[发明专利]基于I2C总线协议的双线差分总线收发系统及I2C双线差分通讯方法

说明书

本发明公开了一种双线差分总线收发系统，包括I2C主机、主机收发器、差分系统、从机收发器和I2C从机；主机收发器用于对从I2C主机接收到的主机数据和主机时钟进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号并发送给差分系统，差分系统用于将从主机收发器接收到的主机单线信号转换为差分信号并传输，从机收发器用于对从差分系统接收到的经曼彻斯特编码后的主机单线信号进行解码，产生恢复的主机时钟，并将解码后的主机数据和恢复的主机时钟发送给I2C从机。本发明的I2C总线协议的双线差分总线可以降低I2C总线电子设计中的噪音和地电平不等势，并与I2C协议完全相兼容。

技术领域

本方明涉及一种基于I2C总线协议的双线差分总线。

背景技术

传统的I2C总线通信需要双线，这对于工业应用中的远距离电缆来说并不适合。因为会出现严重的噪音和地电平不等势的情况。

发明内容

为了解决传统应用中严重的噪音和地电平不等势的情况。本发明提供了一种双线差分总线收发系统，包括I2C主机、主机收发器、差分系统、从机收发器和I2C从机；

主机收发器用于对从I2C主机接收到的主机数据和主机时钟进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号并发送给差分系统，还用于对从差分系统接收到的经曼彻斯特编码后的从机单线信号进行解码，并将解码后的从机数据发送给I2C主机；

差分系统用于将从主机收发器接收到的主机单线信号转换为差分信号并传输，再还原为主机单线信号并发送给从机收发器，还用于将从从机收发器接收到的从机单线信号转换为差分信号并传输，再还原为从机单线信号并发送给主机收发器；

从机收发器用于对从I2C从机接收到的数据进行曼彻斯特编码，形成从机单线信号并发送给差分系统，还用于对从差分系统接收到的经曼彻斯特编码后的主机单线信号进行解码，产生恢复的主机时钟，并将解码后的主机数据和恢复的主机时钟发送给I2C从机。

本发明的I2C总线协议的双线差分总线混合了时钟线与数据线，优选的，根据曼彻斯特-II进行双相编码和解码，并包含I2C时钟延伸。

本发明的I2C总线协议的双线差分总线可以降低I2C总线电子设计中的噪音和地电平不等势，并与I2C协议完全相兼容。

附图说明

图1示出了双线差分总线收发系统的结构图；

图2示出了双线差分总线的主机收发器的结构图；

图3示出了双线差分总线从机收发器的结构图；

图4示出了曼彻斯特编码原理图；

图5示出了I2C主机开始命令编码的方法；

图6示出了I2C主机STOP(停止)命令编码的方法；

图7示出了I2C从机对主机接受成功响应编码的方法；

图8示出了I2C从机对主机接受不成功响应编码的方法；

图9示出了I2C主机对从机接受成功响应编码的方法；

图10示出了I2C主机对从机接受不成功响应编码的方法。

具体实施方式

请参考图1，图1示出了双线差分总线收发系统的结构图。双线差分总线收发系统包括包括依次相连的I2C主机、主机收发器、差分系统、从机收发器和I2C从机。

I2C主机和主机收发器互相传输数据SDA和主机时钟SCL，主机时钟SCL即总线时钟。主机收发器用于对从I2C主机接收到的主机数据SDA和主机时钟SCL进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号(MD)并发送给差分系统，还用于对从差分系统接收到的经曼彻斯特编码后的从机单线信号(MD)进行解码，并将解码后的从机数据发送给I2C主机。