專利名稱：一種具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種串行信道多任務(wù)器，特別是涉及一種具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器。
由于I2C具有許多優(yōu)點，例如，不需復(fù)雜的譯碼電路，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議可用軟件規(guī)劃而具高度彈性，將IC移除或增加都不會影響元系統(tǒng)的各組件，除錯、維修都很容易等等。于是，目前其被應(yīng)用在具有包含微控制器及其它外圍的系統(tǒng)與具有多重主機(multi-master)的系統(tǒng)等等。
然而，為了要讓不同的I2C組件能夠彼此連接，特別是，用在一個主機，多個I2C組件的系統(tǒng)時，就必須要能辨認不同的I2C組件。目前，辨認不同I2C組件的方式，系運用尋址的方式。不過，如果遇到I2C組件的地址相同時，就必須運用多任務(wù)器來加以切換，此多任務(wù)器本身也是I2C組件的一種。
如

圖1所示，其為目前運用I2C多任務(wù)器20以作為I2C主控單元10與其它I2C組件(I2C第一元件30、I2C第二元件40與I2C第三元件50)的應(yīng)用示意圖。在圖1中，I2C主控單元10也可直接與I2C第四元件60、I2C第五元件70連接。通過I2C多任務(wù)器20的切換，I2C主控單元10將可與更多的I2C組件相連接。
不過，當I2C主控單元10經(jīng)由I2C多任務(wù)器20所選擇的I2C信道因不明原因短路時，則會發(fā)生I2C主控單元10連至I2C多任務(wù)器20與I2C組件發(fā)生短路。也就是說，I2C主控單元10將無法再通過經(jīng)由I2C多任務(wù)器20的總線A控制與I2C多任務(wù)器20連接的I2C組件。所以，有必要提出一套適當?shù)慕鉀Q方案來防止這種問題的發(fā)生。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具防鎖死裝置之串行信道多任務(wù)器，其連接一系統(tǒng)與多個I2C組件，系統(tǒng)包含了一中央處理單元(CPU)和一I2C控制單元。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包含了I2C多任務(wù)器與重置單元；其中，I2C多任務(wù)器用來選擇I2C組件中的一個以連接I2C控制單元；并且，重置單元與CPU及I2C多任務(wù)器相連接當形成通路的I2C組件與I2C多任務(wù)器及I2C控制單元斷路時，I2C控制單元發(fā)出一訊號至CPU以送出一斷路訊號至重置單元，重置單元即送出一重置訊號至I2C多任務(wù)器，以重新聯(lián)機I2C多任務(wù)器與其它正常的I2C組件的一及I2C控制單元。
重置單元則可至少由一個開關(guān)單元和一個放大單元組成；其中，開關(guān)單元與電源和I2C多任務(wù)器相連接，用以切換電源及I2C多任務(wù)器之連接；放大單元的輸入端與CPU相連接，其輸出端與開關(guān)單元之觸發(fā)端相連接，用以接收由CPU所傳送之斷路訊號并加以放大，以觸發(fā)開關(guān)單元為開，進而使電源送出重置訊號。
在具體實作上，開關(guān)單元可用MOS開關(guān)組件，而放大單元可用晶體管。
此外，本發(fā)明亦可于重置單元增設(shè)一I2C總線資料訊號檢測器與一I2C總線時脈訊號檢測器和一I2C總線排程，并運用I2C總線的數(shù)據(jù)線連接至I2C總線數(shù)據(jù)訊號檢測器，而I2C總線的時鐘線連接至I2C總線時鐘訊號檢測器。最后，I2C總線排程再依據(jù)數(shù)據(jù)訊號與時鐘訊號的正常與否來作為原先激活重置訊號的訊號發(fā)出端并將I2C總線出錯的訊號送至CPU。
下面結(jié)合附圖和最佳實施例進一步詳細說明有關(guān)本發(fā)明的特征與實際效果。
所以，即使在未排除發(fā)生鎖死狀況下，通過本發(fā)明的設(shè)計，即可通過中央處理單元80于切斷電源后，所傳送的I2C多任務(wù)器20斷路訊號至重置單元90；重置單元90在接獲此斷訊的訊號后，即送出一重置訊號讓I2C多任務(wù)器20重新激活。最后，I2C主控單元10即可通過I2C多任務(wù)器20再度與正常的I2C組件，I2C第二元件40、I2C第四元件50重新聯(lián)機。
在圖2中的重置單元90的具體電路，請參考圖3，本發(fā)明的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器的第一具體實施例。事實上，重置單元90可采用一般的設(shè)計，也就是，至少以一個放大單元、一個開關(guān)單元來制作。具體的做法可參考圖3。
如圖3所示，在重置單元90當中，本發(fā)明采用了電阻R1、R2、R3，與晶體管Q1(用作放大單元)、MOS開關(guān)S1(開關(guān)單元)和二極管D1共同組成重置單元90。其中，二極管D1的N極與MOS開關(guān)S1的汲極(D)并接而連到電源端二極管D1的P極則與MOS開關(guān)S1的源極(S)并接而連到I2C多任務(wù)器20。MOS開關(guān)S1的基極(G)則連接到電阻R2、R3；電阻R3的另一端則連接至晶體管Q1的集極；電阻R2的另一端則連至電源與MOS開關(guān)S1的汲極(D)。電阻R1的一端則連接到電源與電阻R2和MOS開關(guān)的汲極(D)，另一端則連結(jié)到晶體管Q1的基極與中央處理單元80的I2C多任務(wù)器20斷路輸出接口。最后，晶體管Q1的射極則接地(GND)。
所以，MOS開關(guān)S1平時阻斷電源與I2C多任務(wù)器20，只有在需要重置時，才變?yōu)殚_路，而將電源供給到I2C多任務(wù)器20。
于是，在正常狀況下，MOS開關(guān)S1為關(guān)閉。一旦I2C多任務(wù)器20與I2C組件之間的連接發(fā)生不明原因的失靈狀況，進而導(dǎo)致期間的通路阻斷而形成鎖死的現(xiàn)象時，中央處理單元(CPU)80將會經(jīng)由I2C控制單元10而感測到此通路的不連結(jié)狀況。遇到此一情況，中央處理單元80將會輸出一個I2C多任務(wù)器20斷路的訊號。由于此I2C多任務(wù)器20的斷路訊號的輸出端連接至重置單元90的輸入端，也就是晶體管Q1的基極端。所以，I2C多任務(wù)器20斷路的訊號，可通過晶體管Q1的放大，進而通過電阻R3將放大的訊號傳至MOS開關(guān)S1的基極(G)，而使得MOS開關(guān)導(dǎo)通。最后，電源即可通過MOS開關(guān)S1，將高電位傳至I2C多任務(wù)器20，而將I2C多任務(wù)器20重置。
一旦I2C多任務(wù)器20恢復(fù)正常，亦即，I2C多任務(wù)器20與其它可運作的I2C組件形成通路時，中央處理單元80即不輸出I2C多任務(wù)器20斷路訊號。于是，MOS開關(guān)S1恢復(fù)為關(guān)閉的狀態(tài)(正常狀態(tài))。
此外，請參考圖4~6，本發(fā)明的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器第二實施例。第二實施例系以I2C數(shù)據(jù)(data)及時鐘(Clock)訊號來檢測，經(jīng)由一算法可得知I2C總線鎖死。如此，本發(fā)明的裝置，除了可重置I2C信道多任務(wù)器外，還可通知中央處理單元發(fā)生的狀況。如此，可避免因中央處理單元找不到I2C組件而以為I2C總線鎖死。
首先，請參考圖4，本發(fā)明的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器第二實施例的功能方塊圖。與圖2相比較可發(fā)現(xiàn)，第二具體實施例與第一具體實施例的差別在于第二重置單元90a與重置單元90(圖2」的線路配置。第二重置單元90a的輸入為I2C數(shù)據(jù)線與I2C時鐘線，因此，第二重置單元90a的輸入訊號為數(shù)據(jù)訊號與時鐘訊號兩者。并且，第二重置單元90a有一個輸出，其為I2C總線發(fā)生故障的警示訊號輸出至中央處理單元80。
接著，圖5則說明了第二重置單元的具體線路。為了要達到警示訊號的產(chǎn)生，本發(fā)明的第二具體實施例運用了I2C總線的數(shù)據(jù)線與時鐘線的檢測。因此，分別增加了I2C總線數(shù)據(jù)訊號偵測器92與I2C總線時鐘訊號檢測器93，并且，通過I2C總線排程91來作警示訊號發(fā)出與否的判斷以及I2C總線異常而激活重置機制開啟的動作。
如何讓I2C總線排程91作I2C總線故障的判斷？請參考圖6，本發(fā)明的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器第二具體實施例的判斷流程圖。由于在正常的運作狀況時，時鐘線與數(shù)據(jù)線會來回作低準位(電壓)與高準位的切換。如果異常時，則會成為高準位，因此，可具以為判斷標準。首先，判斷是否數(shù)據(jù)線為低準位且時鐘線為高準位(步驟610)，如果是，則依據(jù)一額定時間來判定是否時脈線為高準位超過計時(步驟640)，如果是的話，則表示I2C總線死鎖(步驟660)。此為其中一種狀況。另一種可能的情形是，步驟610的狀況是否定的，接著判斷是否時脈線為低準位且資料線為高準位(步驟620)，如果是，則依據(jù)上述的額定時間來判定是否數(shù)據(jù)線為高準位超過計時(步驟630)，如果是的話，則表示I2C總線鎖死(步驟660)。
反過來，如果上述的情形都否，也就是時鐘線與數(shù)據(jù)線有持續(xù)地作高低準位的切換，則表示I2C總線正常(步驟650)。也就是，當數(shù)據(jù)線為低準位且時脈線為高準位(步驟610)，且于步驟640中的時脈線高準位未超過計時者，則判斷為I2C總線正常(步驟650)。而在步驟620的情形則為時鐘線與數(shù)據(jù)線均為低準位，因此判斷其為I2C總線正常(步驟650)。而步驟630則為數(shù)據(jù)線高準位未超過計時，亦即，I2C總線正常(步驟650)。
因此，通過第二具體實施例的運作，本發(fā)明除了可發(fā)出重置訊號外，亦可通知中央處理單元I2C鎖死的狀況。其中，I2C總線排程可運用PLD(可程序邏輯組件)來燒錄。
通過運用本發(fā)明的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，將可在運用I2C多任務(wù)器時，不致因為單一的I2C組件與I2C多任務(wù)器之間的通路斷絕，而影響其它可運作的I2C組件的運作。
雖然本發(fā)明以前述的較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習相關(guān)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許之更動與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)以本發(fā)明的權(quán)利要求書所確定的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，系連接一具有中央處理單元和串行信道控制單元的系統(tǒng)與多個串行信道組件，其特征在于包含串行信道多任務(wù)器(I2C MUX)，用以選擇該多個串行信道組件之一以連接該串行信道控制單元；及重置單元，與該中央處理單元及該串行信道多任務(wù)器相連接，當該經(jīng)選擇之串行信道組件與該串行信道多任務(wù)器及該串行信道控制單元之聯(lián)機斷路時，該串行信道控制單元發(fā)出訊號至該中央處理單元以送出斷路訊號至該重置單元，該重置單元即送出重置訊號至該串行信道多任務(wù)器以重新聯(lián)機該串行信道多任務(wù)器與正常的該多個串行信道組件之一及該串行信道控制單元。
2.如根據(jù)要求1所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該重置單元包含一開關(guān)單元，與一電源和該串行信道多任務(wù)器相連接，用以切換該電源及該串行信道多任務(wù)器之連接；一放大單元，其輸入端與該中央處理單元相連接，其輸出端與該開關(guān)單元之觸發(fā)端相連接，用以接收由該中央處理單元所傳送的該斷路訊號并加以放大，以觸發(fā)該開關(guān)單元為開，進而使該電源送出該重置訊號；一第一電阻，連接于該電源與該放大單元之輸入端；一第二電阻，連接于該電源與該開關(guān)單元之觸發(fā)端；及一第三電阻，連接于該開關(guān)單元之觸發(fā)端與該放大單元之輸出端。
3.如權(quán)利要求2項所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其持征在于該開關(guān)單元為一金氧半導(dǎo)體(MOS)開關(guān)組件。
4.如權(quán)利要求2或3所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該金氧半導(dǎo)體(MOS)開關(guān)組件和汲極連接于該電源，其源極連接于該重置單元，且其基極連接于該第二電阻與該第三電阻。
5.如權(quán)利要求2或3所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該金氧半導(dǎo)體更并聯(lián)有一二極管，其N極連接于該電源，其P極連接于該串行信道多任務(wù)器。
6.如權(quán)利要求2所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該放大單元為一晶體管。
7.如申請專利范圍第2或5項所述之具防鎖死裝置之串行信道多任務(wù)器，其特征在于該晶體管的集極連接于該第三電阻，其基極連接于該第一電阻與該中央處理單元，且其射極接地。
8.一種具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，系連接一具有中央處理單元和串行信道控制單元的系統(tǒng)與多個串行信道組件，包含串行信道多任務(wù)器(I2C MUX)，用以選擇該多個串行信道組件之一以連接該串行信道控制單元；及重置單元，與該中央處理單元及該串行信道多任務(wù)器相連接，當該經(jīng)選擇的串行信道組件與該串行信道多任務(wù)器及該串行信道控制單元的聯(lián)機斷路時，該重置單元發(fā)出斷路訊號至該中央處理單元并送出重置訊號至該串行信道多任務(wù)器以重新聯(lián)機該串行信道多任務(wù)器與正常的該多個串行信道組件之一及該串行信道控制單元。
9.如權(quán)利要求8所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該重置單元包含一開關(guān)單元，與一電源和該串行信道多任務(wù)器相連接，用以切換該電源及該串行信道多任務(wù)器的連接；一放大單元，其輸出端與該開關(guān)單元的觸發(fā)端相連接，用以接收該斷路訊號并加以放大，以觸發(fā)該開關(guān)單元為開，進而使該電源送出該重置訊號；一第一電阻，連接于該電源與該放大單元之輸入端；一第二電阻，連接于該電源與該開關(guān)單元之觸發(fā)端；一第三電阻，連接于該開關(guān)單元的觸發(fā)端與該放大單元的輸出端；一串行信道總線數(shù)據(jù)訊號檢測器，與該串行信道總線的數(shù)據(jù)線相連接；一串行信道總線時鐘訊號檢測器，與該串行信道總線的時鐘線相連接；及一串行信道總線排程單元，其輸入端分別與該串行信道總線數(shù)據(jù)訊號偵測器、該串行信道總線時鐘訊號檢測器的輸出端相連接，其兩輸出端分別與該放大器的輸入端及該中央處理單元相連接，用以當該數(shù)據(jù)線與該時鐘線輸出異常時輸出該斷路訊號至該中央處理單元與該放大單元。
10.如權(quán)利要求9所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該開關(guān)單元為一金氧半導(dǎo)體(MOS)開關(guān)組件。
11.如權(quán)利要求9或10所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該金氧半導(dǎo)體(MOS)開關(guān)組件的汲極連接于該電源，其源極連接于該重置單元，且其基極連接于該第二電阻與該第三電阻。
12.如權(quán)利要求9或10所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該金氧半導(dǎo)體更并聯(lián)有一二極管，其N極連接于該電源，其P極連接于該串行信道多任務(wù)器。
13.如權(quán)利要求9所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該放大單元系為一晶體管。
14.如權(quán)利要求9或13所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該晶體管的集極連接于該第三電阻，其基極連接于該第一電阻與該串行信道總線排程單元，且其射極接地。
15.如權(quán)利要求9所述的具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，其特征在于該串行信道總線排程單元為一可程序邏輯組件(PLD)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具防鎖死裝置的串行信道多任務(wù)器，包含了一個串行信道多任務(wù)器與一個重置單元；用于以串行信道多任務(wù)器連接一個具有一中央處理單元和一串行信道控制單元的系統(tǒng)與多個串行信道組件；重置單元連接中央處理單元和串行信道多任務(wù)器，當串行信道組件與串行信道多任務(wù)器及串行信道控制單元的聯(lián)機斷路時，串行信道控制單元即發(fā)出一訊號至中央處理單元以送出一斷路訊號至重置單元，重置單元即送出一重置訊號至串行信道多任務(wù)器而使得串行信道多任務(wù)器與正常的串行信道組件及串行信道控制單元恢復(fù)連接。
文檔編號G06F13/00GK1456982SQ0211925
公開日2003年11月19日 申請日期2002年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
發(fā)明者李志堅 申請人:英業(yè)達股份有限公司