CN104199796B - Iic通信方法以及实现iic通信的嵌入式系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现IIC通信的嵌入式系统，包括：主机、多个IIC器件、多路SDA线和单路SCL线；所述多个IIC器件中的每一个分别与所述多路SDA线中的一路连接；所述多个IIC器件中的每一个都与所述单路SCL线连接；所述主机通过所述多路SDA线和所述单路SCL线对所述多个IIC器件进行操作，其中，当通过所述单路SCL线向所述多个IIC器件提供SCL时序信号时，所述主机根据所述SCL时序信号和所述多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的多个IIC器件传送数据信号。本发明还提供了IIC通信方法。采用本发明，可以实现多路IIC同步通信并降低I/O线的数量。

Description

IIC通信方法以及实现IIC通信的嵌入式系统

技术领域

本发明涉及计算机通信技术领域，更具体地，涉及IIC通信方法及实现IIC通信的嵌入式系统。

背景技术

IIC芯片的通信除与电源、地线连接外，由时钟信号线SCL及数据线SDA两条线组成。IIC协议规定，器件如果有不同地址，可直接并联挂接到该两条总线上。

当前嵌入式系统设计中，IIC器件种类多，功能强大，且有时会同时使用多片同种类型的IIC芯片。由于多路IIC芯片的逻辑关系处于平等地位，优先级相同，不存在先后关系，甚至有的要求同时通信，这在传统IIC通信机制下，如果多个器件并联挂接到该两条总线上，只能单路通信完毕后，切到下一通道，不能同步，存在时间差别，且总体通信速度低。

并且，有时IIC器件提供有限地址或仅仅一个地址，为简化设计，多个相同器件模块化设计时，往往IIC器件的地址设计为同一地址，那么就不能多个器件并联挂接在同一总线上，为解决同步通信及相同地址问题，N个IIC器件意味着需要2N条嵌入式控制器I/O口线，如图1所示。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种IIC通信方法及实现IIC通信的嵌入式系统，使得既可以实现IIC同步通信又可以降低I/O口线的数量。

根据本发明的一方面，提供了一种实现IIC通信的嵌入式系统，包括：主机、多个IIC器件、多路SDA线和单路SCL线；

所述多个IIC器件中的每一个分别与所述多路SDA线中的一路连接；

所述多个IIC器件中的每一个都与所述单路SCL线连接；

所述主机通过所述多路SDA线和所述单路SCL线对所述多个IIC器件进行操作，其中，当通过所述单路SCL线向所述多个IIC器件提供SCL时序信号时，所述主机根据所述SCL时序信号和所述多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的多个IIC器件传送数据信号。

在可选实施例中，每一路SDA线上仅连接一个IIC器件，并且所述不同路SDA线上的多个IIC器件的地址相互之间可以相同或者不同。

在可选实施例中，所述多个IIC器件为相同类型的IIC芯片。

在可选实施例中，所述多路SDA线中的至少一路SDA线上连接有两个以上的IIC器件，并且所述两个以上的IIC器件之间的地址互不相同；以及，所述主机根据所述SCL时序信号和IIC器件的地址信息向相应的IIC器件传送SDA时序信号。

在可选实施例中，所述IIC器件基于与所述SCL时序信号对应的SDA时序信号执行相应的读取操作或写入操作。

在可选实施例中，所述主机接收IIC器件通过SDA线返回的应答信号；所述主机根据是否接收到IIC器件返回的应答信号确定后续对应答的IIC器件进行操作或者生成报警维修信息。

根据本发明的另一方面，还提供了一种IIC通信方法，包括：

将多个IIC器件中的每一个分别与多路SDA线中的一路连接；

将多个IIC器件中的每一个都与同一路SCL线连接；

通过所述单路SCL线向所述多个IIC器件提供SCL时序信号；

根据所述SCL时序信号和所述多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的多个IIC器件传送数据信号。

在可选实施例中，每一路SDA线上仅连接一个IIC器件，并且所述不同路SDA线上的多个IIC器件的地址相互之间可以相同或者不同。

在可选实施例中，所述多个IIC器件为相同类型的IIC芯片。

在可选实施例中，所述多路SDA线中的至少一路SDA线上连接有两个以上的IIC器件，并且所述两个以上的IIC器件之间的地址互不相同；以及，根据所述SCL时序信号和IIC器件的地址信息向相应的IIC器件传送SDA时序信号。

本发明实施例的多路IIC同步通信方法采用单路SCL线向多个IIC器件提供SCL时序信号，通过SCL线的复用使得可以仅使用N+1条I/O口线来实现多路IIC同步通信，相比于现有技术中使用2N条I/O口线，减少了所使用的I/O口线的数量，并且可降低布线复杂度。此外，本发明的技术方案在通信整体速度上是单独各路通信整体速度的N倍。

附图说明

图1是现有技术的实现IIC同步通信的嵌入式系统的结构示意图。

图2是根据本发明一实施例的实现多路IIC同步通信的嵌入式系统的结构示意图。

图3是基于现有IIC标准通信协议的单主机与单从机实现IIC通信的时序信号示意图。

图4是图2所示的嵌入式系统中单主机与多从机实现多路IIC同步通信的时序信号示意图。

图5是根据本发明另一实施例的实现多路IIC同步通信的嵌入式系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方式作进一步的说明。

图2是根据本发明一实施例的实现多路IIC同步通信的嵌入式系统的结构示意图。如图2所示，嵌入式系统包括主机、单路SCL线、3路SDA线以及3个IIC器件(也称从机)。3个IIC器件包括标号为12的器件1、标号为14的器件2以及标号为16的器件3。单路SCL线与器件1、器件2和器件3中的每一个都连接，即SCL线可以复用。3路SDA线中，SDA1线与器件1连接，SDA2线与器件2连接，SDA3线与器件3连接。

主机20通过SDA1、SDA2和SDA3线和单路SCL线对器件1、器件2和器件3进行操作。当主机20通过单路SCL线向器件1、器件2和器件3提供SCL时序信号时，主机20根据SCL时序信号和多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的IIC器件传送数据信号。

在一可选实施例中，将相同的IIC器件配置为具有相同地址，例如，器件1、器件2和器件3类型相同并且被配置为地址相同。这种同步通信机制优选在通信内容相同的情况下适用，例如多路存储器、多路A/D转换器、多路D/A转换器和多路温度传感器等。

在另一可选实施例中，相同的IIC器件可以配置为具有互不相同的地址。例如，器件1、器件2和器件3类型相同但配置的地址不相同。这样，主机20根据SCL时序信号和多个IIC器件的地址信息通过多路SDA线向相应的IIC器件传送数据信号。

当通信内容不相同时，主机可以预先剔除不使用的IIC器件，然后与使用的IIC器件通过对应的SDA线进行通信。此外，该通信机制能够随时检测无应答的器件，例如，在主机向器件1通过SDA1线发送一个字节后，器件1会产生一个响应位，并通过该SDA1线将响应位传送给主机，如果主机没有接收到该响应位，则认为器件1无应答，因此后续不再操作对应于器件1的SDA线或生成关于器件1的报警维修信息。

图3是基于现有IIC标准通信协议的单主机与单从机实现IIC通信的时序信号示意图。图4是图2所示的嵌入式系统中单主机与多从机实现多路IIC同步通信的时序信号示意图。从图4可以看出，在复用SCL线情况下，通过各路SDA线向器件1、器件2和器件3传输数据的节拍一致，实现了多路IIC同步通信。为了便于理解本发明技术方案，本实施例中仅示出了3个IIC器件，然而本领域技术人员能够理解IIC器件可以是根据需求设置的任意数量。在本实施例中，由于SCL线复用，因此仅需要N+1条I/O口线；而且在通信整体速度上是单独各路通信整体速度的N倍。

图5是根据本发明另一实施例的实现多路IIC同步通信的嵌入式系统的结构示意图。如图5所示，该嵌入式系统包括主机、单路SCL线、3路SDA线以及4个IIC器件。4个IIC器件包括标号为12的器件1、标号为14的器件2、标号为16的器件3以及标号为18的器件4。在实施例中，器件1、器件2、器件3和器件4都与同一路SCL线连接；然而，器件1和器件2与SDA1线连接，器件3与SDA3线连接以及器件4与SDA4线连接。SCL线以及3路SDA线还与主机20连接。类似地，主机20可以通过SCL线向器件1、器件2、器件3和器件4提供SCL时序信号。连接在同一路SDA线(即SDA1线)上的器件1和器件2配置为地址信息不同。但器件1或2可以配置为与其他SDA线上的器件地址相同或不同，例如器件3和器件4。

例如在一实例中，将SDA1线上的器件1和器件2的地址配置为不相同，但将器件1、器件3的地址配置为相同，且将器件2和器件4的地址配置为相同，那么主机可以是在通过单路SCL线向器件1、器件2、器件3和器件4提供SCL时序信号的同时，基于多路通信需求，或根据器件1和器件3的地址信息通过SDA1线和SDA3线向器件1和器件3传送数据信号，或根据器件2和器件4的地址信息通过SDA1线和SDA4线向器件2和器件4传送数据信号，或根据器件1的地址信息、器件3的地址信息和器件4的地址信息分别通过SDA1线、SDA3线和SDA4线向器件1、器件3和器件4传送数据信号，或根据器件2的地址信息、器件3的地址信息和器件4的地址信息分别通过SDA1线、SDA3线和SDA4线向器件2、器件3和器件4传送数据信号。

例如在其他可选实例中，可以将器件1和器件2的地址配置为不相同，但将器件3和器件4的地址配置为与器件1和器件2的地址中的任一个都不相同，或者，将器件3和器件4的地址配置为与器件1相同，或者配置为与器件2相同。

总的来说，在本实施例的实现多路IIC同步通信的嵌入式系统中，主机可以同时与不同SDA线上的器件通信，但每个SDA线上同时只有一个器件与主机通信。

相应地，本发明实施例还提供了一种多路IIC通信方法，包括：将多个IIC器件中的每一个分别与多路SDA线中的一路连接；将多个IIC器件中的每一个都与同一路SCL线连接；通过所述单路SCL线向所述多个IIC器件提供SCL时序信号；根据所述SCL时序信号和所述多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的多个IIC器件传送SDA时序信号。

可选地，可以是每一路SDA线上仅连接一个IIC器件，并且不同路SDA线上的多个IIC器件的地址可以相同，也可以不同。可选地，所述多个IIC器件为相同类型的IIC芯片。

可选地，所述多路SDA线中的至少一路SDA线上可连接有两个以上的IIC器件，并且所述两个以上的IIC器件之间的地址互不相同。在根据所述SCL时序信号和IIC器件的地址信息向相应的IIC器件传送SDA时序信号。

在本发明实施例中，主机在SCL时序的合适位置，同时操作多路I/O口，产生多个SDA时序；而各路IIC器件分析当前SCL时序信号节拍对应的SDA时序信号的电平，做相应的置高置低操作。从每个从设备节点(即各个单独的器件)本身看来，并不知道有其他设备的存在，其与主设备(即主机)正常通信，不知其为多路IIC同步通信中的一路。

尽管本发明允许许多不同形式的实施例，但说明书和附图仅详细描述了本发明的几个可能的实施例。需要理解的是，本公开应该视为对本发明原理的例示，并不是要将本发明限制为在所示例的实施例的范围内。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员会想到许多变形，本发明的保护范围应当由所附权利要求书的内容确定。

Claims (6)

1.一种实现IIC通信的嵌入式系统，包括：主机、多个IIC器件、多路SDA线和单路SCL线；

所述多个IIC器件中的每一个分别与所述多路SDA线中的一路连接；

所述多个IIC器件中的每一个都与所述单路SCL线连接；

其中，每一路SDA线上仅连接一个IIC器件，并且不同路SDA线上的多个IIC器件的地址相互之间相同或者不同；或者，所述多路SDA线中的至少一路SDA线上连接有两个以上的IIC器件，并且所述两个以上的IIC器件之间的地址互不相同；

所述主机通过所述多路SDA线和所述单路SCL线对所述多个IIC器件进行操作，其中，当通过所述单路SCL线向所述多个IIC器件提供SCL时序信号时，所述主机根据所述SCL时序信号和所述多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的多个IIC器件传送数据信号。

2.根据权利要求1所述的嵌入式系统，其特征在于，所述多个IIC器件为相同类型的IIC芯片。

3.根据权利要求1所述的嵌入式系统，其特征在于，

所述IIC器件基于与所述SCL时序信号对应的SDA时序信号执行相应的读取操作或写入操作。

4.根据权利要求3所述的嵌入式系统，其特征在于，所述主机接收IIC器件通过SDA线返回的应答信号；

所述主机根据是否接收到IIC器件返回的应答信号确定后续对应答的IIC器件进行操作或者生成报警维修信息。

5.一种IIC通信方法，包括：

将多个IIC器件中的每一个分别与多路SDA线中的一路连接；

将多个IIC器件中的每一个都与单路SCL线连接；

其中，每一路SDA线上仅连接一个IIC器件，并且不同路SDA线上的多个IIC器件相互之间相同或者不同；或者，所述多路SDA线中的至少一路SDA线上连接有两个以上的IIC器件，并且所述两个以上的IIC器件之间的地址互不相同；

通过所述单路SCL线向所述多个IIC器件提供SCL时序信号；

根据所述SCL时序信号和所述多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的多个IIC器件传送数据信号。

6.根据权利要求5所述的IIC通信方法，其特征在于，所述多个IIC器件为相同类型的IIC芯片。