[發明專利]握手式二線串行通訊界面及方法

有效

• 申請號: 200710089778.4
• 申請日: 2007-03-20
• 公開（公告）號: CN101271443A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 王明坤;陳志恒
• 申請（專利權）人: 盛群半導體股份有限公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及一種串行數據的傳輸的通訊界面及方法，特別是涉及一種以二條傳輸線來做握手式雙向串行數據的傳輸的通訊界面及方法。

背景技術

現今多數的電子產品已采用微控制器(MCU)作為主要的控制組件，采用微控制器的好處在于只要改變其中的韌體(Firmware)，就可以用來達成特定的產品功能，使產品十分容易商品化。

在成本的考慮下，習慣使用的價格最低的微控制器，其所擁有的輸入/輸出腳較少，且一般都不支持專用的串行通訊界面，如IIC、SPI與UART等微控制器常用的標準串行通訊界面；而在許多應用中，一個產品內可能包含一個以上的微控制器和其它具有串行通訊界面的裝置，如內存、液晶顯示器(LCD)驅動器或模擬數字轉換器等，并共同運作來達成產品功能，為了使這些裝置能夠互為傳輸數據，就必須將微控制器的通用輸入/輸出腳與其它裝置的串行通訊界面連接起來，并將運作流程寫入微控制器的韌體中，以模擬上述的標準串行通訊界面，來達成互為傳輸數據的目的。

由于是以韌體來模擬上述的標準串行通訊界面，微控制器必須常常實時來做服務，以滿足通訊時序的要求，但在某些情況下微控制器的韌體要實時處理的事情很多，若想同時兼顧通訊與其它工作往往需要犧牲整體的功效表現。例如，以一低價并具語音播放能力的微控制器執行一個語音播放的工作，微控制器的韌體要作語音數據解壓縮和播放的處理，此時滿足語音播放的采樣率(Sampling?Rate)是首要考慮的工作，但若在語音播放的同時還要維持與外界的通訊，微控制器就有可能無法同時滿足兩件都需實時服務的工作要求；因為一般的通訊在時序上會對時間有所限制，若無法滿足該通訊時序的時間要求，將導致數據傳輸失敗，但在微控制器的工作負擔很重時又要同時滿足兩件都需實時服務的工作要求，將使得微控制器在安排工作上陷入優先取舍的困境；若要顧及實時的串行通訊需求，可能就要降低播放語音的采樣率，或無法精確地以原始聲音的采樣率播放，因而犧牲聲音播放的質量，但若要顧及播放語音的質量時，又無法兼顧實時的串行通訊需求，因此導致通訊錯誤的發生，致使微控制器的應用在整體功效表現上受到限制。

為了解決上述的傳輸通訊時序對時間的嚴格限制，工程開發人員常會自定一些微控制器韌體可達成的握手式串行傳輸通訊方法，現有技術有使用三線或三線以上信號線作為串行傳輸通訊，而三線串行傳輸的信號通常除了有一數據(DATA)信號線和一頻率(CLK)信號線外，還增加一條專用于作握手式控制的忙碌(BUSY)信號線；這種作法雖然也可以透過握手式控制協議，解決傳輸通訊時序對時間的嚴格限制，不過這些自定的握手式串行傳輸通訊的現有技術有以下缺點：

一、在微控制器的硬件資源上必須用到三個或三個以上的通用輸入/輸出腳，但在某些低價微控制器的應用中，常會因此使通用輸入/輸出腳腳數不足，而需再外加額外電路以擴充輸入/輸出腳，因而造成產品的成本增加。

二、對大部份的此種現有技術，其握手式控制狀態的轉換次數較多，造成傳輸效率的降低。

由此知道，使用廉價微控制器的韌體來達成串行通訊界面應符合簡單、避免耗用大量韌體資源與避免時序嚴格受限的原則，同時使用于通訊傳輸的輸入/輸出腳愈少愈好，而上述的現有技術無法滿足所需的功效。

發明內容

本發明的第一目的為：提出一種握手式二線串行通訊界面及方法，用來將一數據位代表在一個第一傳輸部件與一個第二傳輸部件之間傳輸，包括位于第一傳輸部件上的一個第一輸入/輸出單元與一個第四輸入/輸出單元，且包括位于第二傳輸部件上的一個第二輸入/輸出單元與一個第三輸入/輸出單元，用一個第一傳輸線電路連接第一輸入/輸出單元與第二輸入/輸出單元，用一個第二傳輸線電路連接第四輸入/輸出單元與第三輸入/輸出單元，利用輸入/輸出單元的輸出模式的啟動與停止來改變第一傳輸線內的第一信號與第二傳輸線內的第二信號，在第一信號與第二信號的準位交互改變兩次之后，回到初始狀態，且第一傳輸部件與第二傳輸部件，皆能確實檢測到對方作為握手式控制確認的準位改變，如此構成了數據位代表的傳輸，從而達成傳輸高可靠性，與傳輸簡單化的目的。

本發明的第二目的為：提出一種握手式二線串行通訊界面及方法，用以將一數據位代表在第一傳輸部件與第二傳輸部件之間傳輸，并將開始傳輸到完成傳輸的整個過程，分成四個副過程，四個副過程之間以握手式控制轉移前進，對時序間的絕對時間沒有嚴格限制，故可以等到傳輸部件雙方在非忙碌時間時，再依序完成四個副過程，由此達成耗用較少韌體資源與避免時序嚴格受限的目的。