控制中心的嵌入式计算机控制传真机各个组成部件的运行、完成数据编码与解码和控制整个传真作业流程，存储器用于存储用户设置的传真机工作参数及其操作过程的中间数据；其特征在于：还包括有多路DMA控制器和多个调制解调器，多个调制解调器通过外部总线连接CPU，并采用直接存储器访问DMA方式与存储器交换数据。其工作方法是由连接多个调制解调器的多路DMA控制器采用周期挪用方式访问内存，使得每个调制解调器都有自己独立的DMA通道，相互独立工作，实现多路并行同时收发传真信息的操作。

1、  一种多路传真机，包括：由CPU、存储器和专用集成电路组成的嵌入式计算机，以及扫描头、打印头、键盘、显示器和驱动电机；其中作为控制中心的嵌入式计算机控制该传真机的各个组成部件的运行、完成数据的编码与解码和控制整个传真作业流程，存储器用于存储用户设置的该传真机的工作参数及其操作过程中的中间数据；其特征在于：还包括有多路DMA控制器和多个调制解调器，所述多个调制解调器通过外部总线与CPU相连接，所述多个调制解调器与存储器之间采用直接存储器访问DMA方式交换数据。

2、  根据权利要求1所述的多路传真机，其特征在于：所述多个调制解调器与各自的电话线接口电路组成多个线路通讯单元，每个电话线接口电路分别与一条电话线路相连接。

3、  根据权利要求2所述的多路传真机，其特征在于：所述线路通讯单元中的调制解调器和电话线路接口电路分别完成数/模和模/数信号的相互转换以及模拟信号的发送和接收功能。

4、  根据权利要求1所述的多路传真机，其特征在于：所述存储器中设有通讯线路工作状态表，用于存储该传真机所连接的多个调制解调器及其通讯线路各自是否处于工作或空闲的当前状态。

5、  根据权利要求1所述的多路传真机，其特征在于：所述打印头用于将接收到的传真信息打印在记录纸上；所述扫描头用于传真文稿的扫描输入，即将需要传真的文稿上的文字和图像信息通过光电转换转化成为电信号输入；所述驱动电机分别用于传真记录纸和传真文稿的输出驱动或/和输入驱动。

6、  一种多路传真机的工作方法，其特征在于：连接多个调制解调器的多路DMA控制器采用周期挪用方式访问内存，使得每个调制解调器都有自己独立的DMA通道，相互独立工作，实现多路并行同时收发传真信息的操作；在发送传真时，CPU根据存储器中记录每条通讯线路的当前工作状态表自动选择空闲线路，接通并发送传真信息；接收传真时，则由电话交换机自动选择空闲线路，接通并接收传真信息。

多路传真机及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种多路传真机及其工作方法，属于传真通信技术领域。
背景技术
当今社会已经进入信息时代，传真通讯具有价格低廉、使用方便、对环境要求低等诸多优点，尤其是图像和文字、甚至签字真迹都能同时进行远程传输，更是其独有特点，因此，传真通讯在商务洽谈、贸易交往、合同签字方面具有不可替代的优势，得到了越来越普遍的应用，并成为重要的通讯手段之一。
目前，作为传真通讯必不可少的通信设备-传真机都是单线的，即一台传真机只能连接一路电话线，实现点对点的传真通讯。随着信息社会的来临，信息量呈爆炸性的几何倍数增长，传真机需要完成的信息吞吐量也在成倍增加。这对传真机的速度提出了越来越高的要求。但是，由于传真通讯本身的特点是基于公用交换语音网PSTN(即传统的电话交换网)，电话网络的频带较窄，通讯距离远时容易被干扰，通讯速度很难大幅度提高。特别是在一些传真业务繁忙的应用场合，往往出现电话线路频繁占线而无法接入的问题，操作人员常常要无奈地等待线路空闲后，才能接入传真机，严重地影响了工作效率。同时，随着集成电路和微电子技术的迅速发展，传真机中的许多部件(如扫描部件、打印部件和CPU等)的处理能力都有大幅度提高，线路通讯部分的接入速度已经成为制约传真机进一步提高工作速度的最大瓶颈。如何有效地解决这一问题，成为目前传真通讯业内人员普遍关注的一个课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多路传真机，该装置能够较好地解决当前传真机通讯时频繁占线、效率低的通讯瓶颈问题，使得传真机的工作效率大大提高。
本发明的另一目的是提供一种多路传真机的工作方法，使得该传真机能够多路并行同时收发传真信息。
本发明的目的是这样实现的：一种多路传真机，包括：由CPU、存储器和专用集成电路组成的嵌入式计算机，以及扫描头、打印头、键盘、显示器和驱动电机；其中作为控制中心的嵌入式计算机控制该传真机的各个组成部件的运行、完成数据的编码与解码和控制整个传真作业流程，存储器用于存储用户设置的该传真机的工作参数及其操作过程中的中间数据；其特征在于：还包括有多路DMA控制器和多个调制解调器，所述多个调制解调器通过外部总线与CPU相连接，所述多个调制解调器与存储器之间采用直接存储器访问DMA方式交换数据。
所述多个调制解调器与各自的电话线接口电路组成多个线路通讯单元，每个电话线接口电路分别与一条电话线路相连接。
所述线路通讯单元中的调制解调器和电话线路接口电路分别完成数/模和模/数信号的相互转换以及模拟信号的发送和接收功能。
所述存储器中设有通讯线路工作状态表，用于存储记录该传真机所连接的多个调制解调器及其通讯线路各自是否处于工作或空闲的当前状态。
所述打印头用于将接收到的传真信息打印在记录纸上；所述扫描头用于传真文稿的扫描输入，即将需要传真的文稿上的文字和图像信息通过光电转换转化成为电信号输入；所述驱动电机分别用于传真记录纸和传真文稿的输出驱动或/和输入驱动。
本发明的另一目的是这样实现的：一种多路传真机的工作方法，其特征在于：连接多个调制解调器的多路DMA控制器采用周期挪用方式访问内存，使得每个调制解调器都有自己独立的DMA通道，相互独立工作，实现多路并行同时收发传真信息的操作；在传真呼出时，CPU根据存储器中记录每条通讯线路的当前工作状态表自动选择空闲线路，接通并发送传真信息；传真呼入时，则由电话交换机自动选择空闲线路，接通并接收传真信息。
本发明的多路传真机是利用公众电话线路资源比较丰富的有利条件，通过拓展总线，使传真机连接多个调制解调器和通讯线路，实现了一台传真机同时连接多条电话线，从而改变传真机的工作方法，能够自动进行多路选一的收发操作，即在接收传真的时候可以同时发送传真，或者同时接收多个传真，或者同时发送多个传真，在一台传真机上实现多个传真作业(或接收，或发送)同时进行而不会相互排斥，从而较好地解决了当前传真机通讯时频繁占线、效率低的通讯瓶颈。本发明设备增加的装置和部件的硬件成本相对比较低廉，多路并行复用的通信方法和机理都是非常成熟的软件技术，本发明首创性地将其移植到传真通信设备上，用较小的硬件和软件成本就解决了多年未能解决地问题，同时大大提高传真机其他比较昂贵的硬件资源(如激光打印头，CCD扫描头)的利用率，实现多路调制解调器的集中管理和维护，综合提升了传真通讯的工作效率。因此，本发明是一种为用户提供更加便利、实用、低廉的传真机产品，具有很好的应用前景。
图1是本发明多路传真机硬件组成结构的方框图。
图2是本发明DMA控制器传输流程的方框图。
图3是本发明多路传真机接收传真操作流程的方框图。
图4是本发明多路传真机发送传真操作流程的方框图。
下面结合附图进一步具体介绍本发明的结构组成和工作原理。
参见图1，本发明是一种多路传真机，其硬件部分包括：由CPU1、存储器2和专用集成电路ASIC3组成的嵌入式计算机，以及扫描头4、打印头5、键盘与显示器6和驱动电机7；其中作为控制中心的嵌入式计算机控制该传真机的各个组成部件的运行、完成数据的编码与解码和控制整个传真作业流程，；此外还包括有多路DMA控制器8和多个调制解调器9～11(图示为三个)，多个调制解调器9～11又与各自的电话线接口电路组成多个线路通讯单元，每个电话线接口电路分别与一条电话线路相连接。本发明的多个调制解调器9～11通过外部总线与CPU1相连接，每个调制解调器作为一个外部设备接入到嵌入式计算机系统中，同时有自己的端口地址；并采用直接存储器访问DMA方式与存储器2相互之间交换数据。本发明中CPU和调制解调器的连接和数据传输方式是能够实现该设备功能的关键。由于嵌入式计算机系统的良好的可扩展性，特别是通过外部总线拓展简便易行，开发难度小，使得CPU连接多个线路通讯组件的方法变得方便可行。另外，增加嵌入式系统的DMA通道(系统本身也会有空闲的DMA通道)和线路通讯组件所增加的额外成本很低，一般为整机成本的3％到5％左右，所以其成本优势非常明显。
本发明中的线路通讯单元中的调制解调器9～11和各自的电话线路接口电路分别完成数/模和模/数信号的相互转换以及模拟信号的发送和接收功能。打印头5用于将接收到的传真信息打印在记录纸上，完成传真稿件的打印工作；扫描头4用于传真文稿的扫描输入，一般采用CCD或CIS器件，将需要传真的文稿上的文字和图像信息通过光电转换转化成电信号输入；驱动电机7分别用于传真记录纸和传真文稿的输出驱动或/和输入驱动。包括键盘与显示器，这些硬件配置的功能与普通传真机相同。所不同的是本发明的存储器2除了用于存储用户设置的该传真机的工作参数及其操作过程中的中间数据外，还设有通讯线路工作状态表，用于存储记录该传真机所连接的多个调制解调器及其通讯线路各自是否处于工作或空闲的当前状态。
参见图2，下面简要说明本发明的DMA传输操作过程：由于本发明连接有多个调制解调器，所以多路DMA控制器8采用周期挪用方式访问存储器2。该多路DMA控制器不仅在物理上可以连接多个外围设备，而且在逻辑上也允许这些外围设备同时工作；使得每个调制解调器都有自己独立的DMA通道，可以相互独立工作，从硬件配置上保证了实现多路并行同时收发传真信息的操作。
当调制解调器器准备好发送数据或接受数据时，它发出DMA请求，再由DMA控制器向CPU发出总线使用权的请求(HOLD)。CPU在执行完本机周期后响应该请求，并使CPU的总线驱动器处于第三态。之后，DMA控制器接管控制总线，并向存储器提供地址。于是，在存储器和调制解调器之间进行数据交换。每传送交换一个字数据，地址计数器和字计数器分别加1，当字计数器的计数值为0时，DMA操作结束，DMA向CPU提出中断报告，并将总线控制权交还给CPU。
由于本发明连接有多条电话通讯线路，在发送传真时需要根据线路的占用情况选择空闲的线路进行通讯，所以需要本发明能够对所有电话线路的状态进行管理。为此本发明在系统的控制程序和存储器中建立一个通讯线路状态表，每一条通讯线路的状态都记录在此表中。例如，如图1所示的本发明共有3条通讯线路，则其控制程序和存储器中将建立一个通讯线路状态表，表中有三个记录，分别对应这三条通讯线路。且这三个记录的数值，分别表明了三条通讯线路的忙闲状态。如果记录值0代表线路空闲，1代表线路占用，那么，控制程序只要查询这个表的记录值，就可以知道对应线路收发被占用的情况。需要发送传真时，控制程序只要查询通讯线路状态表中是否有记录值为0的线路。如果有空闲线路，那么就选择接通对应的通讯线路，并发送传真信息；如果全部的记录值都为1，那么表明系统中3条线路全部占线，没有空闲线路。而在接收传真时，由于本发明多路传真机连接多条电话线，所以传真发送者可以在其中某一条线路正在通信而占线时，选择拨打另一条线路，而不必等待该线路通信结束后再去抢线，大大减少了因为占线而无法发送传真的几率。另外，用户可以申请电信运营商的局端服务，将这几条线路设置为一个号码。这样，在一条线路占线时，程控电话交换机就会自动转接到另一条空闲的线路上，不必人工切换就能接通并接收传真信息，成倍地提高了传真效率。
参见图3，介绍本发明发送传真操作的流程图。在发送传真(传真呼出)方面，本发明可以自动查询多条线路中是否有空闲的线路，如果有空闲线路，则将该线路接通。如果没有，则提示所有线路繁忙。
在发送传真过程中，首先用扫描头扫描文稿，，将文稿的先信息通过光电转换变换为电信号，再经过ASIC中的视频预处理电路处理后送入系统存储器中。然后装置根据传真设备终端的相关标准(如T.4建议)对存储数据进行编码处理后，重新存入存储器中。此时本发明查询通讯线路状态是否有空闲线路可以传送。如果有空闲线路，则CPU选择一条空闲线路，同时将该通讯线路在状态表中对应的记录设置为1，再控制调制解调器按照传真通讯协议(如T.30)呼叫并建立与目标机的传真通讯联接，再通过DMA方式将存储器中的数据送到调制解调器中，经过调制解调器将数字信号转换为模拟信号，通过电话线路送到发送目标机中。直到数据全部传送完毕，断开联结，再将该通讯线路在状态表中对应的记录设置为0，如果没有空闲线路，则系统将等待，直到有空闲线路。
参见图4，介绍本发明接收传真操作的流程图。在传真接收过程中，发送端的传真机和本发明通过T.30协议建立两端的传真通讯连接，并根据数据在公用电话网上传输的相关的技术标准(如V.17)，完成模拟数据从发送端到本机的传送。本机作为接收机，调制解调器器将收到的模拟数据转化为数字信号，并存储在自己的FIFO数据缓冲器中。通过DMA的方式，FIFO中的数据被本发明CPU装入存储器中，而且该过程会被反复地触发，直到全部的数据接收完毕。此后，本发明将根据传真机设备终端的相关技术标准(如T.4建议)将存储器中的数据进行解码，还原为原始的图像数据，处理后送入打印头中打印，形成文件的输出。
在接收传真时，由于本发明多线传真机可以连接多条电话线，所以当一条线路正在通信而占线时，传真发送者可以选择拨打另一条线路，而不必等待该线路通信结束再去抢线。大大减少了因为占线而无法发送传真的几率。同时，用户可以申请电信运营商的局端服务，将这几条线路设置为一个号码。这样，在一条线路占线时，程控电话交换机会自动转接到另一条空闲的线路上，不必人工切换，成倍地提高了传真效率。图4说明了本发明接收传真信息的工作流程，其与普通传真机的区别是一旦本发明有空闲线路接收对端信息后，需要将对应的通讯线路在状态表中的记录值修改为1，表示其处于占用状态；直到接收传真结束后，再将该通讯线路在状态表中的记录值修改为0，表示其处于空闲状态。其它流程皆与普通传真机相同，这里不再赘述。