串行接口的制作方法
【專利摘要】一種串行接口包括時(shí)鐘線、請(qǐng)求線、就緒線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線。主設(shè)備通過時(shí)鐘線將時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)綇脑O(shè)備。在第一交互中，主設(shè)備通過請(qǐng)求線將主傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備；作為響應(yīng)，從設(shè)備通過就緒線發(fā)送從傳輸接收信號(hào)，引起主設(shè)備通過主到從數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇脑O(shè)備。在第二交互中，從設(shè)備通過就緒線發(fā)送從傳輸請(qǐng)求信號(hào)；作為響應(yīng)，主設(shè)備通過請(qǐng)求線發(fā)送主傳輸接收信號(hào)，引起從設(shè)備通過從到主數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髟O(shè)備。在至少一種交互中，主設(shè)備和從設(shè)備彼此同時(shí)傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
【專利說明】串行接口
[0001]本發(fā)明涉及一種串行接口。
[0002]串行接口通常用來允許一個(gè)電子元件或設(shè)備與另一個(gè)做二進(jìn)制數(shù)據(jù)通信，且一次一位。例如，安裝在印刷電路板(PCB)上的微控制器單元(MCU)和無線電芯片可使用包含PCB上的導(dǎo)線的串行接口來彼此做數(shù)據(jù)通信。在該情況下，串行總線的使用比并行總線的使用更合適，因?yàn)樗诩呻娐飞喜恍枰罅康囊_(pin)，從而節(jié)省了空間。
[0003]一種常見的串行接口是串行外圍接口(SPI)。該接口提供了主設(shè)備和從設(shè)備之間的同步通信。它使用時(shí)鐘線和兩條數(shù)據(jù)線，通過所述時(shí)鐘線主設(shè)備可以發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，所述數(shù)據(jù)線在數(shù)據(jù)流的每個(gè)方向上一條。通過時(shí)鐘信號(hào)使數(shù)據(jù)交換同步。
[0004]SPI的問題在于它沒有提供借此從設(shè)備可以啟動(dòng)與主設(shè)備通信的機(jī)制。
[0005]本發(fā)明力圖提供緩解該缺陷的一種串行接口。
[0006]從一個(gè)方面來看，本發(fā)明提供了主設(shè)備和從設(shè)備之間通過串行接口全雙工通信的一種方法，該串行接口包括五根分開的線，即時(shí)鐘線、請(qǐng)求線、就緒線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線，該方法包括:
[0007]主設(shè)備通過時(shí)鐘線傳輸時(shí)鐘信號(hào)到從設(shè)備；
[0008]在第一交互中，主設(shè)備通過請(qǐng)求線將主傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備；從設(shè)備接收該主傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過就緒線將從傳輸接收信號(hào)發(fā)送到主設(shè)備；主設(shè)備接收該從傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過主到從數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇脑O(shè)備；以及
[0009]在第二交互中，從設(shè)備通過就緒線或從-請(qǐng)求線將從傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到主設(shè)備；主設(shè)備接收該從傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過請(qǐng)求線或通過主-就緒線將主傳輸接收信號(hào)發(fā)送到該從設(shè)備；從設(shè)備接收該主傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過從到主數(shù)據(jù)線傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)到主設(shè)備；其中，在第一交互和第二交互的至少一個(gè)中，在從設(shè)備通過從到主數(shù)據(jù)線傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的同時(shí)，主設(shè)備通過主到從數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)。
[0010]因而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白，在避免了哪個(gè)首先發(fā)起通信的沖突，并且支持兩個(gè)設(shè)備之間的全雙工通信(即，雙向同步數(shù)據(jù)流動(dòng))時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的串行接口可以允許從設(shè)備或者主設(shè)備發(fā)起通信。
[0011]這種配置允許在一個(gè)或兩個(gè)方向上有效的數(shù)據(jù)流動(dòng)，而不必，例如，從設(shè)備在能夠發(fā)送數(shù)據(jù)之前不得不等待來自主設(shè)備的輪詢命令。因此，在事件發(fā)生在從設(shè)備(或主設(shè)備)處時(shí)，這將導(dǎo)致主設(shè)備(或從設(shè)備)更快的響應(yīng)時(shí)間。
[0012]例如，如果從設(shè)備是集成無線電收發(fā)器，當(dāng)該從設(shè)備接收到無線電數(shù)據(jù)包時(shí)，它可以立刻表明其想要將所接收的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容傳送到MCU (主設(shè)備)，并且該MCU —旦對(duì)從傳輸請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行了確認(rèn)，從設(shè)備就可以開始將內(nèi)容傳輸?shù)組CU，而無需等待被MCU輪詢。
[0013]從另一方面來看，本發(fā)明提供了一種通信系統(tǒng)，其包括主設(shè)備、從設(shè)備和串行接口，其中該串行接口包括五根分開的線，即時(shí)鐘線、請(qǐng)求線、就緒線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線，其中:
[0014]主設(shè)備被配置為通過時(shí)鐘線將時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)綇脑O(shè)備；[0015]在第一交互中，主設(shè)備被配置為通過請(qǐng)求線將主傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備；從設(shè)備被配置為接收該主傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過就緒線將從傳輸接收信號(hào)發(fā)送到主設(shè)備；主設(shè)備進(jìn)一步被配置為接收該從傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過主到從數(shù)據(jù)線傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)到從設(shè)備；
[0016]在第二交互中，從設(shè)備被配置為，通過就緒線或從-請(qǐng)求線將從傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到主設(shè)備；主設(shè)備被配置為接收該從傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過請(qǐng)求線或通過主-就緒線發(fā)送主傳輸接收信號(hào)到從設(shè)備；該從設(shè)備進(jìn)一步被配置為接收該主傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過從到主數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髟O(shè)備；以及
[0017]在第一交互和第二交互至少其中一個(gè)中，主設(shè)備和從設(shè)備能夠彼此同時(shí)傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0018]從進(jìn)一步的方面來看，本發(fā)明提供了主設(shè)備，其包括五個(gè)串行接口連接件，即時(shí)鐘連接件、請(qǐng)求連接件、就緒連接件、主到從數(shù)據(jù)連接件和從到主數(shù)據(jù)連接件，其中:
[0019]主設(shè)備被配置為由時(shí)鐘連接件傳輸時(shí)鐘信號(hào)到從設(shè)備；
[0020]在第一交互中，主設(shè)備被配置為從請(qǐng)求連接件發(fā)送主傳輸請(qǐng)求信號(hào)到從設(shè)備；及被配置為在就緒連接件處接收來自從設(shè)備的從傳輸接收信號(hào)并由主到從數(shù)據(jù)連接件傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)到從設(shè)備作為直接響應(yīng)；
[0021]在第二交互中，主設(shè)備被配置為從就緒連接件處或在從-請(qǐng)求連接件處接收來自從設(shè)備的從傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，從所述從請(qǐng)求連接件或從主-就緒連接件將主傳輸接收信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備；并且，配置為從所述從到主數(shù)據(jù)連接件處接收來自從設(shè)備的二進(jìn)制數(shù)據(jù)；以及
[0022]在第一交互和第二交互的至少一個(gè)中，當(dāng)主設(shè)備在從到主數(shù)據(jù)連接件處接收二進(jìn)制數(shù)據(jù)的同時(shí)，主設(shè)備能夠由主到從數(shù)據(jù)連接件傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。
[0023]從再進(jìn)一步的方面來看，本發(fā)明提供了從設(shè)備，其包括五個(gè)串行接口連接件，是時(shí)鐘連接件、請(qǐng)求連接件、就緒連接件、主到從數(shù)據(jù)連接件和從到主數(shù)據(jù)連接件，其中:
[0024]從設(shè)備被配置為從時(shí)鐘連接件處接收來自主設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)；
[0025]在第一交互中，從設(shè)備被配置為從請(qǐng)求線接收來自主設(shè)備的主傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，從就緒連接件將從傳輸接收信號(hào)發(fā)送到主設(shè)備；及被配置為在主到從數(shù)據(jù)連接件處接收來自主設(shè)備的二進(jìn)制數(shù)據(jù)；
[0026]在第二個(gè)交互中，從設(shè)備被配置為由就緒連接件或由從-請(qǐng)求連接件發(fā)送從傳輸請(qǐng)求信號(hào)到主設(shè)備；被配置為在請(qǐng)求連接件處或在主-就緒連接件處接收來自主設(shè)備的主傳輸接收信號(hào)并由從到主數(shù)據(jù)線傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)到主設(shè)備作為直接響應(yīng)；
[0027]在第一交互和第二交互的至少一個(gè)中，在從設(shè)備由主到從數(shù)據(jù)連接件傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的同時(shí)從設(shè)備能夠在從到主數(shù)據(jù)連接件處接收二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0028]時(shí)鐘連接件(例如引腳)可以被連接到時(shí)鐘線(例如，PCB導(dǎo)線)。類似地，任何一個(gè)或所有的請(qǐng)求連接件、就緒連接件、主到從數(shù)據(jù)連接件和從-到主數(shù)據(jù)連接件可被連接到各自的線。如果存在的話，從-請(qǐng)求連接件可被連接到從-請(qǐng)求線，主-響應(yīng)連接件可被連接到主-響應(yīng)線。
[0029]時(shí)鐘連接件、主到從數(shù)據(jù)連接件和從到主數(shù)據(jù)連接件可被連接到SPI總線。
[0030]主設(shè)備優(yōu)選將請(qǐng)求線保持在兩種可能的狀態(tài)之一。為了方便起見，將其稱為高態(tài)和低態(tài)。它們可分別對(duì)應(yīng)于高電壓和低電壓，或低電壓和高電壓。主傳輸請(qǐng)求信號(hào)可包括請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。在一些實(shí)施方式中，主傳輸請(qǐng)求信號(hào)包括將請(qǐng)求線由高降到低。
[0031]優(yōu)選地，從設(shè)備將就緒線保持在兩種可能的狀態(tài)之一。為了方便起見，將其稱為高態(tài)和低態(tài)。它們可分別對(duì)應(yīng)于高電壓和低電壓，或低電壓和高電壓。從傳輸接收信號(hào)可包括就緒線的狀態(tài)的觸發(fā)。在一些實(shí)施方式中，從傳輸接收信號(hào)包括將就緒線由高降到低。
[0032]從傳輸請(qǐng)求信號(hào)可包括就緒線的狀態(tài)的觸發(fā)。在一些實(shí)施方式中，從傳輸請(qǐng)求信號(hào)包括將就緒線由高降到低。
[0033]主傳輸接收信號(hào)可包括請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。在一些實(shí)施方式中，主傳輸接收信號(hào)包括將請(qǐng)求線由高降到低。
[0034]主到從數(shù)據(jù)線和主-到-主數(shù)據(jù)線可彼此獨(dú)立操作，或可配置該系統(tǒng)以便兩條線一起是激活。在后一種情況下，如果只有一個(gè)設(shè)備有數(shù)據(jù)要傳輸，那么另一設(shè)備就可傳輸空數(shù)據(jù)或虛擬數(shù)據(jù)(例如，全都是零比特)。
[0035]主設(shè)備可被配置為僅當(dāng)其傳輸和/或接收二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)才傳輸時(shí)鐘信號(hào)。
[0036]在某些情形下，可以將主設(shè)備配置為，以便在從設(shè)備將消息傳輸?shù)街髟O(shè)備的同時(shí)，主設(shè)備向從設(shè)備傳輸消息，其中兩消息彼此有不同的長度。如果從到主數(shù)據(jù)線和主到從數(shù)據(jù)線總是一起被激活，那么具有較短要發(fā)消息的設(shè)備會(huì)在較短消息的末端添加例如虛擬數(shù)據(jù)或空數(shù)據(jù)，使其等于較長消息的長度。
[0037]消息可包含有關(guān)其長度的信息。該消息可包含表達(dá)整個(gè)消息長度的長度數(shù)字。例如，消息的第一個(gè)字節(jié)可以是該消息的字節(jié)的總數(shù)或該消息的可變長度的數(shù)據(jù)部分的總數(shù)。
[0038]主設(shè)備可以被配置為通過從到主數(shù)據(jù)線接收來自從設(shè)備的消息長度的信息并使用該消息的長度信息來確定何時(shí)結(jié)束交互。優(yōu)選地，主設(shè)備被配置為，一旦主設(shè)備既(i)接收了主設(shè)備通過從到主數(shù)據(jù)線在傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍?，?ii)傳輸它通過主到從數(shù)據(jù)線在傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍?，主設(shè)備就結(jié)束該交互。
[0039]以這種方式，可以確保能同時(shí)并徹底地交換不同長度的消息，提供強(qiáng)健而有效的通信機(jī)制。
[0040]這種想法自身就是新的和有創(chuàng)造性的，且由此從進(jìn)一步的方面來看，本發(fā)明提供了主設(shè)備和從設(shè)備之間通過同步串行連接件交換數(shù)據(jù)的一種方法，其包括在主設(shè)備將二進(jìn)制消息傳輸?shù)綇脑O(shè)備的同時(shí)，從設(shè)備將包含消息長度的信息的二進(jìn)制消息傳輸?shù)街髟O(shè)備，其中，一旦主設(shè)備既(i)接收了相當(dāng)于消息長度的信息的若干消息比特，又(ii)傳輸了主設(shè)備正傳輸?shù)綇脑O(shè)備的消息的所有比特，主設(shè)備就將傳輸結(jié)束信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備。
[0041]從進(jìn)一步的方面來看，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主設(shè)備、從設(shè)備和同步串聯(lián)連接件，其中，從設(shè)備被配置為:當(dāng)主設(shè)備將二進(jìn)制消息傳輸?shù)綇脑O(shè)備的同時(shí)，將包含消息長度的二進(jìn)制消息傳輸?shù)街髟O(shè)備，且其中，主設(shè)備被配置為一旦主設(shè)備既(i)接收了與消息長度的信息相一致的來自從設(shè)備的若干消息比特，又(ii)傳輸了主設(shè)備向從設(shè)備傳輸?shù)南⒌乃斜忍兀髟O(shè)備就將傳輸結(jié)束信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備。
[0042]從再進(jìn)一步的方面來看，本發(fā)明提供了被配置為通過同步串聯(lián)連接件，接收來自從設(shè)備的包含消息長度的信息的二進(jìn)制消息的主設(shè)備，且同時(shí)，通過同步串聯(lián)連接將二進(jìn)制消息傳輸?shù)綇脑O(shè)備；并進(jìn)一步被配置為一旦主設(shè)備既(i)接收了與消息長度的信息相一致的來自從設(shè)備的若干消息比特，又(ii)傳輸了主設(shè)備正向從設(shè)備傳輸?shù)南⒌乃斜忍?，主設(shè)備就將傳輸結(jié)束信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備。
[0043]優(yōu)選地,兩消息同時(shí)開始傳輸,優(yōu)選從在第一時(shí)鐘信號(hào)是被同時(shí)傳輸?shù)拿總€(gè)消息的最低有效位開始。
[0044]前述方面的可選特征也可以是這些方面的特征。
[0045]在任何前述方面，通過主設(shè)備在請(qǐng)求線或結(jié)束-信號(hào)線上發(fā)送主傳輸結(jié)束信號(hào)到從設(shè)備，可結(jié)束交互(即，一段時(shí)間連續(xù)或持續(xù)的通信)。可替換地或另外地，通過主設(shè)備停止在時(shí)鐘線上發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)可結(jié)束交互。
[0046]主傳輸結(jié)束信號(hào)可包括請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。在一些實(shí)施方式中，主傳輸結(jié)束信號(hào)包括將請(qǐng)求線從低升到高。
[0047]從設(shè)備可被配置為響應(yīng)接收主傳輸結(jié)束信號(hào)而觸發(fā)就緒線的狀態(tài)。在一些實(shí)施方式中，從設(shè)備響應(yīng)接收主傳輸結(jié)束信號(hào)而從將就緒線由低到升高。
[0048]主設(shè)備可被配置為在發(fā)送主傳輸請(qǐng)求信號(hào)之前檢查就緒線或請(qǐng)求線(或二者)的狀態(tài)，并只有所述線的狀態(tài)滿足主傳輸條件時(shí)才發(fā)送主傳輸請(qǐng)求信號(hào)。主傳輸條件可以是該線位于高態(tài)。
[0049]類似地從設(shè)備可以被配置為在發(fā)送從傳輸請(qǐng)求信號(hào)之前檢查就緒線或請(qǐng)求線(或二者)的狀態(tài)，并只有所述線的狀態(tài)滿足從傳輸條件時(shí)才發(fā)送從傳輸請(qǐng)求信號(hào)。從傳輸條件可以是該線位于高態(tài)。
[0050]以這種方式，通過確保在有交互已在進(jìn)行中時(shí)不發(fā)送傳輸請(qǐng)求，可以避免來自從設(shè)備和主設(shè)備的傳輸請(qǐng)求之間的沖突。
[0051]主設(shè)備優(yōu)選包括傳輸緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)。這些可能是同一個(gè)緩沖區(qū)(例如，單一的8比特的緩沖區(qū))，在這種情況下，比特可從緩沖區(qū)的一端傳輸而從另一端接收(循環(huán)緩沖區(qū))。然而，優(yōu)選地，它們是分開的緩沖區(qū)。
[0052]主設(shè)備可包括多個(gè)傳輸緩沖區(qū)和/或多個(gè)接收緩沖區(qū)?？刂破髟谥髟O(shè)備中(其可能包括硬件邏輯或軟件)可被配置為選擇緩沖區(qū)其中的一個(gè)作為活躍傳輸緩沖區(qū)，該活躍緩沖區(qū)可用于當(dāng)前或下次傳輸操作?？梢灶愃频剡x擇活躍接收緩沖區(qū)。
[0053]以相似的方式，從設(shè)備可以包括單一的傳輸和接收緩沖區(qū)，但優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)傳輸緩沖區(qū)和一個(gè)或多個(gè)分開的接收緩沖區(qū)。從設(shè)備可包括被配置為選擇活躍傳輸和/或接收緩沖區(qū)的控制器。
[0054]緩沖區(qū)在主設(shè)備和從設(shè)備上可以都是相同的尺寸(例如8比特，或常數(shù)量的字節(jié))，或者它們可以是不同的尺寸。
[0055]主和/或從設(shè)備的緩沖區(qū)可在硬件或軟件中實(shí)現(xiàn)。
[0056]從設(shè)備可被配置為，如果從設(shè)備確定主設(shè)備在從設(shè)備接收到完整的消息之前結(jié)束了交互，就請(qǐng)求重傳來自主設(shè)備的消息。例如，消息可包含消息長度的信息，及從設(shè)備可被配置為當(dāng)從設(shè)備接收主傳輸結(jié)束信號(hào)時(shí)，使用此信息來確定是否已經(jīng)接收到相應(yīng)數(shù)目的消息比特。使用就緒線和/或從到主數(shù)據(jù)線可提出該重傳請(qǐng)求。例如，從設(shè)備可通過就緒線發(fā)送從傳輸請(qǐng)求信號(hào)，然后將包括預(yù)定的重傳請(qǐng)求的消息傳輸?shù)街髟O(shè)備。
[0057]主設(shè)備可以是，或包括，微控制器或中央處理器單元。從設(shè)備可以是，或者包括，微控制器或中央處理器單元。本發(fā)明特別適合于以軟件控制主設(shè)備和從設(shè)備兩者。然而也可設(shè)想，從設(shè)備可能是，或包括，硬件設(shè)備，例如無線電芯片的連接芯片組，或一些不一定具有通用用途的處理器的其它元件。
[0058]接口的連接線可采用任何適當(dāng)?shù)男问健Ｋ鼈兛梢允枪鈱W(xué)的，但優(yōu)選是電氣的。包括至少5根連接線的電纜可連接在主設(shè)備和從設(shè)備之間；然而，在優(yōu)選實(shí)施方式中，連接線在PCB上形成。在其它實(shí)施方式中，主設(shè)備和從設(shè)備可被集成在單一的硅芯片上，而連接線可以包括硅芯片上的導(dǎo)體。
[0059]優(yōu)選地，以與時(shí)鐘信號(hào)相同的速率傳輸數(shù)據(jù)比特；即每個(gè)時(shí)鐘脈沖一個(gè)比特?？稍跁r(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿上傳輸和讀取數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，在時(shí)鐘的上升沿上捕獲數(shù)據(jù)和在下降沿上傳輸數(shù)據(jù)。
[0060]盡管本發(fā)明參考主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備來描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以替代地使用一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備。從選擇線可將主設(shè)備連接到從設(shè)備，且可用于選擇從設(shè)備其中的一個(gè)作為活躍設(shè)備，就像從SPI所知的一樣。如果所述線為所有從設(shè)備之間共享，那么不活躍從設(shè)備可被配置為忽略請(qǐng)求和主到從數(shù)據(jù)連接線上的信號(hào)，并不在就緒和從到主數(shù)據(jù)連接線上傳輸任何信號(hào)。
[0061]在一些實(shí)施例中包含多個(gè)從設(shè)備，每個(gè)從設(shè)備可以有其自身的就緒線，及可選的其自身的請(qǐng)求線，連接主設(shè)備。以這種方式，甚至在主設(shè)備和另一個(gè)從設(shè)備之間的交互期間，從設(shè)備都能夠?qū)膫鬏斦?qǐng)求信號(hào)發(fā)送到主設(shè)備，并等待主傳輸接收信號(hào)。時(shí)鐘線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線還可在多個(gè)從設(shè)備間共享，借此與每個(gè)從設(shè)備具有完全獨(dú)立的串行接口相比節(jié)省空間。
[0062]本發(fā)明的任何方面的可選的或優(yōu)先的特征可以是任何其它方面的可選的或優(yōu)選的特征，無論在哪里只要恰當(dāng)。部分或全部的方面可結(jié)合在單一的實(shí)施方式中。
[0063]現(xiàn)在將僅通過示例的方式，參考附圖，描述本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，其中:
[0064]圖1是示出了微控制器(MCU)、無線電收發(fā)器和它們之間的串行連接的示意圖；
[0065]圖2是示出了在無線電收發(fā)器中內(nèi)部元件的示意圖；
[0066]圖3是示出了由MCU發(fā)起的交互的時(shí)序圖；和
[0067]圖4是示出了由無線電發(fā)起的交互的時(shí)序圖。
[0068]圖1示出了 MCUl和集成的單芯片的無線電收發(fā)器2。例如，這些可能是安裝在普通PCB上的單獨(dú)的包。該MCUl和無線電之間有五條串行總線3，其可由在PCB上的導(dǎo)線形成。該串行線是:請(qǐng)求線(REQN)、就緒線(RDYN)、時(shí)鐘線(CLK)、主-出從-進(jìn)數(shù)據(jù)線(MOSI)和主-進(jìn)從-出數(shù)據(jù)線(MIS0)。
[0069]
【權(quán)利要求】
1.一種在主設(shè)備和從設(shè)備之間通過串行接口進(jìn)行全雙工通信的方法，所述串行接口包括五根獨(dú)立的線，即時(shí)鐘線、請(qǐng)求線、就緒線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線，該方法包括: 主設(shè)備通過所述時(shí)鐘線將時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備； 在第一交互中，所述主設(shè)備通過所述請(qǐng)求線將主傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備；所述從設(shè)備接收所述主傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過所述就緒線將從傳輸接收信號(hào)發(fā)送到所述主設(shè)備；所述主設(shè)備接收所述從傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過所述主到從數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鰪脑O(shè)備；以及 在第二交互中，所述從設(shè)備通過所述就緒線或通過從-請(qǐng)求線將從傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到所述主設(shè)備；所述主設(shè)備接收所述從傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過所述請(qǐng)求線或通過主-就緒線將主傳輸接收信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備；所述從設(shè)備接收所述主傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過所述從到主數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋髟O(shè)備； 其中，在所述第一交互和第二交互的至少一個(gè)中，在所述從設(shè)備通過所述從到主數(shù)據(jù)線傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的同時(shí)，所述主設(shè)備通過主到從數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述主傳輸請(qǐng)求信號(hào)和所述主傳輸接收信號(hào)中的一者或兩者包括所述請(qǐng)求線于兩種狀態(tài)之一的狀態(tài)的觸發(fā)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述從傳輸請(qǐng)求信號(hào)和所述從傳輸接收信號(hào)中的一者或兩者包括所述就緒線于兩種狀態(tài)之一的狀態(tài)的觸發(fā)。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括:一旦所述主設(shè)備既(i)接收到所述從設(shè)備通過所述從到主數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍?，?ii)傳輸了其通過所述主到從數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍兀鲋髟O(shè)備即結(jié)束交互。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括:所述主設(shè)備藉由停止通過所述時(shí)鐘線發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)來結(jié)束交互。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括:所述主設(shè)備通過發(fā)送主傳輸結(jié)束信號(hào)來結(jié)束交互，所述主傳輸結(jié)束信號(hào)包括所述請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括:所述主設(shè)備和/或從設(shè)備在發(fā)送傳輸請(qǐng)求信號(hào)之前，檢查所述就緒線或所述請(qǐng)求線的狀態(tài)，并且只在所述線的所述狀態(tài)滿足傳輸條件時(shí)才發(fā)送所述傳輸請(qǐng)求信號(hào)。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括:所述從設(shè)備確定所述主設(shè)備在所述從設(shè)備接收到完整消息之前已結(jié)束交互，并且請(qǐng)求重傳來自所述主設(shè)備的消息。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，包括:所述從設(shè)備通過在所述請(qǐng)求線上發(fā)送從傳輸請(qǐng)求信號(hào)來請(qǐng)求重傳，然后向所述主設(shè)備傳輸消息，其中所述消息包括預(yù)定的重傳請(qǐng)求。
10.一種通信系統(tǒng)，包括主設(shè)備、從設(shè)備和串行接口，其中，所述串行接口包括五根獨(dú)立的線，即時(shí)鐘線、請(qǐng)求線、就緒線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線，其中: 所述主設(shè)備被配置為通過所述時(shí)鐘線將時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備； 所述主設(shè)備被配置為:在第一交互中，通過所述請(qǐng)求線將主傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備；所述從設(shè)備被配置為接收所述主傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過就緒線發(fā)送從傳輸接收信號(hào)到所述主設(shè)備；所述主設(shè)備進(jìn)一步被配置為接收所述從傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過所述主到從數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鰪脑O(shè)備； 所述從設(shè)備被配置為:在第二交互中，通過所述就緒線或從-請(qǐng)求線將從傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到所述主設(shè)備；所述主設(shè)備被配置為接收所述從傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，通過所述請(qǐng)求線或主-就緒線將主傳輸接收信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備；所述從設(shè)備進(jìn)一步被配置為接收所述主傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，通過所述從到主數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋髟O(shè)備；以及 所述主設(shè)備和從設(shè)備在所述第一交互和第二交互的至少一個(gè)中，能夠彼此同時(shí)傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的通信系統(tǒng)，其中，所述時(shí)鐘線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線包括串行外圍接口總線。
12.如權(quán)利要求10或11所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備被配置為將所述請(qǐng)求線保持在兩種可能的狀態(tài)之一。
13.如權(quán)利要求12所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主傳輸請(qǐng)求信號(hào)和所述主傳輸接收信號(hào)中的一者或兩者包括所述請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述從設(shè)備被配置為將所述就緒線保持在兩種可能的狀態(tài)之一。
15.如權(quán)利要求14所述的通信系統(tǒng)，其中，所述從傳輸請(qǐng)求信號(hào)和所述從傳輸接收信號(hào)中的一者或兩者包括所述就緒線的狀態(tài)的觸發(fā)。
16.如權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備被配置為僅在傳輸和/或接收二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)傳輸時(shí)鐘信號(hào)。
17.如權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，被配置為同時(shí)激活所述主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線，并進(jìn)一步配置為，使得在所述從設(shè)備將消息傳輸?shù)剿鲋髟O(shè)備的同時(shí)，所述主設(shè)備將消息傳輸?shù)剿鰪脑O(shè)備，如果這兩個(gè)消息的長度彼此不相等，則具有較短消息要發(fā)送的設(shè)備在所述較短消息的末端附加虛擬數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備被配置為，一旦所述主設(shè)備既(i)接收到所述從設(shè)備通過所述從到主數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍?，?ii)傳輸了通過所述主到從數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍?，即結(jié)束交互。
19.如權(quán)利要求10至18中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備被配置為通過停止在所述時(shí)鐘線上發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)來結(jié)束交互。
20.如權(quán)利要求10至19中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備被配置為通過發(fā)送主傳輸結(jié)束信號(hào)來結(jié)束交互，所述主傳輸結(jié)束信號(hào)包括所述請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。
21.如權(quán)利要求10至20中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備和/或從設(shè)備被配置為，在發(fā)送傳輸請(qǐng)求信號(hào)之前，檢查所述就緒線或所述請(qǐng)求線的狀態(tài)，并且只在所述線路的狀態(tài)滿足傳輸條件時(shí)，才發(fā)送所述傳輸請(qǐng)求信號(hào)。
22.如權(quán)利要求10至21中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備包括傳輸緩沖區(qū)和獨(dú)立的接收緩沖區(qū)。
23.如權(quán)利要求10至21中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備和/或從設(shè)備包括多個(gè)傳輸緩沖區(qū)和一個(gè)控制器，所述控制器被配置為選擇所述緩沖區(qū)的其中之一作為活躍傳輸緩沖區(qū)，從而使得所述活躍傳輸緩沖區(qū)用于當(dāng)前或下一次傳輸操作。
24.如權(quán)利要求10至23中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述主設(shè)備和/或從設(shè)備包括多個(gè)接收緩沖區(qū)和一個(gè)控制器，所述控制器被配置為選擇所述緩沖區(qū)的其中之一作為活躍接收緩沖區(qū)，從而使得所述活躍接收緩沖區(qū)用于當(dāng)前或下一次接收操作。
25.如權(quán)利要求10至24中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述從設(shè)備被配置為，如果所述從設(shè)備確定在所述完整消息被所述從設(shè)備接收到之前，所述主設(shè)備已結(jié)束所述交互，則所述從設(shè)備請(qǐng)求重傳來自所述主設(shè)備的消息。
26.如權(quán)利要求25所述的通信系統(tǒng)，其中，所述從設(shè)備被配置為藉由通過在所述就緒線上發(fā)送從傳輸請(qǐng)求信號(hào)來請(qǐng)求重傳，然后發(fā)送消息到所述主設(shè)備，其中所述消息包括預(yù)定的重傳請(qǐng)求。
27.如權(quán)利要求10至26中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，所述五根線是電氣連接線。
28.如權(quán)利要求10至27中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，包括多個(gè)從設(shè)備和將所述主設(shè)備連接到所述從設(shè)備的從選擇線，用于激活這些從設(shè)備中所選定的從設(shè)備。
29.如權(quán)利要求10至28中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)，其中，包括多個(gè)從設(shè)備，每個(gè)從設(shè)備具有其自己的與所述主設(shè)備相連接的就緒線。
30.如權(quán)利要求29所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)從設(shè)備共享所述時(shí)鐘線、主到從數(shù)據(jù)線和從到主數(shù)據(jù)線。
31.一種主設(shè)備，包括五個(gè)串行接口連接件，即時(shí)鐘連接件、請(qǐng)求連接件、就緒連接件、主到從數(shù)據(jù)連接件和從到主數(shù)據(jù)連接件，其中: 所述主設(shè)備被配置為從所述時(shí)鐘連接件將時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送到從設(shè)備； 所述主設(shè)備被配置為:在第一交互中，從所述請(qǐng)求連接件將主傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備；并被配置為在 所述就緒連接件處接收來自所述從設(shè)備的從傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接回應(yīng)，從所述主到從數(shù)據(jù)連接件處將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鰪脑O(shè)備； 所述主設(shè)備被配置為:在第二交互中，在所述就緒連接件或從-請(qǐng)求連接件處接收來自所述從設(shè)備的從傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，從所述請(qǐng)求連接件或主-就緒連接件發(fā)送主傳輸接收信號(hào)；并且，在所述從到主數(shù)據(jù)連接處接收來自所述從設(shè)備的二進(jìn)制數(shù)據(jù)；以及 所述主設(shè)備在所述第一交互和第二交互的至少一個(gè)中，能夠在所述從到主數(shù)據(jù)連接處接收二進(jìn)制數(shù)據(jù)的同時(shí)，從所述主到從數(shù)據(jù)連接件傳輸數(shù)據(jù)。
32.如權(quán)利要求31所述的主設(shè)備，其中，所述時(shí)鐘連接、主到從數(shù)據(jù)連接和從到主數(shù)據(jù)連接被連接到串行外圍接口(SPI)總線。
33.如權(quán)利要求31或32所述的主設(shè)備，被配置為將所述請(qǐng)求線保持在兩種可能的狀態(tài)之一 O
34.如權(quán)利要求33所述的主設(shè)備，其中，所述主傳輸請(qǐng)求信號(hào)和所述主傳輸接收信號(hào)中的一者或兩者包括所述請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。
35.如權(quán)利要求31至34中的任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，被配置為僅在傳輸和/或接收二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)才傳輸所述時(shí)鐘信號(hào)。
36.如權(quán)利要求31至35中任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，被配置為一旦所述主設(shè)備既(i)接收到所述從設(shè)備通過所述從到主數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍兀?ii)傳輸了其通過所述主到從數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娜魏蜗⒌乃斜忍?，即結(jié)束交互。
37.如權(quán)利要求31至36中任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，被配置為藉由停止通過所述時(shí)鐘線發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)來結(jié)束交互。
38.如權(quán)利要求31至37中任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，被配置為通過發(fā)送主傳輸結(jié)束信號(hào)來結(jié)束交互，所述主傳輸結(jié)束信號(hào)包括所述請(qǐng)求線的狀態(tài)的觸發(fā)。
39.如權(quán)利要求31至38中任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，被配置為在發(fā)送主傳輸請(qǐng)求信號(hào)之前，檢查所述就緒線和所述請(qǐng)求線的狀態(tài)，并且僅在所述線路的狀態(tài)滿足主傳輸條件時(shí)，才發(fā)送所述主傳輸請(qǐng)求信號(hào)。
40.如權(quán)利要求31至39中任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，包括:傳輸緩沖區(qū)和獨(dú)立的接收緩沖區(qū)。
41.如權(quán)利要求31至40中任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，包括:多個(gè)傳輸緩沖區(qū)和一個(gè)控制器，所述控制器被配置為選擇其中一個(gè)緩沖區(qū)作為活躍傳輸緩沖區(qū)，從而使得所述活躍傳輸緩沖區(qū)用于當(dāng)前或下一次傳輸操作。
42.如權(quán)利要求31至41中任一項(xiàng)所述的主設(shè)備，包括:多個(gè)接收緩沖區(qū)和一個(gè)控制器，所述控制器被配置為選擇其中一個(gè)緩沖區(qū)作為活躍接收緩沖區(qū)，從而使得所述活躍接收緩沖區(qū)用于當(dāng)前或下一次接收操作。
43.一種從設(shè)備，包括五個(gè)串行接口連接件，即時(shí)鐘連接件、請(qǐng)求連接件、就緒連接件、主到從數(shù)據(jù)連接件和從到主數(shù)據(jù)連接件，其中: 所述從設(shè)備被配置為在所述時(shí)鐘連接件處接收來自主設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)； 所述從設(shè)備被配置為:在第一交互中，在所述請(qǐng)求線處接收來自所述主設(shè)備的主傳輸請(qǐng)求信號(hào)，并且，作為響應(yīng)，從所述就緒連接件處將從傳輸接收信號(hào)發(fā)送到所述主設(shè)備；并且，配置為在所述主到從數(shù)據(jù)連接件處接收來自所述主設(shè)備的二進(jìn)制數(shù)據(jù)； 所述從設(shè)備被配置為:在第二交互中，從所述就緒連接件或從-請(qǐng)求連接件將從傳輸請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到所述主設(shè)備 ；在所述請(qǐng)求連接件或在主-就緒連接件處接收來自所述主設(shè)備的主傳輸接收信號(hào)，并且，作為直接響應(yīng)，從所述從到主數(shù)據(jù)線將二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋髟O(shè)備；以及 所述從設(shè)備在所述第一交互和第二交互的至少一個(gè)中，能夠從所述從到主數(shù)據(jù)連接件傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)的同時(shí)，在所述主到從數(shù)據(jù)連接件處接收二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
44.如權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其中，所述時(shí)鐘連接件、主到從數(shù)據(jù)連接件和從到主數(shù)據(jù)連接件被連接到串行外圍接口總線。
45.一種在主設(shè)備和從設(shè)備之間通過同步串行連接件交換數(shù)據(jù)的方法，包括:所述從設(shè)備在所述主設(shè)備將二進(jìn)制消息傳輸?shù)剿鰪脑O(shè)備的同時(shí)，將包含消息長度的信息的二進(jìn)制消息傳輸?shù)剿鲋髟O(shè)備，其中，一旦所述主設(shè)備既(i)接收了與消息長度的信息相一致的來自從設(shè)備的若干消息比特，又(ii)傳輸了主設(shè)備向從設(shè)備傳輸?shù)南⒌乃斜忍?，所述主設(shè)備立即將傳輸結(jié)束信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備。
46.如權(quán)利要求45所述的方法,包括:開始同時(shí)傳輸兩個(gè)消息。
47.一種數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，包括主設(shè)備、從設(shè)備和二者之間的同步串行連接件，其中，所述從設(shè)備被配置為在所述主設(shè)備將二進(jìn)制消息傳輸?shù)剿鰪脑O(shè)備的同時(shí)，將包含消息長度的信息的二進(jìn)制消息傳輸?shù)剿鲋髟O(shè)備，并且其中所述主設(shè)備被配置為，一旦所述主設(shè)備既(i)接收了與消息長度的信息相一致的來自從設(shè)備的若干消息比特，又(ii)傳輸了所述主設(shè)備向從設(shè)備傳輸?shù)南⒌乃斜忍兀蛯鬏斀Y(jié)束信號(hào)發(fā)送到所述從設(shè)備。
48.如權(quán)利要求47所述的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，被配置為同時(shí)開始兩個(gè)消息的傳輸。
49.一種主設(shè)備，被配置為通過同步串行連接件接收來自從設(shè)備的包括消息長度的信息的二進(jìn)制消息，并且同時(shí)通過所述同步串行連接將二進(jìn)制消息傳輸?shù)剿鰪脑O(shè)備；并且進(jìn)一步被配置為，一旦所述主設(shè)備既(i)接收了與消息長度的信息相一致的來自從設(shè)備的若干消息比特，又(ii)傳輸了所述主設(shè)備向從設(shè)備傳輸?shù)南⒌乃斜忍兀蛯鬏斀Y(jié)束信號(hào)發(fā)送到 所述從設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G06F13/42GK103460201SQ201280008949
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月15日
【發(fā)明者】維納亞克·卡里阿帕·切特瑪達(dá), 比約恩·托雷·塔爾德森, 佩爾·卡斯滕·斯克格倫 申請(qǐng)人:北歐半導(dǎo)體公司