[发明专利]一种扩展兼容SPI接口双向实时通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及SPI通讯技术领域，具体涉及一种扩展兼容SPI接口支持双向实时通讯的方法。

背景技术

ARM和MCU芯片是嵌入式、手机等平台最常用的芯片，芯片之间数据通讯接口一般有SPI、CANBUS、UART等接口，CANBUS和UART接口数量一般比较少，传输速率较低，CANBUS速率小于1Mbps，UART最高为115200bps。SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设）接口一般数量比较多，传输速率较高，其速率最低为5Mbps，但SPI接口为单向通讯。兼容SPI的通讯接口如图1所示，兼容SPI接口通讯由主机发起，从机不能主动向主机发送数据。其具体通讯过程如下：主机输出CS信号，激活从机，此时从机的数据要准备好。当主机的数据准备好时，启动并输出CLK信号，主机在时钟的上升沿输出自己的数据，从机在下降沿采样得到主机输出的数据（实际采用时间可以配置），从机也与此同时输出自己的数据，主机同时采样接收从机的数据，在同一周期，实现了主机之间的数据交互。兼容SPI的通讯由主机发起，从机不能主动发起；SPI按bit位传输数据，主机发送数据时，同时收到从机的数据。主从之间没有帧格式定义，不能进行双向的数据帧通讯。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种扩展兼容SPI接口支持双向实时通讯的方法，对兼容SPI接口进行扩展，从而使得从机也能主动发起通讯。

本发明的扩展兼容SPI接口双向实时通讯方法，在主机和从机之间增加一根物理连线，称为FRX-FRR连线，其中FRX-FRR连线从机端FRX能输出有效脉冲或有效电平；FRX-FRR连线主机端FRR能触发中断，或者主机实时查询FRR是否有请求的状态。

其中，从机端FRX和主机端FRR为GIO接口。

当从机发动通讯时，从机通过FRX-FRR连线触发主机中断，接收从机数据。

其中，主机和从机采用数据帧传输数据，所述数据帧由BUSY状态位、命令编码Cmd、帧长度Length、帧序列号Seq、数据Data和校验码CRC组成；

其中，BUSY=1表示状态忙，即本端数据缓冲区满，BUSY=0表示状态不忙，即本端数据缓冲区未满；

Cmd=1发送ValidData报文，表明本数据帧携带的数据Data是有效数据；

Cmd=2发送DummyData报文，表明本数据帧携带的数据Data是无效数据；

Cmd=3发送StopRequest报文，表明传送停止请求帧；

Cmd=4发送StopAgree报文，表明同意传送停止帧。

由从机发起的通讯包括如下步骤：

步骤1，从机准备好数据，触发FRX向主机请求数据发送；

步骤2，当主机收到FRR中断请求或查询到FRR有效，主机进入通讯状态；

步骤3，当主机无数据发送时或者从机端BUSY为1时，主机发送DummyData报文，并携带自己的BUSY状态；当主机有数据发送而对端BUSY为0时，主机发送ValidData报文，并携带自己的BUSY状态；

从机收到主机的DummyData报文时，表示无效数据，丢弃；当从机收到主机的ValidData报文时，提交上层程序处理；

从机发送数据时检测对端的BUSY位，如BUSY为1时，从机发送DummyData报文，同时携带本端的BUSY状态；当对端BUSY为0，从机准备ValidData报文，并携带BUSY标志；

主机收到从机的DummyData报文时，表示无效数据，丢弃；当主机收到从机的ValidData报文时，提交上层程序处理；

当主机和从机都无数据发送时，主机发送StopRequest报文，从机回复StopAgree报文，主机停止通讯。

还可以在主机和从机之间再增加1条FRX-FRR连线，称为第二FRX-FRR连线，其方向与原有FRX-FRR连线方向相反；当需要主从机身份互换时，原主机通过第二FRX-FRR连线触发原从机中断，接收原主机数据。

或者通过改变原有FRX-FRR连线GIO接口的输入输出方向，使得主从机身份互换。

有益效果：

本发明通过增加一条FRX-FRR连线即可实现SPI接口的双向通讯，简单可靠。

本发明采用数据帧的形式进行数据传输，较传统的SPI传输的bit流传输方式更方便数据帧传输，本发明定义数据帧格式，该数据帧格式针对SPI传输数据的特点，可有效进行数据传输。