CN102841303B - Spi接口异常检测方法与装置 - Google Patents

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

SPI接口异常检测方法与装置

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期内，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的回读数据周期内，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期内，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。