[发明专利]一种带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路和方法

权利要求书

1.一种带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路，包括SPI接口控制寄存器电路、发送缓存电路、发送移位寄存器电路、接收移位寄存器电路、接收缓存电路和串口通讯负载率仲裁电路，其特征在于：所述SPI接口控制寄存器电路用于转发下行数据至发送缓存电路中和接收来自接收缓存电路中的上行数据，同时接收来自SPI接口的串口通讯设置数据，转发至子通道串口控制寄存器配置每路子通道串口的波特率、校验通讯参数；

所述发送缓存电路用于接收来自SPI接口的下行数据，其大小由串口通讯负载率仲裁电路输出值控制，可以动态改变；

所述发送移位寄存器电路是用于按照波特率产生电路控制，将发送缓存电路内的待发送数据按位依次串行输出；

所述接收移位寄存器电路使用于按照波特率产生电路控制，从串口接收串行数据位，串并转换，送入到接收缓存电路内；

所述接收缓存电路是用于接收来自接收移位寄存器电路串并转换后的数据，并转发至SPI接口控制寄存器电路经SPI接口发送给上位机，其大小由串口通讯负载率仲裁电路输出值控制，可以动态改变；

所述串口通讯负载率仲裁电路是用于实时监测每路子串口的通讯数据量情况，根据每路负载情况，动态分配每路子串口的发送缓存电路和接收缓存电路大小。

2.根据权利要求1所述的带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路，其特征在于：所述SPI是一种同步串行外设接口，进行使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。

3.根据权利要求1所述的带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路，其特征在于：所述SPI接口控制寄存器向发送缓存电路转发数据并通过串口通讯负载率仲裁电路进行实时动态调整接收缓冲区大小。

4.根据权利要求3所述的带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路，其特征在于：所述串口通讯负载率仲裁电路与发送缓存电路和接收缓存电路相连，进行实时获得发送缓存电路和接收缓存电路中的数据容量和控制发送缓存电路和接收缓存电路的深度。

5.根据权利要求1所述的带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路，其特征在于：所述串口通讯负载率仲裁电路实时计算固定时间内每路串口的通讯数据量。

6.根据权利要求1所述的带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路，其特征在于：所述串口通讯负载率仲裁电路实时计算固定时间由所有串口中的最低波特率确定。

7.根据权利要求1所述的带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路，其特征在于：所述串口通讯负载率仲裁电路输出数据控制每路串口的发送缓存电路和接收缓存电路的深度。

8.根据权利要求1所述的带有动态缓冲区分配的SPI转多串口的电路中的串口通讯负载率仲裁电路的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：在电路上电后，串口通讯负载率仲裁电路监测到的通讯数据量为0，此时总体缓存的1/2均匀分配给每路串口的发送缓存电路和接收缓存电路，剩下1/2总体分成100块缓存区域，并且每一块缓存区域首地址和尾地址分别存入串口通讯负载率仲裁电路RAM中；

步骤二：当电路工作后，串口通讯负载率仲裁电路比较各路串口设置的波特率，然后取其最小值，设置串口通讯负载率仲裁时间为：

T＝最小波特率/10毫秒；

步骤三：串口通讯负载率仲裁电路对各个子串口在串口通讯负载率仲裁时间内接收和发送的数据计数；

步骤四：串口通讯负载率仲裁电路归一化各子串口的发送接收的数据数，并按照归一化比例分配100块缓存区域；

步骤五：串口通讯负载率仲裁电路实时监测各子串口缓存的占有率情况，并且对占有率低于50％的子串口缓存，同时降低其在串口通讯负载率仲裁电路RAM中子串口缓存块的个数；

步骤六：对步骤五中调整出来的各子串口缓存，重新分成100块区域，然后重复步骤二至步骤六。