[发明专利]一种基于SPI协议的网络中继系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息系统中基于SPI协议的网络中继系统，尤其涉及特定芯片基于SPI协议的网络中继系统，如指纹传感器芯片。

背景技术

基于SPI协议的通讯通常不组成网络，而只实现点对点的通讯。主控设备要实现对从设备的访问，首先要选择从设备，即进行片选。在现有技术中，一般将主控设备的多个片选端分别连接至各个从设备的片选端，当某片选端为低电平有效信号时，则选中与之对应的从设备执行。所以主控设备一般有两个或两个以上的片选引脚。

而现实中，越来越多的应用场景需要同时实现多设备和主控设备Pin兼容的功能，例如指纹识别设备，一般由多颗晶片来共同完成功能。但主控设备对整个指纹识别模块只提供一路SPI控制线，所以需要通过网络中继的方式来控制每一颗晶片。

发明内容

针对上述不足之处，本发明提供一种基于SPI协议的网络中继系统及其工作方法，使主控设备发出的信号以中继方式通过一路SPI可以分别控制不同晶片，并使得主控设备只需要一个片选引脚便可达到对从设备片选的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于SPI协议的网络中继系统，该系统包括：

主控设备，中继器和下级设备组，其中中继器包括指令解析模块和上行模块，下级设备组中至少包括一个标准从设备，主控设备和中继器遵守SPI通讯协议并电性连接，中继器和下级设备组遵守SPI通讯协议并电性连接。SPI通讯协议为现有技术，在此不再赘述。

SPI通讯协议中的SCLK信号线，MOSI信号线组成第一总线：

中继器的指令解析模块的输入端1与中继器的CS信号输入端连接，输入端2与中继器的第一总线输入端连接，输出端1与中继器的CS信号输出端连接，输出端2与中继器的第一总线输出端连接，输出端3与上行模块的输入端2连接；

上行模块的输入端1与中继器的MISO信号输入端连接，输入端2连接指令解析模块的输出端3，输出端与中继器的MISO信号输出端连接。

进一步地，中继器的上行模块为多路选择器。

作为本发明进一步改进的技术方案，SPI通讯协议中的SCLK信号线，CS信号线和MOSI信号线组成第二总线：

中继器的指令解析模块的输入端与中继器的第二总线输入端连接，输出端与中继器的第二总线输出端连接；

中继器的上行模块的输入端与中继器的MISO信号输入端连接，输出端与中继器的MISO信号输出端连接。

进一步地，下级设备组中的每个标准从设备中都包括指令解析模块:

每个标准从设备的指令解析模块的输入端连接该设备的第二总线输入端，输出端连接该设备的第二总线输出端。

进一步地，中继器的上行模块为或逻辑电路。

一种基于SPI协议的网络中继系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤一、中继器接收主控设备发送的片选信号和指令；

步骤二、以中继器为根节点向下级设备组的对应端口发送片选信号和指令；

步骤三、中继器的指令解析模块对指令进行解析并根据解析结果片选；

步骤四、下级设备组通过对应的输出端口发送执行结果至中继器的上行模块；

步骤五、中继器的上行模块将接收到的执行结果反馈给主控设备。

进一步地，步骤二中，以中继器为根节点向下级设备组广播发送片选信号和指令；

步骤三中，解析和片选的具体步骤为：

步骤S1：中继器的指令解析模块解析出指令的地址码，并发送给上行模块，同时将该地址码广播发送至下级设备组中每个标准从设备对应的MOSI输入端口；

步骤S2：将接收到的地址码与预设的地址码比较，选择与接收到的地址码

相同的中继器或下级设备组中某个标准从设备；

步骤五中，上行模块为多路选择器，多路选择器根据指令解析模块发送的地址码选择中继器或下级设备组中的某个标准从设备的执行结果反馈给主控设备。

作为本发明进一步改进的技术方案，步骤二中，以中继器为根节点向下级设备组的对应端口转发片选信号和指令；

步骤三中，解析和片选的具体步骤为：

步骤S1:中继器的指令解析模块和下级设备组中每个标准从设备的指令解析模块都对指令进行解析；

步骤S2：将指令解析结果与预设的指令集比较，选择指令集中包含该指令解析结果的中继器或下级设备组中的某个标准从设备。