专利名称：即插即用的i的制作方法
技术领域：
本发明涉及设备或系统内的数据通信，特别涉及设备或系统内的可移动部件通过串行总线的数据通信。
1988年3月23发表的英国专利，申请号为2 195 028A，揭示了一个测试电子电路设备，该设备为了增强其功能，包括一个选定接口模块可以连接到该设备的控制器。该控制器可以查询连接的模块，以确定设备内每个模块的物理位置和每个模块的功能及特性。根据这些信息，控制器可以合适地组织其内部程序。然而，所公开的该设备总线结构有多种专用总线，包括并行模块识别总线。而且，该模块识别总线所必须的大小依据可能连接到该设备的模块数而变化。
美国哈里斯(Harris)公司专利号为5,339,362的专利，揭示了有一个具有控制器组件的自动音频系统，该控制器组件中可插入模块信号处理部件。在该音频系统中的控制器探询控制器组件内的所有位置，以确定安装了那些部件，然后通过软件探询配置本身，以提供合适的控制功能。在探询过程中，控制器采用8线宽的选择SELECT总线，以及专用探询POLL线。此外，该专利的公开内容建议所有可插入到系统中的模块部件的软件程序都存放在随机访问存储器(RAM)中，而不管相应的模块部件实际上是否插入在系统中。
因此，在英国专利号2 195 028A和美国专利号5 339 362的专利申请中所示的传统解决方法需要大的和/或多的并行总线、非标准配置和协议以及大容量的RAM。
发明综述根据本发明的具体实施例，提供了包括一个或多个控制器和一个或多个从设备单元的电子设备，该电子设备还具有连接该控制器和从设备单元的I2C(内部集成电路)串行总线，该设备进一步还包括存放各种类型从设备单元软件驱动程序的二级存储器。
控制器利用一类型地址经过总线向由二级存贮器中相应软件驱动程序代表的每种从设备单元发送命令，以确定哪种从设备驱动单元实际出现在总线上。如果控制器连续接收到相应命令的确认信号，则控制器知道由其地址表示的这一类型的从设备单元当前处在总线上。控制器继续用不同的地址发送命令，直至预定数目的从设备单元被确认，或者直至由已经存放在二级存储器中的软件驱动程序来表示的相应于所有从设备单元类型的命令都被发送。
对于每个当前处在总线上的从设备单元类型，它们相应的软件驱动程序都从二级存储器加载到控制器容易访问的RAM中。软件驱动程序可以在它们被识别时加载，或者在所有当前处在总线上的从设备单元类型都被确认后再加载。软件驱动程序用于初始化当前处在总线上的从设备单元并使控制器能够适当地调节和实现设备的功能。其他支持独立寻址和确认的串行总线和/或总线标准都可以使用，以代替I2C串行总线。
附图的简要描述结合附图阅读了本发明的具体实施例的详细描述后，对于本领域的技术人员来说，本发明的其他目标和优点将变得显而易见。图中同类的元件由同类的参考数字说明。
图1表示在采用I2C总线的设备中的举例连接。
图2表示I2C总线的通信协议。
图3表示有重复开始条件的I2C总线的通信协议。
图4表示I2C串行总线的时序。
图5表示根据I2C的协议的确认机理。
图6表示在I2C时序图中概述的确认机理。
图7A表示根据本发明的一个具体实施例的设备配置。
图7B表示根据本发明的另一具体实施例的设备配置。
图8表示根据本发明的一个具体实施例的设备识别过程的流程图。
图9表示根据本发明的一个具体实施例的设备识别过程的详细流程图。
发明的详细描述根据本发明的具体实施例，标准I2C总线常用在具有模块部件的电子设备中，例如可移动的从设备单元部件，以便动态地确定哪个从设备单元部件连接到总线之上。连接到总线的从设备单元部件的相应软件驱动程序从二级存储器被加载到RAM中。于是，利用标准总线，例如I2C总线以及利用现有的与I2C总线兼容的模块部件就能动态地配置该电子设备。这样，通过使用标准的现有技术，而不用附加专用硬件就可以使得RAM消耗最小，也可以减少产品的成本。本发明也具有一个显著的优点，允许那些设备制造商在制造期间将由标准的I2C总线连接的模块部件组合在一起，以代替不同的模块部件，而丝毫不用改变设备的设计。这可能是非常有用的，例如，由于这种设计允许制造商根据部件的价格、可用性等采用不同的厂商提供的部件来装配设备及其模块部件，所以导致进一步减少制造成本并增加系统的适应性。
I2C协议可以用于在至少具有一台微机及其他外设的系统中进行数据通信，其中，其他外设是例如存储设备和输入输出(I/O)扩展设备。当系统内连接各种设备的成本必须最小，而且不需要高速传送数据时，I2C协议是非常有用的。
特别要指出的是，I2C协议是双针、双向通信的串行协议，一个插针用作数据信号，另一插针用作时钟信号。该协议对于每个插针是对称的，即适用于通过数据插针的数据信号双向传输的规则，也适用于通过时钟插针的时钟信息的双向传输。有关I2C协议的更详细描述可参看菲利浦半导体公司的“I2C总线和怎样使用I2C总线(包括说明书)”一书中的P1-24页，该书出版于1995年4月，特此列出作为参考。
如图5和图6所示，响应总线上包含从设备单元地址的命令，该从设备单元放置到总线上的确认信号可用于指示该从设备单元当前正处在总线上。包含本发明的实施例的系统必须知道本系统内哪个设备或从设备单元是可以被接收的。这是可以做到的，例如，直接为系统内的控制器设置软件编码。作为选择，控制器也可设置配置文件，在控制器的软件编码运行时，例如，系统上电时，评估该配置文件。正如菲利浦的I2C标准说明书中概述的，I2C标准需要总线上的每个从设备都对应唯一的地址，并且指出一个I2C总线委员会将协调唯一的I2C地址的分配。根据本发明的不同的具体实施例，当前在I2C总线上的从设备单元必须是能够被标识或识别的，然后利用合适的软件驱动程序进行初始化和/或操作。
如图7所示，根据本发明的包含电子设备的具体实施例，可以在设备中使用的所有I2C从设备单元部件的软件驱动程序(根据设备的特殊功能和应用)都存放在二级存储器710中。该二级存储器710可以是诸如静态随机访问存储器(SRAM)、电擦除可编程只读存储器(EEPROM)或任何其他合适的可以不用外加电源而保存内容而的存储器。如图7A所示，结合本发明的具体实施例的典型设备包括一个控制器或微控制器706和一从设备单元部件，例如液晶显示器(LCD)驱动器708。作为选择，如图7B所示，在微控制器706中能提供二级存储器，如二级存储器714，或者在微控制器706之外提供二级存储器，但必须直接连接到该为控制器706，如二级存储器712。
图8是描述根据本发明的一个具体实施例的一般功能的流程图。在步骤810开始后，在步骤820检测当前总线上的所有从设备单元部件，这一步可以由如微控制器706的部件来实现。在步骤830，与被确认的当前处在总线上的所有从设备单元所对应的软件驱动程序被加载到，例如位于微控制器706内或者直接连到微控制器706的RAM上。在步骤840，使用已加载的软件驱动程序对当前处在总线上的从设备单元部件进行初始化。在从设备单元部件初始化后，将总线和从设备单元组合在一起的设备执行它特有的功能。
图9是更详细地描述本发明的一个具体实施例的典型功能的流程图。在步骤910开始后，在步骤920初始化一个计数器，然后在步骤930从一地址表中得到地址，该地址表是与能够在总线上出现的从设备单元部件的类型相对应的。
在步骤940，用在步骤930得到的地址，将一个命令发到总线上。该命令可能是伪命令、上电命令或任何其他可从当前在总线上的从设备单元部件引出确认信号的命令，这些从设备单元部件属于由此地址指示或表示的类型。如果接收到确认信号，则在步骤960将该从设备单元部件类型加到指示当前处在总线上的从设备单元部件类型的列表中。
在步骤970，在发出命令后，且在(例如)预定时间周期已过去或者接收到确认信号后，在步骤970计数器加1，然后在步骤980测试计数器，以确定预定数量的不同地址是否已用来与命令一起发送。上述预定数可能是(例如)必须出现在总线上的从设备单元部件类型的数目，以便设备将总线和从设备单元部件组合到正常运行。作为选择，预定数也可以是，例如，各种从设备单元部件类型的总数，它们由存放在二级存储器中的相应的软件驱动程序表示。
如果在步骤980计数器的值等于预定数，则在步骤990，与当前在总线上的从设备单元部件相对应的软件驱动程序被加载，并用于初始化该从设备单元部件。此后，设备将总线和从设备单元结合在一起按照它设想的目标开始其他功能。如果在步骤980，计数器的值小于预定数，则控制返回到步骤930，重复上面描述的循环过程。
可以采用各种替代方案而不脱离本发明的精神。例如，当处在总线上的每个新的从设备单元部件类型被检测到时，软件驱动程序才可以被加载，从设备单元部件才可以被初始化。而且，按照I2C的说明，各种控制器或其他“主”设备都可以包括在本设备内和连接到总线上，它们可以或一起或单独工作，以确定连接到总线上需要软件驱动程序和/或初始化的从设备单元部件或其他单元部件的特性。它们实现必须的初始化过程，并随后将合适的命令发送到连接到总线上的各单元。而且，检测和初始化循环可以作为该设备上电序列的一部分被运行，和/或当设备上电时检测和初始化循环可以预先执行，这样“热完全改变”，即设备上电时实现的从设备单元的移动和增加都可以被检测和补偿。根据本发明的原理，本发明的各种具体实施例都可以采用除I2C总线以外的串行总线。I2C总线支持单个寻址和确认，例如这样的总线可以包括对命令的支持，而该命令将从总线上的从设备单元部件中得到详细识别的信息。根据本发明的各具体实施例，二级存储器的内容也可以更新。
本领域的普通技术人员将知道，本发明也可以以其他特定的形式实施而不脱离其本质或基本的特征，本发明也不限于这里所描述的具体实施例。因此目前揭示的内容在各方面被视为说明性的而不是限制性的。本发明的范围，由未审定的根据权利要求书而不是前面的说明书所指明。所有内容、范围的变化及其等价变型都将包含在其中。
权利要求
1.一种电子设备，包括至少一个控制器；至少一个从设备单元；一总线，连接所述至少一个控制器和所述至少一个从设备单元并根据支持单个寻址确认的协议操作运行；和包含多个不同类型从设备单元的软件驱动程序的二级存储器；其中所述至少一个控制器初始化所述至少一个从设备单元，其步骤是通过对总线向预定从设备单元类型组中的每个从设备单元发送查询命令，对响应于该查询的所述至少一个从设备单元的每一个检索相应的软件驱动程序，使用该软件驱动程序完成初始化操作；和所述至少一个控制器和所述至少一个从设备单元只通过串行总线连接在一起。
2.根据权利要求1的设备，其中，所述总线是I2C总线。
3.根据权利要求1的设备，其中，所述二级存储器是EEPROM。
4.根据权利要求1的设备，其中，所述二级存储器是静态RAM。
5.根据权利要求1的设备，其中，所述二级存储器连到所述总线上。
6.根据权利要求1的设备，其中，所述二级存储器直接连到所述至少一个控制器上。
7.根据权利要求1的设备，其中，所述查询是下电命令。
8.根据权利要求1的设备，其中，所述查询是假命令。
9.根据权利要求1的设备，其中，所述总线由两条线组成。
10.根据权利要求1的设备，其中，所述总线是串行总线。
11.一种配置电子设备的方法，该设备包含至少一个控制器、至少一个从设备单元、连接所述至少一个控制器和所述至少一个从设备单元的总线和一包含多个不同类型从设备单元软件驱动程序的二级存储器，其步骤如下利用从设备单元类型的地址，通过总线发送一个命令；当从设备单元是该地址指示的类型时，接收从总线上来的从设备单元的确认信号；利用不同类型从设备单元的地址重复发送和接收的步骤，直至接收到预先确定数量的确认信号；对于那些从其中接收确认信号的每种类型的从设备单元将二级存储器中的软件驱动程序，加载进入所述至少一个控制器的随机访问存储器中；和利用加载的软件驱动程序对所述总线上的每个从设备单元初始化。
12.根据权利要求11的方法，进一步包含利用不同类型从设备单元的地址重复发送和接收这两步，直至二级存储器中软件驱动程序对应的从设备单元类型的所有地址都被使用。
13.根据权利要求11的方法，其中，当所述电子设备上电时，周期性执行所述发送、接收、加载和初始化的步骤。
14.根据权利要求13的方法，进一步包括清除所述至少一个控制器的随机访问存储器中的所有软件驱动程序的步骤，这些被清除的软件驱动程序相应于那些不再出现在总线上的从设备单元类型。
15.根据权利要求11的方法，其中，所述串行总线由两条线组成。
16.根据权利要求11的方法，其中，所述串行总线是I2C总线。
17.根据权利要求11的方法，其中，所述命令是假命令。
18.根据权利要求11的方法，其中，所述命令是上电命令。
19.根据权利要求11的方法，其中，所述命令包括用于发送命令的指令，该指令要求从设备单元出现在总线上和该从设备单元类型相应的地址，以便提供进一步识别从设备单元的信息。
20.根据权利要求11的方法，其中，所述至少一个控制器支持一配置文件识别总线上的从设备单元。
21.根据权利要求11的方法，其中，所述命令要求一从设备单元出现在总线上，利用这些从设备单元类型相应的地址通过总线发送命令和发送确认信号。
22.根据权利要求11的方法，其中，所述总线是串行总线。
全文摘要
根据本发明的实施例,包括一个或多个控制器和一个或多个从设备的电子设备设有一总线,例如I
文档编号H04L12/403GK1342277SQ0080451
公开日2002年3月27日 申请日期2000年1月3日 优先权日1999年1月7日
发明者J·萨斯, K·普塔辛斯基 申请人:艾利森电话股份有限公司