[发明专利]握手式二线串行通讯界面及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种串行数据的传输的通讯界面及方法，特别是涉及一种以二条传输线来做握手式双向串行数据的传输的通讯界面及方法。

背景技术

现今多数的电子产品已采用微控制器(MCU)作为主要的控制组件，采用微控制器的好处在于只要改变其中的韧体(Firmware)，就可以用来达成特定的产品功能，使产品十分容易商品化。

在成本的考虑下，习惯使用的价格最低的微控制器，其所拥有的输入/输出脚较少，且一般都不支持专用的串行通讯界面，如IIC、SPI与UART等微控制器常用的标准串行通讯界面；而在许多应用中，一个产品内可能包含一个以上的微控制器和其它具有串行通讯界面的装置，如内存、液晶显示器(LCD)驱动器或模拟数字转换器等，并共同运作来达成产品功能，为了使这些装置能够互为传输数据，就必须将微控制器的通用输入/输出脚与其它装置的串行通讯界面连接起来，并将运作流程写入微控制器的韧体中，以模拟上述的标准串行通讯界面，来达成互为传输数据的目的。

由于是以韧体来模拟上述的标准串行通讯界面，微控制器必须常常实时来做服务，以满足通讯时序的要求，但在某些情况下微控制器的韧体要实时处理的事情很多，若想同时兼顾通讯与其它工作往往需要牺牲整体的功效表现。例如，以一低价并具语音播放能力的微控制器执行一个语音播放的工作，微控制器的韧体要作语音数据解压缩和播放的处理，此时满足语音播放的采样率(Sampling Rate)是首要考虑的工作，但若在语音播放的同时还要维持与外界的通讯，微控制器就有可能无法同时满足两件都需实时服务的工作要求；因为一般的通讯在时序上会对时间有所限制，若无法满足该通讯时序的时间要求，将导致数据传输失败，但在微控制器的工作负担很重时又要同时满足两件都需实时服务的工作要求，将使得微控制器在安排工作上陷入优先取舍的困境；若要顾及实时的串行通讯需求，可能就要降低播放语音的采样率，或无法精确地以原始声音的采样率播放，因而牺牲声音播放的质量，但若要顾及播放语音的质量时，又无法兼顾实时的串行通讯需求，因此导致通讯错误的发生，致使微控制器的应用在整体功效表现上受到限制。

为了解决上述的传输通讯时序对时间的严格限制，工程开发人员常会自定一些微控制器韧体可达成的握手式串行传输通讯方法，现有技术有使用三线或三线以上信号线作为串行传输通讯，而三线串行传输的信号通常除了有一数据(DATA)信号线和一频率(CLK)信号线外，还增加一条专用于作握手式控制的忙碌(BUSY)信号线；这种作法虽然也可以透过握手式控制协议，解决传输通讯时序对时间的严格限制，不过这些自定的握手式串行传输通讯的现有技术有以下缺点：

一、在微控制器的硬件资源上必须用到三个或三个以上的通用输入/输出脚，但在某些低价微控制器的应用中，常会因此使通用输入/输出脚脚数不足，而需再外加额外电路以扩充输入/输出脚，因而造成产品的成本增加。

二、对大部份的此种现有技术，其握手式控制状态的转换次数较多，造成传输效率的降低。

由此知道，使用廉价微控制器的韧体来达成串行通讯界面应符合简单、避免耗用大量韧体资源与避免时序严格受限的原则，同时使用于通讯传输的输入/输出脚愈少愈好，而上述的现有技术无法满足所需的功效。

发明内容

本发明的第一目的为：提出一种握手式二线串行通讯界面及方法，用来将一数据位代表在一个第一传输部件与一个第二传输部件之间传输，包括位于第一传输部件上的一个第一输入/输出单元与一个第四输入/输出单元，且包括位于第二传输部件上的一个第二输入/输出单元与一个第三输入/输出单元，用一个第一传输线电路连接第一输入/输出单元与第二输入/输出单元，用一个第二传输线电路连接第四输入/输出单元与第三输入/输出单元，利用输入/输出单元的输出模式的启动与停止来改变第一传输线内的第一信号与第二传输线内的第二信号，在第一信号与第二信号的准位交互改变两次之后，回到初始状态，且第一传输部件与第二传输部件，皆能确实检测到对方作为握手式控制确认的准位改变，如此构成了数据位代表的传输，从而达成传输高可靠性，与传输简单化的目的。

本发明的第二目的为：提出一种握手式二线串行通讯界面及方法，用以将一数据位代表在第一传输部件与第二传输部件之间传输，并将开始传输到完成传输的整个过程，分成四个副过程，四个副过程之间以握手式控制转移前进，对时序间的绝对时间没有严格限制，故可以等到传输部件双方在非忙碌时间时，再依序完成四个副过程，由此达成耗用较少韧体资源与避免时序严格受限的目的。