CN102841303A - Spi接口异常检测方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SPI接口异常检测方法与装置,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数,并将计数值与标准值比较,若计数值小于标准值则判定外围芯片的SPI接口出现异常。当主控制器的具体形式为MCU或FPGA时,可以根据MCU或FPGA的特点调节SCK脉冲的计数方法。本检测方法与装置简单有效,为主控制器对回读数据的取舍提供了依据。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,特别是涉及一种SPI接口异常检测方法与装置。
背景技术
SPI接口的全称是"Serial Peripheral Interface",意为串行外围接口,是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。该接口一般使用4根信号线: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。该接口可实现高速率的全双工数据传输(最高速率可达50Mhz),且简单、易用,目前已经广泛应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器、数字信号处理器和数字信号解码器等方案上。基于SPI接口的数据传输是主从式的,所有的对话发起均由主机控制。SCK、SS及MOSI由主机发出,从机通过MOSI信号线向主机回送数据。
SPI接口常应用于主控制器(MCU、DSP或FPGA)与外围芯片之间进行数据传输,完成系统参数的配置及保存。主控制器通过SPI接口读取外围芯片所保存的参数并按照预定含义进行解析,假如外围芯片工作失效则其SPI接口将处于异常状态,主控制器不能识别该状态,会如常执行通过SPI接口从外围器件回读的数据,造成主控制器误动作情况,导致系统工作不正常。
发明内容
本发明提出了一种SPI接口数据传输异常的检测方法,以检测外围芯片的SPI接口是否出现异常。
一种SPI接口异常检测方法,包括步骤:
在主控制器的回读数据周围内,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数;
主控制器的回读数据周期结束时,将所述SCK脉冲的计数值与标准值比较;
若所述SCK脉冲的计数值与标准值不同,则判定外围芯片的SPI接口异常。
在其中一个实施例中,当所述主控制器为MCU时,所述MCU的输入捕捉引脚连接所述MCU的SPI接口的SCK引脚,所述MCU启动输入捕捉功能,在回读数据周期内,通过所述输入捕捉引脚捕捉所述SCK脉冲的上升沿或下降沿,得到所述SCK脉冲的个数。
在其中一个实施例中,当所述主控制器为FPGA时,在所述FPGA内部生成检测模块,所述检测模块在本FPGA的回读数据周围内,对本FPGA的SPI接口的SCK引脚上的SCK脉冲进行采样并计数。
一种SPI接口异常检测装置,包括:
计数模块,用于在主控制器的回读数据周围内,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数;
比较模块,用于在主控制器的回读数据周期结束时,将所述SCK脉冲的计数值与标准值比较;
判定模块,用于在所述SCK脉冲的计数值与所述标准值不同时,判定外围芯片的SPI接口异常。
本发明SPI接口异常检测方法与装置,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数,并将计数值与标准值比较,若计数值小于标准值则判定外围芯片的SPI接口出现异常。当主控制器的具体形式为MCU或FPGA时,可以根据MCU或FPGA的特点调节SCK脉冲的计数方法。本检测方法与装置简单有效,为主控制器对回读数据的取舍提供了依据。
附图说明
图1为本发明SPI接口异常检测方法的流程示意图;
图2为基于本发明SPI接口异常检测方法的MCU与外围芯片SPI接口的结构示意图;
图3为基于本发明SPI接口异常检测方法的FPGA与外围芯片SPI接口的结构示意图;
图4为本发明SPI接口异常检测装置的结构示意图。
具体实施方式
从机或者说外围芯片的SPI接口失效时,会将主机控制的SCK信号线拉为固定的高电平或低电平,本发明利用SCK信号的这个特征,对主机或者说主控制器发送的SCK脉冲进行计数,并将计数值与标准值比较,若小于标准值则说明从机SPI接口失效。下面结合附图与实施例详细解释本发明。
本发明SPI接口异常检测方法与装置,如图1所示,包括步骤:
步骤S1、在主控制器的回读数据周围内,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数;
步骤S2、主控制器的回读数据周期结束时,将所述SCK脉冲的计数值与标准值比较;
步骤S3、若所述SCK脉冲的计数值与标准值不同,则判定外围芯片的SPI接口异常。
主控制器回读数据时,其SPI接口的SCK引脚需要发送与SCK脉冲,正常情况下,SCK脉冲的电平一高一低间隔分布,但若外围芯片的SPI接口异常,则SCK脉冲持续高电平或低电平,则SCK脉冲计数值必然不等于且小于标准值。本检测方法正是据此判断外围芯片的SPI接口是否异常,若异常,则主控制器回读的数据不正常,应丢弃并发出告警。
主控制器可能是MCU,也可能是FPGA,下面分别进行说明。
1、MCU作为主控制器,使用定时器的输入捕捉功能实时检测SCK信号。MCU的通用定时器可配置为输入捕捉功能,如图2所示,SCK信号通过外部走线连接数据至MCU的输入捕捉引脚,在MCU软件中可配置为上升沿捕捉或下降沿捕捉并对其进行计数,定义该计数参数为PulseCnt并与标准值StandCnt进行比较,从而能确定外围芯片的SPI接口是否正常。假定数据位为n位,要回读,则MCU需要发n个SCK脉冲,StandCnt=n。每发一个SCK脉冲,PulseCnt会累加计数,回读结束时将PulseCnt与StandCnt进行比较即能判定当次传输是否正常。
2、FPGA作为主控制器,使用FPGA内部的高速时钟对SCK信号进行采样并在回读数据周期内进行计数,回读数据结束后进行比对以判定传输是否正常及回读数据是否有效。检测原理跟MCU作为主控制器时一样,所不同的是硬件实现方式。FPGA作为主控制器时,如图3所示,在FPGA内部用代码生成一检测模块对SCK信号进行采样,无需外部连线。
本发明SPI接口异常检测装置,如图4所示,包括:
计数模块,用于在主控制器的回读数据周围内,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数;
比较模块,用于在主控制器的回读数据周期结束时,将所述SCK脉冲的计数值与标准值比较;
判定模块,用于在所述SCK脉冲的计数值与所述标准值不同时,判定外围芯片的SPI接口异常。
由以上描述及图4可知,计数模块、比较模块和判定模块依次相连,构成了本检测装置。本检测装置是与上述检测方法对应的装置,将两者结合使用,即可实现本发明的目的。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种SPI接口异常检测方法,其特征在于,包括步骤:
在主控制器的回读数据周围内,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数;
主控制器的回读数据周期结束时,将所述SCK脉冲的计数值与标准值比较;
若所述SCK脉冲的计数值与标准值不同,则判定外围芯片的SPI接口异常。
2.根据权利要求1所述的SPI接口异常检测方法,其特征在于,当所述主控制器为MCU时,所述MCU的输入捕捉引脚连接所述MCU的SPI接口的SCK引脚,所述MCU启动输入捕捉功能,在回读数据周期内,通过所述输入捕捉引脚捕捉所述SCK脉冲的上升沿或下降沿,得到所述SCK脉冲的个数。
3.根据权利要求1所述的SPI接口异常检测方法,其特征在于,当所述主控制器为FPGA时,在所述FPGA内部生成检测模块,所述检测模块在本FPGA的回读数据周围内,对本FPGA的SPI接口的SCK引脚上的SCK脉冲进行采样并计数。
4.一种SPI接口异常检测装置,其特征在于,包括:
计数模块,用于在主控制器的回读数据周围内,对主控制器发出的SCK脉冲进行计数;
比较模块,用于在主控制器的回读数据周期结束时,将所述SCK脉冲的计数值与标准值比较;
判定模块,用于在所述SCK脉冲的计数值与所述标准值不同时,判定外围芯片的SPI接口异常。
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