[發明專利]一種基于SPI的令牌環組網方法

在審

• 申請號: 201810133097.1
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108418739A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 李紅;呂攀;黃雷;錢廣一;楊國青;吳朝暉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L12/433
• 分類號: H04L12/433;H04L12/46
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

本發明公開了一種基于SPI的令牌環組網方法，利用SPI作為令牌環網通信協議，網絡中有一個主設備和多個從設備，所有設備通過SPI輸出輸入線組成環狀，所有從設備SPI時鐘信號由主設備提供，所有從設備的SPI片選信號由主設備提供，并都使用同一片選信號，由主設備發起令牌的一輪轉移，從設備根據令牌環內容判斷是否處理信息。本發明令牌環組網方法可以只使用一個片選信號將多個從設備與主設備進行令牌環組網，從而進行令牌交換，實現從設備之間能相互通信，降低了SPI通信中主設備的引腳負擔，特別適用于片上引腳資源不豐富的單片機進行組網。

技術領域

本發明屬于嵌入式系統通信技術領域，具體涉及一種基于SPI的令牌環組網方法。

背景技術

SPI(Serial Peripheral Interface)是串行外設接口，是一種全雙工、高速的通信協議，大部分嵌入式芯片都具有SPI功能，其只占用四根線，節約了芯片的管腳，是一種十分高效及普遍的通信方式。

令牌環網是指將通信節點在物理上連接成環形結構，將一個稱之為令牌的數據包在該環形節點集上順序傳輸，各節點判斷是否需要接收或者修改令牌數據，如果需要則接收或者修改，否則繼續將令牌傳輸到后續節點，從而使得令牌在環形節點集上定向環形移動。

傳統在多機通信的情況下，SPI采用主從式通信方式，一個主設備可以連接多個從設備，每個從設備都需要單獨的片選信號，當需要向一個從設備發送數據的時候，就將對應的片選引腳拉低。這樣的通信方式有明顯弊端：第一，如果從設備之間需要進行通信，需要經過主設備，增加了主設備的負擔；第二，需要多個引腳來控制不同從設備的片選信號，這使得主設備的引腳使用受到了限制。

發明內容

鑒于上述，本發明提供了一種基于SPI的令牌環組網方法，能夠降低SPI通信中主設備的引腳負擔，使得從設備之間能相互通信。

一種基于SPI的令牌環組網方法，具體實現如下：

首先，使主設備與所有從設備通過SPI輸入輸出引腳連接成環形，即前一個設備的輸出引腳與后一個設備的輸入引腳相連；使所有從設備的SPI時鐘引腳均與主設備的SPI時鐘引腳相連，即由主設備提供統一時鐘；使所有從設備的SPI片選引腳均與主設備的SPI片選引腳相連，即所有從設備接收同一個片選信號，只存在全被選中或全不選中兩種狀態；

然后，由主設備發起每輪的令牌轉移動作，從設備接到令牌后根據需要選擇接收或修改令牌數據并將令牌推送給后一個設備。

進一步地，系統初始化時，主設備負責初始化令牌，同時在從設備的SPI發送寄存器中寫入0。

進一步地，主設備根據系統的傳輸速率要求，以一定頻率開始令牌轉移，由于一個完整的令牌數據長度可能大于SPI單次數據傳輸大小，故需要多次SPI傳輸才能完成一輪令牌傳輸。

進一步地，每一輪令牌轉移，均需先由主設備拉低其片選引腳，發起主動數據傳輸。

進一步地，對于主設備，若系統剛初始化，第一輪令牌還未完全發出，主設備則根據令牌已發出的部分大小，將下一個需要發送的部分寫入SPI發送寄存器中；若令牌已全部發出，則主設備與從設備操作一致；對于從設備，則直接將上一輪從輸入引腳中收到的令牌數據經過必要修改后放入SPI發送寄存器中進行發送。

本發明令牌環組網方法可以只使用一個片選信號將多個從設備與主設備進行令牌環組網，從而進行令牌交換，實現從設備之間能相互通信，降低了SPI通信中主設備的引腳負擔，特別適用于片上引腳資源不豐富的單片機進行組網。

附圖說明

圖1為SPI令牌環網的物理結構示意圖。

圖2為SPI令牌環網的數據傳輸示意圖。

具體實施方式