[发明专利]基于SPI总线协议的串行数据透传系统

说明书

本公开提供一种基于SPI总线协议的串行数据透传系统，包括：上位机，包括微控制器；以及从机芯片单元，包括多个串行连接的从机芯片，每个所述从机芯片包括主侧控制器、从侧控制器、以及两组多路选择器。所述多个串行连接的从机芯片中首个从机芯片的从侧控制器与所述上位机的微控制器相连，其余从机芯片的从侧控制器分别与前一从机芯片的主侧控制器相连，实现上位机对所有串联从机芯片的数据读写操作。

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种基于SPI总线协议的串行数据透传系统。

背景技术

SPI(Serial Peripheral Interface，串行外围设备接口)是由Motorola公司最先提出的一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的引脚上只占用4根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB布局上节省了空间，正是这种简单易用的特性，现在越来越多的设备都支持这种通信协议。

SPI接口是传感器芯片的常用接口，作为传感器芯片配置和传感数据交互的通信接口。传统的微控处理器或者处理器通过SPI协议与芯片进行通信，可以采用一对一或者一对多进行通信。当采用一对N通信的架构时，就需要MCU(Microcontroller Unit，微控处理器)输出N个CSN端口，分别连接一个目标芯片，但这样会显著增加微控处理器的端口数量，从而降低MCU的使用效率，使得SPI通信系统的扩展性能受到明显制约。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种基于SPI总线协议的串行数据透传系统，以缓解现有技术中一主对多从的SPI通信系统对主控处理器接口资源占据过多，造成电路系统扩展性低、通信效率低下等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种基于SPI总线协议的串行数据透传系统，包括：上位机，包括微控制器；以及从机芯片单元，包括多个串行连接的从机芯片，每个所述从机芯片包括主侧控制器、从侧控制器、以及两组多路选择器。

根据本公开实施例，所述多个串行连接的从机芯片中首个从机芯片的从侧控制器与所述上位机的微控制器相连，其余从机芯片的从侧控制器分别与前一从机芯片的主侧控制器相连，实现上位机对所有串联从机芯片的数据读写操作。

根据本公开实施例，所述多路选择器，用于对所在从机芯片发出旁路信号，实现上位机发出的SPI信号的穿通功能，从而对任一指定从机芯片进行数据读取操作。

根据本公开实施例，主机发起写操作，片选地址为00，则表示主机需要写入每一个从机芯片；若片选地址为非00，则只写入到对应片选地址的从机芯片。

根据本公开实施例，多路选择器所在从机芯片的片选地址与上位机发出的写操作中的片选地址相同，则直接执行写入操作。

根据本公开实施例，多路选择器所在从机芯片的片选地址与上位机发出的写操作中的片选地址不相同，则多路选择器发出旁路信号切换为旁路模式，实现上位机发出的写入命令的穿通功能，将该写操作传输至下一级从机芯片，直至写入对应片选地址的从机芯片。

根据本公开实施例，上位机发出读操作时，从机芯片识别自身片选地址小于上位机发出的读操作中的预读片选地址，则切换为旁路模式。

根据本公开实施例，每个所述从机芯片中，还包括自动编址寄存器，用于在上电启动后，对所在芯片执行自动编址。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开基于SPI总线协议的串行数据透传系统至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)可以大幅度节省主机的端口资源，节约了系统板级布线；

(2)实现了透传系统可靠的双向数据交换，保证了SPI总线协议的完整性，降低了系统设计难度；