[发明专利]一种自恢复SPI总线通讯接口及其自恢复方法

说明书

本发明属于数字电路技术领域，提出了一种自恢复SPI总线通讯接口及其自恢复方法。所述方法应用于主设备时包括：基于自测试自恢复机制检测输入通道、输出通道是否故障，且在检测到故障时，启用备用通道替换故障通道；配置故障编码；通过故障编码将检测的结果和备用通道的使用情况反映给上位机。

技术领域

本发明提供一种自恢复SPI总线通讯接口，属于数字电路技术领域，涉及自测试机制、自恢复机制以及故障编码的设计，特别适用于具有高可靠性、高测试性要求的多可编程逻辑器件间通讯的情况。

背景技术

SPI串行总线是一种常用的标准总线接口，具有结构简单、占用资源少、灵活性高等特点，被广泛工业领域。典型SPI总线接口由时钟信号SCK、片选信号CSN、输入通道SDI和输出通道SDO组成，如果任意一个信号发生故障，都会导致数据无法正确解析，从而导致通讯失败。所以，在航空航天等具有高可靠要求的机载电子领域中，对SPI总线的串行数据通道进行自检测，根据故障信息自主恢复，并实时地向CPU行为层和上位机反馈故障信息和总线状态具有重要的应用价值。

发明内容

发明目的：

提供了一种适用于具有高可靠性要求的多CPLD、FPGA等可编程逻辑器件间通讯场景的自恢复SPI总线通讯接口及其自恢复方法。

技术方案：

第一方面，提供了一种自恢复SPI总线通讯接口，其特征在于,所述自恢复SPI总线通讯接口包括主通道和一条方向可配置的备用通道，当主通道故障时，备用通道可以被配置为与主通道方向相同的通道。

第二方面，提供了一种基于自恢复SPI总线通讯接口的自恢复方法，应用于主设备，其特征在于，所述方法包括：

基于自测试自恢复机制检测输入通道、输出通道是否故障，且在检测到故障时，启用备用通道替换故障通道；

配置故障编码；

通过故障编码将检测的结果和备用通道的使用情况反映给上位机。

可选地，所述方法还包括：

基于SPI总线协议构造SPI帧数据格式；

基于SPI帧数据格式构造自测试自恢复机制。

可选地，启用备用通道替换故障通道是当输出通道故障时，将备用通道配置成输出通道，当输入通道故障时，将备用通道配置成输入通道。

可选地，构造SPI帧数据格式包括将SPI帧数据设计成包括Q位的总线命令、M位的地址位、N位的数据位以及1位的校验位。

可选地，构造自测试自恢复机制包括：

从设备的自测试寄存器存储有输出通道正常码和输出通道故障码；

主设备从从设备的自测试寄存器读取握手码，并对测试次数进行计数；

主设备对读取的握手码的类型和所述计数的值进行判断；

若握手码是输出通道正常码，且所述计数的值为1，则输入通道和输出通道正常；

若握手码是输出通道故障码，且所述计数的值为1，则将备用通道切换为输出通道；

若握手码既不是输出通道正常码也不是输出通道故障码，且所述计数的值为1，则将备用通道切换为输入通道；

若握手码是输出通道正常码，且所述计数的值为2，则备用通道正常；

若握手码是输出通道故障码，且所述计数的值为2，则备用通道故障；

若握手码既不是输出通道正常码也不是输出通道故障码，且所述计数的值为2，则输入通道故障且备用通道故障。