[發明專利]一種軟件模擬快速通信協議

在審

• 申請號: 201210444591.2
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102929830A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 曾飛熊;凌金星
• 申請（專利權）人: 浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;徐關壽

技術領域

本發明涉及一種芯片之間的通信協議。

背景技術

通信協議（communications?protocol）是指雙方實體完成通信或服務所必須遵循的規則和約定。協議定義了數據單元使用的格式，信息單元應該包含的信息與含義，連接方式，信息發送和接收的時序，從而確保網絡中數據順利地傳送到確定的地方。目前，常用于芯片的通信協議包括I2C、SPI、UART等。

I2C總線是一種用于IC器件之間連接的雙向二線制總線，所謂I2C總線它上面可以掛多個器件，并且通個兩根線連接，占用空間非常的小，最大傳輸速度可以達到300Kbit/s。

I2C總線有兩根信號線，一根為SDA（數據線），一根為CLK（時鐘線）。任何時候時鐘信號都是由主控器件產生。

I2C總線在傳送數據的過程中，主要有三種控制信號：起始信號，結束信號。起始信號：當CLK為高電平時，SDA由高電平轉為低電平時，開始傳送數據。結束信號：當CLK為高電平時，SDA由低電平轉為高電平時，結束數據傳送。

SPI通信協議通過3根信號加1根CS片選線來實現全雙工通信，雙傳和下載數據量一樣時能夠獲得I2C通信的2倍通信速度。

SPI、UART既可以實現半雙工通信，也可以實現全雙工通信。

這些通信協議的缺點是：由于通信速度控制為開環控制，當從機端沒有硬件通信端口支持而用軟件模擬通信時，無法確定數據接收端是否做好接收準備，因此設計時必須預留足夠的時間余量來保證通信正確進行，從而造成通信速度的嚴重下降。

發明內容

為了克服現有軟件模擬通信技術無法確定數據接收端是否做好接收準備，通信速度慢的缺點，本發明提供了一種能夠確定數據接收端的準備狀態，能夠提高通信速度的軟件模擬快速通信協議。

一種軟件模擬快速通信協議，包括發送數據的主機端和接收數據的從機端，主機端和從機端之間設有傳送時鐘信號的時鐘線和傳送數據的數據線；

其特征在于：主機端和從機端之間設有握手線，從機端將來自主機端的時鐘信號處理形成應答信號，應答信號經握手線反饋到主機端；主機端接收到應答信號后向從機端進行數據傳輸；

主機端與從機端通過握手線同步通信包括以下階段：

1）、起始階段：主機端發出的時鐘信號由高電平變為低電平，從機端接收該時鐘信號，從機端將初始的高電平置為低電平，該高電平向低電平的變化信號作為起始階段的應答信號，起始階段的應答信號經握手線輸入主機端，主機端接收到該應答信號后將數據線置為低電平，并且將握手線置為高電平；

2）、數據傳輸階段：主機端發出規律的時鐘信號，從機端監測主機端發出的時鐘信號，當時鐘信號的電平發生變化時、從機端發出與時鐘信號相反的傳輸階段應答信號，并將傳輸階段應答信號通過握手線輸入主機端；若主機端接收到傳輸階段應答信號則進行下一數據傳輸，若主機端未接收到傳輸階段應答信號則認為數據傳輸異常；

3）、結束階段：

如上圖所示，主機端CLK線在高電平的時候，從機端檢測到后產生和CLK相反的握手信號，主機端檢測到從機端的狀態之后，將DATA線電平產生一個由低到高的電平跳變，從機端檢測到這個信號之后將握手線拉高，此時就和主機端時鐘線電平一樣，如此就完成了一個完整的STOP信號。

進一步，步驟2）中，當時鐘信號的電平由低到高跳變時，從機端發出由高到底跳變的電平信號；當時鐘信號的電平由高到低跳變時，從機端發出由低到高跳變的電平信號；從機端發出的跳變信號作為傳輸階段應答信號。

本發明的技術構思是：通過在主機端與從機端之間增設一根握手線，從機端接收到主機端發來的時鐘信號后及時向主機端做出應答，使主機端能夠實時掌握從機端的準備狀態。由于從機端正常相應信號所需的通信時間非常短，應答時間遠小于開環控制方式的預留時間，因此能夠大量提高通信速度。

本發明具有能夠確定數據接收端的準備狀態，能夠提高通信速度的優點。

附圖說明

圖1是本發明的半雙工通信時的示意圖。

圖2是本發明的全雙工通信時的示意圖。

圖3是本發明輸出的波形圖。

具體實施方式

參照附圖，進一步說明本發明：

一種軟件模擬快速通信協議，包括發送數據的主機端MCU1和接收數據的從機端MCU2，主機端MCU1和從機端MCU2之間設有傳送時鐘信號的時鐘線CLK和傳送數據的數據線SDA；