CN102609381A - 单板、通信系统及为器件分配独立地址的方法 - Google Patents

单板、通信系统及为器件分配独立地址的方法 Download PDF

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牛翔平
黄为东
彭中
薛旺喜
陈文�
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Abstract

本发明适用于通信技术领域,提供了一种单板、通信系统及为器件分配独立地址的方法,所述单板包括内部集成电路IIC线路、多个挂设于同一IIC线路的器件以及为所述多个器件分配独立地址的IIC控制器,所述多个器件通过所述IIC线路连接到所述IIC控制器。本发明于同一IIC线路挂设多个器件,极大地节约了单板硬件资源,增强了单板的可靠性。为器件分配独立地址时,先向所述IIC线路上的器件的一个管脚输入高电平信号;在所述管脚被输入高电平信号的情况下,通过所述管脚将为所述器件分配的独立地址写入该器件;所述独立地址写完后,释放上述高电平信号。IIC控制器读取各器件时,各器件均根据接收到的地址信息选用相应的IIC协议,兼容性强。

Description

单板、通信系统及为器件分配独立地址的方法
技术领域
本发明属于通信技术领域,尤其涉及一种单板、通信系统及为器件分配独立地址的方法。
背景技术
现有单板中各内部集成电路(Inter Integrated Circuit,IIC)器件均需独立的IIC线路与之配套,这造成了硬件资源的浪费。例如,一块单板具有48个光模块,仅管理48个光模块就需要48路IIC资源,外加48套使能和告警等,为此浪费较多硬件资源,并增加了可靠性风险。此外,也有使用单独的复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)来扩展IIC,或者使用专用的IIC扩展器件来扩展IIC,这同样会造成硬件资源的浪费。
发明内容
本发明实施例的目的在于解决现有单板中各IIC器件均需一个IIC线路与之配套,造成资源浪费的问题。
本发明实施例的目的是通过下述方式实现的。
一种单板,包括内部集成电路IIC线路、多个挂设于同一IIC线路的器件以及为所述多个器件分配独立地址的IIC控制器,所述多个器件通过所述IIC线路连接到所述IIC控制器。
一种通信系统,所述通信系统采用上述单板。
一种为器件分配独立地址的方法,应用于多个器件连接到同一IIC线路的单板中,所述方法包括以下步骤:
向所述IIC线路上的器件的一个管脚输入高电平信号;
在所述管脚被输入高电平信号的情况下,通过所述管脚将为所述器件分配的独立地址写入该器件;
所述独立地址写完后,释放所述高电平信号。
本发明实施例中同一IIC线路下挂设多个器件,极大地节约了单板硬件资源,增强了单板的可靠性。为同一IIC线路上的多个器件中的任意器件分配独立地址时,先向所述IIC线路上的器件的一个管脚输入高电平信号;在所述管脚被输入高电平信号的情况下,通过所述管脚将为所述器件分配的独立地址写入该器件;所述独立地址写完后,释放上述高电平信号。IIC控制器读取各器件时,各器件均根据接收到的地址信息选用相应的IIC协议,兼容性强。所述管脚可以是所述器件的一个管脚或者组合管脚。
附图说明
图1是本发明实施例提供的单板的结构示意图;
图2是本发明第一实施例提供的为同一IIC线路上多个光模块分配独立地址的流程图;
图3是本发明第一实施例提供的写光模块独立地址时序流程图;
图4是本发明第一实施例提供的支持独立地址的光模块在不同使用环境下读取时的选择流程;
图5是读取本发明第一实施例提供的支持独立地址的光模块的时序图;
图6是光模块在通用IIC协议下的读写时序图;
图7是读取本发明第二实施例提供的支持独立地址的光模块的时序图。
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。
本发明实施例中同一IIC线路下挂设多个器件,极大地节约了单板硬件资源,增强了单板的可靠性。为同一IIC线路上的多个器件中的任意器件分配独立地址时,先向所述IIC线路上的器件的一个管脚输入高电平信号;在所述管脚被输入高电平信号的情况下,通过所述管脚将为所述器件分配的独立地址写入该器件;所述独立地址写完后,释放上述高电平信号。IIC控制器读取各器件时,各器件均根据接收到的地址信息选用相应的IIC协议,兼容性强。所述管脚可以是所述器件的一个管脚或者组合管脚。
本发明实施例提供的单板包括内部集成电路IIC线路、多个挂设于同一IIC线路的器件以及为所述多个器件分配独立地址的IIC控制器,所述多个器件通过所述IIC线路连接到所述IIC控制器。
本发明实施例提供的通信系统采用上述单板。
本发明实施例提供的为同一IIC线路上多个器件分配独立地址的方法,包括以下步骤:
向所述IIC线路上的器件的一个管脚输入高电平信号;
在所述管脚被输入高电平信号的情况下,通过所述管脚将为所述器件分配的独立地址写入该器件;
所述独立地址写完后,释放上述高电平信号。
可选地,所述独立地址写完后,释放所述高电平信号具体包括:为所述器件分配独立地址;将所述独立地址发送给所述器件;接收所述器件发送的确认信号,根据所述确认信号将所述管脚去使能。
所述管脚可以是所述器件的一个管脚或者组合管脚。
下面以所述器件为光模块为例对本发明的实现进行详细描述。
实施例一
如图1所示,本发明实施例提供的单板包括IIC线路1、多个挂设于同一IIC线路1的光模块2以及为各光模块2分配独立地址的IIC控制器3,所述光模块2内设MCU,所述多个光模块2通过所述IIC线路1连接到所述IIC控制器3。其中,IIC控制器3可为CPLD或CPU。
本发明实施例由IIC控制器3为光模块分配独立地址,该独立地址存储在光模块的空余用户寄存器中,使得一个IIC线路可以挂多个光模块,并兼容现有光模块的访问模式。
图2示出了本发明实施例提供的为同一IIC线路上的多个光模块分配独立地址的实现流程。
在步骤S101中,IIC控制器向IIC线路上的一个光模块的一个管脚或组合管脚输入高电平信号。
本发明实施例中,具体可以是向光模块的发光使能管脚tx_dis输入高电平信号,此即图3所示第1阶段。于该第1阶段,IIC控制器向光模块的发光使能管脚tx_dis输入高电平信号。所述光模块的IIC线路由时钟信号线SCL和数据信号线SDA组成。其中,SCL表示串行时钟,SDA表示时钟数据。
在步骤S102中,在光模块的一个管脚或组合管脚被输入高电平信号的情况下,将为所述光模块分配的独立地址通过该管脚或者组合管脚传送给该光模块。
本发明实施例中,IIC控制器检测到光模块的在位信号后,向该光模块的发光使能管脚tx_dis输入高电平信号,使能该发光使能管脚tx_dis,然后为该光模块分配独立地址,具体可以将“40h+端口号”设为光模块的独立地址,其中,“40h”是用16进制表示的地址,端口号可以是该光模块在所述单板上的端口号。
IIC控制器在为光模块分配独立地址后,将该独立地址通过发光使能管脚tx_dis传送给该光模块,由该光模块将该独立地址写入自身的EEPROM。具体地,该光模块可以将所述独立地址写入光模块的第128个寄存器,光模块的独立地址空间为41h-7Fh(共63个可分配地址),其前两位均为01;地址40h与光模块管脚tx_dis配合用于将所述独立地址写入所述光模块。以下结合图3,分别对为光模块分配独立地址的各阶段进行详细描述。
第1阶段,IIC控制器向光模块的发光使能管脚tx_dis输入高电平信号。
第2阶段,IIC控制器向IIC线路发送START信号。
第3阶段,IIC控制器向IIC线路发送40h信号,40h是个写光模块独立地址的命令字,需要与光模块的发光使能管脚tx_dis信号配合使用,即只有在发光使能管脚tx_dis被输入高电平时,IIC控制器才能向光模块发送该命令字。
第4阶段,IIC控制器在IIC协议的R//W位时,发送写标示(此阶段SDA发送低电平)。
第5阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认已接收到独立地址。
第6阶段,IIC控制器向IIC线路发送80h信号,目的是选择光模块的80h寄存器,即第128个寄存器。
第7阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认该80h寄存器可以使用。
第8阶段,IIC控制器向IIC线路发送DATA,即IIC控制器分配给光模块的独立地址,由于该光模块的独立地址为40h+端口号,且一般端口不会超过64个,因此,光模块独立地址空间范围为41h-7Fh,即DATA的内容为41h-7Fh中的一个值,光模块接收到后将DATA写入80h寄存器。
第9阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK。
应当注意的是,只有发光使能管脚tx_dis被输入高电平信号的光模块对写光模块独立地址命令进行响应,此处写光模块独立地址命令为40h。
在步骤S103中,所述独立地址写完后,所述IIC控制器释放上述高电平信号。
本发明实施例中所述光模块的独立地址(40h+端口号)写完后,IIC控制器会收到光模块发送的应答信号ACK,然后IIC控制器释放光模块的发光使能管脚tx_dis的高电平信号,此即图3所示第10阶段。在第10阶段,IIC控制器向IIC线路发出STOP信号,并释放光模块的发光使能管脚tx_dis的高电平信号。
应当理解,此能够为光模块分配独立地址(40h+端口号)的IIC协议兼容原光模块协议,且光模块被分配独立地址后仍可以正常插入到其他标准光模块的使用环境中,图4示出了在不同使用环境下读取支持独立地址的光模块的选择流程。
本发明实施例读取光模块的地址的方法按如下方式进行。IIC控制器读取光模块的地址时,所述光模块接收所述IIC控制器发送的页地址,所述光模块根据接收到的页地址前两位进行判断。如果所述页地址前两位是01,则先读取所述光模块的独立地址,接着读取A0/A2页地址,此即本发明实施例提供的IIC协议,如图5所示,以下分别对图5所示各阶段进行详细描述。
第1阶段,IIC控制器向IIC线路发送START信号开始访问光模块。
第2阶段,IIC控制器向IIC线路发送光模块的独立地址,该独立地址为独立地址空间41h-7Fh内的一个地址。
第3阶段,光模块接收到地址后,返回ACK应答信号,确认已接收到光模块独立地址。
第4阶段,IIC控制器发送光模块的页地址A0/A2。
第5阶段,IIC控制器在IIC协议的R//W位时,发送读写标示(此阶段SDA为高电平时表示读,低电平时表示写)。
第6阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK。
第7阶段,IIC控制器向IIC线路发送光模块内部要访问的寄存器地址。
第8阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认已接收到寄存器地址。
第9阶段,如果第5阶段为写时,IIC控制器向IIC线路发送DATA,DATA的内容为写光模块寄存器的值;如果第5阶段为读时,光模块通过IIC线路向IIC控制器发送DATA,DATA的内容为光模块寄存器的内容。
第10阶段,如果第5阶段为写时,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认已经写入光模块;如果第5阶段为读时,IIC控制器返回应答信号ACK,确认已经接收到。
第11阶段,IIC控制器向IIC线路发出STOP信号,表示此次通信结束。
如果所述页地址前两位是10,则按通用IIC协议直接读取A0/A2页地址,其中A0=10100000,如图6所示,以下分别对图6所示各阶段进行详细描述。
第1阶段,IIC控制器向IIC线路发送START信号开始访问光模块。
第2阶段,IIC控制器向IIC线路发送光模块页地址A0/A2。
第3阶段,IIC控制器向IIC线路发送读写光模块标示(此阶段SDA为低电平时表示对光模块写操作,高电平时表示读操作)。
第4阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK。
第5阶段,IIC控制器向IIC线路发送光模块内部要访问的寄存器地址。
第6阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认已接收到寄存器地址。
第7阶段,如果第3阶段为写时,IIC控制器向IIC线路发送DATA,DATA的内容为写光模块寄存器的值;如果第3阶段为读时,光模块通过IIC线路向IIC控制器发送DATA,DATA的内容为光模块寄存器的内容。
第8阶段,如果第3阶段为写时,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认已经写入光模块;如果第3阶段为读时,IIC控制器返回应答信号ACK,确认已经接收到。
第9阶段,IIC控制器向IIC线路发送STOP信号,表示此次通信结束。
实施例二
与实施例一不同的是,本实施例将非A0/A2的地址设为光模块的独立地址。在光模块一个管脚或组合管脚(指除发光使能管脚tx_dis外任何光模块管脚)输入高电平信号时,将所述独立地址(非A0/A2的地址)写入光模块的EEPROM。本实施例将所述独立地址写入光模块的第128个寄存器。
应当理解,此能够为光模块分配独立地址(非A0/A2的地址)的IIC协议兼容原光模块协议,且此光模块被分配独立地址后仍可以正常插入到其他标准光模块的使用环境中。
本发明实施例读取光模块的地址的方法按如下方式进行。IIC控制器读取光模块的地址时,所述光模块接收所述IIC控制器发送的页地址并根据接收到的页地址进行判断;如果接收到的页地址为A0/A2页地址,则按通用IIC协议直接读取A0/A2页地址,其中A0=10100000,A2=10100010,如图6所示;否则,先读取所述光模块的独立地址,接着读取A0/A2页地址,此即本发明实施例提供的IIC协议,如图7所示,以下分别对图7所示各阶段进行详细描述。
第1阶段,IIC控制器向IIC线路发送START信号开始访问光模块。
第2阶段,IIC控制器向IIC线路发送光模块独立地址(非A0/A2地址)。
第3阶段,光模块接收到地址后,返回ACK应答信号,确认已接收到光模块独立地址。
第4阶段,IIC控制器发送光模块的页地址A0/A2。
第5阶段,IIC控制器在IIC协议的R//W位时,发送读写标示(此阶段SDA为高电平时表示读,低电平时表示写)。
第6阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK。
第7阶段,IIC控制器向IIC线路发送光模块内部要访问的寄存器地址。
第8阶段,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认已接收到寄存器地址。
第9阶段,如果第5步为写时,IIC控制器向IIC线路发送DATA,DATA的内容为写光模块寄存器的值;如果第5步为读时,光模块通过IIC线路向IIC控制器发送DATA,DATA的内容为光模块寄存器的内容。
第10阶段,如果第5步为写时,光模块向IIC控制器返回应答信号ACK,确认已经写入光模块;如果第5步为读时,IIC控制器返回应答信号ACK,确认已经接收到。
第11阶段,IIC控制器向IIC线路发送STOP信号,表示此次通信结束。
综上所述,当单板有大量IIC光模块时,使用本发明实施例提供的方法使多个光模块共用一IIC线路,节约了大量硬件资源。理论上此IIC协议可以挂63个光模块,但考虑到实际使用时的信号完整性要求,建议挂7个光模块并选择适当的匹配方式,以保证一路IIC正常访问7个光模块。当然,对其他所有IIC器件而言,均可使用本发明实施例提供的方法进行IIC独立地址的动态分配并兼容现有IIC协议。
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 (11)

1.一种单板,其特征在于,所述单板包括内部集成电路IIC线路、多个挂设于同一IIC线路的器件以及为所述多个器件分配独立地址的IIC控制器,所述多个器件通过所述IIC线路连接到所述IIC控制器。
2.如权利要求1所述的单板,其特征在于,所述器件为光模块。
3.一种通信系统,其特征在于,所述通信系统采用如权利要求1或2所述的单板。
4.一种为器件分配独立地址的方法,应用于多个器件连接到同一IIC线路的单板中,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
向所述IIC线路上的器件的一个管脚输入高电平信号;
在所述管脚被输入高电平信号的情况下,通过所述管脚将为所述器件分配的独立地址写入该器件;
所述独立地址写完后,释放所述高电平信号。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述将为所述器件分配的独立地址写入该器件,所述独立地址写完后,释放所述高电平信号具体包括:
为所述器件分配独立地址;
将所述独立地址发送给所述器件;
接收所述器件发送的确认信号,根据所述确认信号将所述管脚去使能。
6.如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述器件为内设微控制单元MCU的光模块,所述独立地址为40h+端口号,所述端口号为所述光模块在所述单板上的端口号;所述管脚为光模块的发光使能管脚tx_dis。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,将所述独立地址写入所述光模块的第128个寄存器,其中地址40h与所述管脚tx_dis配合用于将所述独立地址写入所述光模块。
8.如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述器件为内设微控制单元MCU的光模块,所述独立地址为非A0/A2的地址;所述管脚为光模块除发光使能管脚tx_dis之外的一个管脚或组合管脚。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,将所述独立地址写入光模块的第128个寄存器,其中地址40h与所述管脚或组合管脚配合用于将所述独立地址写入所述光模块。
10.一种读取光模块的地址的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
IIC控制器读取光模块的地址时,所述光模块接收所述IIC控制器发送的页地址,所述光模块根据接收到的所述页地址前两位进行判断;
如果所述页地址前两位是01,则先读取所述光模块的独立地址,接着读取A0/A2页地址;
如果所述页地址前两位是10,则按通用IIC协议直接读取A0/A2页地址,其中A0=10100000。
11.一种读取光模块的地址的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
IIC控制器读取光模块的地址时,所述光模块接收所述IIC控制器发送的页地址,所述光模块根据接收到的页地址进行判断;
如果接收到的页地址为A0/A2页地址,则按通用IIC协议直接读取A0/A2页地址,其中A0=10100000,A2=10100010;
否则,先读取所述光模块的独立地址,接着读取A0/A2页地址。
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