[發(fā)明專利]通信控制用的雙向串行接口

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580020925.1
• 申請日: 2005-03-18
• 公開（公告）號: CN101076788A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設計）人: D·W·德雷瑟恩;G·S·蓋澤
• 申請（專利權）人: 愛特梅爾股份有限公司
• 主分類號: G06F13/00
• 分類號: G06F13/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳煒

技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于微處理器的通信接口，更具體地說，本發(fā)明涉及一種便于在微控制器和遠程設備之間的通信的串行接口。

背景技術

一種稱之為內(nèi)部集成電路總線(I²C)的通用串行通信接口采用兩條線作數(shù)據(jù)傳輸線：一條為用于數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)(SDA)線，另一條為用于時鐘信號傳輸?shù)拇袝r鐘(SCL)線。參照圖1所示，SDA?14和SCL?16線起源于一諸如微控制器之類的主設備10。一或多個從設備12，諸如RF串行接口，可以通過SDA線14和SCL線16與主設備10相連接。每次通信對話必須由主設備10啟動，主設備還控制著SCL線16上的時鐘信號。多個從設備12都具有預定的設備地址，該地址的低位可以作板級配置。每一次傳輸開始時，主設備10發(fā)送預定的從設備的設備地址。各個從設備12負責監(jiān)測SDA線14并且只對其自己的地址作出響應。主設備10通過發(fā)出一起始條件來開始通信。隨后，主設備10發(fā)送唯一的7位從設備地址并首先發(fā)送最高有效位。在起始起始條件之后的第8位指定從設備12是接收(“0”)還是發(fā)送(“1”)。一旦接收和識別出從設備12的地址，被定址的從設備12就在SDA線14上發(fā)送一ACK位，以表示其已準備好接收或發(fā)送。隨后，發(fā)送器(從設備12或者主設備10，如ACK位的內(nèi)容所示)就從最高有效位開始發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)。在接收到數(shù)據(jù)字節(jié)后，接收器就發(fā)出一新的ACK位。如果需要發(fā)送更多字節(jié)，就重復該9位模式。

在一寫入事務處理中(從設備12接收)，當主設備10完成了其需要發(fā)送的所有數(shù)據(jù)字節(jié)之后，其監(jiān)測一最后的ACK信號并隨后在SDA線14上發(fā)出一停止條件。在一讀取事務處理中(從設備12發(fā)送)，主設備10不確認其接收的最后的字節(jié)，其改為發(fā)出一停止條件，以表示其已收到其要求的所有信息。

低成本、低速的通信的另一常見選擇是一串行外圍接口(SPI)，SPI限定4個信號：時鐘(SCLK)、主數(shù)據(jù)輸出/從數(shù)據(jù)輸入(MOSI)、主數(shù)據(jù)輸入/從數(shù)據(jù)輸出(MISO)以及從選擇(CSS)。類似于I²C，SPI主設備以一主從關系進行通信。圖2顯示了在一單從結構中的這4個信號。在該圖中，SPI主設備20通過4條攜帶MOSI信號24、MISO信號26、SCLK信號28和CSS信號30的線與一或多個從設備22連接。SCLK信號28和CSS信號30由主設備20產(chǎn)生并且提供給所有連接的從設備22。每一額外的從設備共享相同的MOSI信號線24、MISO信號線26和SCLK信號線28，但是每一從設備具有其自己的與主設備20連接的專用CSS信號線30。

MOSI信號線24將數(shù)據(jù)自主設備20傳輸?shù)綇脑O備22。MISO信號線26將數(shù)據(jù)自從設備22傳輸回主設備20。當主設備20宣告與一特定從設備22連接的CSS信號線30時就可選定該從設備22。采用兩個數(shù)據(jù)線，每一傳輸方向用一條線，SPI就可作全雙工數(shù)據(jù)傳輸。一旦主設備20產(chǎn)生一時鐘信號并選擇一從設備22，就可以同時地雙向傳輸數(shù)據(jù)。事實上，只要涉及到SPI，數(shù)據(jù)總是雙向傳輸?shù)摹Ｒ唤邮盏淖止?jié)是否有意義要由主設備20和從設備22來判定。

通過一流式數(shù)據(jù)能力(相對于在一從設備中的編址單元的讀取和寫入)，SPI系統(tǒng)可以提供一高的數(shù)據(jù)傳輸率。然而，SPI不具備一用于確認數(shù)據(jù)接收的確認機制，也不能提供任何流量控制。在沒有通信協(xié)議的情況下。SPI主設備不能夠確認一從設備是否存在。

I²C和SPI接口共有的限制為通信設備必須構成一主/從關系，這意味著主設備是唯一能夠啟始一通信對話的設備。此外，沒有任何確認機制，SPI就沒法防止在接收設備中的緩沖器溢出。在I²C的情況中，雖然接收器每當接收一字節(jié)時發(fā)送一確認位，但該確認位必須通過數(shù)據(jù)線來發(fā)送。其結果是降低了數(shù)據(jù)傳輸率。因此，所希望的是具有一種使任一通信設備都可啟始一通信對話的接口系統(tǒng)。還希望的是具有一種在不占用通信帶寬下提供一緩沖器溢出防止機制的接口系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明啟示了一種串行接口系統(tǒng)，其使用一在通信設備之間的單線線路作雙向數(shù)據(jù)傳輸和一在通信設備之間的控制線以利于數(shù)據(jù)傳輸。任何一個通信設備都可啟始一通信對話。一旦收到一數(shù)據(jù)字節(jié)，接收設備就在控制線上發(fā)出一確認信號，以表示收到該數(shù)據(jù)字節(jié)。

附圖說明

圖1所示為一現(xiàn)有技術的I²C串行接口的方框圖。

圖2所示為一呈一單主/單從結構的現(xiàn)有技術的SPI串行接口的方框圖。

圖3所示為本發(fā)明的一串行接口實施例的方框圖。