專利名稱：半雙工串行通信總線外部設備接口的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及串行通信領域，特別是一種采用基于串行同步外圍設備接口(Serial Peripheral Interface，SPI)的高層協(xié)議的半雙工串行通信總線外部設備接技術(shù)背景串行通信是主設備和外部設備之間非常重要的數(shù)據(jù)通信方式。與并行通信總線相比，只需要較少的數(shù)據(jù)線。串行同步外圍設備接口(Serial PeripheralInterface，SPI)是摩托羅拉(Motorola)公司提出的一種同步串行總線，用于主設備和外圍設備之間的數(shù)據(jù)交換。SPI總線是主從通信機制，主設備是主設備，外圍設備是從設備。SPI總線由4根總線構(gòu)成，分別是串行時鐘線(SCK)、主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線(MISO)、主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線(MOSI)和從設備有效選擇線(SSN)。而SPI接口是一種簡單的8比特數(shù)據(jù)同步串行接口，該接口用于快速串行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)以相同的時鐘頻率進行。與其它總線協(xié)議相比，SPI總線協(xié)議簡單、信號線少、傳輸速率高和全雙工通信等優(yōu)點。
目前，一些EEPROM生產(chǎn)廠提出了部分基于SPI總線的高層協(xié)議。這種高層協(xié)議的幀依次由命令、地址和數(shù)據(jù)構(gòu)成，SSN高電平到低電平時為一個幀的開始。這種高層協(xié)議的缺點是不支持全雙工傳輸；不支持SPI中斷傳輸，即要求整個幀傳輸過程中SSN必須保持低電平；而且，由于其命令和地址長度是固定的，因此當傳輸少量數(shù)據(jù)的時候開銷大，效率低。
因此，目前又有一種基于SPI總線的高層協(xié)議，該高層協(xié)議是一種主從式全雙工或半雙工通信協(xié)議，所有的傳輸均由主設備發(fā)起，主設備可同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。支持SPI中斷傳輸，在整個幀的傳輸過程中不要求SSN一直保持低電平。幀頭長度可變，在傳輸少量數(shù)據(jù)時采用短幀頭，提高傳輸效率。
而采用這種高層協(xié)議的串行通信總線外部設備接口，由物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊、高層協(xié)議實現(xiàn)模塊以及接口模塊構(gòu)成。所述物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊用于接收串行時鐘信號(SCK)，并根據(jù)SPI模式，產(chǎn)生時鐘信號輸出到高層協(xié)議實現(xiàn)模塊和接口模塊；所述接口模塊連接從設備有效選擇信號線(SSN)、主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線(MISO)、主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線(MOSI)以及讀數(shù)據(jù)信號線(RDATA)和寫數(shù)據(jù)信號線(WDATA)，從而形成所述串行通信總線外部設備接口的讀/寫數(shù)據(jù)通路；所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊接收高層協(xié)議幀，以進行主從式全雙工或半雙工數(shù)據(jù)通信；同時接收來自主設備的強迫同步信號(FEN)，以實現(xiàn)主從設備的聯(lián)合同步；并且輸出讀/寫地址信號、讀/寫使能信號。這種串行通信總線外部設備接口的結(jié)構(gòu)相對于SPI總線而言，信號線多，即與主設備進行交互的信號通道多。而對于本領域內(nèi)的技術(shù)人員都知道，在集成電路設計時，每增加一個信號通道，就意味著其結(jié)構(gòu)更加復雜，板級設計的難度更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、可降低板級設計難度的半雙工串行通信總線外部設備接口。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種半雙工串行通信總線外部設備接口，包括物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊、高層協(xié)議實現(xiàn)模塊以及接口模塊；所述物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊用于接收串行時鐘信號，并根據(jù)SPI模式，產(chǎn)生時鐘信號輸出到高層協(xié)議實現(xiàn)模塊和接口模塊；所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊接收高層協(xié)議幀，以進行半雙工數(shù)據(jù)通信；接收來自主設備的強迫同步信號，以實現(xiàn)主從設備的聯(lián)合同步；同時還根據(jù)高層協(xié)議幀產(chǎn)生讀/寫地址信號、讀/寫使能信號；
所述接口模塊連接SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線，即主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線和主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線，并且還連接讀數(shù)據(jù)信號線和寫數(shù)據(jù)信號線，從而形成該接口的讀/寫數(shù)據(jù)通路；還包括SPI數(shù)據(jù)線復用模塊，所述SPI數(shù)據(jù)線復用模塊通過SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線連接接口模塊，并通過雙向數(shù)據(jù)信號線與主設備連接，從而完成所述接口模塊與主設備之間的數(shù)據(jù)交互。
所述SPI數(shù)據(jù)線復用模塊可以由輸出控制模塊和通道選擇元件構(gòu)成，所述通道選擇元件串聯(lián)接入雙向數(shù)據(jù)信號線與SPI數(shù)據(jù)線之間，所述輸出控制模塊用于產(chǎn)生通道選擇控制信號，并輸入到通道選擇元件內(nèi)，從而控制所述SPI數(shù)據(jù)線與雙向數(shù)據(jù)信號線的導通狀態(tài)。
所述輸出控制模塊可以根據(jù)從設備有效信號、強迫同步信號，以及高層協(xié)議實現(xiàn)模塊產(chǎn)生的讀寫狀態(tài)信號，產(chǎn)生通道選擇控制信號。
當從設備有效信號或強迫同步信號為高電平時，或者讀寫狀態(tài)信號為寫操作時，或者讀寫狀態(tài)信號為讀操作且處于該讀操作的幀頭時，所述輸出控制模塊產(chǎn)生通道選擇控制信號，選擇雙向數(shù)據(jù)信號線與主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線導通。
所述通道選擇元件可以采用三態(tài)緩沖器，所述三態(tài)緩沖器的輸入端連接SPI數(shù)據(jù)線，其輸出端連接雙向數(shù)據(jù)信號線，其控制端輸入通道選擇控制信號。
所述雙向數(shù)據(jù)信號線可以與輸出控制模塊的主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)接口導通連接。
所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊可以包括比特計數(shù)器、字節(jié)計數(shù)器、地址鎖存模塊、寫控制模塊和讀控制模塊，所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊輸出的讀寫狀態(tài)信號包括比特計數(shù)器輸出的比特數(shù)，字節(jié)計數(shù)器輸出的字節(jié)數(shù)，寫控制模塊輸出的寫狀態(tài)信號，以及讀控制模塊輸出的讀狀態(tài)信號。
所述接口模塊可以包括寫緩沖區(qū)和讀緩沖區(qū)，其中寫緩沖區(qū)連接主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線，所述讀緩沖區(qū)連接主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線。
由于實施半雙工串行通信時，MOSI和MISO兩個數(shù)據(jù)通道與主設備進行數(shù)據(jù)交互時，并不是同步進行的。因此如果還采用現(xiàn)有技術(shù)中的串行通信總線外部設備接口的結(jié)構(gòu)，實際上是浪費了一個數(shù)據(jù)通道，給板級設計不必要的增加了難度。因此本發(fā)明就是采用SPI數(shù)據(jù)線復用模塊將這兩個數(shù)據(jù)通道復用到一個雙向數(shù)據(jù)信號線上，從而減少與主設備進行通信的信號，達到降低板級設計的復雜性的目的。另外，本發(fā)明所采用的SPI數(shù)據(jù)線復用模塊是根據(jù)從設備有效信號、強迫同步信號，以及高層協(xié)議實現(xiàn)模塊產(chǎn)生的讀寫狀態(tài)信號，來產(chǎn)生通道選擇控制信號，其邏輯關系簡單，控制準確，可以有效實現(xiàn)SPI數(shù)據(jù)復用功能。相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在保證主、從設備半雙工數(shù)據(jù)通信控制準確、數(shù)據(jù)通道暢通的前提下，具有結(jié)構(gòu)簡單合理、信號線少、板級設計較簡單等特點。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種基于SPI總線的高層協(xié)議幀的幀結(jié)構(gòu)圖；附圖2為圖1中的高層協(xié)議幀的幀頭結(jié)構(gòu)圖；附圖3為圖1中的高層協(xié)議幀的子幀頭的結(jié)構(gòu)圖；附圖4為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用圖1、2、3的高層協(xié)議的串行通信總線外部設備接口的結(jié)構(gòu)原理方框圖；附圖5為本發(fā)明一種半雙工串行通信總線外部設備接口的結(jié)構(gòu)原理方框圖；附圖6為本發(fā)明的一種較佳實施例的電路原理方框圖。
具體實施例方式
為了更清楚了說明本發(fā)明的技術(shù)方案，有必要首先詳細說明本發(fā)明所采用的高層協(xié)議的結(jié)構(gòu)原理。
所述的高層協(xié)議是一種主從式全雙工或半雙工通信協(xié)議，所有的傳輸均由主機發(fā)起，主機可同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。支持SPI中斷傳輸，在整個幀的傳輸過程中不要求SSN一直保持低電平。幀頭長度可變，在傳輸少量數(shù)據(jù)時采用短幀頭，提高傳輸效率。
高層協(xié)議幀由幀頭和凈荷兩部分構(gòu)成，如圖1所示。由于其承載數(shù)據(jù)量可變業(yè)務，為了提高傳輸效率，采用長度可變的幀結(jié)構(gòu)。在本高層協(xié)議中，幀頭和凈荷均為可變長度，且由幀頭部定義。
幀頭結(jié)構(gòu)如圖2所示，由一個或多個子幀頭構(gòu)成。幀頭總是從主設備發(fā)送到從設備。
子幀頭結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中AD是從設備端口地址。
PHF是凈荷長度高8位為有效標志。當該位是1時，表示凈荷長度高8位有效，等于PH，子幀頭長度為3個字節(jié)；當該位是0時，表示凈荷長度高8位為0，子幀頭長度是2個字節(jié)。
RW用于定義本子幀頭的屬性。在本高層協(xié)議中，有兩種子幀頭，寫子幀頭和讀子幀頭。寫子幀頭用于定義從主設備發(fā)送數(shù)據(jù)到從設備的傳輸格式，讀子幀頭用于定義從從設備發(fā)送數(shù)據(jù)到主設備的傳輸格式。當該位為1時，表示該子幀頭為寫子幀頭；當該位為0時，該子幀頭為讀子幀頭。
PL用于表示凈荷長度的低4位。
LSHF是最后一個子幀頭標志位。當該位為1時，表示本子幀頭是最后一個子幀頭；當該位為0時，表示本子幀頭不是最后一個子幀頭。
PH用于表示凈荷長度的高8位。該8位是可選的，且由PHF確定。
Res.是保留位。
凈荷就是被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其長度是可變化。凈荷長度由對應的子幀頭定義，寫子幀頭定義的凈荷長度就是從主設備發(fā)送到從設備的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，讀子幀頭定義的凈荷長度就是從從設備發(fā)送到主設備的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。凈荷長度的變化范圍是從1到4093個字節(jié)，當凈荷長度不大于15個字節(jié)，子幀頭的PHF位為0，凈荷長度等于PL，當凈荷長度大于15個字節(jié)時，凈荷長度等于PH×16+PL。
本高層協(xié)議采用從設備自同步和主設備強迫同步的聯(lián)合同步方案。
從設備自同步就是從設備自動同步每一幀，其方法是當從設備接受到上一幀的最后一個字節(jié)后，自動轉(zhuǎn)入下一幀的開始。這種同步方案優(yōu)點就是同步電路簡單，無需主設備參與；缺點是可靠性差，失步之后不能自動恢復。
主設備強迫同步就是主設備發(fā)送同步信號，其方法是主設備向從設備發(fā)送強迫同步信號(FEN)。這種同步方案的優(yōu)點失是可靠性高；缺點是需主設備參與，增加主設備負擔。
為了發(fā)揮這兩種同步方案的優(yōu)點，克服其缺點，我們采用聯(lián)合同步方案。聯(lián)合同步方案就是主機每隔若干幀發(fā)出一強迫同步信號FEN，強迫從設備同步。在主機不發(fā)送強迫同步信號時，從設備自動同步。
采用如圖1、2、3所示的高層協(xié)議的串行通信總線外部設備接口，就是將采用SPI協(xié)議作為底層協(xié)議，有機結(jié)合所述的高層協(xié)議，從而獲得一種最優(yōu)結(jié)構(gòu)的串行通信總線外部設備接口。其結(jié)構(gòu)如圖4所示，它由物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊、高層協(xié)議實現(xiàn)模塊以及接口模塊構(gòu)成。其中所述物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊用于接收串行時鐘信號(SCK)，并根據(jù)SPI模式，產(chǎn)生時鐘信號輸出到高層協(xié)議實現(xiàn)模塊和接口模塊；所述接口模塊連接從設備有效選擇信號線(SSN)、主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線(MISO)、主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線(MOSI)以及讀數(shù)據(jù)信號線(RDATA)和寫數(shù)據(jù)信號線(WDATA)，從而形成所述串行通信總線外部設備接口的讀/寫數(shù)據(jù)通路；所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊接收所述的高層協(xié)議幀，以進行主從式全雙工或半雙工數(shù)據(jù)通信；同時接收來自主設備的強迫同步信號(FEN)，以實現(xiàn)主從設備的聯(lián)合同步；并且輸出讀/寫地址信號(RADDR/WADDR)、讀/寫使能信號(RDN/WRN)。
下面將結(jié)合圖5、6及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
參考附圖5，本發(fā)明提供了一種半雙工串行通信總線外部設備接口，包括物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊、高層協(xié)議實現(xiàn)模塊以及接口模塊。其中
所述物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊用于接收串行時鐘信號，并根據(jù)SPI模式，產(chǎn)生時鐘信號輸出到高層協(xié)議實現(xiàn)模塊和接口模塊；所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊接收高層協(xié)議幀，以進行半雙工數(shù)據(jù)通信；接收來自主設備的強迫同步信號，以實現(xiàn)主從設備的聯(lián)合同步；同時還根據(jù)高層協(xié)議幀產(chǎn)生讀/寫地址信號(RADDR/WADDR)、讀/寫使能信號(RDN/WRN)；所述接口模塊連接SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線，即主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線(MISO)和主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線(MOSI)，并且還連接讀數(shù)據(jù)信號線(RDATA)和寫數(shù)據(jù)信號線(WDATA)，從而形成該接口的讀/寫數(shù)據(jù)通路。
為了實現(xiàn)SPI數(shù)據(jù)線復用，達到降低板級設計復雜性，使接口電路接口更加合理的目的，本發(fā)明還包括SPI數(shù)據(jù)線復用模塊。所述SPI數(shù)據(jù)線復用模塊通過SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線連接接口模塊，并通過雙向數(shù)據(jù)信號線(SIO)與主設備連接，從而完成所述接口模塊與主設備之間的數(shù)據(jù)交互。
圖6給出本發(fā)明的一種較佳實施例的電路原理方框圖。
該實施例中，所述SPI數(shù)據(jù)線復用模塊由輸出控制模塊和通道選擇元件構(gòu)成，所述通道選擇元件串聯(lián)接入雙向數(shù)據(jù)信號線與SPI數(shù)據(jù)線之間，所述輸出控制模塊用于產(chǎn)生通道選擇控制信號，并輸入到通道選擇元件內(nèi)，從而控制所述SPI數(shù)據(jù)線與雙向數(shù)據(jù)信號線的導通狀態(tài)。
所述通道選擇元件可以采用圖6所示的三態(tài)緩沖器，亦可采用如通道選擇開關等其它具有通道選擇功能的元器件。所述通道選擇元件可以采用圖6所示的控制其中的MISO數(shù)據(jù)線與SIO信號線連通關系的方法，亦可采用MISO和MOSI兩條數(shù)據(jù)線二選一的與SIO信號線連通的控制方法，還可采用控制MOSI與SIO信號線連通關系的方法。
圖6中，所述三態(tài)緩沖器的輸入端連接MISO數(shù)據(jù)線，其輸出端連接雙向數(shù)據(jù)信號線，其控制端輸入通道選擇控制信號。所述雙向數(shù)據(jù)信號線SIO與輸出控制模塊的主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線MOSI導通連接。
所述輸出控制模塊是根據(jù)從設備有效信號、強迫同步信號，以及高層協(xié)議實現(xiàn)模塊產(chǎn)生的讀寫狀態(tài)信號，產(chǎn)生通道選擇控制信號。當從設備有效信號或強迫同步信號為高電平時，或者讀寫狀態(tài)信號為寫操作時，或者讀寫狀態(tài)信號為讀操作且處于該讀操作的幀頭時，所述輸出控制模塊產(chǎn)生通道選擇控制信號MISO_EN，使三態(tài)緩沖器輸出高阻，從而選擇雙向數(shù)據(jù)信號線SIO與主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線MOSI導通。
所述輸出控制模塊的這種邏輯判別關系，可以采用一些簡單的邏輯電路來實現(xiàn)，如與非門陣列、譯碼電路等等。這些邏輯判別電路為本領域內(nèi)常見的技術(shù)，普通的技術(shù)人員無需經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動即可實現(xiàn)，為簡明起見，本說明書中不再進行詳細描述。
本較佳實施例中，所述物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊為一時鐘產(chǎn)生模塊。所述時鐘產(chǎn)生模塊的主要功能是根據(jù)SPI的串行時鐘SCK和SPI模式選擇信號MSEL產(chǎn)生時鐘信號spi_clk及其反相信號spi_clkn。當SPI模式為0和3時，時鐘信號spi_clk和SPI串行時鐘SCK同相，當SPI模式為1和2時，時鐘信號spi_clk和SPI串行時鐘SCK是反相。spi_clkn始終與時鐘信號spi_clk反相。在本方案中，所有寄存器的時鐘都是spi_clk或其反相信號spi_clkn。
所述接口模塊由讀緩沖區(qū)和寫緩沖區(qū)構(gòu)成。其中，寫緩沖區(qū)連接主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線MOSI，所述讀緩沖區(qū)連接主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線MISO。寫緩沖區(qū)模塊的主要功能是從SPI總線上按比特接收數(shù)據(jù)，以8位的數(shù)據(jù)線并行輸出。為了減少延遲，采用雙緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)。所述讀緩沖區(qū)模塊的主要功能是從8位的并行讀數(shù)據(jù)信號RDATA讀入一個字節(jié)，然后串行輸出到SPI總線上。為了支持連續(xù)的讀操作，采用預取技術(shù)，即提前將數(shù)據(jù)讀出。
所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊由比特計數(shù)器、字節(jié)計數(shù)器、地址鎖存模塊、寫控制模塊、讀控制模塊構(gòu)成，所述強迫同步信號FEN分別輸入到比特計數(shù)器和字節(jié)計數(shù)器中，所述高層協(xié)議幀通過主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線MOSI分別輸入到地址鎖存模塊、寫控制模塊和讀控制模塊，所述地址鎖存模塊輸出讀/寫地址信號RADDR和WADDR，所述寫控制模塊輸出寫使能信號WRN，所述讀控制模塊輸出讀使能信號RDATA。
比特計數(shù)器的主要功能是記錄當前SPI總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是某一字節(jié)的第幾比特。該計數(shù)器是模8計數(shù)器。當SSN或FEN為高電平時，該計數(shù)器復位。
字節(jié)計數(shù)器的主要功能時記錄當前傳輸數(shù)據(jù)屬于高層協(xié)議幀中哪一個字節(jié)。該計數(shù)器是以幀長為模的計數(shù)器。當FEN為高電平時，該計數(shù)器復位。
地址鎖存模塊主要功能是鎖存高層協(xié)議幀中的讀地址或?qū)懙刂贰?br> 寫控制信號產(chǎn)生模塊的主要功能是產(chǎn)生寫控制信號WRN和寫狀態(tài)信號。
讀控制信號產(chǎn)生模塊的主要功能是產(chǎn)生讀控制信號RDN和讀狀態(tài)信號。
所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊輸出的讀寫狀態(tài)信號則包括比特計數(shù)器輸出的比特數(shù)byte_count，字節(jié)計數(shù)器輸出的字節(jié)數(shù)bit_count，寫控制模塊輸出的寫狀態(tài)信號，以及讀控制模塊輸出的讀狀態(tài)信號。
本實施例中，物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊、高層協(xié)議實現(xiàn)模塊以及接口模塊的具體電路均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的相關電路實現(xiàn)，因此本說明書中無需再詳細描述。
由前述可知，本發(fā)明可以采用多種實施方式實現(xiàn)，因此本發(fā)明包括但不限于本實施例。具體實施過程中，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種半雙工串行通信總線外部設備接口，包括物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊、高層協(xié)議實現(xiàn)模塊以及接口模塊；所述物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊用于接收串行時鐘信號，并根據(jù)SPI模式，產(chǎn)生時鐘信號輸出到高層協(xié)議實現(xiàn)模塊和接口模塊；所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊接收高層協(xié)議幀，以進行半雙工數(shù)據(jù)通信；接收來自主設備的強迫同步信號，以實現(xiàn)主從設備的聯(lián)合同步；同時還根據(jù)高層協(xié)議幀產(chǎn)生讀/寫地址信號、讀/寫使能信號；所述接口模塊連接SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線，即主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線和主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線，并且還連接讀數(shù)據(jù)信號線和寫數(shù)據(jù)信號線，從而形成該接口的讀/寫數(shù)據(jù)通路；其特征在于還包括SPI數(shù)據(jù)線復用模塊，所述SPI數(shù)據(jù)線復用模塊通過SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線連接接口模塊，并通過雙向數(shù)據(jù)信號線與主設備連接，從而完成所述接口模塊與主設備之間的數(shù)據(jù)交互。
2.如權(quán)利要求1所述半雙工串行通信總線外部設備接口，其特征在于所述SPI數(shù)據(jù)線復用模塊由輸出控制模塊和通道選擇元件構(gòu)成，所述通道選擇元件串聯(lián)接入雙向數(shù)據(jù)信號線與SPI數(shù)據(jù)線之間，所述輸出控制模塊用于產(chǎn)生通道選擇控制信號，并輸入到通道選擇元件內(nèi)，從而控制所述SPI數(shù)據(jù)線與雙向數(shù)據(jù)信號線的導通狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述半雙工串行通信總線外部設備接口，其特征在于所述輸出控制模塊是根據(jù)從設備有效信號、強迫同步信號，以及高層協(xié)議實現(xiàn)模塊產(chǎn)生的讀寫狀態(tài)信號，產(chǎn)生通道選擇控制信號。
4.如權(quán)利要求3所述半雙工串行通信總線外部設備接口，其特征在于當從設備有效信號或強迫同步信號為高電平時，或者讀寫狀態(tài)信號為寫操作時，或者讀寫狀態(tài)信號為讀操作且處于該讀操作的幀頭時，所述輸出控制模塊產(chǎn)生通道選擇控制信號，選擇雙向數(shù)據(jù)信號線與主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線導通。
5.如權(quán)利要求2、3或4所述半雙工串行通信總線外部設備接口，其特征在于所述通道選擇元件采用三態(tài)緩沖器，所述三態(tài)緩沖器的輸入端連接SPI數(shù)據(jù)線，其輸出端連接雙向數(shù)據(jù)信號線，其控制端輸入通道選擇控制信號。
6.如權(quán)利要求5所述半雙工串行通信總線外部設備接口，其特征在于所述雙向數(shù)據(jù)信號線與輸出控制模塊的主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)接口導通連接。
7.如權(quán)利要求6所述半雙工串行通信總線外部設備接口，其特征在于所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊包括比特計數(shù)器、字節(jié)計數(shù)器、地址鎖存模塊、寫控制模塊和讀控制模塊，所述高層協(xié)議實現(xiàn)模塊輸出的讀寫狀態(tài)信號包括比特計數(shù)器輸出的比特數(shù)，字節(jié)計數(shù)器輸出的字節(jié)數(shù)，寫控制模塊輸出的寫狀態(tài)信號，以及讀控制模塊輸出的讀狀態(tài)信號。
8.如權(quán)利要求7所述半雙工串行通信總線外部設備接口，其特征在于所述接口模塊包括寫緩沖區(qū)和讀緩沖區(qū)，其中寫緩沖區(qū)連接主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線，所述讀緩沖區(qū)連接主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半雙工串行通信總線外部設備接口，包括物理層協(xié)議實現(xiàn)模塊、高層協(xié)議實現(xiàn)模塊以及接口模塊；所述接口模塊連接SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線，即主設備輸入/從設備輸出數(shù)據(jù)線和主設備輸出/從設備輸入數(shù)據(jù)線，并且還連接讀數(shù)據(jù)信號線和寫數(shù)據(jù)信號線，從而形成該接口的讀/寫數(shù)據(jù)通路；還包括SPI數(shù)據(jù)線復用模塊，所述SPI數(shù)據(jù)線復用模塊通過SPI總線中的兩條數(shù)據(jù)線連接接口模塊，并通過雙向數(shù)據(jù)信號線與主設備連接，從而完成所述接口模塊與主設備之間的數(shù)據(jù)交互。相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在保證主、從設備半雙工數(shù)據(jù)通信控制準確、數(shù)據(jù)通道暢通的前提下，具有結(jié)構(gòu)簡單合理、信號線少、板級設計較簡單等特點。
文檔編號G06F13/42GK1619518SQ20041009632
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者王軍, 金傳恩, 董欣 申請人:北京中星微電子有限公司