CN110865959A - 一种用于唤醒i2c设备的方法及电路 - Google Patents

一种用于唤醒i2c设备的方法及电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于唤醒I2C设备的方法及电路，该方法包括：判断是否接收到启动信号；当确定接收到所述启动信号后，判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号；当确定所述下一个信号为匹配的地址信号时，产生唤醒指令以唤醒所述I2C设备；否则，清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号，返回至上述判断是否接收到启动信号的步骤。通过上述方式，本发明能够提高I2C设备唤醒过程的效率，保证I2C设备的及时唤醒和正常使用。

Description

一种用于唤醒I2C设备的方法及电路
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种用于唤醒I2C设备的方法及电路。
背景技术
I2C总线支持任何IC生产过程，通过串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别，而且都可以作为一个发送器或接收器。而为了节省能源，会在一定条件下将I2C设备设置为休眠状态，并在需要时将其唤醒，重新进行使用。
现有技术中，I2C设备的唤醒序列包括启动信号和地址信号，如果在发送唤醒序列时出现毛刺(glitch)，就会导致I2C唤醒序列不能正常唤醒IC，想要唤醒IC设备只能通过断电或重启来恢复IC的正常使用，这样，I2C设备的唤醒过程效率低，无法保证I2C设备的及时唤醒和正常使用。
本申请的发明人在长期的研发过程中，发现现有的I2C设备唤醒过程效率低，无法保证I2C设备的及时唤醒和正常使用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于唤醒I2C设备的方法及电路，能够提高I2C设备唤醒过程的效率，保证I2C设备的及时唤醒和正常使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于唤醒I2C设备的方法。
其中，所述方法包括：
判断是否接收到启动信号；
当确定接收到所述启动信号后，判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号；
当确定所述下一个信号为匹配的地址信号时，产生唤醒指令以唤醒所述I2C设备；否则，清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号，返回至上述判断是否接收到启动信号的步骤。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种一种用于唤醒I2C设备的电路。
其中，所述电路包括：
时钟处理模块，其分别与所述时钟处理模块连接的起始/结束信号检测处理模块、状态控制模块、地址接收比较模块和唤醒信号处理模块；
所述时钟处理模块接收从I2C总线所传来的I2C时钟信号和I2C数据信号，并根据所述I2C时钟信号和所述I2C数据信号而生成相应的时钟信号；
所述起始/结束信号检测处理模块与所述I2C总线连接，所述状态控制模块还分别与所述起始/结束信号检测处理模块、所述地址接收比较模块和所述唤醒信号处理模块连接。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明只只要在接收到启动信号后确定接受到的下一信号为匹配的地址信号，就发出唤醒指令以唤醒所述I2C设备。而当所述下一个信号不是匹配的地址信号时，则是返回第一步对所述下一个信号做进一步判断，并没有直接结束唤醒过程。这样，所述启动信号和所述下一个匹配的地址信号组成的能够唤醒I2C设备的唤醒序列之前接收的信号不会对I2C设备的唤醒造成影响。这样，能够在需要的时候及时、高效的对所述I2C设备进行唤醒，提高唤醒效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明一种用于唤醒I2C设备的方法一实施方式的流程示意图；
图2是图1中步骤S200一实施方式的流程示意图；
图3是本发明当确定所述下一个信号非为地址序列信号时所述方法一实施方式的流程示意图；
图4是本发明当确定所述下一个信号非为地址序列信号时所述方法另一实施方式的流程示意图；
图5是本发明一种用于唤醒I2C设备的电路一实施方式的结构示意图；
图6是本发明时钟处理模块100一实施方式的结构示意图；
图7是本发明时钟处理模块100另一实施方式的结构示意图；
图8是本发明所述状态控制模块300一实施方式的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了节省能源，通常会在一定条件下将I2C设备设置为休眠状态，并在需要时将其唤醒，重新进行使用。在唤醒处于休眠状态的所述I2C设备的方法包括如下实施方式。
请参阅图1，图1是本发明一种用于唤醒I2C设备的方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：
步骤S100：判断是否接收到启动信号。
在所步骤S100之前，还包括接收信号，在接收到所述信号之后，对所述信号是否为启动信号进行判断。具体的，对于I2C设备而言，当时钟信号线(SCL)为高电平而数据线(SDA)由高到低的跳变时，表示产生一个启动信号。
步骤S200：当确定接收到所述启动信号后，判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号。
在I2C总线上，每一个设备都会对应一个唯一的地址(可以从I2C设备的数据手册得知)，主从设备之间就通过这个地址来确定与哪个器件进行通信，也就是说，所述地址信号可以用来识别待唤醒设备的身份，以便准确的将所述待唤醒设备唤醒。
在所述步骤S200中，当确定接收到所述启动信号后，需要判断所述启动信号接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号，这是因为I2C设备的唤醒序列通常包括启动信号和一个匹配的地址信号，所述匹配的地址信号即为待唤醒的I2C设备的地址信号。
步骤S300：当确定所述下一个信号为匹配的地址信号时，产生唤醒指令以唤醒所述I2C设备；否则，清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号，返回至上述判断是否接收到启动信号的步骤。
在所述步骤S300中，当确认所述下一个信号为匹配的地址信号时，则表明接收到了能够用来确定待唤醒I2C设备，并与所述启动指令一起组成的启动序列。根据所述启动序列会产生用于唤醒相应I2C设备的唤醒信号。而当收到的所述下一个信号不是匹配的地址信号时，则需要在清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号之后，返回步骤S100。在返回步骤S100之前，将所述下一个信号之前接收到的所述启动信号清除，是为了不干扰对所述下一个信号的判断，从而提高对所述下一个信号是否为启动信号的判断结果的准确性，进而提高唤醒效率。
在本实施方式中，只要在接收到启动信号后确定接受到的下一信号为匹配的地址信号，就发出唤醒指令以唤醒所述I2C设备。而当所述下一个信号不是匹配的地址信号时，则是在清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号之后返回第一步对所述下一个信号做进一步判断，并没有直接结束唤醒过程。这样，所述启动信号和所述下一个匹配的地址信号组成的能够唤醒I2C设备的所述唤醒序列之前接收的信号不会对I2C设备的唤醒造成影响，导致不能正常唤醒I2C设备的问题。这样，能够在需要的时候及时、高效的对所述I2C设备进行唤醒，提高唤醒效率。
进一步的，所述启动信号为一个单独的起始信号或者多个连续的起始信号。也就是说，无论接收到几个起始信号，都会认为接收到启动信号。进一步的，当确定接收到所述启动信号后，则所述I2C设备认定与其连接的I2C总线处于繁忙状态，也即认定其有可能需要被唤醒。所述繁忙状态，则在接收到地址信号后执行地址匹配操作，以确定所述地址信号是否为匹配的地址信号。
在另一个实施方式中，请参考图2，图2是图1中步骤S200一实施方式的流程示意图，所述方法包括：
S210、判断所述下一个信号是否是地址序列信号。
在所述步骤S210中，由于对所述I2C设备进行唤醒需要收到包括启动信号和匹配的地址信号组成的唤醒序列，当收到所述唤醒信号后，则对接收的到下一个信号是否为匹配的地址信号。首先确定所述下一个信号是否为地址信号，能够避免盲目进行地址匹配操作带来的执行效率降低的问题。
S220、当确定所述下一个信号为地址序列信号时，则进一步判断所述地址序列信号是否匹配所述I2C设备的地址序列，且当所述地址序列信号匹配所述I2C设备的地址序列时，则认定所述下一个信号为匹配的地址信号。
在所述步骤S220中，当所述下一个信号为地址序列信号时，才进行地址匹配操作，有利于提高地址匹配过程的效率。而所述地址信号由地址序列组成，且不同的I2C设备也是通过地址序列进行区分的，因此在所述地址匹配过程实际为所述地址信号中包含的地址序列与所述待唤醒设备的地址序列进行比较。而当所述地址序列信号中的地址序列与所述I2C设备的地址序列一致时，认定所述下一个信号为匹配的地址信号。
当然，当所述下一个信号不是匹配的地址信号时，其可以包括但不限于启动信号、结束信号或不匹配的地址信号。而根据所述下一个信号的具体内容，需要执行不同的操作，直到接收到能够唤醒I2C设备的唤醒序列。
在另一个实施方式中，请参考图3，图3是本发明当确定所述下一个信号非为地址序列信号时所述方法一实施方式的流程示意图，所述方法进一步包括：
S310、判断所述下一个信号是否为结束信号；
S320、当所述下一个信号是结束信号时，则所述I2C设备认定与其连接的I2C总线处于空闲状态，清除所述下一个信号及所述结束信号之前接收到的信号。
在所述步骤S320中，当所述下一个信号为结束信号时，表明所述I2C设备认定与其连接的I2C总线处于空闲状态，相应的，I2C总线的SDA数据信号线和SCL时钟信号线同时处于高电平，此时各个I2C设备的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
也就是说，在所述启动信号后接收到的下一个信号为结束信号后，则表明可能不需要唤醒I2C设备，即便收到地址信息，也不会进行所述地址匹配操作，即，在所述结束信号后接收到匹配的地址信号也不会发出唤醒指令，因为所述唤醒序列中的启动信号和匹配的地址信号是紧邻的，二者之间不能有终止信号。在所述启动信号后接收到的下一个信号为结束信号后，如果想要进行I2C设备的唤醒，则需要重新接收启动信号，且在所述启动信号后接收到的下一个信号为匹配的地址信号。相应的，当所述I2C设备认定与其连接的I2C总线处于空闲状态后还包括清除所述结束信号及所述结束信号之前接收到的信号。也即所述结束信号及其之前的信号均被清除，对I2C设备的唤醒需要重新开始，能够有效节约存储空间，提高运行效率。
在另一个实施方式中，请参考图4，图4是本发明当确定所述下一个信号非为地址序列信号时所述方法另一实施方式的流程示意图，所述方法进一步包括：
S301、判断所述下一个信号是否为启动信号；
S302、当所述下一个信号是启动信号时，则清除所述下一个信号之前接收到的信号。
在所述步骤S302中，当所述下一个信号是启动信号时，也即接收到了连续的多个启动信号，则清除所述下一个信号之前的信号。在本实施方式中，当接收到多个启动信号时，为了节省存储空间并提高执行效率，将当前接收到的启动信号之前的启动信号清除，只保留一个启动信号，并认定与其连接的I2C总线处于繁忙状态，也即认定其有可能需要被唤醒。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种一种用于唤醒I2C设备的电路。
请参考图5，图5是本发明一种用于唤醒I2C设备的电路一实施方式的结构示意图，其中，所述电路包括：
时钟处理模块100，其分别与所述时钟处理模块连接的起始/结束信号检测处理模块200、状态控制模块300、地址接收比较模块400和唤醒信号处理模块500；所述时钟处理模块100接收从I2C总线所传来的I2C时钟信号和I2C数据信号，并根据所述I2C时钟信号和所述I2C数据信号而生成相应的时钟信号；所述起始/结束信号检测处理模块200与所述I2C总线连接，所述状态控制模块300还分别与所述起始/结束信号检测处理模块200、所述地址接收比较模块400和所述唤醒信号处理模块500连接。
所述时钟处理模块100接收从I2C总线所传来的I2C时钟信号和I2C数据信号，并根据所述I2C时钟信号和所述I2C数据信号而生成相应的第一时钟信号和第二时钟信号，其中，所述第一时钟信号传输至所述状态控制模块300、所述地址接收比较模块400和所述唤醒信号处理模块500以使所述状态控制模块300、所述地址接收比较模块400和所述唤醒信号处理模块500根据所述第一时钟信号而进行工作；而所述第二时钟信号传输至所述起始/结束信号检测处理模块200以使所述起始/结束信号检测处理模块200根据所述第二时钟信号而进行工作；所述起始/结束信号检测处理模块200接收从所述I2C总线所传来的I2C时钟信号和I2C数据信号，以判断是否从所述I2C总线接收到启动信号；所述状态控制模块300，连接所述起始/结束信号检测处理模块200，以根据所述起始/结束信号检测处理模块200的判断结果而确定所述I2C总线的状态；所述地址接收比较模块400，连接所述状态控制模块300，以在所述状态控制模块300根据所述启动信号而确定所述I2C总线处于繁忙状态后，判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号；所述唤醒信号处理模块500，连接所述状态控制模块300和所述地址接收比较模块400，以在所述地址接收比较模块400确定所述下一个信号为匹配的地址信号时，产生唤醒指令以唤醒所述I2C设备；其中，当所述唤醒信号处理模块500非产生所述唤醒指令时，所述起始/结束信号检测处理模块200清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号，并继续侦测判断是否从所述I2C总线接收到启动信号。
请一并参考图6和图7，图6是本发明时钟处理模块100一实施方式的结构示意图，图7是本发明时钟处理模块100另一实施方式的结构示意图，所述时钟处理模块100包括时钟门控单元130、时钟切换单元120和时钟产生单元130，其中，所述I2C总线的包括时钟信号线10和数据信号线20，所述数据信号线20传输I2C数据信号，所述数时钟号线10传输I2C时钟信号。所述时钟门控模块100接收所述I2C总线所传来的I2C时钟信号从而产生相应的I2C时钟门信号，而所述时钟切换单元120接收所述I2C时钟门信号和位时钟信号从而产生相应的所述第一时钟信号；所述时钟产生单元110接收所述I2C总线所传来的I2C数据信号从而产生相应的所述第二时钟信号。
进一步的，当所述I2C设备处于休眠模式时，所述APB BUS时钟线30关断；当所述I2C设备处于非休眠模式时，APB BUS时钟线30发生翻转。而所述时钟切换单元120在非休眠模式下选择与APB BUS时钟线30连接并接收信号，在休眠模式下选择所述时钟门控制模块130产生的SCL_gated信号。所述时钟门控制单元130用于在非休眠模式时与时钟信号线10连通，待所述唤醒信号拉高以后，关断时钟信号线10。
进一步的，所述起始/结束信号检测处理模块200包括起始/结束信号检测单元和起始/结束信号清除单元，其中，所述起始/结束信号检测单元用于侦测是否从所述I2C总线接收到启动信号或者结束信号，而所述起始/结束信号清除单元用于对所述启动信号或者所述结束信号进行清零处理。
更进一步的，请参考图8，图8是本发明所述状态控制模块300一实施方式的原理图。所述状态控制模块300包括空闲状态和繁忙状态；在寻址的任何阶段接收到总线上的启动信号则跳转到所述繁忙状态，且内部各相关逻辑复位到初始状态。同理接收到结束信号则回到所述空闲状态，各相关逻辑复位。整个从机唤醒逻辑功能均工作在所述时钟处理模块100产生的所述第一时钟信号下。启动/结束信号检测子模块和启动/结束信号清除子模块保证多个启动信号、多个结束或者总线异常时候正确的启动信号/结束信号时序，保证不会导致错误的状态跳转及其它逻辑块的正常工作。在本实施方式中，在休眠状态下不需使用高频时钟，能耗低，且本专发明使用I2C设备本来就有的时钟信号线和数据信号线来产生一个能够在所述休眠状态的正常使用的时钟，便于I2C设备的及时唤醒。
本发明的技术方案可以用于唤醒I2C设备的任何过程，如，智能家居领域中使用I2C协议的设备及机车领域，尤其是车机领域中，一般影音娱乐部分都需要通过一个热点端的系统级芯片与微控芯片进行通信,系统级芯片中会使用I2C设备作为从机设备，而微控芯片中的I2C设备作为主机设备，通常为了减小整个车机的功耗会将系统级芯片休眠，这个时候就可以通过微控芯片使用I2C设备将系统级芯片唤醒，本发明的技术方案可以充分减小功耗，还能保证系统级芯片的及时唤醒。该专利还可能用于智能家居领域中使用I2C协议的IC。
综上所述，本发明公开了一种用于唤醒I2C设备的方法及电路，该方法包括：判断是否接收到启动信号；当确定接收到所述启动信号后，判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号；当确定所述下一个信号为匹配的地址信号时，产生唤醒指令以唤醒所述I2C设备；否则，清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号，返回至上述判断是否接收到启动信号的步骤。通过上述方式，本发明能够提高I2C设备唤醒过程的效率，保证I2C设备的及时唤醒和正常使用。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于唤醒I2C设备的方法，其特征在于，包括：
判断是否接收到启动信号；
当确定接收到所述启动信号后，判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号；
当确定所述下一个信号为匹配的地址信号时，产生唤醒指令以唤醒所述I2C设备；否则，清除所述下一个信号之前接收到的所述启动信号，返回至上述判断是否接收到启动信号的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动信号为一个单独的起始信号或者多个连续的起始信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号，包括：
判断所述下一个信号是否是地址序列信号；
当确定所述下一个信号为地址序列信号时，则进一步判断所述地址序列信号是否匹配所述I2C设备的地址序列，当所述地址序列信号匹配所述I2C设备的地址序列时，则认定所述下一个信号为匹配的地址信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定所述下一个信号非为地址序列信号时，所述方法进一步包括：
判断所述下一个信号是否为结束信号；
当所述下一个信号是结束信号时，则所述I2C设备认定与其连接的I2C总线处于空闲状态，清除所述下一个信号及所述结束信号之前接收到的信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定所述下一个信号非为地址序列信号时，所述方法进一步包括：
判断所述下一个信号是否为启动信号；
当所述下一个信号是启动信号时，则清除所述下一个信号之前接收到的信号。
6.一种用于唤醒I2C设备的电路，其特征在于，所述电路包括：时钟处理模块，其分别与所述时钟处理模块连接的起始/结束信号检测处理模块、状态控制模块、地址接收比较模块和唤醒信号处理模块；
所述时钟处理模块接收从I2C总线所传来的I2C时钟信号和I2C数据信号，并根据所述I2C时钟信号和所述I2C数据信号而生成相应的时钟信号；
所述起始/结束信号检测处理模块与所述I2C总线连接，所述状态控制模块还分别与所述起始/结束信号检测处理模块、所述地址接收比较模块和所述唤醒信号处理模块连接。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，
所述起始/结束信号检测处理模块接收从所述I2C总线所传来的I2C时钟信号和I2C数据信号，以判断是否从所述I2C总线接收到启动信号；
所述状态控制模块，连接所述起始/结束信号检测处理模块，以根据所述起始/结束信号检测处理模块的判断结果而确定所述I2C总线的状态；
所述地址接收比较模块，连接所述状态控制模块，以在所述状态控制模块根据所述启动信号而确定所述I2C总线处于繁忙状态后，判断在所述启动信号后接收到的下一个信号是否为匹配的地址信号；
所述唤醒信号处理模块，连接所述状态控制模块和所述地址接收比较模块，以在所述地址接收比较模块确定所述下一个信号为匹配的地址信号时，产生唤醒指令以唤醒所述I2C设备。
8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述时钟信号包括第一时钟信号和第二时钟信号，所述起始/结束信号检测处理模块接收所述第二时钟信号进行工作，所述状态控制模块、所述地址接收比较模块和所述唤醒信号处理模块分别接收所述第一时钟信号进行工作。
9.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述时钟处理模块包括时钟门控单元、时钟切换单元和时钟产生单元，
其中，所述时钟门控模块接收所述I2C总线所传来的I2C时钟信号从而产生相应的I2C时钟门信号，而所述时钟切换单元接收所述I2C时钟门信号和位时钟信号从而产生相应的所述第一时钟信号；
所述时钟产生单元接收所述I2C总线所传来的I2C数据信号从而产生相应的所述第二时钟信号。
10.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述起始/结束信号检测处理模块包括起始/结束信号检测单元和起始/结束信号清除单元，其中，所述起始/结束信号检测单元用于侦测是否从所述I2C总线接收到启动信号或者结束信号，而所述起始/结束信号清除单元用于对所述启动信号或者所述结束信号进行清零处理。
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