CN104133791A - 一种单总线通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单总线通信方法，适用于单总线通信系统，第一设备的单总线上挂接了多个不同时序要求的第二设备，通过该单总线通信方法，第一设备针对不同的第二设备制定不同的通信策略，以适应不同时序要求的器件，兼顾了通信的高效性和可靠性，克服了现有技术中采用统一的时序规定造成通信不可靠性的问题，并且，该单总线通信方法构思新颖、实现简单，显著提高了单总线通信系统的通信效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体地说是一种单总线通信方法。
背景技术
总线技术是一种芯片或者设备间通信的重要技术，相对于点对点通信技术，总线通信可以有效地降低连线的复杂度，提高连线的利用率。现有的总线按照数据传输的方式可以被划分为串行总线和并行总线，目前常见的串行总线有SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、CAN等，而并行总线相对来说种类要少，常见的如IEEE1284、ISA、PCI等。但无论是串行总线还是并行总线，总线通信都需要多条通信线路的支持，这会对I/O口资源非常宝贵的电路设计带来困难，因此单总线通信技术应运而生。
现有的单总线技术以Maxim全资子公司Dallas的1-Wire比较成熟且最为常用。它采用单根信号线，既传输时钟，又传输数据而且数据传输是双向的，具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。但是，1-Wire的读写操作采用的是非互锁异步通信方式，对总线时序要求比较高，不同的1-Wire器件对时序的要求又各不相同，采用统一的时序规定造成了通信的不可靠性问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明提出了一种单总线通信方法。
本发明所述一种单总线通信方法，解决所述技术问题采用的技术方案如下：所述单总线通信方法适用于单总线通信系统，所述单总线通信系统包括一第一设备、若干个不同时序要求的第二设备和一个上拉电阻，其中，所述第一设备的单总线上挂接了这些第二设备，同时第一设备的单总线通过所述上拉电阻连接至电源端；
所述单总线通信方法是指，在第一设备的单总线上挂载多个不同时序要求的第二设备，第一设备针对不同的第二设备制定不同的通信策略，以适应不同时序要求的器件，兼顾了通信的高效性和可靠性。
该单总线通信方法包括以下步骤：
(1)第一设备发送复位信号；
(2)第二设备接收所述复位信号并发送应答信号，第一设备接收到第二设备的应答信号；
(3)第一设备发送搜索命令指定通信的第二设备；
(4)第一设备发送时序要求请求信号；
(5)第二设备接收所述时序要求请求信号，并发送时序要求应答信号；
(6)第一设备接收所述时序要求应答信号，并制定相应的通信策略；
(7)第一设备发送所述的通信策略；
(8)第二设备接收所述的通信策略，并初始化为相应的通信策略；
(9)第一设备根据制定的所述的通信策略进行实际数据的传输操作。
本发明所述一种单总线通信方法具有的有益效果：通过该单总线通信方法，在第一设备的单总线上挂载多个不同时序要求的第二设备，第一设备针对不同的第二设备制定不同的通信策略，以适应不同时序要求的器件，兼顾了通信的高效性和可靠性，克服了现有技术中采用统一的时序规定造成通信不可靠性的问题。并且，该单总线通信方法构思新颖、实现简单，显著提高了单总线通信系统的通信效果，具有较好的推广使用价值。
附图说明
附图1为本发明单总线通信方法的通信系统示意图；
附图2为本发明单总线通信方法的工作流程图；
附图3为第一设备发送时序要求请求信号的示意图；
附图4为第二设备发送时序要求应答信号的示意图；
附图5为半互锁异步通信模式读写时序示意图；
图6本发明的一个实施例。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的一种单总线通信方法进行详细说明。
本发明所述一种单总线通信方法，适用于单总线通信系统，附图1为本发明单总线通信方法的通信系统示意图，如附图1所示，该通信系统包括第一设备和若干个第二设备、一个上拉电阻，附图1中给出了四个第二设备的示意，所述第一设备的IO接口引出一单总线，在所述单总线上挂载了四个不同时序要求的第二设备，分别为第二设备1、第二设备2、第二设备3和第二设备4，这四个第二设备通过其IO接口连入第一设备的单总线上；同时所述单总线通过所述上拉电阻连接电源端VDD。该单总线通信方法的通信系统中，第一设备的单总线上挂载的第二设备的数量不限于附图1中所示。
本发明单总线通信方法是指，在第一设备的单总线上可以挂载多个不同时序要求的第二设备，第一设备针对不同的第二设备制定不同的通信策略，以适应不同时序要求的器件，兼顾了通信的高效性和可靠性。
附图2为本发明单总线通信方法的工作流程图，如附图2所示，该单总线通信方法包括以下步骤：
(1)第一设备发送复位信号；
(2)第二设备接收所述复位信号并发送应答信号，第一设备接收到第二设备的应答信号；
(3)第一设备发送搜索命令指定通信的第二设备；
(4)第一设备发送时序要求请求信号；
(5)第二设备接收所述时序要求请求信号，并发送时序要求应答信号；
(6)第一设备接收所述时序要求应答信号，并制定相应的通信策略；
(7)第一设备发送所述的通信策略；
(8)第二设备接收所述的通信策略，并初始化为相应的通信策略；
(9)第一设备根据制定的所述的通信策略进行实际数据的传输操作。
附图3为第一设备发送时序要求请求信号的示意图，第一设备发送时序要求请求信号如附图3所示。
附图4为第二设备发送时序要求应答信号的示意图，第一设备根据接收的时序要求应答信号，制定了相应的四种通信策略如附图4所示。第一设备根据接收的时序要求应答信号，制定相应的四种通信策略，分别称为通信策略一、通信策略二、通信策略三和通信策略四；
如果读写时序要求均不严格，则采用通信策略一，即读写操作均使用读写时隙之间时间间隔固定的非互锁异步通信模式；
如果读写时序要求为读严格写不严格，则采用通信策略二，即读操作使用读时隙之间时间间隔不固定的半互锁异步通信模式，写操作使用写时隙之间时间间隔固定的非互锁异步通信模式；
如果读写时序要求为读不严格写严格，则采用通信策略三，即读操作使用读时隙之间时间间隔固定的非互锁异步通信模式，写操作使用写时隙之间时间间隔不固定的半互锁异步通信模式；
如果读写时序要求均严格，则采用通信策略四，即读写操作均使用读写时隙之间时间间隔不固定的半互锁异步通信模式。
该单总线通信方法中，复位操作是每次总线通信之前必须进行的操作，第一设备在复位操作期间将总线拉低480~960μs，然后释放，总线在上拉电阻的作用下变为高电平。第二设备在接收到有效跳变的15~60μs内会将总线拉低60~240μs，在此期间第一设备可以通过对数据线进行采样来判断是否有第二设备挂接在当前总线上。复位信号和应答信号的时序与1-Wire相同。
此外，该单总线通信方法中，第一设备发送搜索命令的方法与1-Wire相同。第一设备发送的时序要求请求信号为脉宽10μs脉冲数量4个的连续脉冲信号，第二设备接收到此脉冲信号则回复时序要求应答信号，时序要求应答信号是一种脉宽10μs脉冲数量从1至4不等的连续脉冲信号，脉冲数量“1”表示第二设备适合采用通信策略一，脉冲数量“2”表示第二设备适合采用通信策略二，脉冲数量“3”表示第二设备适合采用通信策略三，脉冲数量“4”表示第二设备适合采用通信策略四。
该单总线通信方法中，对于非互锁异步通信模式，读写时序与1-Wire相同，在两次独立的读写时隙之间至少需要1μs的固定的恢复时间，第一设备发送读写信号后，不等待第二设备是否完成读写操作的应答信号；附图5为半互锁异步通信模式读写时序示意图，结合附图5进一步了解，对于半互锁异步通信模式，读写时隙与1-Wire基本相同，但时隙长度限定为60μs，且在两次独立读写时隙之间的恢复时间不固定，第一设备发送读写信号后，等待第二设备完成读写操作的应答信号后进行下一次操作。读信号分为读0和读1两种，写信号分为写0和写1两种。
此外，第一设备完成一次通信后需重新协商通信策略以与第二设备或者其他第二设备进行通信。
通过本发明所述单总线通信方法的技术方案可知，单总线上可以挂载多个不同时序要求的第二设备，第一设备与不同的第二设备发起通信时都要确定相应的通信策略，以保证兼顾各个不同设备的通信高效性和通信可靠性。
实施例：
下面通过一个实施例，对本发明所述一种单总线通信方法的优点和设计内容，进行详细说明。
附图6为本发明实施例通信系统的示意图，如附图6所示，在服务器管理系统中，所述通信系统包括一颗AST2400的BMC、类DS18B20的单总线器件和类DS28E01-100的单总线器件、一个上拉电阻，其中，所述AST2400的BMC作为第一设备，其单总线上挂接了用于测温的类DS18B20的单总线器件和用于程序安全加密认证保护的类DS28E01-100的单总线器件。同时，所述AST2400的BMC的单总线上通过上拉电阻连接至电源端。类DS18B20的单总线器件具有数据量小且工作原理较为简单的特点，属于读写时序要求均不严格的单总线器件；类DS28E01-100的单总线器件具有数据量大且工作原理较为复杂的特点，在实际使用中常出现单总线器件未完成内部操作BMC就读取数据而出错的情况，导致加密认证失败，服务器管理系统的程序无法正常运行，属于读时序要求严格写时序要求不严格的单总线器件。
采用本发明所述的上述单总线通信方法，对类DS18B20的单总线器件采用通信策略一，对类DS28E01-100的单总线器件采用通信策略二，既保证了通信的可靠性，又兼顾了通信的高效性，灵活有效。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种单总线通信方法, 所述单总线通信方法适用于单总线通信系统，其特征在于,所述单总线通信系统包括一第一设备、若干个不同时序要求的第二设备和一个上拉电阻，其中，所述第一设备的单总线上挂接了这些第二设备，同时第一设备的单总线通过所述上拉电阻连接至电源端；
所述单总线通信方法是指，在第一设备的单总线上挂载多个不同时序要求的第二设备，第一设备针对不同的第二设备制定不同的通信策略，以适应不同时序要求的器件；该单总线通信方法包括以下步骤：
(1)第一设备发送复位信号；
(2)第二设备接收所述复位信号并发送应答信号，第一设备接收到第二设备的应答信号；
(3)第一设备发送搜索命令指定通信的第二设备；
(4)第一设备发送时序要求请求信号；
(5)第二设备接收所述时序要求请求信号，并发送时序要求应答信号；
(6)第一设备接收所述时序要求应答信号，并制定相应的通信策略；
(7)第一设备发送所述的通信策略；
(8)第二设备接收所述的通信策略，并初始化为相应的通信策略；
(9)第一设备根据制定的所述通信策略进行实际数据的传输操作。
2.根据权利要求1所述的一种单总线通信方法,其特征在于, 该单总线通信方法中，每次总线通信之前必须进行复位操作，第一设备在复位操作期间将总线拉低480~960μs，然后释放，总线在上拉电阻的作用下变为高电平；第二设备在接收到有效跳变的15~60μs内会将总线拉低60~240μs，在此期间第一设备通过对数据线进行采样来判断是否有第二设备挂接在当前总线上。
3. 根据权利要求2所述的一种单总线通信方法,其特征在于, 该单总线通信方法中，第一设备发送的时序要求请求信号为脉宽10μs脉冲数量4个的连续脉冲信号，第二设备接收到此脉冲信号则回复时序要求应答信号，时序要求应答信号是脉宽10μs脉冲数量从1至4不等的连续脉冲信号，脉冲数量“1”表示第二设备适合采用通信策略一，脉冲数量“2”表示第二设备适合采用通信策略二，脉冲数量“3”表示第二设备适合采用通信策略三，脉冲数量“4”表示第二设备适合采用通信策略四。
4.根据权利要求3所述的一种单总线通信方法,其特征在于, 该单总线通信方法中，对于非互锁异步通信模式，在两次独立的读写时隙之间至少需要1μs的固定的恢复时间，第一设备发送读写信号后，不等待第二设备是否完成读写操作的应答信号；对于半互锁异步通信模式，两次独立的读写时隙长度限定为60μs，在两次独立读写时隙之间的恢复时间不固定，第一设备发送读写信号后，等待第二设备完成读写操作的应答信号后进行下一次操作；读信号分为读0和读1两种，写信号分为写0和写1两种。
5.根据权利要求1至4所述的一种单总线通信方法,其特征在于, 该单总线通信方法中，第一设备完成一次通信后需重新协商通信策略以与第二设备或者其他第二设备进行通信。
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| CN109992534A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-07-09 | 华北电力大学 | 一种在线快速搜索单线器件序列号的方法及系统 |
| CN113326220A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-08-31 | 新华三技术有限公司 | 一种外设电子标签信息获取方法及设备 |
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