[发明专利]数字通信接口中的动态寻址系统和方法

说明书

本公开的实施例涉及数字通信接口中的动态寻址系统和方法。在数字通信系统中，主设备和若干从设备通过共享数据通信总线与主设备通信地耦合。在地址分配过程期间，主设备为从设备分配不同的相应动态地址，以寻址从设备进行数据通信；在地址分配过程期间，从设备被布置为菊花链配置，其中每个从设备具有菊花链输入和菊花链输出，从设备的菊花链输入被耦合到菊花链配置中先前从设备的菊花链输出，第一个从设备的菊花链输入被耦合到主设备的菊花链使能输出；具体地，主设备被配置为基于它们在菊花链配置中的布置，将相应的动态地址分配给从设备。

技术领域

本公开涉及数字通信接口中、特别是在串行接口中、更特别地根据由MIPI(移动工业处理器接口)联盟定义的I3C(改进的集成电路间)协议操作的动态寻址系统和方法。

背景技术

例如在嵌入式系统中，通常使用数字通信接口来实现至少一个主设备或主机设备(例如，数字处理器或控制器)与若干从设备(例如，传感器设备)之间的数字通信，若干从设备被耦合到同一数字通信总线或线路并且可以由主设备单独寻址。

必须为每个从设备提供唯一的地址，以允许主设备正确地寻址到同一个从设备的数据通信。

具体地，在已知的解决方案中，主设备被配置为在数据通信之前的地址分配初始化步骤期间向每个从设备分配唯一地址。

当多个相同的从设备被耦合到同一通信总线(例如，I3C总线)时，可能会出现问题；在这种情况下，在初始化期间确实很难区分各个从设备，以允许主设备分配相应的唯一地址。

例如，多个相同的从设备可以是被耦合到相同的通信总线的相同传感器设备(即，相同类型和制造商的传感器)、冗余传感器或专门用于不同功能的传感器。通常，这些传感器将具有相同的静态地址，使得必须提供解决方案，使得它们能够被主设备区分。

在可能的已知解决方案中，专用于每个从设备的GPIO(通用输入输出)引脚被用于区分它们的静态地址。就GPIO引脚和PCB迹线而言，这是一种简单但成本高昂的解决方案，而且它不可扩展，存在的从设备越多，所需的GPIO引脚就越多。例如，基于每个设备专用的GPIO引脚的可用性，根据I2C协议的通信总线中的从设备可以具有相同的静态地址和该静态地址的多达128个变型。

根据另一已知解决方案，在设计或制造阶段期间，使用一次性可编程(OTP)地址变化位来定义各种从设备的地址变化。该解决方案允许定义一些地址变化，但由于每个从设备需要专用地址变化位和专用编程，因此需要相关成本。

I3C协议提供动态地址分配(DAA)程序，允许从设备由主设备分配动态地址，并且将从设备的静态地址修改为由同一主设备选择的地址。

根据I3C协议的第一解决方案，每个从设备的动态地址根据同一从设备的静态地址(通常为I2C静态地址)来设置。然而，如前所述，该静态地址是固定的，并且特别是在多个相同设备被耦合到同一通信总线的情况下，很难使其从一个设备到另一设备有所不同。

根据I3C协议的第二解决方案，动态寻址基于从设备在开漏(open-drain)模式下在总线上进行仲裁来赢得地址分配轮次，其中从设备对PID(临时标识)值(例如，48位的值)进行仲裁。

PID值是允许主设备区分各种从设备的唯一ID。该临时ID可以随机生成(通过随机数生成器)，也可以针对每个从设备固定，包含制造商ID、部件ID和实例ID(INSTID)；实例ID部分可以被用于区分相同的从设备并且可以借助OTP编程或基于PIN的变化来定义。

此外，根据例如用于设备地址标识的引脚或可编程位的数目，该已知的解决方案通常对唯一可寻址的从设备的数目有限制。此外，随机数生成器通常不是真生成器，并且对于同一制造商的设备将是相同的，因为用于将来自单个制造商的相同设备区分开来的真随机数生成器对于诸如传感器设备等小型设备来说既昂贵又复杂。

发明内容