CN102073611A - 一种i2c总线控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种I2C总线控制系统，所述系统包括总线主机器件，总线从机器件，所述总线主机器件通过I2C总线与所述总线从机器件进行通讯，所述I2C总线包括一路时钟线和并行的多路数据线，所述并行的多路数据线用于并行地在所述总线主机器件和所述总线从机器件之间传输数据。采用上面的方法后，系统不仅兼容I2C协议，而且，在同样的频率下，处理能力获得成倍的增加。

Description

一种I2C总线控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种I2C总线控制系统及方法。
背景技术
在现代电子设备中，使用I2C接口的芯片非常普遍，I2C具有接口简单，配置灵活等优点。随着电子设备的性能越来越高，需要芯片的处理能力不断提高，原有的总线速度就不能满足要求，要求总线的传输速率不断提高，但是I2C传输机制限制了总线的速率不能太高。针对这个问题我们给出了一种多数据总线的I2C总线系统的实现方法，使得在同样的频率下，处理能力获得成倍的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种多数据线I2C总线控制系统的实现方法。
本发明是这样实现的：一种I2C总线控制系统,所述系统包括总线主机器件,总线从机器件,所述总线主机器件通过I2C总线与所述总线从机器件进行通讯,所述I2C总线包括一路时钟线和并行的多路数据线，所述并行的多路数据线用于并行地在所述总线主机器件和所述总线从机器件之间传输数据。
更进一步，所述并行的多路数据线包括一路符合I2C协议的数据线，以及至少一路选通数据线。
更进一步，所述选通数据线上传送该数据线选通信号、数据、以及选通响应信号。
更进一步，所述选通数据线如果被选通，则可以进行数据传输，否则不能进行数据传输。
更进一步，所述数据线选通信号出现在7位地址操作时的第一个字节的最后一位上，或10位地址操作时的第二个字节的最后一位上。 
本发明还提供一种I2C总线控制系统的控制方法,所述方法包括，总线主机器件通过符合I2C协议的数据线向总线从机器件发送从机地址和读写控制信号；总线主机器件通过选通数据线向总线从机器件发送数据线选通信号；检测所述符合I2C协议的数据线是否有从机响应信号，检测选通数据线上是否有选通响应信号；如果检测到从机响应信号，则根据检测到的所有数据线分配传输数据。
采用上面的方法后，系统不仅兼容I2C协议，而且，在同样的频率下，处理能力获得成倍的增加。
附图说明
图1系统结构图；
图2发送地址字节时序图；
图3读写操作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明是基于I2C总线接口协议，在此基础上进行简单补充，实现兼容两线I2C接口的新型多数据线接口，采用一根时钟线，多根数据线的方式，其中有一根数据线完全符合I2C总线接口协议，从机地址，读写控制标志，起始和停止标志只在此数据线上传输，其余数据线只用于数据传输，数据响应，及该数据线选通信号和选通响应信号，只有在选通信号收到选通响应时该数据线才可以进行数据传输，否则保持空闲状态。
图1为系统结构图。总线主机器件104，总线主机器件103，总线从机器件101和总线从机器件102通过数据线105，数据线106，数据线107，数据线108，时钟线109互相连接，时钟线109上的时钟由控制总线的主机产生，数据线108是完全符合I2C总线的数据线，从器件的地址只在数据线108上按I2C总线协议发送，读写控制信号只在数据线108上按I2C总线协议发送，起始和停止信号只在数据线108上按I2C总线协议发送，数据线105，数据线106，数据线107上只传送该数据线选通信号和数据，以及选通响应信号，数据线选通信号只出现在7位地址操作时的第一个字节的最后一位上，或10位地址操作时的第二个字节的最后一位上，并且选通信号必须在响应周期内获得相应的响应，该路数据线才可以进行数据传输，否则该数据要被释放，处于空闲状态。
图2为发送7位地址字节时序图。图中只画出两根数据线，数据线202是完全符合I2C总线协议的数据线，数据线203只传送该数据线选通信号和数据，以及响应信号，在产生开始条件后，控制总线的主机把时钟信号发送到时钟线201上，开始后的第一个时钟周期204，在数据线202上传送从机地址的最高位，也就是第7位，第二个时钟周期205，在数据线202上传送从机地址的第6位，第三个时钟周期206，在数据线202上传送从机地址的第5位，第四个时钟周期207，在数据线202上传送从机地址的第4位，第五个时钟周期208，在数据线202上传送从机地址的第3位，第六个时钟周期209，在数据线202上传送从机地址的第2位，第七个时钟周期210，在数据线202上传送从机地址的第1位，第八个时钟周期211，在数据线202上传送的是读写控制位，第八个时钟周期211，在数据线203上传送的是数据线选通信号，这里只给出两根数据线，其余的数据线与数据线203的时序完全相同。第九个时钟周期212，在数据线202上传送的是从机响应信号，第九个时钟周期212，在数据线203上传送的是该数据线选通响应信号，如果发送的是选通响应信号，该路数据线被选通，可以进行数据传输，如果发送的是非选通响应信号，则该路数据线无效，不能进行数据传输。本文并没有给出10位寻址的时序，是因为10位寻址只是选通信号发生在第二个字节的第八位，其他并没有什么不同，完全符合I2C协议。
图3为读写操作流程图。在总线没有任何操作时，主机处于步骤301空闲状态，当主机想要进行数据传输时，就会发送起始条件到总线，然后进入步骤302检测数据线108上是否有起始条件产生，如果没有起始条件产生，重新回到步骤301空闲状态，如果检测到起始条件，就会进入步骤303向数据线108上发送从机地址和读写控制信号，向数据线107、数据线106、数据线105上发送数据线选通信号，发送完毕后，进入步骤304检测数据线108上是否有从机响应，数据线107、数据线106、数据线105上是否有选通响应信号，如果数据线108上有从机响应且读写控制位为读标志，就会进入步骤305读数据操作，如果数据线108上有从机响应且读写控制位为写标志，就会进入步骤307写数据操作，如果没有从机响应就会返回步骤303重新发送从机地址和读写控制信号，如果步骤304中收到从机响应，且数据线107、数据线106、数据线105上收到选通响应则该数据线选通，可以进行数据传输，否则该数据线未被选通，禁止进行数据传输，在进入步骤305读操作后，有几根数据线收到响应，就进行几线读操作，读的过程中，如果按字操作，数据线108接收最低的一个字节，数据线105接收最高的字节，数据线106接收次高字节，数据线107接收次低字节，不局限于这一种情况，也可以进行单数据线，双数据线，三数据线等的传输，在读到数据后，就会进入步骤306主机是否继续进行读操作，如果继续进行读操作，则发出响应信号，重新返回步骤305读数据操作，如果不能继续进行读操作，则发出一个非响应信号，然后进入步骤309产生停止条件，在进入步骤307后，有几根数据线收到响应，就进行几线写操作，写的过程中，如果按字操作，数据线108发送最低的一个字节，数据线105发送最高的字节，数据线106发送次高字节，数据线107发送次低字节，不局限于这一种情况，也可以进行单数据线，双数据线，三数据线等的传输，在数据发送完成后，就会进入步骤308判断是否接到响应，如果任一数据线上有响应就会返回步骤307继续进行写数据操作，如果所有的数据线上都没有响应，就会进入步骤309产生停止条件，停止条件产生完成后，自动返回步骤301空闲状态。
图3所示读写操作流程图中所描述的数据分配情况不局限于所述的一种情况，可以有一线、二线、三线、四线传输几种情况，进行数据分配时，可以是108接收最低的一个字节，数据线105接收最高的字节，数据线106接收次高字节，数据线107接收次低字节，也可以是108接收最高的一个字节，数据线105接收最低的字节，数据线106接收次低字节，数据线107接收次高字节，在进行两线或三线传输时也可以按这两种顺序分配数据。以上所说的数据分配情况可以在硬件设计之前就约定好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种I2C总线控制系统,所述系统包括总线主机器件,总线从机器件,所述总线主机器件通过I2C总线与所述总线从机器件进行通讯,其特征在于,所述I2C总线包括一路时钟线和并行的多路数据线，所述并行的多路数据线用于并行地在所述总线主机器件和所述总线从机器件之间传输数据。
2.如权利要求1所述的I2C总线控制系统，其特征在于，所述并行的多路数据线包括一路符合I2C协议的数据线，以及至少一路选通数据线。
3.如权利要求2所述的I2C总线控制系统，其特征在于，所述选通数据线上传送该数据线选通信号、数据、以及选通响应信号。
4.如权利要求3所述的I2C总线控制系统，其特征在于，所述选通数据线如果被选通，则可以进行数据传输，否则不能进行数据传输。
5.如权利要求3至4中任意一项所述的I2C总线控制系统，其特征在于，所述数据线选通信号出现在7位地址操作时的第一个字节的最后一位上，或10位地址操作时的第二个字节的最后一位上。 
6.一种用于权利要求1所述的I2C总线控制系统的控制方法,其特征在于，所述方法包括，
总线主机器件通过符合I2C协议的数据线向总线从机器件发送从机地址和读写控制信号；
总线主机器件通过选通数据线向总线从机器件发送数据线选通信号；
检测所述符合I2C协议的数据线是否有从机响应信号，检测选通数据线上是否有选通响应信号；
如果检测到从机响应信号，则根据检测到的所有数据线分配传输数据。
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