CN111427828A - 一种spi流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质 - Google Patents

一种spi流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明所提供的一种SPI流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质，SPI总线上设置有流控信号线，所述SPI流控方法包括：主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。本发明通过在SPI总线上设置流控信号线，主设备和从设备进行SPI数据传输，当从设备芯片不能及时接收数据时，主设备收到从设备发送的流控信号，从而暂停发送数据，直到有剩余空间时才继续传输数据，避免了出现通讯错误或者数据丢失的问题。

Description

一种SPI流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质
技术领域
本发明涉及嵌入式驱动技术领域，尤其涉及的是一种SPI流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质。
背景技术
SPI(Serial Peripheral Interface)，串行外围设备接口，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
但是，SPI最大时钟频率已达到50Mbps，比串口速率要快很多；不同芯片处理SPI的能力可能不尽相同，如果主设备是高性能的CPU，从设备是低性能的外围专用芯片，两者通过SPI通讯，可能主设备CPU连续一系列很长的数据发出去，从设备芯片却不能及时接收，这样就可能出现通讯错误或者数据丢失的问题。
因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种SPI流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质，旨在解决现有的SPI通信时，从设备若不能及时接受，就会造成通讯错误或者数据丢失的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种SPI流控方法，其中，SPI总线上设置有流控信号线，所述SPI流控方法包括：
主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；
判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。
进一步地，所述SPI总线还包括：MISO、MOSI、CLK和CS信号线。
进一步地，判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态的步骤具体包括：
若从设备中片选有效且时钟为高电平，则判断所述从设备中的接收空间是否足够；
若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
继续判断时钟是否为高电平。
进一步地，所述若从设备中片选有效且时钟为高电平，则判断所述从设备中的接收空间是否足够的步骤之后还包括：
若所述从设备中的接收空间足够，则读取主设备传输的数据，并反馈至主设备数据；
继续判断时钟是否为高电平。
进一步地，所述若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态的步骤具体包括：
若主设备中片选有效且时钟有效，判断是否出现流控信号；
若出现流控信号，则延迟第一预设时间，将MOSI置为阻态，且时钟无效；
延迟第二预定时间，直至时钟有效。
进一步地，所述若主设备中片选有效且时钟有效，判断是否出现流控信号的步骤之后还包括：
若没有流控信号，则延迟第三预定时间，并进行发送数据和读取数据的处理；
当时钟无效时，则延迟第四预定时间，并判断数据是否传输完毕；
若数据传输完毕，则片选无效；
若数据没有传输完毕，则继续判断时钟是否有效。
本发明还提供一种SPI流控系统，其中，所述SPI流控系统包括：主设备和从设备，所述主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；
所述从设备用于判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
所述主设备用于在检测到流控信号时，延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态；
所述SPI总线包括MISO、MOSI、CLK、CS和flow ctrl信号线。
本发明还提供了一种主设备，其中，所述主设备包括：
第一连接模块，用于与从设备通过SPI总线建立连接；
第一数据传输模块，用于向从设备进行数据传输；
第一检测模块，用于检测流控信号，延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。
本发明还提供了一种从设备，其中，所述从设备包括：
第二连接模块，用于与主设备通过SPI总线建立连接；
第二数据传输模块，用于向主设备进行数据传输；
判断模块，用于判断所述从设备中的接收空间是否足够；
第二检测模块，用于在所述从设备中的接收空间不足时，向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态。
本发明还提供了一种存储介质，其中，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的SPI流控方法。
本发明所提供的一种SPI流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质，SPI总线上设置有流控信号线，所述SPI流控方法包括：主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。本发明通过在SPI总线上设置流控信号线，主设备和从设备进行SPI数据传输，当从设备芯片不能及时接收数据时，主设备收到从设备发送的流控信号，从而暂停发送数据，直到有剩余空间时才继续传输数据，避免了出现通讯错误或者数据丢失的问题。
附图说明
图1是本发明中SPI流控方法较佳实施例的流程图。
图2是现有技术中SPI协议波形图。
图3是本发明中SPI协议波形图。
图4是本发明中SPI流控方法较佳实施例中从设备的数据传输流程图。
图5是本发明中SPI流控方法较佳实施例中主设备的数据传输流程图。
图6是本发明中SPI流控系统的较佳实施例的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是MISO(主设备数据输入)、MOSI(主设备数据输出)、CLK(时钟)、CS(片选)。
(1)MISO–Master Input Slave Output，主设备数据输入，从设备数据输出；
(2)MOSI–Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输入；
(3)CLK–Serial Clock，时钟信号，由主设备产生；
(4)CS–Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。
如图2所示，是一个典型的SPI协议波形图。
SPI最大时钟频率已达到50Mbps，比串口速率要快很多。不同芯片处理SPI的能力可能不尽相同，如果一个高性能的CPU与一个低性能的外围专用芯片通过SPI通讯，也许CPU连续一系列很长的数据发出去，对端芯片却不能及时接收，这样就可能出现通讯错误或者丢数据的问题。如果能像串口或者网口一样，在SPI协议中增加流控功能，那么就不会出现丢数据的问题。本发明提出一种用GPIO管脚实现SPI流控的方法。
请参见图1，图1是本发明中一种SPI流控方法的流程图。如图1所示，本发明实施例所述的SPI流控方法包括以下步骤：
S100、主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输。
具体的，在SPI总线上设置有流控信号线，所述流控信号线用于由从设备向主设备发送流控信号。主设备与从设备中的芯片上均具有与流控信号线相连接的GPIO管脚。将两者之间多增加一根流控信号线来发送流控信号flow ctrl，其实由从设备(SPI从机)发送给主设备(SPI主机)的；也就是说，本发明的SPI总线包括5根线：MISO、MOSI、CLK(SCLK)、CS，及flow ctrl。
如图3所示，图3为SPI增加流控信号线之后的波形图。
S200、判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态。
在一种实现方式中，所述步骤S200具体包括：
S210、若从设备中片选有效且时钟为高电平，则判断所述从设备中的接收空间是否足够；
S220a、若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
S230a、继续判断时钟是否为高电平。
其中，将MISO置为高阻态，即停止主设备数据输入以及从设备数据输出。
进一步地，所述步骤S210之后还包括：
S220b、若所述从设备中的接收空间足够，则读取主设备传输的数据，并反馈至主设备数据；
S230b、继续判断时钟是否为高电平。
下面具体举例说明，如图4所示，从设备传输数据具体包括步骤：
A1、从设备数据传输开始；
A2、判断片选是否有效，即CS＝0是否成立；若是，则执行步骤A3；若否，则执行步骤A7；
A3、判断时钟是否为高，即CLK＝1是否成立；若是，则执行A4；若否，则继续执行A3；
A4、判断接收空间是否足够；若是，则执行A5；若否，则执行A5’；
A5、读取主设备数据，即读MOSI；
A6、反馈主设备数据，即写MISO，并返回至步骤A3；
A5’、向主设备发送流控信号，即flow ctrl＝1；
A6’、将MISO置为高阻态，并返回至步骤A3；
A7、传输完毕。
也就是说，SPI从机的时钟是SPI主机提供的，为高电平有效。在每传输一个bit数据时，先检查本身有没有足够空间存储当前数据。如果空间不足，就发送流控信号，让SPI主机先暂停发送，将数据线MISO置为高阻态，直到有剩余空间的时候才继续传输下一个比特的数据。
S300、若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。
在一种实现方式中，所述步骤S300具体包括：
S310、若主设备中片选有效且时钟有效，判断是否出现流控信号；
S320a、若出现流控信号，则延迟第一预设时间，将MOSI置为阻态，且时钟无效；
S330a、延迟第二预定时间，直至时钟有效。
其中，将MOSI置为阻态即停止主设备数据输出以及从设备数据输入。
进一步地，所述步骤S310之后还包括：
S320b、若没有流控信号，则延迟第三预定时间，并进行发送数据和读取数据的处理；
S330b、当时钟无效时，则延迟第四预定时间，并判断数据是否传输完毕；
S340b、若数据传输完毕，则片选无效；
S350b、若数据没有传输完毕，则继续判断时钟是否有效。
下面具体举例说明，如图5所示，主设备传输数据具体包括步骤：
B1、主设备数据传输开始；
B2、片选有效，即CS＝0；
B3、时钟有效，即CLK＝1；
B4、判断是否有流控信号，即flow ctrl＝1是否成立；若是，则执行步骤B5，若否，则执行步骤B5’；
B5、延时50纳秒；
B6、将MOSI置为阻态；
B7、时钟无效CLK＝0；
B8、延时50纳秒，并返回至步骤B3；
B5’、延时50纳秒；
B6’、发送数据MOSI；
B7’、读取数据MISO；
B8’、时钟无效CLK＝0；
B9’、延时50纳秒；
B10’、判断数据是否传输完毕；若是，则执行步骤B11’，若否，则返回步骤B3。
B11’、片选无效，即CS＝1。
其中延时2个50纳秒，那么时钟的宽度为100纳秒，对应10MHZ的SPI时钟频率。
如图6所示，本发明还提供了一种SPI流控系统，其中，所述SPI流控系统包括：主设备10和从设备20，所述主设备10与从设备20之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；
所述从设备20用于判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
所述主设备10用于在检测到流控信号时，延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态；
所述SPI总线包括MISO、MOSI、CLK、CS和flow ctrl信号线；具体如上所述。
本发明还提供了一种主设备，其中，所述主设备包括：
第一连接模块，用于与从设备通过SPI总线建立连接；
第一数据传输模块，用于向从设备进行数据传输；
第一检测模块，用于检测流控信号，延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态
；具体如上所述。
本发明还提供了一种从设备，其中，所述从设备包括：
第二连接模块，用于与主设备通过SPI总线建立连接；
第二数据传输模块，用于向主设备进行数据传输；
判断模块，用于判断所述从设备中的接收空间是否足够；
第二检测模块，用于在所述从设备中的接收空间不足时，向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；具体如上所述。
本发明还提供了一种存储介质，其中，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的SPI流控方法；具体如上所述。
综上所述，本发明公开的一种SPI流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质，SPI总线上设置有流控信号线，所述SPI流控方法包括：主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。本发明通过在SPI总线上设置流控信号线，主设备和从设备进行SPI数据传输，当从设备芯片不能及时接收数据时，主设备收到从设备发送的流控信号，从而暂停发送数据，直到有剩余空间时才继续传输数据，避免了出现通讯错误或者数据丢失的问题。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种SPI流控方法，其特征在于，SPI总线上设置有流控信号线，所述SPI流控方法包括：
主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；
判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。
2.根据权利要求1所述的SPI流控方法，其特征在于，所述SPI总线还包括：MISO、MOSI、CLK和CS信号线。
3.根据权利要求1所述的SPI流控方法，其特征在于，判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态的步骤具体包括：
若从设备中片选有效且时钟为高电平，则判断所述从设备中的接收空间是否足够；
若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
继续判断时钟是否为高电平。
4.根据权利要求3所述的SPI流控方法，其特征在于，所述若从设备中片选有效且时钟为高电平，则判断所述从设备中的接收空间是否足够的步骤之后还包括：
若所述从设备中的接收空间足够，则读取主设备传输的数据，并反馈至主设备数据；
继续判断时钟是否为高电平。
5.根据权利要求1所述的SPI流控方法，其特征在于，所述若主设备中检测到流控信号，则延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态的步骤具体包括：
若主设备中片选有效且时钟有效，判断是否出现流控信号；
若出现流控信号，则延迟第一预设时间，将MOSI置为阻态，且时钟无效；
延迟第二预定时间，直至时钟有效。
6.根据权利要求5所述的SPI流控方法，其特征在于，所述若主设备中片选有效且时钟有效，判断是否出现流控信号的步骤之后还包括：
若没有流控信号，则延迟第三预定时间，并进行发送数据和读取数据的处理；
当时钟无效时，则延迟第四预定时间，并判断数据是否传输完毕；
若数据传输完毕，则片选无效；
若数据没有传输完毕，则继续判断时钟是否有效。
7.一种SPI流控系统，其特征在于，所述SPI流控系统包括：主设备和从设备，所述主设备与从设备之间通过SPI总线建立连接，并进行数据传输；
所述从设备用于判断所述从设备中的接收空间是否足够，若所述从设备中的接收空间不足，则向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态；
所述主设备用于在检测到流控信号时，延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态；
所述SPI总线包括MISO、MOSI、CLK、CS和flow ctrl信号线。
8.一种主设备，其特征在于，所述主设备包括：
第一连接模块，用于与从设备通过SPI总线建立连接；
第一数据传输模块，用于向从设备进行数据传输；
第一检测模块，用于检测流控信号，延迟第一预定时间，并将MOSI置为阻态。
9.一种从设备，其特征在于，所述从设备包括：
第二连接模块，用于与主设备通过SPI总线建立连接；
第二数据传输模块，用于向主设备进行数据传输；
判断模块，用于判断所述从设备中的接收空间是否足够；
第二检测模块，用于在所述从设备中的接收空间不足时，向主设备发送流控信号，并将MISO置为高阻态。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如权利要求1-6任一项所述的SPI流控方法。
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