[發(fā)明專利]一種基于SPI的全雙工通信裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210215933.3
• 申請(qǐng)日: 2012-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN102819512A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張裁會(huì);秦青春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠州市德賽西威汽車電子有限公司
• 主分類號(hào): G06F13/38
• 分類號(hào): G06F13/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通訊裝置及其方法,具體涉及一種基于SPI的全雙工通信裝置及其方法。

背景技術(shù)

SPI(Serial?Peripheral?Interface--串行外設(shè)接口)總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息。SPI一般使用4條線：時(shí)鐘信號(hào)線（CLK）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線CS?，由于SPI在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速度也比較快，最高速度可達(dá)到幾Mbps。正是出于這種簡(jiǎn)單易用且數(shù)據(jù)傳輸速度快的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，目前SPI通信普遍為半雙工通信方式，這種通信方式在相同速率、單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)送的數(shù)據(jù)量有限，這樣會(huì)造成大量的通信延時(shí)，消耗通信資源，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)速度降低，進(jìn)而影響到用戶使用。即使某些SPI通信實(shí)現(xiàn)了全雙工通信，但也存在沒有指定的流控制、沒有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前SPI通信存在的上述問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高效率的基于SPI的全雙工通信裝置及其通信方法方法，用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于SPI的全雙工通信裝置，包括主器件與從器件，以及設(shè)置在主器件與從器件之間用于主器件與從器件相互通信的信號(hào)線。

所述信號(hào)線包括：數(shù)據(jù)線MISO與MOSI，同步時(shí)鐘信號(hào)線CLK，從器件選擇信號(hào)線CS，主器件請(qǐng)求從器件接收數(shù)據(jù)的信號(hào)線M_REQ，以及從器件請(qǐng)求主器件接收數(shù)據(jù)信號(hào)線S_REQ；所述信號(hào)線M_REQ由主器件控制，連接于主器件的I/O口與從器件的中斷觸發(fā)口之間，所述信號(hào)線S_REQ由從器件控制，連接于從器件的I/O口與主器件的中斷觸發(fā)口之間。

一種基于權(quán)利要求1所述裝置的通信方法，包括主器件與從器件同時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)的步驟、主器件向從器件發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟、從器件到主器件發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟以及主器件與從器件之間通信所使用的數(shù)據(jù)幀；所述數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括由用戶自定義特殊字符表示的開始信號(hào)、用于表示當(dāng)前發(fā)送幀數(shù)的循環(huán)計(jì)數(shù)器的幀序列號(hào)、用于表示本幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)內(nèi)容、用于檢測(cè)數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性的校驗(yàn)值、用于表示接收成功的應(yīng)答字符ACK。

具體的，所述主器件與從器件同時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)的步驟包括：

（1）主器件和從器件準(zhǔn)備好各自需要發(fā)送的數(shù)據(jù)后，同時(shí)拉低M_CRQ和S_CRQ信號(hào)線的電平，觸發(fā)對(duì)方中斷；

（2）主器件接收到從器件發(fā)送的S_CRQ中斷后，主器件通過同步時(shí)鐘信號(hào)線CLK發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)；

（3）主器件通過MOSI發(fā)送主器件數(shù)據(jù)，從器件同步通過MISO發(fā)送從器件數(shù)據(jù)；當(dāng)一個(gè)字節(jié)發(fā)送完畢后，從器件拉高信號(hào)線S_CRQ的電平,?主器件和從器件分別處理接收到的字節(jié)；

（4）如果從器件的一幀數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完畢，則重新拉低信號(hào)線S_CRQ的電平，然后重復(fù)步驟（2）和（3）；

（5）主器件或從器件在數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒有接收到對(duì)方的ACK信號(hào)，則重新發(fā)送該幀數(shù)據(jù)；若接收到對(duì)方的ACK信號(hào)且此時(shí)正處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)則等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后再經(jīng)過一個(gè)預(yù)定的時(shí)延后向?qū)Ψ交貜?fù)ACK信號(hào)；若此刻處于數(shù)據(jù)發(fā)送空閑且預(yù)定的時(shí)延已經(jīng)超時(shí)，則無需等待，立即發(fā)送ACK信號(hào)。

具體的，所述主器件向從器件發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟包括：?

（1）主器件需發(fā)送數(shù)據(jù)到從器件時(shí)，拉低信號(hào)線M_CRQ的電平觸發(fā)從器件中斷；

（2）從器件收到中斷后首先判斷自身狀態(tài)，若從器件此時(shí)處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，則等待當(dāng)前字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送完成；若從器件此時(shí)處于空閑狀態(tài)則準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，從器件拉低信號(hào)線S_REQ電平觸發(fā)主器件中斷；?

（3）主器件收到從器件信號(hào)線S_CRQ的信號(hào)后，通過同步時(shí)鐘信號(hào)線CLK發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，再通過數(shù)據(jù)線MOSI發(fā)送數(shù)據(jù)給從器件；從器件收到數(shù)據(jù)后拉高信號(hào)線S_CRQ的電平,如果一幀沒有接收完畢，則重復(fù)執(zhí)行步驟（2）和（3）；

（4）從器件接收完一幀數(shù)據(jù)后，校驗(yàn)通過后由數(shù)據(jù)線MISO返回ACK信號(hào)并拉高S_CRQ信號(hào)；主器件接收到ACK信號(hào)后拉高M(jìn)_CRQ的電平。

具體的，所述從器件向主器件發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟包括：