[發明專利]一種基于SPI協議的網絡中繼系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201610052316.4
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105719469A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 李揚淵;劉霖
• 申請（專利權）人: 蘇州邁瑞微電子有限公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

技術領域

本發明涉及電子信息系統中基于SPI協議的網絡中繼系統，尤其涉及特定芯片基于SPI協議的網絡中繼系統，如指紋傳感器芯片。

背景技術

基于SPI協議的通訊通常不組成網絡，而只實現點對點的通訊。主控設備要實現對從設備的訪問，首先要選擇從設備，即進行片選。在現有技術中，一般將主控設備的多個片選端分別連接至各個從設備的片選端，當某片選端為低電平有效信號時，則選中與之對應的從設備執行。所以主控設備一般有兩個或兩個以上的片選引腳。

而現實中，越來越多的應用場景需要同時實現多設備和主控設備Pin兼容的功能，例如指紋識別設備，一般由多顆晶片來共同完成功能。但主控設備對整個指紋識別模塊只提供一路SPI控制線，所以需要通過網絡中繼的方式來控制每一顆晶片。

發明內容

針對上述不足之處，本發明提供一種基于SPI協議的網絡中繼系統及其工作方法，使主控設備發出的信號以中繼方式通過一路SPI可以分別控制不同晶片，并使得主控設備只需要一個片選引腳便可達到對從設備片選的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于SPI協議的網絡中繼系統，該系統包括：

主控設備，中繼器和下級設備組，其中中繼器包括指令解析模塊和上行模塊，下級設備組中至少包括一個標準從設備，主控設備和中繼器遵守SPI通訊協議并電性連接，中繼器和下級設備組遵守SPI通訊協議并電性連接。SPI通訊協議為現有技術，在此不再贅述。

SPI通訊協議中的SCLK信號線，MOSI信號線組成第一總線：

中繼器的指令解析模塊的輸入端1與中繼器的CS信號輸入端連接，輸入端2與中繼器的第一總線輸入端連接，輸出端1與中繼器的CS信號輸出端連接，輸出端2與中繼器的第一總線輸出端連接，輸出端3與上行模塊的輸入端2連接；

上行模塊的輸入端1與中繼器的MISO信號輸入端連接，輸入端2連接指令解析模塊的輸出端3，輸出端與中繼器的MISO信號輸出端連接。

進一步地，中繼器的上行模塊為多路選擇器。

作為本發明進一步改進的技術方案，SPI通訊協議中的SCLK信號線，CS信號線和MOSI信號線組成第二總線：

中繼器的指令解析模塊的輸入端與中繼器的第二總線輸入端連接，輸出端與中繼器的第二總線輸出端連接；

中繼器的上行模塊的輸入端與中繼器的MISO信號輸入端連接，輸出端與中繼器的MISO信號輸出端連接。

進一步地，下級設備組中的每個標準從設備中都包括指令解析模塊:

每個標準從設備的指令解析模塊的輸入端連接該設備的第二總線輸入端，輸出端連接該設備的第二總線輸出端。

進一步地，中繼器的上行模塊為或邏輯電路。

一種基于SPI協議的網絡中繼系統的工作方法，包括以下步驟：

步驟一、中繼器接收主控設備發送的片選信號和指令；

步驟二、以中繼器為根節點向下級設備組的對應端口發送片選信號和指令；

步驟三、中繼器的指令解析模塊對指令進行解析并根據解析結果片選；

步驟四、下級設備組通過對應的輸出端口發送執行結果至中繼器的上行模塊；

步驟五、中繼器的上行模塊將接收到的執行結果反饋給主控設備。

進一步地，步驟二中，以中繼器為根節點向下級設備組廣播發送片選信號和指令；

步驟三中，解析和片選的具體步驟為：

步驟S1：中繼器的指令解析模塊解析出指令的地址碼，并發送給上行模塊，同時將該地址碼廣播發送至下級設備組中每個標準從設備對應的MOSI輸入端口；

步驟S2：將接收到的地址碼與預設的地址碼比較，選擇與接收到的地址碼

相同的中繼器或下級設備組中某個標準從設備；

步驟五中，上行模塊為多路選擇器，多路選擇器根據指令解析模塊發送的地址碼選擇中繼器或下級設備組中的某個標準從設備的執行結果反饋給主控設備。

作為本發明進一步改進的技術方案，步驟二中，以中繼器為根節點向下級設備組的對應端口轉發片選信號和指令；

步驟三中，解析和片選的具體步驟為：

步驟S1:中繼器的指令解析模塊和下級設備組中每個標準從設備的指令解析模塊都對指令進行解析；

步驟S2：將指令解析結果與預設的指令集比較，選擇指令集中包含該指令解析結果的中繼器或下級設備組中的某個標準從設備。