专利名称：串行外围接口主设备,串行外围接口从设备以及串行外围接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分别如权利要求1和2的前序部分所述的串行外围接口主设备和串行外围从设备。该串行外围接口主设备及串行外围接口从设备已从例如ATMEL产品说明书“SERIAL PERIPHERALINTERFACE(SPI)32-BIT EMBEDDED CORE PERIPHERAL”的现有技术中得知。其中介绍了一种串行外围接口。所述SPI接口是一种简单的8比特数据同步串行接口。该接口用于快速串行数据传输。发送数据和接收数据以相同的时钟频率进行，但相互独立，从而使得全双工通信成为可能。
背景技术：
数据处理系统各元件之间用于数据通信的串行接口多种多样。一种相当典型的这类接口的定义为SPI(串行外围接口)并应用于许多微机和外设。所述SPI的特征在于其为一种同步、三线串行接口。一个主设备如一台微机，和一个从设备如一种模数转换器或类似的外设，通过各自的SPI接口进行通信。在主设备中，所述SPI装置包括一个移位寄存器和一个时钟发生器。该移位寄存器的最低有效位具有一个输入端，该输入端连接到标名为MISO(主进/从出)的管脚，而该移位寄存器的最高有效位具有一个输出端，该输出端连接到标名为MOSI(主出/从进)的管脚。所述时钟发生器的输出连接到该移位寄存器的时钟输入端及一个标名为SCK(S时钟)的管脚。从设备的SPI装置包括一个移位寄存器。该移位寄存器的最低有效位具有一个输入端，该输入端连接到标名为MISO的管脚，而该移位寄存器的最高有效位具有一个输出端，该输出端连接到标名为MOSI的管脚。所述时钟发生器的输出端连接到该移位寄存器的时钟输入端及一个标名为SCK的管脚。所述主设备和从设备对应的MOSI、MISO和SCK管脚相互连接。另外，主设备的一个或多个片选信号与从设备的使能输入端连接，如果有多个从设备连接到SPI接口，则可从主设备到从设备使用该片选信号。该主设备和从设备都具有一个数据通路，用于将待发送数据输入其相应的移位寄存器和从该寄存器中检索已收到的数据。
这种主从配置的一个问题在于，发送总是由主设备启动，因为它控制时钟和片选信号，因此所述串行外围接口从设备无法启动该串行外围接口从设备与串行外围接口主设备之间的数据传输。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种串行外围接口主设备，一种串行外围接口从设备和一种上述已知类型的串行外围接口，但其中所述串行外设接口从设备能够启动该串行外围接口从设备与所述串行外围接口主设备之间的数据传输。
根据本发明，这个目的可通过根据权利要求1所述的串行外围接口主设备，根据权利要求2所述的串行外围接口从设备以及根据权利要求6所述的串行外围接口来实现。
这样，串行外围接口从设备适合于发送一个请求，该请求表示该串行外围接口从设备需要发送数据。所述串行外围接口主设备适合于从该串行外围接口从设备接收这一发送请求，并且还可以在接收该发送请求的主决策部件的控制下建立数据传输。因此，通过所述发送请求触发串行外围接口主设备与串行外围接口从设备之间的数据传输的开始就可使得该串行外围接口从设备启动数据传输。
本发明的另一个特征如权利要求3、4和7所述。
所述串行外围接口从设备SPISD还适合于利用主决策部件通过发送一个数据传输保持信号给串行外围接口主设备来达到暂时保持该串行外围接口主设备与串行外围接口从设备之间的数据传输。该主决策部件还适合于在接收到数据传输保持信号时保持该串行外围接口主设备与串行外围接口从设备之间的数据传输。
本发明的还有一个特征如权利要求5所述。
所述发送请求信号可作为串行外围接口主设备的一个输入中断信号来实现。
需要注意的是，在权利要求书中使用的“包括”一词，不应理解为对其后所列出的部件有任何限制。这样，句子“一种设备包括部件A和B”不应局限于仅包括部件A和B的设备，其意思是，对于本发明而言，与该设备相关的部件仅仅是A和B。
同样需要注意的是，在权利要求书中使用的“耦接”一词，不应只局限地理解为直接的相连。这样，句子“设备A与设备B耦接”不应局限于其中设备A的一个输出直接与设备B的一个输入相连的设备或系统。其意思是，在设备A的输出和设备B的输入之间存在一条通路，而该通路可能包含其它设备或部件。
结合附图，参照下面将要介绍的一个实施例，本发明的上述的和其它的目的和特征将更明显，并且将更好地理解本发明。
图1示出了一种串行外围接口主设备SPIMD和一种串行外围接口从设备SPISD；图2示出了在该主设备SPIMD与从设备SPISD之间的数据传输，其中该从设备启动数据传输；和图3示出了在该主设备SPIMD与从设备SPISD之间的数据传输，其中数据传输被延缓。
在以下各段落中将参照附图介绍本发明的方法和相关设备的实现。第一段将讲述图1所示配置的主要部件。第二段中将定义前述设备和功能部件之间的连接。接下来讲述所述设备的所有相关功能部件，然后是这些功能部件的所有相互连接关系。其后的段落将介绍会话建立方法的现实实施。
本发明的这个实施例的基本部件是一个串行外围接口主设备SPIMD和一个串行外围接口从设备SPISD。为了说明简便起见，只描述一台从设备，然而，如果增加片选线，则可能有多个从设备。
所述串行外围接口主设备SPIMD包括一个发送请求接收部件SPIREQR，其能够接收从所述串行外围接口从设备SPISD发出的发送请求，该发送请求指示串行外围接口从设备SPISD需要发送数据。所述串行外围接口主设备SPIMD还包括一个主决策部件MDEP，其适合于启动该串行外围接口主设备SPIMD与串行外围接口从设备SPISD之间的数据传输，其中该数据传输通过串行外围接口从设备SPISD的所述发送请求所触发。所述主决策部件MDEP可由一种硬件状态机器，一台微机或由二者结合来实现。除此之外还有一个适合于向串行外围接口从设备发送数据的主发送数据部件MSDATP和一个适合于接收由该串行外围接口从设备SPISD发送的数据的主接收数据部件MRDATP。这两个部件通常用移位寄存器实现。最后还包括一个发送保持请求接收部件THRP，该部件可以接收这种发送保持请求并将该请求传输至所述主决策部件，该主决策部件适合于将所述串行外围接口主设备SPIMD与所述串行外围接口从设备SPISD之间的数据传输置于保持状态。
所述串行外围接口从设备SPISD包括一个发送请求发送部件SPIREQS，其能够向一个串行外围接口从设备SPISD发送一个发送请求。该串行外围接口从设备SPISD通过该请求表明需要发送准备好的数据。该串行外围接口从设备SPISD还包括一个从决策部件SDEP，该部件通常用一种状态机器实现，且该串行外围接口从设备在其内处理所有串行外围接口主设备SPIMD与串行外围接口从设备SPISD之间的所有数据传输。除此之外，还包括一个适合于向串行外围接口从设备发送数据的从发送数据部件SSDATP和一个适合于接收从所述串行外围接口主设备SPIMD发送的数据的从接收数据部件SRDATP。最后，还包括一个发送保持请求接收部件THSP，该部件可请求主设备将所述串行外围接口主设备SPIMD与所述串行外围接口从设备SPISD之间的数据传输置于保持状态。
串行外围接口主设备SPIMD通过一组串行线与所述串行外围接口从设备SPISD耦接，该组串行线分别是MISO(主设备数据输入线)，MOSI(主设备数据输出线)，SPIREQ线(从设备通过该线发送其发送请求)和SPIHOLD线(从设备通过该线发送请求以保持数据传输)。
另一条时钟线和可能的从设备选择线未在图1中示出。
串行外围接口主设备SPIMD的主接收数据部件MRDATP的一个输入端与该串行外围接口主设备SPIMD的一个输入端l1耦接，并且其另一个输入端与所述主决策部件MDEP的一个输出端耦接，从而该MDEP可以控制MRDATP。主发送数据部件MSDATP的一个输出端同时也是所述串行外围接口主设备SPIMD的输出端O1，并且其一个输入端与所述主决策部件MDEP的一个输出端耦接，从而该MDEP可以控制该MSDATP。该主决策部件MDEP的一个输入端还与所述发送请求接收部件SPIREQR的一个输出端耦接，而该SPIREQR的一个输入端与串行外围接口主设备SPIMD的一个输入端l2耦接。最后，所述主决策部件MDEP的一个输入端与所述传输保持请求接收部件THRP的一个输出端耦接，该THRP的一个输入端同时也是所述串行外围接口主设备SPIMD的一个输入端l3。
所述串行外围接口从设备SPISD的所述从接收数据部件SRDATP的一个输入端与该串行外围接口从设备SPISD的一个输入端l4耦接，并且其另一个输入端与所述从决策部件SDEP的一个输出端耦接，从而该SDEP可以控制该SRDATP。从发送数据部件SSDATP的一个输出端同时也是该串行外围接口从设备SPISD的输出端O2，并且其一个输入端与从决策部件SDEP的一个输出端耦接，从而该SDEP可以控制该SSDATP。该从决策部件SDEP还具有一个输出端与所述发送请求发送部件SPIREQS的一个输入端耦接，而该SPIREQS的一个输出端与所述串行外围接口从设备SPISD的一个输出端O3耦接。最后，所述从决策部件SDEP的一个输出端与所述传输保持请求发送部件THSP的一个输入端耦接，该THSP的一个输出端同时也是该串行外围接口从设备SPISD的一个输出端O4。这样，所述SDEP可以完全控制所述SPIREQ和SPIHOLD信号。
为了解释本发明的实现，假设SPI接口已经完成前面的传输。对于一个SPI接口来说，由主设备启动的传输的实现已众所周知，在此不再赘述。仅描述在从决策部件SDEP控制下由从设备启动的传输。
所述从设备SPISD的发送请求发送部件SPIREQS将信号SPIREQ置“l”，或换句话说，激活该信号SPIREQ以请求传输数据。所述主设备SPIMD的发送请求接收部件SPIREQR通过检测该信号的激活状态从所述从设备SPISD接收该发送请求。该请求表明从设备SPISD需要发送数据。在检测SPIREQ信号的激活状态，即发送请求信号的接收时，该信号被传送到主设备SPIMD的主决策部件MDEP以决定启动数据传输。然后该主设备启动时钟以启动数据传输。接着，根据当前的实施方式，例如双方(但至少所述从设备)发送一个包含要传输的字节数的第一字段。在第一字段之后传输包含先前发送的第一字段中字节数的数据脉冲。如果从设备没有准备好传输数据或需要保持数据传输(例如如果接收缓存器或FIFO满)，则所述从决策部件SDEP指示所述传输保持请求发送部件THSP激活信号SPIHOLD，以便通知该主SPIMD数据传输必须停止。所述传输保持请求接收部件THRP接收该信号，检测SPIHOLD信号的激活状态并通知主决策部件MDEP从设备已指明其目前不能接收数据，换言之，数据传输必须暂时保持。然后主决策部件MDEP在当前字节传输结束后中止时钟信号SCK以延缓数据传输。
需要提及的是，当有多个从设备时，主设备需要激活和释放片选输出以便正确寻址从设备。
最后需要指出的是，本发明的上述实施例是以方框图的形式讲述的。从上述这些方框的功能性描述中，本领域熟悉电子设备设计的人能够很清除地了解如何利用众所周知的电子元件来实现方框图所述的实施例。因此就未给出这些功能性框图的详细结构。
虽然前面已经结合特定的装置介绍了本发明的原理，但是应清楚地认识到这种描述仅仅是举例说明，并不是对由附后的权利要求书所限定的本发明的保护范围的限制。
权利要求
1.一种串行外围接口主设备(SPIMD)，用于通过一个串行外围接口与一种串行外围接口从设备(SPISD)通信，其特征在于所述串行外围接口主设备(SPIMD)包括a)一个发送请求接收部件(SPIREQR)，适合于从所述串行外围接口从设备(SPISD)接收一个发送请求，所述请求指明所述串行外围接口从设备(SPISD)需要发送数据；和b)一个主决策部件(MDEP)，其一个输入端与所述发送请求接收部件(SPIREQR)的一个输出端耦接，该主决策部件适合于启动所述串行外围接口主设备(SPIMD)与所述串行外围接口从设备(SPISD)之间的数据传输，该数据传输由所述发送请求触发，该发送请求由所述串行外围接口主设备(SPIMD)接收。
2.一种串行外围接口从设备(SPISD)，用于通过一个串行外围接口与一种串行外围接口主设备(SPIMD)通信，其特征在于所述串行外围接口从设备(SPISD)包括一个发送请求发送部件(SPIREQS)，其适合于向所述串行外围接口主设备(SPIMD)发送一个发送请求，所述发送请求通知所述串行外围主设备(SPIMD)所述串行外围接口从设备(SPISD)需要发送数据。
3.如权利要求1所述的串行外围接口主设备(SPIMD)，其特征在于所述串行外围接口主设备(SPIMD)还包括一个传输保持请求接收部件(THRP)，其一个输出端与主决策部件(MDEP)的一个输入端耦接并适合于保持所述串行外围接口主设备(SPIMD)与所述串行外围接口从设备(SPISD)之间的数据传输。
4.如权利要求2所述的串行外围接口从设备(SPISD)，其特征在于所述串行外围接口从设备(SPISD)还包括一个传输保持请求发送部件(THSP)，该发送部件适合于向所述串行外围接口主设备(SPIMD)发送一个请求以保持所述串行外围接口主设备(SPIMD)与所述串行外围接口从设备(SPISD)之间的数据传输。
5.如权利要求1和2所述的串行外围接口主设备(SPIMD)，其特征在于所述发送请求是一个中断信号。
6.一种串行外围接口，其特征在于所述串行外围接口包括一个发送请求信号，用以通知一个串行外围接口主设备(SPIMD)一个串行外围接口从设备(SPISD)需要发送数据。
7.一种串行外围接口，其特征在于所述串行外围接口包括一个传输保持请求信号，该信号指明一个串行外围接口主设备(SPIMD)与一个串行外围接口从设备(SPISD)之间的数据传输要被延缓。
全文摘要
本发明涉及一种串行外围接口主设备,用于通过一个串行外围接口与一种串行外围接口从设备进行通信。所述串行外围接口从设备适合于发送一个请求,该请求指明该串行外围接口从设备需要发送数据。所述串行外围接口主设备适合于从所述串行外围接口从设备接收这样一个发送请求并能够在接收到这种发送请求时在主决策部件的控制下建立数据传输。
文档编号G06F13/42GK1373428SQ0210645
公开日2002年10月9日 申请日期2002年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者文森特·让－马利·奥克塔夫·查里尔 申请人:阿尔卡塔尔公司