一种隔离式串行接口通信装置及方法与流程

本发明涉及接口通信，具体涉及一种隔离式串行接口通信装置及方法。

背景技术：

1、在在电池测量系统中，串行通信是常用的通信方式，当通信单元超过两个时，通常采用菊花链串行通信方式，这样可以节省大量布线资源；然而，由于各个单元的电压可能存在差异，需要对不同区域的通信进行电气隔离，通过脉冲耦合方式进行通信；在脉冲耦合过程中，通常会产生脉冲干扰，降低耦合脉冲干扰是提高串行隔离式通信质量的关键。

2、现有技术通常通过以下三种方式降低脉冲干扰：1）通过宽脉冲和窄脉冲方式实现串行通信的片选和数据区分；2）通过差分正弦数量实现串行通信的片选和数据区分；3）通过两比特数据进行一次编码的方式进行数据传输。然而宽脉冲和窄脉冲方式由于为差分脉冲，可能存在过冲进而影响通信的质量；采用多个差分正弦的方式，使用多个差分正弦信号表示一位数据，增加了功耗；而多比特编码为一个脉冲的方式电路实现较为复杂。

3、现有的编码方式较为单一，可能会出现误码现象；另外，正负的隔离式脉冲，容易引起过冲或者振铃现象，影响通信的稳定性。

4、基于这一技术背景，本发明研究了一种隔离式串行接口通信装置及方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种隔离式串行接口通信装置及方法，该装置通过将数字串行通信协议信号编码为差分过零或回零脉冲信号，并通过耦合隔离器收发，有效的减少了在数据传输过程中的编码数量，在提升通信稳定性的同时能够保证较高的数据传输速率，增强了通信的鲁棒性，减少了误码的概率。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种隔离式串行接口通信装置，包括：

3、至少两个数字串行通信模块，每个数字串行通信模块的通信端口设置有编码发送模块和编码接收模块；

4、耦合隔离器，设置于任意两个相邻数字串行通信模块之间；

5、所述编码发送模块用于将其所在的数字串行通信模块的数字串行通信协议信号编码为差分过零或回零脉冲信号，并通过耦合隔离器发送；

6、所述编码接收模块用于接收耦合隔离器的差分过零或回零脉冲信号，并转换为对应的数字串行通信协议信号，发送至其所在的数字串行通信模块。

7、本发明第二方面提供一种在上述装置中进行的隔离式串行接口通信方法，包括：

8、每个编码发送模块将其所在的数字串行通信模块的数字串行通信协议信号编码为差分脉冲信号，并通过耦合隔离器发送至下一个相邻的数字串行通信模块；

9、每个编码接收模块接收上一个相邻的数字串行通信模块发送至耦合隔离器的差分脉冲信号，并转换为对应的数字串行通信协议信号后，发送至其所在的数字串行通信模块。

10、本发明的有益效果包括：

11、（1）本发明提出的隔离式串行接口通信装置，通过将数字串行通信协议信号编码为差分过零或回零脉冲信号，并通过耦合隔离器收发，有效的减少了在数据传输过程中的编码数量，在提升通信稳定性的同时能够保证较高的数据传输速率，增强了通信的鲁棒性，减少了误码的概率。

12、（2）本发明提出的隔离式串行接口通信装置，通过将数据信号编码为具有回零形式的脉冲，防止隔离数据信号过冲以及振铃的发生，提升数据传输的可靠性。

13、（3）本发明提出的隔离式串行接口通信装置，通将片选信号编码为两个过零正向或者过零负向脉冲，减少误码发生的概率，同时，由于片选发生的频率较低，因此不会对功耗造成明显影响。

14、（4）本发明提出的隔离式串行接口通信装置，利用差分过零或回零的编码规则，结合耦合隔离器能够有效降低通信过程中的过冲干扰，实现了较低的设计复杂度，同时保证了传输速率，提升了通信稳定性。

15、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种隔离式串行接口通信装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个数字串行通信模块包括一个主机和至少一个从机；

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个从机设置有差分过零或回零脉冲信号入口和差分过零或回零脉冲信号出口；

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述耦合隔离器为变压器隔离或电容隔离器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字串行通信协议的通信方式为全双工、同步通信，通信接口包括片选、时钟、输入和输出接口。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数字串行通信协议为spi协议。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述编码发送模块和编码接收模块所遵循的编码规则为：

8.一种在权利要求1-7中任意一项所述的装置中进行的隔离式串行接口通信方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：主机的编码发送模块将主机的数字串行通信协议信号编码为差分过零或回零脉冲信号，并通过耦合隔离器发送至相邻的从机；

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明涉及接口通信技术领域，具体公开一种隔离式串行接口通信装置及方法，该装置包括：至少两个数字串行通信模块，每个数字串行通信模块电连接编码发送模块和编码接收模块；耦合隔离器，设置于任意两个相邻数字串行通信模块之间；编码发送模块用于将数字串行通信协议信号编码为差分过零或回零脉冲信号，并通过耦合隔离器发送；编码接收模块用于接收耦合隔离器的差分过零或回零脉冲信号，并转换为对应的数字串行通信协议信号。本发明通过将数字串行通信协议信号编码为差分过零或回零脉冲信号，并通过耦合隔离器收发，减少了在数据传输过程中的编码数量，在提升通信稳定性的同时能够保证较高的数据传输速率，减少了误码的概率。

技术研发人员：周常瑞,李雪民,殷亚东,张合富
受保护的技术使用者：苏州领慧立芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19