[發明專利]一種通信接口電路、數據通信方法及系統

有效

• 申請號: 202111587660.0
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN113987555B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 顏志鑫;劉德強;楊香玉;李遠
• 申請（專利權）人: 北京辰光融信技術有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F21/85;G06F13/42;G03G15/00
• 代理公司: 北京千壹知識產權代理事務所(普通合伙) 11940
• 代理人: 郭士磊

1.一種基于通信接口電路的數據通信方法，其特征在于，所述通信接口電路，包括：

主機接口部和從機接口部，

所述主機接口部包括主機串行時鐘輸出端、主機串行數據總線輸入輸出端和主機接地端；所述從機接口部包括從機電源輸入端、從機串行時鐘輸入端、從機串行數據總線輸入輸出端和從機接地端；

所述主機串行時鐘輸出端連接二極管的陽極，二極管的陰極連接至所述從機電源輸入端和電容的第一端，電容的第二端接地；

所述主機串行時鐘輸出端連接至所述從機串行時鐘輸入端；

所述主機串行數據總線輸入輸出端連接至所述從機串行數據總線輸入輸出端；

所述主機接地端、從機接地端共同接地；

所述數據通信方法包括如下步驟：

當時鐘信號由第一頻率跳變為第二頻率、時鐘信號的占空比滿足第一預設值、并且串行數據總線的數據信號由高電平變為低電平時，主機開始對從機進行數據讀寫操作；

在時鐘信號維持第二頻率期間，主機通過串行數據總線向從機發送設備地址數據，并且從機收到所述設備地址數據后，通過串行數據總線向主機反饋第一應答信號；

若所述第一應答信號為有效應答，并且時鐘信號由第二頻率跳變回第一頻率，則在時鐘信號維持該第一頻率期間，串行數據總線傳輸安全增強數據；

若時鐘信號再次由第一頻率跳變為第二頻率，并且時鐘信號的占空比滿足第一預設值，則在時鐘信號維持該第二頻率期間，主機通過串行數據總線向從機發送數據寄存器的地址數據，并且從機收到所述數據寄存器的地址數據后，通過串行數據總線向主機反饋第二應答信號；

若所述第二應答信號為有效應答，則在時鐘信號維持第二頻率期間，主機將數據寫入或讀出設備地址對應的從機的數據寄存器，數據寫入或讀出完畢后，從機向主機反饋第三應答信號；

當主機檢測到時鐘信號由第二頻率跳變回第一頻率、時鐘信號的占空比滿足第二預設值、并且串行數據總線的數據信號由低電平變為高電平時，主機停止數據讀寫操作。

2.根據權利要求1所述的基于通信接口電路的數據通信方法，其特征在于，所述串行數據總線傳輸的安全增強數據包括密鑰數據和/或任意混淆的編碼數據。

3.根據權利要求1所述的基于通信接口電路的數據通信方法，其特征在于，所述有效應答表示成功接收了數據。

4.根據權利要求3所述的基于通信接口電路的數據通信方法，其特征在于，所述有效應答為低電平信號或高電平信號。

5.根據權利要求1所述的基于通信接口電路的數據通信方法，其特征在于，所述數據寫入或讀出完畢后，從機向主機反饋第三應答信號的步驟包括：

將所述數據分組寫入或讀出所述數據寄存器，每寫入或讀出一組數據，從機反饋主機一個第三應答信號。

6.根據權利要求1所述的基于通信接口電路的數據通信方法，其特征在于，所述設備地址數據包括地址數據位、讀寫控制位和應答信號位。

7.根據權利要求1所述的基于通信接口電路的數據通信方法，其特征在于，所述從機為耗材芯片，所述數據寄存器位于耗材芯片的非加密讀寫存儲模塊內。

8.一種數據通信系統，包括：主機、從機和通信接口電路，其特征在于，

所述通信接口電路，包括主機接口部和從機接口部，所述主機接口部包括主機串行時鐘輸出端、主機串行數據總線輸入輸出端和主機接地端；所述從機接口部包括從機電源輸入端、從機串行時鐘輸入端、從機串行數據總線輸入輸出端和從機接地端；所述主機串行時鐘輸出端連接二極管的陽極，二極管的陰極連接至所述從機電源輸入端和電容的第一端，電容的第二端接地；所述主機串行時鐘輸出端連接至所述從機串行時鐘輸入端；所述主機串行數據總線輸入輸出端連接至所述從機串行數據總線輸入輸出端；所述主機接地端、從機接地端共同接地；

所述主機，被配置為當時鐘信號由第一頻率跳變為第二頻率、時鐘信號的占空比滿足第一預設值、并且串行數據總線的數據信號由高電平變為低電平時，開始對從機進行數據讀寫操作；在時鐘信號維持第二頻率期間，通過串行數據總線向從機發送設備地址數據，并且接收從機通過串行數據總線反饋的第一應答信號；若所述第一應答信號為有效應答，并且時鐘信號由第二頻率跳變回第一頻率，則在時鐘信號維持該第一頻率期間，串行數據總線傳輸安全增強數據；若時鐘信號再次由第一頻率跳變為第二頻率，并且時鐘信號的占空比滿足第一預設值，則在時鐘信號維持該第二頻率期間，通過串行數據總線向從機發送數據寄存器的地址數據，并且接收從機通過串行數據總線反饋的第二應答信號；若所述第二應答信號為有效應答，則在時鐘信號維持第二頻率期間，將數據寫入或讀出設備地址對應的從機的數據寄存器，數據寫入或讀出完畢后，接收從機反饋的第三應答信號；當檢測到時鐘信號由第二頻率跳變回第一頻率、時鐘信號的占空比滿足第二預設值、并且串行數據總線的數據信號由低電平變為高電平時，停止數據讀寫操作；

所述從機，被配置為在時鐘信號由第一頻率跳變為第二頻率、時鐘信號的占空比滿足第一預設值、并且串行數據總線的數據信號由高電平變為低電平時，在時鐘信號維持第二頻率期間，接收主機通過串行數據總線發送的設備地址數據，并且通過串行數據總線向主機發送第一應答信號；若所述第一應答信號為有效應答，并且時鐘信號由第二頻率跳變回第一頻率，則在時鐘信號維持該第一頻率期間，串行數據總線傳輸安全增強數據；若時鐘信號再次由第一頻率跳變為第二頻率，并且時鐘信號的占空比滿足第一預設值，則在時鐘信號維持該第二頻率期間，接收主機通過串行數據總線發送的數據寄存器的地址數據，并且通過串行數據總線向主機發送第二應答信號；若所述第二應答信號為有效應答，則在時鐘信號維持第二頻率期間，接收主機寫入數據寄存器的數據，并在數據寫入或讀出完畢后，向主機發送第三應答信號。