[发明专利]一种一对多SPI总线切换方法及装置

说明书

本发明公开了一种一对多SPI总线切换方法及装置，该方法首先设定异步传输参数，然后定义切换指令，之后发送切换指令完成总线切换、进行SPI通信，最后重复由发送指令到SPI通信的过程直至完成所需功能，该装置由主模块、切换指令解析模块、切换模块和多个从模块构成。本方法及装置利用SPI信号线异步传输切换指令，无需额外占用主模块引脚；通过可编程逻辑器件实现SPI总线切换，支持从模块数量多。本发明方法及装置还具有电路简单、可扩展性强等优点，具有很高的实用价值。

技术领域

本发明属于总线切换控制技术领域，涉及一种一对多SPI总线切换方法及装置。

背景技术

SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)总线是一种全双工同步总线，具有管脚占用少、简单易用等优点，已经在电子设备中大量采用。该总线多采用4线主从工作方式，即主模块通过CS#、SCLK、MOSI、MISO四根信号线与一个或多个从模块通信。当主模块为一个、从模块数量为多个时，现有的实现方式多采用独立片选方式或独立使能方式。独立片选方式，即各从模块使用独立的CS#片选信号，其余信号共用；独立使能方式，即通过总线收发器等器件使能某个从模块、禁止其余从模块的通信信号传输。这两种方式虽然都达到了一对多SPI总线通信的目的，但限于驱动能力，独立片选方式无法支持较多的从模块，而独立使能方式虽然解决了信号驱动问题，又由于增加了很多使能控制器件而大大增加了电路面积和设计复杂度，且两种实现方式都需要主模块引出多个复用IO作为片选信号或使能信号，导致无法充分利用主模块功能，造成了硬件资源的浪费。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：针对现有一对多SPI总线通信存在的诸多问题，提供一种一对多SPI总线切换方法及装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种一对多SPI总线切换方法，包括如下步骤：

步骤1，设定异步传输参数；即设定波特率、最大起始时延、起始位逻辑、校验方式、数据位数和位序；其中波特率为单个数据位宽度的倒数；最大起始时延即当传输异步信号时从CS#信号下降沿开始到起始位跳边沿开始的最大时延，如果在最大起始时延内没有收到起始位，则认为本次CS#低电平期间不传输异步信号；起始位逻辑即起始位为0还是1，该逻辑值应与MOSI常态逻辑相反，即当MOSI常态为1时，应将起始位定为0，否则应将起始位定为1；校验方式可选奇校验、偶校验和无校验，当校验方式为奇校验或偶校验时，校验位个数为1，否则校验位个数为0；数据位数即在CS#低电平期间、起始位之后传输的数据位的个数，该个数包含校验位，数据位中除去校验位的部分为原始数据位，当校验方式为无校验时，数据位即为原始数据位；位序即原始数据位的传输顺序，先传输最高有效位msb还是先传输最低有效位lsb，校验位在原始数据位之后传输。

步骤2，定义切换指令；即为各SPI从模块编号，并建立切换指令与编号值的对应关系。切换指令长度与原始数据位长度一致。

步骤3，发送切换指令；即主模块按步骤1中设定的异步传输参数，利用SPI总线信号线异步发送步骤2中定义的切换指令；具体是在保持SCLK信号不变的前提下，首先将CS#信号置为低电平，然后在最大起始时延内通过MOSI信号线发送起始位，之后依次完成各数据位发送并恢复MOSI信号常态逻辑，最后将CS#信号置为高电平，完成切换指令发送。