專(zhuān)利名稱(chēng)：串行外圍接口主設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，尤其涉及一種 串行外圍接口主設(shè)備。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常需連接多種外圍設(shè)備，然而各外圍設(shè)備的規(guī) 格或有所異，為控制多種相異的外圍設(shè)備，需有一接口居中管 理外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸，其中較常用者如串行
外圍接口 (Serial Peripheral interface, SPI)。相較于其它傳輸規(guī) 格，SPI具有較佳的傳輸效率，可支持全雙工數(shù)據(jù)通信方式，且 較易實(shí)現(xiàn)。SPI主要應(yīng)用在EEPROM, FLASH, AD轉(zhuǎn)換器，還 有數(shù)字信號(hào)處理器和數(shù)字信號(hào)譯碼器之間。
SPI接口是以主從方式工作的，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備 和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，其接口包括以下四種信號(hào)時(shí)鐘信號(hào) (SCK)、主出/從入信號(hào)(Master Output/Slave Input, MOSI)、主 入/從出信號(hào)(Master Input/ Slave Output, MISO)與從設(shè)備選擇 信號(hào)(Slave Select, SS)。其中，時(shí)鐘信號(hào)SCK由主設(shè)備提供并 發(fā)送至從設(shè)備。主出/從入信號(hào)MOSI和主入/從出信號(hào)MISO則基 于此時(shí)鐘信號(hào)SCK完成數(shù)據(jù)的雙向傳輸。數(shù)據(jù)透過(guò)主出/從入信 號(hào)MOSI線由主設(shè)備輸出至從設(shè)備，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號(hào)SCK上沿或 下沿時(shí)改變，在緊接著的下沿或上沿被讀取，輸入也使用同樣 原理。這樣，在至少8次時(shí)鐘信號(hào)的改變(上沿和下沿為一次)，
就可以完成8位數(shù)據(jù)的傳輸。從設(shè)備選擇信號(hào)SS是控制從設(shè)備 是否被選中的，也就是說(shuō)只有從設(shè)備選擇信號(hào)SS為預(yù)先規(guī)定的 使能信號(hào)時(shí)(高電位或低電位)，對(duì)此從設(shè)備的操作才有效。這
就允許在同 一總線上連接多個(gè)SPI設(shè)備成為可能。
SPI通常用于連接內(nèi)存，如閃存(Flash ROM)、電可擦除可 編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)等，因此其SPI主設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸多 配合內(nèi)存的規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)。圖l所示為現(xiàn)有技術(shù)的一 串行外圍接口 (SPI)主設(shè)備與 一 充當(dāng)SPI從設(shè)備的SPI內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖?意圖。SPI主設(shè)備210及SPI內(nèi)存220各包括一移位寄存器216, 226 以及一數(shù)據(jù)緩存器215， 225。 SPI主設(shè)備210還包括一控制模塊 217，其輸出 一從設(shè)備選擇信號(hào)SS和一時(shí)鐘信號(hào)SCK至SPI內(nèi)存 220的控制邏輯227以控制數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)緩存器215， 225為 先進(jìn)先出(First In First Out， FIFO)緩沖器，分別存儲(chǔ)SPI主設(shè)備 210和SPI內(nèi)存220將要發(fā)出的數(shù)據(jù)和接收的數(shù)據(jù)。通常，SPI內(nèi) 存2 2 0的數(shù)據(jù)緩存器2 2 5接收的數(shù)據(jù)會(huì)在完成數(shù)據(jù)傳輸后寫(xiě)入 SPI內(nèi)存220的主存(main memory )。移位寄存器216, 226分別 依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)SCK將接收的數(shù)據(jù)左移或右移輸出。
圖2所示為SPI主設(shè)備210自SPI內(nèi)存220讀取數(shù)據(jù)的時(shí)序圖。 如圖2所示，SPI主設(shè)備210需要讀取數(shù)據(jù)時(shí)，控制模塊217會(huì)首 先拉低從設(shè)備選擇信號(hào)SS,然后依序輸入操作指令字節(jié)及地址 字節(jié)給數(shù)據(jù)緩存器215。移位寄存器216在時(shí)鐘信號(hào)SCK的控制 下將指令字節(jié)及地址字節(jié)由主出/從入信號(hào)線MOSI移入移位寄 存器226中。此時(shí)，主入/從出信號(hào)MISO為高阻狀態(tài)。SPI內(nèi)存 220的控制邏輯227隨即啟動(dòng)，并依據(jù)接收的指令和地址輸出相 應(yīng)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號(hào)SCK的控制下通過(guò)移位寄存器226 由主入/從出信號(hào)MISO移入移位寄存器216。由上述的描述可 知，SPI主設(shè)備210與SPI內(nèi)存220之間僅進(jìn)行單向的數(shù)據(jù)傳輸。 然而，SPI主設(shè)備210在更多的應(yīng)用中都需要與常規(guī)SPI從設(shè)備連 接以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在這種情形下，設(shè)計(jì)者必須另外設(shè)計(jì)出可 以適用于雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟PI主設(shè)備，以正常接收常規(guī)SPI設(shè)備
發(fā)出的數(shù)據(jù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種串行外圍接口主設(shè)備，其 不但可以與串行外圍接口內(nèi)存建立連接，還可以與串行外圍接 口設(shè)備連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
本實(shí)用新型提供一種串行外圍接口主設(shè)備，用以與一從屬
設(shè)備連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述串行外圍接口主設(shè)備包括一 寄存器組，存儲(chǔ)控制串行外圍接口傳輸?shù)膮?shù)與數(shù)據(jù)； 一移位 寄存器，用以將數(shù)據(jù)移入或移出所述串行外圍接口主設(shè)備；以 及一控制單元，根據(jù)一設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷所述串行外圍接口主 設(shè)備所連接的從屬設(shè)備是一 串行外圍接口內(nèi)存還是一常規(guī)串行 外圍接口設(shè)備。若所述從屬設(shè)備為常規(guī)串行外圍接口設(shè)備，所 述控制單元依據(jù)所述寄存器組存數(shù)的參數(shù)與數(shù)據(jù)控制移位寄存 器在將數(shù)據(jù)移出所述串行外圍接口主設(shè)備的同時(shí)接收所述常規(guī) 串行外圍接口設(shè)備送出的數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備設(shè)有一第一端口與 一第二端口，且所述寄存器組包括一控制寄存器，其定義一端 口選擇位，用以標(biāo)示所述串行外圍接口主設(shè)備是通過(guò)所述第一 端口還是通過(guò)所述第二端口與從屬設(shè)備建立連接，其中，當(dāng)端 口選擇位致能時(shí)，標(biāo)示所述串行外圍接口主設(shè)備通過(guò)第一端口 與所述從屬設(shè)備連接，當(dāng)端口選擇位失效時(shí)，標(biāo)示串行外圍接 口主設(shè)備通過(guò)第二端口與所述從屬設(shè)備連接。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，當(dāng)所述串行外圍 接口主設(shè)備通過(guò)第 一端口與所述從屬設(shè)備連接時(shí)，所述控制單 元依據(jù)所述設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷所述從屬設(shè)備是一 串行外圍接口 內(nèi)存還是一常規(guī)串行外圍接口設(shè)備。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，當(dāng)所述串行外圍 接口主設(shè)備通過(guò)第二端口與所述從屬設(shè)備連接時(shí)，所述控制單
元認(rèn)為所述從屬設(shè)備為 一常規(guī)串行外圍4矣口設(shè)備。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，所述移位寄存器
包括 一接收移位寄存器，接收從屬設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)并移入所 述寄存器組；以及一輸出移位寄存器，將寄存器組中的數(shù)據(jù)移 出所述串行外圍接口主設(shè)備。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，所述寄存器組還 包括 一狀態(tài)寄存器，存儲(chǔ)串行外圍接口傳輸?shù)臓顟B(tài)參數(shù)；一 數(shù)據(jù)緩存器，暫存將要傳送給移位寄存器的數(shù)據(jù)及自移位寄存 器接收的數(shù)據(jù)； 一指令寄存器，存儲(chǔ)串行外圍接口傳輸數(shù)據(jù)的 指令；以及一地址寄存器，存儲(chǔ)串行外圍接口傳輸數(shù)據(jù)的地址。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，所述移位寄存器 與所述數(shù)據(jù)緩存器之間還設(shè)有 一 緩存器。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，所述控制寄存器 定義一頻率分割位，所述控制單元依據(jù)所述頻率分割位的值改 變串行外圍接口傳輸?shù)念l率。
本實(shí)用新型提供一種串行外圍接口主設(shè)備，用以與一從屬 設(shè)備連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所迷串行外圍接口主設(shè)備包括一 控制寄存器，存儲(chǔ)控制串行外圍接口傳輸?shù)膮?shù)與數(shù)據(jù)； 一移 位寄存器，用以將數(shù)據(jù)移入或移出所述串行外圍接口主設(shè)備； 以及一控制單元，根據(jù)一設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷所述串行外圍接口 主設(shè)備所連接的從屬設(shè)備是一 串行外圍接口內(nèi)存還是一全球定 位系統(tǒng)接收機(jī)。若所述從屬設(shè)備為全球定位系統(tǒng)接收機(jī)，所述 控制單元依據(jù)控制寄存器中存儲(chǔ)的參數(shù)與數(shù)據(jù)控制移位寄存器 在將數(shù)據(jù)移出所述串行外圍接口主設(shè)備的同時(shí)接收所述全球定 位系統(tǒng)接收機(jī)送出的數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，當(dāng)所述串行外圍 接口主設(shè)備所連接的從屬設(shè)備為一全球定位系統(tǒng)接收機(jī)時(shí)，所 述控制單元通過(guò)移位寄存器輸出的數(shù)據(jù)為用于配置所述全球定 位系統(tǒng)接收機(jī)的參數(shù)信息。
由于在本實(shí)用新型的串行外圍接口主設(shè)備在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 之前會(huì)通過(guò)端口選擇位及設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷其連接的從屬設(shè)備 的類(lèi)型，并依據(jù)判斷結(jié)果來(lái)控制數(shù)據(jù)的傳輸，因而可兼容支持 多種從屬設(shè)備。
本實(shí)用新型所述的串行外圍接口主設(shè)備，可以解決現(xiàn)有技
術(shù)中能夠支持SPI內(nèi)存的SPI主設(shè)備與常規(guī)SPI設(shè)備連接進(jìn)行數(shù)
據(jù)傳輸時(shí)可能遺失數(shù)據(jù)的問(wèn)題，并且容易實(shí)現(xiàn)。

圖l為傳統(tǒng)串行外圍接口主設(shè)備與串行外圍接口內(nèi)存連接 的示意圖。
圖2為圖l所示的傳統(tǒng)串行外圍接口主設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí) 的時(shí)序圖。
圖3為本實(shí)用新型串行外圍接口主設(shè)備與從設(shè)備連接的示意圖。
圖4為圖3所示本實(shí)用新型串行外圍接口主設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 輸時(shí)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
通過(guò)下面結(jié)合示例性地示出 一例的附圖進(jìn)行的描述，本實(shí)
用新型的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
本實(shí)用新型提供一種SPI主設(shè)備，如圖3所示，其一端與一 微處理器800連接，另 一端可以與一SPI從設(shè)備建立連接以進(jìn)行 單向或雙向的lt據(jù)傳輸。更進(jìn)一步來(lái)"i兌，本實(shí)用新型的SPI主設(shè) 備4 0在啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸前會(huì)判斷S PI從設(shè)備的類(lèi)型，并依據(jù)判斷結(jié) 杲調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。
請(qǐng)參閱圖3，于本實(shí)施例中，SPI主設(shè)備40具有5根控制信號(hào) 線時(shí)鐘信號(hào)線(SCK)、主出/從入信號(hào)線(Master Output/Slave Input, MOSI)、主入/從出信號(hào)(Master Input/ Slave Output, MISO) 及低電平有效的第一從設(shè)備選擇信號(hào)線(Slave Select) SS—l和 第二從設(shè)備選擇信號(hào)線SS—2。為方便說(shuō)明，假設(shè)本實(shí)施例SPI 主設(shè)備40可與兩個(gè)從設(shè)備連接，因而SPI主設(shè)備40設(shè)有2個(gè)從設(shè) 備選擇信號(hào)線，然而，如果增加從設(shè)備選擇信號(hào)線，則可以連 接多個(gè)從設(shè)備。于本實(shí)施例中，第一從設(shè)備選擇信號(hào)線SS—l對(duì) 應(yīng)的第 一 端口可以與SPI內(nèi)存50或常規(guī)SPI設(shè)備60耦接，第二從 設(shè)備選擇信號(hào)線對(duì)應(yīng)的第二端口則只能與常規(guī)SPI設(shè)備60耦接， 即當(dāng)?shù)诙脑O(shè)備選擇信號(hào)線SS—2致能時(shí)，SPI主設(shè)備40所連接 的從設(shè)備默認(rèn)為常規(guī)S PI設(shè)備6 0 。
本實(shí)施例的SPI主i殳備40包括一控制單元41、 一寄存器組42 以及一移位寄存器43?？刂茊卧?1可由一狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，用于
輸。本實(shí)施例的寄存器組42包括一數(shù)據(jù)緩存器420、 一狀態(tài)寄存 器422、 一地址寄存器424、 一指令寄存器426以及一控制寄存器 428。數(shù)據(jù)緩存器420可以緩存由移位寄存器43移入SPI主設(shè)備40 的數(shù)據(jù)，也可以緩存即將由SPI主設(shè)備40移出的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)緩 存器420中有數(shù)據(jù)，或有數(shù)據(jù)通過(guò)主入/從出信號(hào)線MISO輸入 時(shí)，控制單元41啟動(dòng)移位寄存器43，使得移位寄存器43在時(shí)鐘 信號(hào)S C K的控制下將數(shù)據(jù) 一 位 一 位的左移或右移。本實(shí)施例中， 移位寄存器43由一接收移位寄存器432與一輸出移位寄存器430 組成，分別用于將數(shù)據(jù)移入SPI主設(shè)備40以及將數(shù)據(jù)移出SPI主
設(shè)備40，且接收移位寄存器432和輸出移位寄存器430的大小都 是8位(bit)。
通常，在啟動(dòng)SPI數(shù)據(jù)傳輸前，微處理器800會(huì)配置寄存器 組42的各項(xiàng)參數(shù)，以使SPI主設(shè)備40的控制單元41依據(jù)寄存器組 42中存儲(chǔ)的參數(shù)來(lái)啟動(dòng)SPI數(shù)據(jù)傳輸。具體來(lái)說(shuō)，狀態(tài)寄存器422 存儲(chǔ)狀態(tài)參數(shù)，如頻率結(jié)束、頻率進(jìn)行中等，以表示該頻率周 期的傳輸狀態(tài)。地址寄存器424存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的相應(yīng)地址。 指令寄存器426存儲(chǔ)SPI主設(shè)備40進(jìn)行何種操作的指令，例如讀 SPI內(nèi)存50存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)等?？刂萍拇嫫?28儲(chǔ)存控制參數(shù)，如傳 輸頻率、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、指令指針與頻率啟動(dòng)等，以設(shè)定此頻率周 期是否有數(shù)據(jù)需要傳輸、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為何、何時(shí)開(kāi)始傳輸?shù)?。?別地，本實(shí)施例的控制寄存器428設(shè)有一端口選擇位4280。由于 本實(shí)施例中假設(shè)SPI主設(shè)備40僅設(shè)有兩個(gè)從屬設(shè)備連接端口 ，即 第一從設(shè)備選擇信號(hào)SS—l對(duì)應(yīng)的第一端口 ，第二從設(shè)備選擇信 號(hào)SS—2對(duì)應(yīng)的第二端口 ，因此控制寄存器428只有一個(gè)端口選 擇位4280。此處假設(shè)端口選擇位4280的值為1時(shí)，第一從設(shè)備選 擇信號(hào)線SS—1致能?？刂萍拇嫫?28還定義一 頻率分割位(Clock Divider Bit)4281 ，以使控制單元4l依據(jù)頻率分割位4281的值改 變其輸出的時(shí)鐘信號(hào)SCK的頻率，從而達(dá)到改變數(shù)據(jù)傳輸速度 的目的。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3， SPI內(nèi)存50和常規(guī)SPI設(shè)備60分別包括一移 位寄存器51, 61、 一數(shù)據(jù)緩存器52， 62以及一控制邏輯53， 63。 另外，常規(guī)SPI設(shè)備60與SPI內(nèi)存50均設(shè)有時(shí)鐘信號(hào)引腳SCK、 數(shù)據(jù)輸入引腳SDI、數(shù)據(jù)輸出引腳SDO，分別與SPI主設(shè)備40的
時(shí)鐘信號(hào)線SCK、主出/從入信號(hào)線MOSI、主入/從出信號(hào)線 MISO連接。于本實(shí)施例中，SPI主設(shè)備40的第一從設(shè)備選擇信 號(hào)線SS—1與SPI內(nèi)存50的使能端CS連接，第二從設(shè)備選擇信號(hào)
線SS—2與常規(guī)SPI設(shè)備60的使能端CS連接。
以下將描述SPI主設(shè)備如何判斷SPI從設(shè)備的類(lèi)型，并依據(jù) 判斷結(jié)果調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。
請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D3 ，假設(shè)微處理器800或其它設(shè)備想要讀取SPI 內(nèi)存50存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，微處理器800或?qū)Ｓ密浖?huì)配置SPI主設(shè)備 40的控制寄存器428、狀態(tài)寄存器422、地址寄存器424以及指令 寄存器426。寄存器配置完成后，控制單元41讀取寄存器組42 內(nèi)各個(gè)參數(shù)的值，并根據(jù)端口選擇位4280的值來(lái)判斷致能第一 從設(shè)備選擇信號(hào)線SS—1或是第二從設(shè)備選擇信號(hào)線SS一2。舉例 來(lái)說(shuō)，由于微處理器800需要讀取SPI內(nèi)存50的數(shù)據(jù)，端口選擇 位4280的值在配置時(shí)即會(huì)設(shè)為1，因而控制單元41能夠知道SPI 主設(shè)備40需要通過(guò)第一從設(shè)備選擇信號(hào)SSJ與從設(shè)備連接。此 時(shí)，控制單元41需要根據(jù) 一 設(shè)備識(shí)別信號(hào)DEVICE—TYPE來(lái)判 斷第 一從設(shè)備選擇信號(hào)線SS—1所連接的從設(shè)備的型號(hào)。假設(shè)設(shè) 備識(shí)別信號(hào)DEVICE—TYPE為"0"時(shí)，表示所連接的從設(shè)備為 常規(guī)SPI設(shè)備60,設(shè)備識(shí)別信號(hào)DEVICE—TYPE被拉高為"1"時(shí)， 表示所連接的從設(shè)備為SPI內(nèi)存50 。 設(shè)備識(shí)別信號(hào) DEVICE—TYPE的值是通過(guò) 一 外設(shè)接腳來(lái)控制，通常由芯片生 產(chǎn)廠家預(yù)先置為"l"，而用戶(hù)也可通過(guò)跳線的方式將其置為"0。" 于本實(shí)施例中，假設(shè)SPI主設(shè)備40接收到的設(shè)備識(shí)別信號(hào) DEVICE—TYPE被置為"1",因而控制單元41可依據(jù)設(shè)備識(shí)別 信號(hào)DEVICE—TYPE判斷出所連接的從設(shè)備為SPI內(nèi)存50 ，并通 過(guò)第一從設(shè)備選擇信號(hào)線SS—1致能SPI內(nèi)存50的使能端CS以啟 動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。此時(shí)，控制單元41依據(jù)讀取的參數(shù)信息致能一控 制信號(hào)410，并依據(jù)控制寄存器428中存儲(chǔ)的參數(shù)將指令寄存器 426中的操作指令及地址寄存器424存儲(chǔ)的地址依序傳送給輸出 移位寄存器430。輸出移位寄存器430在時(shí)鐘信號(hào)SCK以及控制信號(hào)410的控制下將指令與地址一位位的由主出/從入信號(hào)線 MOSI移入SPI內(nèi)存50的移位寄存器51。這樣，SPI內(nèi)存50的控制 邏輯53可以通過(guò)數(shù)據(jù)緩存器52讀取指令及地址，并將該地址所 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)緩存器52中，由移位寄存器51順序移出到 SPI主設(shè)備40的接收移位寄存器432。 SPI主設(shè)備40的接收移位寄 存器432隨后將接收的數(shù)據(jù)——存入數(shù)據(jù)緩存器420。待接收移 位寄存器432將SPI內(nèi)存50發(fā)送的數(shù)據(jù)都接收完之后，控制單元 41使第一從設(shè)備選擇信號(hào)SS—l失效，微處理器800可自數(shù)據(jù)緩 存器420中讀取數(shù)據(jù)。
另 一方面，假設(shè)SPI主設(shè)備40需要與常規(guī)SPI設(shè)備交換數(shù)據(jù)。 同樣地，在開(kāi)始SPI傳輸前，微處理器800會(huì)先配置控制寄存器 428、狀態(tài)寄存器422、地址寄存器424以及指令寄存器426的參 數(shù)，但參數(shù)值會(huì)稍有不同，以適應(yīng)具體常規(guī)SPI設(shè)備的規(guī)格。微 處理器800還會(huì)將需要傳送的數(shù)據(jù)按序載入SPI主設(shè)備40的數(shù)據(jù) 緩存器420內(nèi)以供傳輸。此時(shí)，端口選擇位4280的值可以被微處 理器800設(shè)為0 ，以使控制單元41致能第二從設(shè)備選擇信號(hào) SS—2。如前所述，第二從設(shè)備選擇信號(hào)SS一2所對(duì)應(yīng)的第二端口 僅支持常規(guī)SPI設(shè)備，因而當(dāng)?shù)诙脑O(shè)備選擇信號(hào)SS一2致能時(shí)， 控制單元41會(huì)默認(rèn)SPI主設(shè)備40連接的從設(shè)備為常規(guī)SPI設(shè)備 60。需要說(shuō)明的是，當(dāng)端口選擇位4280的值為0時(shí)，設(shè)備識(shí)別信 號(hào)DEVICE—TYPE的值不會(huì)對(duì)控制單元41產(chǎn)生影響。因而，控 制單元41會(huì)通過(guò)第二從設(shè)備選擇信號(hào)線SS一2致能常規(guī)SPI設(shè)備 60的使能端CS以啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。由于所有需要傳送的數(shù)據(jù)已由 微處理器800預(yù)先存入數(shù)據(jù)緩存器420，控制單元41將忽略地址 寄存器424與指令寄存器426中的參數(shù)信息，僅依據(jù)控制寄存器 428和狀態(tài)寄存器422中的參數(shù)值來(lái)控制數(shù)據(jù)傳輸。
如圖3、圖4所示，當(dāng)從設(shè)備的類(lèi)型為常規(guī)SPI設(shè)備60時(shí)，在
控制單元41致能第二從設(shè)備選擇信號(hào)SS一2以及控制信號(hào)410， 輸出移位寄存器430隨即在控制信號(hào)410的控制下將數(shù)據(jù)緩存器 420內(nèi)的數(shù)據(jù)透過(guò)主出/從入信號(hào)線MOSI榆出至常^LSPI設(shè)備60 的移位寄存器61。與此同時(shí)，常規(guī)SPI設(shè)備60存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩存器 62內(nèi)的數(shù)據(jù)由移位寄存器61透過(guò)主入/從出信號(hào)線MIS0傳輸至 SPI主設(shè)備40的接收移位寄存器432，并依序存于數(shù)據(jù)緩存器420 內(nèi)。由于移位寄存器43由相互獨(dú)立的接收移位寄存器432和輸出 移位寄存器430組成，因而移位寄存器43在將數(shù)據(jù)移出SPI主設(shè) 備40的同時(shí)也可以將自主入/從出信號(hào)線MISO上接收的數(shù)據(jù)移 入SPI主設(shè)備40。顯然，與SPI內(nèi)存50不同，常頭見(jiàn)SPI設(shè)備60不一 定必須在接收指令和地址后才輸出數(shù)據(jù)給S PI主設(shè)備，而是可以 依據(jù)預(yù)先設(shè)定的傳輸協(xié)議(由傳輸參數(shù)決定)在接收SPI主設(shè)備 40傳送的數(shù)據(jù)的同時(shí)輸出數(shù)據(jù)給SPI主設(shè)備40,即SPI主設(shè)備40 可以與常規(guī)SPI設(shè)備60進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。SPI主設(shè)備40與常規(guī) SPI設(shè)備60進(jìn)行傳輸時(shí)所依照的協(xié)議可以是多種多樣的，例如， 可以定義在SPI主設(shè)備40在最開(kāi)始接收到的兩個(gè)字節(jié)是無(wú)效的， 因而微處理器800可以直接從第3個(gè)字節(jié)讀取有效的數(shù)據(jù)，且該 傳輸協(xié)議可以由軟件編程設(shè)定也可以由微處理器800預(yù)先配置 冗成。
舉例來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例中的常規(guī)SPI設(shè)備60可以為一全球定位 系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)(Receiver),用于實(shí)時(shí)地將其接收到的地 理位置信息，如經(jīng)度，綷度，海拔高度等回傳給微處理器800 處理。請(qǐng)結(jié)合圖4所示，SPI主設(shè)備40在接收GPS接收機(jī)發(fā)送的 數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)通過(guò)主出/從入信號(hào)MOSI傳輸參數(shù)配置數(shù)據(jù)給GPS
接收機(jī)，例如，將GPS接收機(jī)配置為實(shí)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送的數(shù) 據(jù)包括日期、系統(tǒng)時(shí)間、GPS衛(wèi)星數(shù)目、經(jīng)度和緯度等。在GPS 接收機(jī)完成SPI數(shù)據(jù)傳輸后，微處理器800自SPI主設(shè)備40中提取
有效的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即可。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，SPI主設(shè)備與SPI從設(shè)備之間的傳 輸協(xié)議，即傳輸指令、地址、數(shù)據(jù)是由微處理器800直接配置數(shù) 據(jù)緩存器420來(lái)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)緩存器420，移位寄存器43僅負(fù)責(zé) 暫存各種傳輸內(nèi)容，而不區(qū)分傳輸內(nèi)容的種類(lèi)。地址寄存器424 與指令寄存器426所存儲(chǔ)的各項(xiàng)參數(shù)僅用于明確告知SPI內(nèi)存50 需要讀取或者寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)的相應(yīng)內(nèi)存地址，不需與所 連接的設(shè)備直接溝通信息，因而對(duì)使用者而言，任何SPI設(shè)備皆 可透過(guò)SPI接口傳輸數(shù)據(jù)，不受限于規(guī)格。此外，若需要傳輸大 量的數(shù)據(jù)，可以在移位寄存器4 3與數(shù)據(jù)緩存器4 2之間增設(shè) 一 緩 存器，例如一8位的先進(jìn)先出(First In First Out, FIFO)緩沖器，
以避免時(shí)延等因素影響數(shù)據(jù)的雙向傳輸。
總結(jié)而論，通過(guò)本實(shí)用新型的SPI主設(shè)備可以解決現(xiàn)有技術(shù) 中能夠支持SPI內(nèi)存的SPI主設(shè)備與常規(guī)SPI設(shè)備連接進(jìn)行數(shù)據(jù) 傳輸時(shí)可能遺失數(shù)據(jù)的問(wèn)題，并且容易實(shí)現(xiàn)。
以上所述僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，然其并非用以限定 本實(shí)用新型的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本實(shí) 用新型的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化， 因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)所界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種串行外圍接口主設(shè)備，用以與一從屬設(shè)備連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其特征在于，所述串行外圍接口主設(shè)備包括一寄存器組，存儲(chǔ)控制串行外圍接口傳輸?shù)膮?shù)與數(shù)據(jù)；一移位寄存器，用以將數(shù)據(jù)移入或移出所述串行外圍接口主設(shè)備；以及一控制單元，根據(jù)一設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷所述串行外圍接口主設(shè)備所連接的從屬設(shè)備是一串行外圍接口內(nèi)存還是一常規(guī)串行外圍接口設(shè)備，若所述從屬設(shè)備為常規(guī)串行外圍接口設(shè)備，所述控制單元依據(jù)所述寄存器組中存儲(chǔ)的參數(shù)與數(shù)據(jù)控制移位寄存器在將數(shù)據(jù)移出所述串行外圍接口主設(shè)備的同時(shí)接收所述常規(guī)串行外圍接口設(shè)備送出的數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在 于，所述串行外圍接口主設(shè)備設(shè)有一第一端口與一第二端口， 且所述寄存器組包括一控制寄存器，其定義一端口選擇位，用 以標(biāo)示所述串行外圍接口主設(shè)備是通過(guò)所述第一端口還是通過(guò) 所述第二端口與從屬設(shè)備建立連接，其中，當(dāng)端口選擇位致能 時(shí)，標(biāo)示所述串行外圍接口主設(shè)備通過(guò)第 一端口與所述從屬設(shè) 備連接，當(dāng)端口選擇位失效時(shí)，標(biāo)示串行外圍接口主設(shè)備通過(guò) 第二端口與所述從屬設(shè)備連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在 于，當(dāng)所述串行外圍接口主設(shè)備通過(guò)第一端口與所述從屬設(shè)備 連接時(shí)，所述控制單元依據(jù)所述設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷所述從屬設(shè) 備是一 串行外圍接口內(nèi)存還是一常規(guī)串行外圍接口設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在 于，當(dāng)所迷串行外圍接口主設(shè)備通過(guò)第二端口與所述從屬設(shè)備 連接時(shí)，所述控制單元認(rèn)為所速?gòu)膶僭O(shè)備為 一 常規(guī)串行外圍接 口設(shè)備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在 于，所述移位寄存器包括一接收移位寄存器，接收從屬設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)并移入所述 寄存器組；以及一輸出移位寄存器，將寄存器組中的數(shù)據(jù)移出所述串行外 圍接口主設(shè)備。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在 于，所述寄存器組還包括一狀態(tài)寄存器，存儲(chǔ)串行外圍接口傳輸?shù)臓顟B(tài)參數(shù)； 一數(shù)據(jù)緩存器，暫存將要傳送給移位寄存器的數(shù)據(jù)及自移 位寄存器接收的數(shù)據(jù)；一指令寄存器，存儲(chǔ)串行外圍接口傳輸數(shù)據(jù)的指令；以及 一地址寄存器，存儲(chǔ)串行外圍接口傳輸數(shù)據(jù)的地址。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在 于，所述移位寄存器與所述數(shù)據(jù)緩存器之間還設(shè)有 一 緩存器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在于，所述控制寄存器定義一頻率分割位，所述控制單元依據(jù)所 述頻率分割位的值改變串行外圍接口傳輸?shù)念l率。
9. 一種串行外圍接口主設(shè)備，用以與一從屬設(shè)備連接以進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸，其特征在于，所述串行外圍接口主設(shè)備包括一控制寄存器，存儲(chǔ)控制串行外圍接口傳輸?shù)膮?shù)與數(shù)據(jù)； 一移位寄存器，用以將數(shù)據(jù)移入或移出所述串行外圍接口 主設(shè)備；以及一控制單元，根據(jù) 一設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷所述串行外圍接口 主設(shè)備所連接的從屬設(shè)備是一 串行外圍接口內(nèi)存還是一全球定 位系統(tǒng)接收機(jī)，若所述從屬設(shè)備為全球定位系統(tǒng)接收機(jī)，所述 控制單元依據(jù)控制寄存器中存儲(chǔ)的參數(shù)與數(shù)據(jù)控制移位寄存器 在將數(shù)據(jù)移出所述串行外圍接口主設(shè)備的同時(shí)接收所述全球定 位系統(tǒng)接收機(jī)送出的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的串行外圍接口主設(shè)備，其特征在 于，當(dāng)所述串行外圍接口主設(shè)備所連接的從屬設(shè)備為 一全球定 位系統(tǒng)接收機(jī)時(shí)，所述控制單元通過(guò)移位寄存器輸出的數(shù)據(jù)為 用于配置所述全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的參數(shù)信息。
專(zhuān)利摘要一種串行外圍接口主設(shè)備，用以與一從屬設(shè)備連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其包括一寄存器組，存儲(chǔ)控制串行外圍接口傳輸?shù)膮?shù)與數(shù)據(jù)；一移位寄存器，用以將數(shù)據(jù)移入或移出所述串行外圍接口主設(shè)備；以及一控制單元，根據(jù)一設(shè)備識(shí)別信號(hào)判斷所述串行外圍接口主設(shè)備所連接的從屬設(shè)備是一串行外圍接口內(nèi)存還是一常規(guī)串行外圍接口設(shè)備。若所述從屬設(shè)備為常規(guī)串行外圍接口設(shè)備，所述控制單元依據(jù)所述寄存器組存數(shù)的參數(shù)與數(shù)據(jù)控制移位寄存器在將數(shù)據(jù)移出所述串行外圍接口主設(shè)備的同時(shí)接收所述常規(guī)串行外圍接口設(shè)備送出的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06F13/38GK201063161SQ200720154168
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
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