CN111427828B - 一种spi流控方法、系统、主设备、从设备及存储介质 - Google Patents
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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
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 (7)
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;
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;
所述流控信号线用于由从设备向主设备发送流控信号;
将MISO置为高阻态是指停止主设备数据输入以及从设备数据输出,将MOSI置为阻态是指停止主设备数据输出以及从设备数据输入;
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;
所述SPI总线包括MISO、MOSI、CLK、CS和flow ctrl信号线;
从设备的时钟是主设备提供的,为高电平有效;从设备在每传输一个比特数据时,先检查本身有没有足够空间存储当前数据;若空间不足,则发送流控信号,主设备则暂停发送,将数据线MISO置为高阻态,直到有剩余空间时才继续传输下一个比特数据。
2.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。
3.根据权利要求2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。
4.一种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;
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;
将MISO置为高阻态是指停止主设备数据输入以及从设备数据输出,将MOSI置为阻态是指停止主设备数据输出以及从设备数据输入;
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;
从设备的时钟是主设备提供的,为高电平有效;从设备在每传输一个比特数据时,先检查本身有没有足够空间存储当前数据;若空间不足,则发送流控信号,主设备则暂停发送,将数据线MISO置为高阻态,直到有剩余空间时才继续传输下一个比特数据。
5.一种用于SPI流控系统的主设备,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;
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;
将MOSI置为阻态是指停止主设备数据输出以及从设备数据输入;
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;
从设备的时钟是主设备提供的,为高电平有效;从设备在每传输一个比特数据时,先检查本身有没有足够空间存储当前数据;若空间不足,则发送流控信号,主设备则暂停发送,将数据线MISO置为高阻态,直到有剩余空间时才继续传输下一个比特数据。
6.一种用于SPI流控系统的从设备,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;
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;
将MISO置为高阻态是指停止主设备数据输入以及从设备数据输出;
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;
从设备的时钟是主设备提供的,为高电平有效;从设备在每传输一个比特数据时,先检查本身有没有足够空间存储当前数据;若空间不足,则发送流控信号,主设备则暂停发送,将数据线MISO置为高阻态,直到有剩余空间时才继续传输下一个比特数据。
7.一种存储介质,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1-3任一项所述的SPI流控方法。
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