CN101820460A - 实现spi接口的模块 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种实现SPI接口的模块，包括基带芯片、至少一外设设备和一模拟开关，所述基带芯片的外部总线接口模拟写入启动引脚、输出启动引脚、通用输入输出引脚、第一数据信号引脚以及第二数据信号引脚；所述写入启动引脚以及输出启动引脚分别连接所述模拟开关的输入端，所述模拟开关的输出端作为串行外设接口的时钟信号引脚分别连接所述外设设备；所述通用输入输出引脚作为片选信号引脚分别连接所述外设设备；所述第一数据信号引脚和第二数据信号引脚分别作为主机输出从机输入引脚和主机输入从机输出引脚连接所述外设设备，本发明可以丰富平台的接口资源，提升平台接口使用性，节约手机的成本，同时可以很大程度上提升PCB空间利用率。

Description

实现SPI接口的模块
技术领域
本发明涉及一种电路模块，尤其是一种实现SPI接口的模块。
背景技术
现有的手机的印刷电路板中通常使用到外设控制芯片连接基带芯片和外设设备。传统的技术方案如图1所示，传统的系统框架需要增加一个具有SPI接口(串行外围设备接口)的控制芯片(虚线框内)，基带芯片与外设设备之间通讯的桥梁是外设控制芯片，外设设备挂在控制芯片的SPI接口上进行通讯，然后基带芯片透过HOST接口(主机接口)与外设控制芯片进行通讯，从而完成基带芯片与外设设备之间的通讯。
所以说，虽然目前的技术实现方案，可以实现外设设备与平台之间的稳定通讯，从而达到系统的稳定性，但是使用这种技术需要增加成本较高的具有SPI接口的控制芯片，提高了手机BOM(物料清单)的成本，另外增加的控制芯片很大程度上占用PCB板(印刷电路板)空间布局、降低了PCB空间利用率。
SPI：串行外围设备接口。是一种标准的四线同步双向串行总线。
SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。
SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(用于单向传输时，也就是半双工方式)。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI(数据输入)，SDO(数据输出)，SCK(时钟)，CS(片选)。
(1)SDO-主设备数据输出，从设备数据输入；
(2)SDI-主设备数据输入，从设备数据输出；
(3)SCLK-时钟信号，由主设备产生；
(4)CS-从设备使能信号，由主设备控制。
有鉴于此，本领域发明人针对上述问题，提供了一种通过减少控制芯片在PCB板上的空间布局，提高PCB空间利用率，降低了手机成本的实现SPI接口的模块。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种实现SPI接口的模块，以达到通过减少控制芯片在PCB板上的空间布局，提高PCB空间利用率，降低了手机成本的目的。
本发明采用如下技术方案：
本发明的一种实现SPI接口的模块，包括基带芯片和至少一外设设备，还包括一模拟开关，所述基带芯片的外部总线接口模拟写入启动引脚、输出启动引脚、通用输入输出引脚、第一数据信号引脚以及第二数据信号引脚；
所述写入启动引脚以及输出启动引脚分别连接所述模拟开关的输入端，所述模拟开关的输出端作为串行外设接口的时钟信号引脚分别连接所述外设设备；
所述通用输入输出引脚作为串行外设接口的片选信号引脚分别连接所述外设设备；
所述第一数据信号引脚作为串行外设接口的主机输出从机输入引脚分别连接所述外设设备；
所述第二数据信号引脚作为串行外设接口的主机输入从机输出引脚分别连接所述外设设备。
优选地，所述写入启动引脚以及输出启动引脚通过模拟开关切换，分别发送所述外设设备主、从操作的参考时钟信号。
优选地，所述第一数据信号引脚接收所述基带芯片的数据输入信号。
优选地，所述第二数据信号引脚发送所述基带芯片的数据输出信号。
优选地，所述通用输入输出引脚常置低电平。
优选地，所述第一数据信号引脚以及第二数据信号引脚采用数据和命令函数inp(port)&outp(port，val)来实现收发数据。
优选地，写周期内，在写入启动信号上升沿采用移位方式通过重复发送来实现数据采集并对采集到数据处理；读周期内，在输出启动信号上升沿接收一系列数据后，采用串行转并行的算法来实现数据的正确采集。
本发明适用于未集成硬件SPI接口的CDMA1X平台手机/上网卡/模块等终端设计方案，使用此方法可以实现与相关具有SPI接口的模块进行通讯，去除外围增加的控制芯片，节省手机终端成本以及PCB板布局面积，从而提升手机在市场上产品的竞争力。
由于采用了上述技术，本发明可以丰富平台的接口资源，提升平台接口的使用性，大大节约手机的BOM成本，同时可以很大程度上提升PCB空间利用率。
以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
图1为现有技术的具有SPI接口的芯片模块的连接框图；
图2为本发明中的实现SPI接口的模块的连接框图；
图3为实施例中的实现SPI接口的模块的连接框图。
附图标记
  BB为基带芯片Slave#1为第一外设设备Slave#2为第二外设设备PCB为印刷电路板SPI为串行外设接口CLK为时钟信号引脚MOSI为主机输出从机输入引脚MISO为主机输入从机输出引脚CS为片选信号引脚D01-7为数据信号引脚WE为写入启动引脚OE为输出启动引脚CS为片选信号引脚   EBI2_WE_N为外部总线接口模拟的写入启动引脚EBI2_OE_N为外部总线接口模拟的输出启动引脚EBI2_GPIO为外部总线接口模拟的通用输入输出引脚EBI2_A_D[0]为外部总线接口模拟的第一数据信号引脚EBI2_A_D[1]为外部总线接口模拟的第二数据信号引脚SPI_CLK为串行外设接口的时钟信号引脚SPI_MOSI为串行外设接口的主机输出从机输入引脚SPI_MISO为串行外设接口的主机输入从机输出引脚SPI_CS为串行外设接口的片选信号引脚
 RESET为重启引脚
具体实施方式
下面通过图2和3来介绍本发明的一种具体实施例。
如图2至3所示，本发明的实现SPI接口的模块，包括基带芯片、至少一外设设备以及一模拟开关，所述基带芯片的外部总线接口模拟写入启动引脚、输出启动引脚、通用输入输出引脚、第一数据信号引脚以及第二数据信号引脚；
所述写入启动引脚以及输出启动引脚分别连接所述模拟开关的输入端，所述模拟开关的输出端作为串行外设接口的时钟信号引脚分别连接所述外设设备；
所述通用输入输出引脚作为串行外设接口的片选信号引脚分别连接所述外设设备；
所述第一数据信号引脚作为串行外设接口的主机输出从机输入引脚分别连接所述外设设备；
所述第二数据信号引脚作为串行外设接口的主机输入从机输出引脚分别连接所述外设设备。
所述写入启动引脚以及输出启动引脚通过模拟开关切换，分别发送所述外设设备主、从操作的参考时钟信号。
所述第一数据信号引脚接收所述基带芯片的数据输入信号。
所述第二数据信号引脚发送所述基带芯片的数据输出信号。
所述通用输入输出引脚常置低电平。
所述第一数据信号引脚以及第二数据信号引脚采用数据和命令函数inp(port)&outp(port，val)来实现收发数据。
写周期内，在写入启动信号上升沿采用移位方式通过重复发送来实现数据采集并对采集到数据处理；读周期内，在输出启动信号上升沿接收一系列数据后，采用串行转并行的算法来实现数据的正确采集。
如图3所示连接模块，本发明的实现SPI接口的模块通过LCD(EBI2总线)接口模拟SPI协议实现与两台外设设备分别通讯。
基带芯片(BB)的EBI2_WE_N引脚和EBI2_OE_N引脚分别连接模拟开关(Analog SW)的输入端，模拟开关的输出端作为串行外设接口的时钟信号引脚，分别连接第一外设设备和第二外设设备，通过模拟开关切换，分别发送所述外设设备主、从操作的参考时钟信号；
基带芯片的EBI2_GPIO引脚作为串行外设接口的片选信号引脚分别连接第一外设设备和第二外设设备，且在操作时，常置低电平；
基带芯片的EBI2_A_D[0]引脚分别连接第一外设设备和第二外设设备，接收所述基带芯片的数据输入信号；
基带芯片的EBI2_A_D[1]引脚分别连接第一外设设备和第二外设设备，发送所述基带芯片的数据输出信号。
(1)本发明的硬件实现原理：
SPI_CS连接到芯片的GPIO，操作时常置低电平。
EBI2_WE_N&EBI2_OE_N通过模拟开关切换分别作为主、从操作的参考时钟。
EBI2_A_D[0]作为SPI_MISO，BB的数据输入信号。
EBI2_A_D[1]作为SPI_MOSI，BB的数据输出信号。
(2)本发明的软件实现原理：
采用数据和命令函数inp(port)&outp(port，val)来实现收发数据。
写周期内，在WE_N上升沿采用移位方式通过重复发送来实现数据采集并对采集到数据处理；读周期内，在OE_N上升沿接收一系列数据后，采用串行转并行的算法来实现数据的正确采集。
本发明适用于未集成硬件SPI接口的CDMA1X平台手机/上网卡/模块等终端设计方案，使用此方法可以实现与相关具有SPI接口的模块进行通讯，去除外围增加的控制芯片，节省手机终端成本以及PCB板布局面积，从而提升手机在市场上产品的竞争力。
综上可知，本发明可以丰富平台的接口资源，提升平台接口的使用性，大大节约手机的BOM成本，同时可以很大程度上提升PCB空间利用率。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (7)

1.一种实现SPI接口的模块，包括基带芯片和至少一外设设备，其特征在于：还包括一模拟开关，所述基带芯片的外部总线接口模拟写入启动引脚、输出启动引脚、通用输入输出引脚、第一数据信号引脚以及第二数据信号引脚；
所述写入启动引脚以及输出启动引脚分别连接所述模拟开关的输入端，所述模拟开关的输出端作为串行外设接口的时钟信号引脚分别连接所述外设设备；
所述通用输入输出引脚作为串行外设接口的片选信号引脚分别连接所述外设设备；
所述第一数据信号引脚作为串行外设接口的主机输出从机输入引脚分别连接所述外设设备；
所述第二数据信号引脚作为串行外设接口的主机输入从机输出引脚分别连接所述外设设备。
2.根据权利要求1所述的实现SPI接口的模块，其特征在于：所述写入启动引脚以及输出启动引脚通过模拟开关切换，分别发送所述外设设备主、从操作的参考时钟信号。
3.根据权利要求1所述的实现SPI接口的模块，其特征在于：所述第一数据信号引脚接收所述基带芯片的数据输入信号。
4.根据权利要求1所述的实现SPI接口的模块，其特征在于：所述第二数据信号引脚发送所述基带芯片的数据输出信号。
5.根据权利要求1所述的实现SPI接口的模块，其特征在于：所述通用输入输出引脚常置低电平。
6.根据权利要求1所述的实现SPI接口的模块，其特征在于：所述第一数据信号引脚以及第二数据信号引脚采用数据和命令函数inp(port)&outp(port，val)来实现收发数据。
7.根据权利要求1至7中任意一项所述的实现SPI接口的模块，其特征在于：写周期内，在写入启动信号上升沿采用移位方式通过重复发送来实现数据采集并对采集到数据处理；读周期内，在输出启动信号上升沿接收一系列数据后，采用串行转并行的算法来实现数据的正确采集。
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