一種基于i2c總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括：包括主機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)，三者都掛接在I2C上，其特征在于，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備還包括反相器，所述反相器與主機(jī)的復(fù)位RST接口連接，還與I2C總線的串行數(shù)據(jù)線SDA連接；主機(jī)在總線死鎖時(shí)通過RST接口向反相器發(fā)送低電平，反相器對(duì)低電平進(jìn)行反向，輸出高電平到I2C總線的SDA，SDA將高電平傳送給主機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)觸發(fā)復(fù)位。本實(shí)用新型方案能夠通過硬件方式實(shí)現(xiàn)I2C總線死鎖的復(fù)位。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的設(shè)備，尤其涉及一種基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù) 據(jù)處理設(shè)備。 一種基于12C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0002] I2C(Inter - Integrated Circuit)總線，是由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行 總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備，微控制器多稱為主機(jī)。I2C總線是微電子通信控 制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式 簡(jiǎn)單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。I2C總線的開始和結(jié)束時(shí)序通過在時(shí)鐘線 (SCL)高電平時(shí)串行數(shù)據(jù)線（SDA，Serial Data)的下降沿和上升沿來表示，如圖1所示；I2C 總線包括SCL和SDA。
[0003] 參見圖2,為現(xiàn)有技術(shù)中基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，該數(shù)據(jù)處 理設(shè)備包括主機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)，三者都掛在I2C總線上，三者可通過I2C總線進(jìn)行 通信。在實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)I2C總線死鎖的情況，也就是，I2C總線啟動(dòng)后，出現(xiàn)通信故障， 導(dǎo)致死鎖。下面通過實(shí)例對(duì)I2C總線死鎖的情況進(jìn)行具體說明。
[0004] 該實(shí)例中，第一從機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)了第二從機(jī)的配置參數(shù)；數(shù)據(jù)處理設(shè)備開機(jī)后，主機(jī)需 要從第一從機(jī)讀取配置參數(shù)，發(fā)送給第二從機(jī)進(jìn)行配置。具體實(shí)現(xiàn)中，默認(rèn)的開機(jī)時(shí)序是主 機(jī)首先向第一從機(jī)發(fā)送尋址信息，第一從機(jī)收到尋址信息后應(yīng)答并發(fā)送配置參數(shù)給主機(jī)； 主機(jī)再用收到的配置參數(shù)給第二從機(jī)進(jìn)行功能配置；第二從機(jī)配置好后便可進(jìn)行工作，進(jìn) 一步地，可將工作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)。上述過程中，主設(shè)備與從機(jī)之間的尋址和應(yīng)答配 合都容易出問題，總線就會(huì)鎖死；以第二從機(jī)的應(yīng)答為例，如果主機(jī)向第一從機(jī)發(fā)送尋址信 息后一直未收到應(yīng)答，卡在應(yīng)答狀態(tài)，此時(shí)SDA被拉低，SCL正常。
[0005] 出現(xiàn)I2C總線死鎖的情況，需要進(jìn)行解鎖；目前的解鎖方案具體包括：主機(jī)在總線 死鎖時(shí)，采用軟件實(shí)現(xiàn)方式，生成復(fù)位指令，對(duì)I2C總線及從機(jī)進(jìn)行復(fù)位?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理 設(shè)備采用軟件方式進(jìn)行解鎖，但軟件復(fù)位只能在從機(jī)邏輯正確的情況下才可以復(fù)位I2C總 線，若遇到從機(jī)工作不正常、邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，通過軟件方式無法實(shí)現(xiàn)復(fù)位。可見，現(xiàn)有 的數(shù)據(jù)處理設(shè)備不能有效地解鎖總線。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型提供了一種基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備能夠 通過硬件方式實(shí)現(xiàn)I2C總線死鎖的復(fù)位。
[0007] -種基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括主機(jī)、第一從機(jī)和 第二從機(jī)，三者都掛接在I2C上，其特征在于，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備還包括反相器，所述反相器 與主機(jī)的復(fù)位（RST，RESET)接口連接，還與I2C總線的串行數(shù)據(jù)線SDA連接；
[0008] 主機(jī)在總線死鎖時(shí)通過RST接口向反相器發(fā)送低電平，反相器對(duì)低電平進(jìn)行反 向，輸出高電平到I2C總線的SDA，SDA將高電平傳送給主機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)觸發(fā)復(fù) 位。
[0009] 較佳地，所述反相器包含PNP三極管，PNP三極管的集電極與I2C總線的SDA連接， 基極與主機(jī)的RST接口連接。
[0010] 較佳地，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為攝像機(jī)，所述主機(jī)為DSP芯片，所述第一從機(jī)為存儲(chǔ) 器，所述第二從機(jī)為圖像信號(hào)處理器ISP。
[0011] 較佳地，所述存儲(chǔ)器為電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EEPR0M。
[0012] 較佳地，所述主機(jī)的RST接口與第二從機(jī)的RST接口連接，主機(jī)在總線死鎖時(shí)還通 過RST接口向第二從機(jī)的RST接口發(fā)送復(fù)位電平。
[0013] 從上述方案可以看出，本實(shí)用新型中，在數(shù)據(jù)處理設(shè)備內(nèi)設(shè)置反相器，該反相器與 主機(jī)的RST接口連接，還與I2C總線的串行數(shù)據(jù)線SDA連接；主機(jī)在總線死鎖時(shí)通過RST接 口向反相器發(fā)送低電平，反相器對(duì)低電平進(jìn)行反向，輸出高電平到I2C總線的SDA，I2C總線 將高電平傳送給主機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)觸發(fā)復(fù)位。這樣，結(jié)合反相器，通過硬件方式實(shí) 現(xiàn)總線死鎖的復(fù)位，即使在從機(jī)邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，也能使總線死鎖成功復(fù)位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)I2C總線上的信號(hào)示意圖；
[0015] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3為本實(shí)用新型基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4為圖3中反相器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖5為圖3中主機(jī)的芯片結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)例；
[0019] 圖6為圖3中第一從機(jī)的芯片結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)例；
[0020] 圖7為圖3中第二從機(jī)的芯片結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)例。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖， 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022] 本實(shí)用新型中，在數(shù)據(jù)處理設(shè)備內(nèi)設(shè)置反相器，結(jié)合反相器，通過硬件方式實(shí)現(xiàn)總 線死鎖的復(fù)位，即使在從機(jī)邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，也能使總線死鎖成功復(fù)位。參見圖3,為本 實(shí)用新型基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備主機(jī)、第一從機(jī) 和第二從機(jī)，三者都掛接在I2C上，其特征在于，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備還包括反相器，反相器與 主機(jī)的RST接口連接，還與I2C總線的串行數(shù)據(jù)線SDA連接；
[0023] 主機(jī)在總線死鎖時(shí)通過復(fù)位RST接口向反相器發(fā)送低電平，反相器對(duì)低電平進(jìn)行 反向，輸出高電平到12C總線的SDA，12C總線將高電平傳送給主機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)觸 發(fā)復(fù)位。
[0024] 反相器用于將低電平反向?yàn)楦唠娖剑刹捎枚喾N方式實(shí)現(xiàn)；例如：基于PNP三極管 實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，PNP三極管的集電極3與I2C總線的SDA連接，基極1與主機(jī)的RST接 口連接。圖5為圖3中主機(jī)的芯片結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)例，圖6為圖3中第一從機(jī)的芯片結(jié)構(gòu)示 意圖實(shí)例，圖7為圖3中第二從機(jī)的芯片結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)例。
[0025] 本實(shí)用新型方案可具體應(yīng)用于任何基于I2C實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，例如，可應(yīng)用 于攝像機(jī)，此時(shí)，主機(jī)為數(shù)字信號(hào)處理（DSP, Digital Signal Process)芯片，第一從機(jī)為存 儲(chǔ)器，第二從機(jī)為圖像信號(hào)處理器（ISP, Image Signal Processor)。
[0026] 進(jìn)一步地，所述存儲(chǔ)器具體為電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 〇
[0027] 反相器對(duì)低電平進(jìn)行反向，輸出高電平到I2C總線的SDA，SDA將高電平傳送給主 機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)觸發(fā)復(fù)位。特別地，對(duì)于某些數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中的第二從機(jī)進(jìn)行 復(fù)位時(shí)，還需對(duì)第二主機(jī)進(jìn)行重啟；針對(duì)這種情況，本實(shí)用新型還將主機(jī)的RST接口與第二 從機(jī)的RST接口進(jìn)行連接，主機(jī)在總線死鎖時(shí)通過RST接口向第二從機(jī)的RST接口發(fā)送復(fù) 位電平，以重啟第二從機(jī)。
[0028] 圖4至圖7的實(shí)例中，主機(jī)、從機(jī)1、從機(jī)2都掛接在I2C總線上，主機(jī)還通過RST 信號(hào)給從機(jī)2發(fā)送復(fù)位電平。圖4中，由電阻R67、R68、R69及PNP三級(jí)管Q4組成反相器， 當(dāng)RST輸入信號(hào)為高時(shí)，Q4集電極輸出低電平；當(dāng)RST輸入信號(hào)為低時(shí)，Q4集電極輸出高 電平。當(dāng)Q4集電極輸出低電平時(shí)，I2C總線的SDA對(duì)地阻抗額外有10K的對(duì)地回路，電流 較小，影響忽略不計(jì)；當(dāng)Q4集電極輸出高電平時(shí)SDA被拉高至3. 3V左右，此時(shí)滿足在SCL 高電平時(shí)所需的合適上升沿，形成停止信號(hào)（STOP condition)。
[0029] 圖5中的U11為主機(jī)，圖6中的U6為從機(jī)1，圖7中的U4為從機(jī)2,12C總線上掛 接這三個(gè)設(shè)備。默認(rèn)的開機(jī)時(shí)序是U11作為主設(shè)備，首先向U6發(fā)送尋址信息，U6收到尋址 信息后應(yīng)答并發(fā)送配置參數(shù)給Ull，U11再用收到的配置參數(shù)給U4進(jìn)行功能配置；U4配置 好后輸出工作數(shù)據(jù)給U11。上述設(shè)備啟動(dòng)過程中，主設(shè)備與從機(jī)之間的尋址和應(yīng)答配合都 容易出問題，總線就會(huì)鎖死。以第二從機(jī)的應(yīng)答為例，如果主機(jī)向第一從機(jī)發(fā)送尋址信息后 一直未收到應(yīng)答，卡在應(yīng)答狀態(tài)，此時(shí)SDA被拉低，SCL正常；該應(yīng)答具體為應(yīng)答電平信號(hào)， 如果主機(jī)發(fā)送尋址信息后通過I2C總線一直未接收到規(guī)定的應(yīng)答電平信號(hào)，則獲知總線死 鎖。再例如，U4配置好后輸出工作數(shù)據(jù)給U11，該數(shù)據(jù)可通過與U4之間的并行接口傳輸，可 具體為圖像、音頻數(shù)據(jù)等；U11接收來自U4的數(shù)據(jù)后，對(duì)收到的數(shù)據(jù)按照規(guī)定格式校驗(yàn)，如 果數(shù)據(jù)格式正確則啟動(dòng)完成；如果不正確，U11獲知總線死鎖；對(duì)數(shù)據(jù)的格式校驗(yàn)可通過是 否接收到規(guī)定格式的電平信號(hào)序列實(shí)現(xiàn)，如果數(shù)據(jù)有效，來自U4的數(shù)據(jù)為滿足規(guī)定格式的 電平信號(hào)序列?？偩€死鎖的獲知有多種情況，包括：未接收到應(yīng)答電平信號(hào)，或未接收到來 自U4的滿足規(guī)定格式的電平信號(hào)序列；等等。
[0030] U11獲知總線鎖死后，通過RST接口輸出復(fù)位電平給U4進(jìn)行重啟；并通過RST接 口發(fā)出一個(gè)指定脈寬的低電平信號(hào)，通過Q4組成的反相器后把SDA拉起（上升沿），制造一 個(gè)I2C通信完成的時(shí)序（STOP condition)，從而使總線釋放到空閑狀態(tài)，完成一個(gè)結(jié)束的時(shí) 序，使設(shè)備可以從死循環(huán)中跳出以重啟開機(jī)時(shí)序。
[0031] 采用本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理設(shè)備方案，利用簡(jiǎn)單的外部電路實(shí)現(xiàn)I2C總線的解 鎖，即使在從機(jī)不正常時(shí)也可以完成總線的解鎖，從而使整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)正常。
[0032] 本實(shí)用新型在數(shù)據(jù)處理設(shè)備內(nèi)設(shè)置反相器，該反相器與主機(jī)的RST接口連接，還 與I2C總線的串行數(shù)據(jù)線SDA連接；主機(jī)在總線死鎖時(shí)通過復(fù)位RST接口向反相器發(fā)送低 電平，反相器對(duì)低電平進(jìn)行反向，輸出高電平到I2C總線的SDA，I2C總線將高電平傳送給主 機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)觸發(fā)復(fù)位。這樣，結(jié)合反相器，通過硬件方式實(shí)現(xiàn)總線死鎖的復(fù)位， 即使在從機(jī)邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，也能使總線死鎖成功復(fù)位。
[0033] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于I2C總線實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括主機(jī)、第一從機(jī)和第 二從機(jī)，三者都掛接在I2C上，其特征在于，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備還包括反相器，所述反相器與 主機(jī)的復(fù)位RST接口連接，還與I2C總線的串行數(shù)據(jù)線SDA連接； 主機(jī)在總線死鎖時(shí)通過RST接口向反相器發(fā)送低電平，反相器對(duì)低電平進(jìn)行反向，輸 出高電平到I2C總線的SDA，SDA將高電平傳送給主機(jī)、第一從機(jī)和第二從機(jī)觸發(fā)復(fù)位。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其特征在于，所述反相器包含PNP三極管，PNP 三極管的集電極與I2C總線的SDA連接，基極與主機(jī)的RST接口連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為攝像機(jī)， 所述主機(jī)為DSP芯片，所述第一從機(jī)為存儲(chǔ)器，所述第二從機(jī)為圖像信號(hào)處理器ISP。
4. 如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)器為電可擦可編程只讀 存儲(chǔ)器EEPROM。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其特征在于，所述主機(jī)的RST接口與第二從 機(jī)的RST接口連接，主機(jī)在總線死鎖時(shí)還通過RST接口向第二從機(jī)的RST接口發(fā)送復(fù)位電 平。
【文檔編號(hào)】G06F13/40GK203849731SQ201420209174
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】樊飛, 金升陽, 梁秋芳 申請(qǐng)人:杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司