[发明专利]一种基于SPI的SSI协议数据接收方法及系统

说明书

本发明提供一种基于SPI的SSI协议数据接收方法及系统，属于数据传输领域，方法包括：对微控制器进行配置，以使微控制器的串行外围接口采用直接存储访问的方式进行数据传输；根据同步串行接口的数据应答响应时间长度、有效字节总位数及串行外围接口的波特率确定目标字节数，并根据目标字节数确定同步时钟信号及待发送数据；通过串行外围接口向同步串行接口发送同步时钟信号及待发送数据，同时接收同步串行接口发送的待解码数据，并将待解码数据存储至接收缓冲区；在接收缓冲区中待解码数据的字节数与目标字节数相等时，对接收缓冲区中的待解码数据进行解码。本发明可通过微控制器直接接收SSI协议数据，并降低了硬件复杂度及成本。

技术领域

本发明涉及数据传输领域，特别是涉及一种基于SPI的SSI协议数据接收方法及系统。

背景技术

SSI(Synchronous Serial Interface，同步串行接口)是一种主机与从机点对点通信的同步串行接口，主机与从机之间的信号连接仅包含同步时钟、数据两根信号。在电机控制领域中，高精度绝对式编码器采用差分信号进行数字量串行数据传输，电机控制器接收协议数据并解码，获取编码器传输的数字量。电机控制器中通常使用市面现有的微控制器芯片：DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片，基于ARM(Advanced RISCMachine)内核的微控制器芯片(如三星、飞思卡尔、恩智浦，MICROCHIP等)，FPGA(FieldProgrammable GateArray，现场可编程逻辑阵列)芯片，但上述芯片设计均未集成可直接使用的SSI协议数据接口。

在电机控制领域的SSI协议数据接口解码方式中，现有解决方案以及优缺点如下：

(1)单一FPGA芯片实现SSI协议数据解码与其他控制功能。FPGA具有极强的设计灵活性，可以根据SSI协议数据接口时序，接收、解码协议数据，但在电机控制领域，FPGA使用硬件描述语言(VHDL或Verilog HDL)编程，实现复杂的控制算法难度较大，难以快速设计调试。该方案还可以使用集成ARM或DSP内核的中高端FPGA芯片，将复杂的控制算法运行在ARM或DSP内核中，解决了复杂控制算法实现难度大的问题，但使用中高端的FPGA芯片，硬件电路成本较高。

(2)FPGA芯片辅助微控制器芯片实现SSI协议数据解码。硬件电路采用微控制器芯片加FPGA芯片的设计，其中微控制器芯片执行电机控制算法，FPGA芯片作为辅助控制器，实现SSI协议数据接口解码，通过并行数据总线传输至微控制器芯片，优点在于解码逻辑设计简单，可以实现高效的数据读取与解析，但增加FPGA芯片，硬件电路设计复杂且成本较高。

(3)使用专门的SSI协议数据接口解析芯片，通过并行数据总线传输至微控制器芯片，优点在于可以通过并行接口直接读取解码芯片内部数据，但使用SSI协议数据接口专用芯片，增加了硬件电路设计复杂度与成本。

(4)微控制器芯片设计发送、接收与解码程序，控制IO(InputOutput，输入输出)端口电平状态，实现SSI协议数据接口信号的发送、接收与解码，优点在于无需辅助器件或专用芯片，硬件电路设计简单，但SSI协议数据的同步时钟发送、数据接收程序频繁操作IO端口状态，占用大量的微控制器芯片计算资源，无法实现高效的数据解码，且降低了微控制器芯片上运行的其他控制程序的性能。

基于上述问题，亟需一种硬件设计简单、成本低，且使微控制器芯片高效执行复杂控制算法的同时，对SSI协议数据进行高效解码的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SPI的SSI协议数据接收方法及系统，可通过微控制器直接接收SSI协议数据并对SSI协议数据进行高效解码，且降低硬件复杂度及成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于SPI的SSI协议数据接收方法，所述SPI为微控制器上的接口，所述基于SPI的SSI协议数据接收方法包括：