CN113392057A - 整合多个地址于单一通道的数据通信方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种整合多个地址于单一通道的数据通信方法及其系统。地址传输步骤是驱动主机单元经由通道传输对应从属单元的从属地址至阵列单元。阵列单元包含多个数据区块，数据区块分别对应从属地址。旗标值设定步骤是驱动阵列单元根据从属地址对数据区块设定旗标值。指标产生步骤是驱动阵列单元解析从属地址以产生动作指标。指标移动步骤是驱动阵列单元根据旗标值移动动作指标至数据区块。数据传输步骤是驱动阵列单元接收多个位元组数据并根据动作指标传输位元组数据至数据区块。借此，利用单一通道取代多个扩展器，进而减少硬件成本。

Description

整合多个地址于单一通道的数据通信方法及其系统
技术领域
本发明是关于一种数据通信方法及其系统，且特别是关于一种整合多个地址于单一通道的数据通信方法及其系统。
背景技术
集成总线电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)由于自身的协议与端口简单不复杂，因此主要用以在不同芯片之间进行通信。I2C是属于一种序列式的传输，并包含一条串列数据线(Serial Data Line，SDA)与一条串列时钟线(Serial Clock Line，SCL)，其中SDA用以传送数据，SCL用以传送时钟。此外，I2C通常连接一个主装置(Master device)及多个从装置(Slave device)，主装置及所述从装置均利用I2C以相互传递信息。
若是主装置连接多个从装置时，主装置的I2C端口需要并联多个输入输出扩展器(I/O Expander)，且所述I/O Expander各自所对应的从属地址(Slave address)皆不相同。主装置会对所述I/O Expander依序送出指令来控制各个I/O Expander所连接的通用型输入输出引脚(GPIO pin)。由于现有的I2C主从架构需要连接多个I/O Expander，因此必定会大量增加硬件成本与I2C通道布局的空间。
有鉴于此，针对现有的I2C主从架构所存在的问题点，如何建立一种仅使用单一通道即可使主装置向多个从装置进行数据通信，实为民众所殷切企盼，亦是相关业者须努力研发突破的目标及方向。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种整合多个地址于单一通道的数据通信方法及其系统，其在现有的I2C主从架构中移除了I/O Expander，且整合多个从属地址于阵列单元所连接的单一通道内，以使此通道取代原先多个I/O Expander所使用的多个I2C通道，进而减少I2C通道布局的空间与整体系统的硬件成本。
依据本发明的方法态样的一实施方式提供一种整合多个地址于单一通道的数据通信方法，其用以在一主机单元及多个从属单元间提供数据通信。整合多个地址于单一通道的数据通信方法包含一地址传输步骤、一旗标值设定步骤、一指标产生步骤、一指标移动步骤以及一数据传输步骤。地址传输步骤是驱动主机单元经由一通道传输对应其中一个从属单元的一从属地址至一阵列单元，且阵列单元包含多个数据区块，所述数据区块分别对应所述从属单元的多个从属地址。旗标值设定步骤是驱动阵列单元根据从属地址对其中一个数据区块设定一旗标值。指标产生步骤是驱动阵列单元解析从属地址以产生一动作指标。指标移动步骤是驱动阵列单元根据旗标值移动动作指标至此其中一数据区块。数据传输步骤是驱动阵列单元接收多个位元组数据，并根据动作指标传输所述位元组数据至此其中一数据区块。
借此，本发明的整合多个地址于单一通道的数据通信方法通过旗标值与动作指标将于主机单元及多个从属单元间需要传输的位元组数据写入或读取至对应的数据区块内。
依据本发明的结构态样的一实施方式提供一种整合多个地址于单一通道的数据通信系统，其用以在一主机单元及多个从属单元间提供数据通信。整合多个地址于单一通道的数据通信系统包含一主机单元、一通道以及一阵列单元。主机单元产生对应其中一个从属单元的一从属地址。通道连接主机单元并传输从属地址。阵列单元连接通道及所述从属单元之间并接收从属地址。阵列单元包含多个数据区块，所述数据区块分别对应所述从属单元的多个从属地址。阵列单元经配置以实施一旗标值设定步骤、一指标产生步骤、一指标移动步骤及一数据传输步骤。旗标值设定步骤是根据从属地址对其中一个数据区块设定一旗标值。指标产生步骤是解析从属地址以产生一动作指标。指标移动步骤是根据旗标值移动动作指标至此其中一数据区块。数据传输步骤是接收多个位元组数据，并根据动作指标传输所述位元组数据至此其中一数据区块。
借此，本发明的阵列单元利用通道依序接收对应各个从属单元的从属地址，并通过旗标值与动作指标将不同的位元组数据分别传输至对应各个从属单元的数据区块内，进而减少I2C通道布局的空间与整体系统的硬件成本。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1是绘示依照本发明第一实施例的整合多个地址于单一通道的数据通信方法的流程示意图；
图2是绘示在主机单元、阵列单元及从属单元间传输的I2C串列数据的协议格式的示意图；
图3是绘示图1的整合多个地址于单一通道的数据通信方法的指标移动步骤的流程示意图；
图4是绘示图1的整合多个地址于单一通道的数据通信方法对应阵列单元的示意图；以及
图5是绘示依照本发明第二实施例的整合多个地址于单一通道的数据通信系统的方块示意图。
其中，附图标记说明如下：
10：整合多个地址于单一通道的数据通信方法
S02：地址传输步骤
S04：旗标值设定步骤
S06：指标产生步骤
S08：指标移动步骤
S081：第一移动步骤
S082：第二移动步骤
S10：数据传输步骤
20：整合多个地址于单一通道的数据通信系统
100：I2C串列数据
110：从属地址
111：旗标值
112：动作指标
120：指令
130：位元组数据
200：主机单元
300：通道
400：阵列单元
410：数据区块
411：起始地址
412：偏移区
500：从属单元
S：起始信号
P：停止信号
R/W：读写位元
ACK：确认位元
Offset：地址偏移量
具体实施方式
请参阅图1，图1是绘示依照本发明第一实施例的整合多个地址于单一通道的数据通信方法10的流程示意图。如图1所示，整合多个地址于单一通道的数据通信方法10主要用以在主机单元及多个从属单元间提供数据通信，且包含一地址传输步骤S02、一旗标值设定步骤S04、一指标产生步骤S06、一指标移动步骤S08以及一数据传输步骤S10。
地址传输步骤S02是驱动主机单元经由一通道传输对应其中一个从属单元的一从属地址110至一阵列单元。阵列单元包含多个数据区块，且所述数据区块分别对应所述从属单元的多个从属地址110。旗标值设定步骤S04是驱动阵列单元根据从属地址110对其中一个数据区块设定一旗标值111。指标产生步骤S06是驱动阵列单元解析从属地址110以产生一动作指标112。指标移动步骤S08是驱动阵列单元根据旗标值111移动动作指标112至此其中一数据区块。数据传输步骤S10是驱动阵列单元接收多个位元组数据130，并根据动作指标112传输所述位元组数据130至此其中一数据区块。
借此，本发明的整合多个地址于单一通道的数据通信方法10将旗标值111作为一索引值，并通过旗标值111所在的位置将动作指标112移动至对应从属地址110的数据区块内，然后再根据动作指标112将位元组数据130传输至对应从属地址110的数据区块内。
请一并参阅图1与图2，其中图2是绘示在主机单元、阵列单元及从属单元间传输的I2C串列数据的协议格式的示意图。如图2所示，多个I2C串列数据是利用通道与阵列单元在主机单元及多个从属单元间依序传输。具体而言，各个I2C串列数据可包含一起始信号S、一从属地址110、一指令120、多个位元组数据130、多个确认位元ACK及一停止信号P。主机单元通过起始信号S通知阵列单元与后端的从属单元，此通道已启动并开始传输数据。值得注意的是，各个I2C串列数据中的从属地址110仅能对应其中一个从属单元。接着，主机单元再利用指令120来控制阵列单元与各个从属单元之间的GPIO pin，以开始传输所述位元组数据130，其中从属单元可通过回传确认位元ACK告知主机单元已收到数据。最后，主机单元通过停止信号P通知阵列单元与后端的从属单元本次I2C串列数据的传输已结束。
请一并参阅图1、图2、图3及图4，其中图3是绘示图1的整合多个地址于单一通道的数据通信方法10的指标移动步骤S08的流程示意图；以及图4是绘示图1的整合多个地址于单一通道的数据通信方法10对应阵列单元400的示意图。如图1-图4所示，各个数据区块410可包含一起始地址411及多个偏移区412，其中图4仅绘示其中一数据区块410内的起始地址411及多个偏移区412，其他数据区块410内的起始地址及多个偏移区则不另绘示。
指标移动步骤S08可包含一第一移动步骤S081与一第二移动步骤S082。第一移动步骤S081是驱动阵列单元400根据旗标值111移动动作指标112至此其中一数据区块410的起始地址411。第二移动步骤S082是驱动阵列单元400从主机单元接收指令120，并根据指令120将动作指标112从此其中一数据区块410的起始地址411移动至此其中一数据区块410的其中一偏移区412内。
详细地说，指令120可包含对应所述位元组数据130的多个地址偏移量Offset(如图2所示)。于第二移动步骤S082中，阵列单元400叠加对应其中一位元组数据130的其中一地址偏移量Offset与起始地址411以产生一绝对地址，然后阵列单元400根据此绝对地址将动作指标112从起始地址411移动至此其中一偏移区412。因此，于数据传输步骤S10中，阵列单元400根据动作指标112目前所在的位置而传输此其中一位元组数据130至此其中一数据区块410的此其中一偏移区412。
同理，主机单元针对下一个从属单元接续地传输下一个I2C串列数据至阵列单元400，然后重复本发明的整合多个地址于单一通道的数据通信方法10的执行地址传输步骤S02、旗标值设定步骤S04、指标产生步骤S06、指标移动步骤S08以及数据传输步骤S10，藉以令下一个I2C串列数据的多个位元组数据130可根据旗标值111与动作指标112传输至对应此下一个从属单元的数据区块410，并依此类推。
另外，各个I2C串列数据的从属地址110可具有一读写位元R/W(如图2所示)。于指标产生步骤S06中，当读写位元R/W表示为一写入动作(即表示主机单元要写入数据至从属单元)，则阵列单元400根据读写位元R/W产生对应写入动作的动作指标112。另一方面，当读写位元R/W表示为一读取动作(即表示主机单元要由从属单元读取数据)，则阵列单元400根据读写位元R/W产生对应读取动作的动作指标112。借此，本发明的整合多个地址于单一通道的数据通信方法10通过旗标值111与动作指标112的配置可将多个位元组数据130写入或读取至对应从属地址110的数据区块410内。
请一并参阅图1-图4及图5，其中图5是绘示依照本发明第二实施例的整合多个地址于单一通道的数据通信系统20的方块示意图。如图1-图5所示，整合多个地址于单一通道的数据通信系统20包含一主机单元200、一通道300、一阵列单元400以及多个从属单元500，且用以在主机单元200及所述从属单元500间提供数据通信。
主机单元200依序产生多个I2C串列数据100，其中所述I2C串列数据100分别对应所述从属单元500，且各个I2C串列数据100包含一从属地址110、一指令120、多个位元组数据130。通道300电性连接主机单元200并用以传输所述I2C串列数据100，其中通道300可为一I2C总线。阵列单元400电性连接通道300及所述从属单元500之间，且可为一场域可编程逻辑闸阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或是一特定应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，但本发明不以此为限。
阵列单元400由主机单元200接收其中一个I2C串列数据100的从属地址110，且包含多个数据区块410，其中所述数据区块410分别对应所述从属单元500的多个从属地址110。特别的是，阵列单元400经配置以实施一旗标值设定步骤S04、一指标产生步骤S06、一指标移动步骤S08及一数据传输步骤S10。旗标值设定步骤S04是根据从属地址110对其中一个数据区块410设定一旗标值111。指标产生步骤S06是解析从属地址110以产生一动作指标112。指标移动步骤S08是根据旗标值111移动动作指标112至此其中一数据区块410。数据传输步骤S10是接收所述位元组数据130，并根据动作指标112传输所述位元组数据130至此其中一数据区块410。
借此，本发明的阵列单元400利用通道300依序接收对应各个从属单元500的从属地址110，并通过旗标值111与动作指标112将不同的位元组数据130分别传输至对应各个从属单元500的数据区块410内，进而减少I2C通道布局的空间与整体系统的硬件成本。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种整合多个地址于单一通道的数据通信方法，用以在一主机单元及多个从属单元间提供数据通信，其特征在于，该整合多个地址于单一通道的数据通信方法包含以下步骤：
一地址传输步骤，是驱动该主机单元经由一通道传输对应其中一该从属单元的一从属地址至一阵列单元，且该阵列单元包含多个数据区块，所述数据区块分别对应所述从属单元的多个该从属地址；
一旗标值设定步骤，是驱动该阵列单元根据该从属地址对其中一该数据区块设定一旗标值；
一指标产生步骤，是驱动该阵列单元解析该从属地址以产生一动作指标；
一指标移动步骤，是驱动该阵列单元根据该旗标值移动该动作指标至该其中一数据区块；以及
一数据传输步骤，是驱动该阵列单元接收多个位元组数据，并根据该动作指标传输所述位元组数据至该其中一数据区块。
2.如权利要求1所述的整合多个地址于单一通道的数据通信方法，其特征在于，各该数据区块包含一起始地址及多个偏移区，且该指标移动步骤包含：
一第一移动步骤，是驱动该阵列单元根据该旗标值移动该动作指标至该其中一数据区块的该起始地址；及
一第二移动步骤，是驱动该阵列单元从该主机单元接收一指令，并根据该指令将该动作指标从该其中一数据区块的该起始地址移动至该其中一数据区块的其中一该偏移区。
3.如权利要求2所述的整合多个地址于单一通道的数据通信方法，其特征在于，该指令包含对应所述位元组数据的多个地址偏移量，且于该第二移动步骤中，
叠加其中一该地址偏移量与该起始地址以产生一绝对地址，并根据该绝对地址将该动作指标从该起始地址移动至该其中一偏移区。
4.如权利要求2所述的整合多个地址于单一通道的数据通信方法，其特征在于，于该数据传输步骤中，
根据该动作指标传输其中一该位元组数据至该其中一数据区块的该其中一偏移区。
5.如权利要求1所述的整合多个地址于单一通道的数据通信方法，其特征在于，该从属地址具有一读写位元，于该指标产生步骤中，
当该读写位元表示为一写入动作，该阵列单元根据该读写位元产生对应该写入动作的该动作指标；及
当该读写位元表示为一读取动作，该阵列单元根据该读写位元产生对应该读取动作的该动作指标。
6.一种整合多个地址于单一通道的数据通信系统，用以在一主机单元及多个从属单元间提供数据通信，其特征在于，该整合多个地址于单一通道的数据通信系统包含：
该主机单元，产生对应其中一该从属单元的一从属地址；
一通道，连接该主机单元并传输该从属地址；以及
一阵列单元，连接该通道及所述从属单元之间并接收该从属地址，该阵列单元包含多个数据区块，所述数据区块分别对应所述从属单元的多个该从属地址，且该阵列单元经配置以实施包含以下步骤的操作：
一旗标值设定步骤，是根据该从属地址对其中一该数据区块设定一旗标值；
一指标产生步骤，是解析该从属地址以产生一动作指标；
一指标移动步骤，是根据该旗标值移动该动作指标至该其中一数据区块；及
一数据传输步骤，是接收多个位元组数据，并根据该动作指标传输所述位元组数据至该其中一数据区块。
7.如权利要求6所述的整合多个地址于单一通道的数据通信系统，其特征在于，各该数据区块包含一起始地址及多个偏移区，且该指标移动步骤包含：
一第一移动步骤，是根据该旗标值移动该动作指标至该其中一数据区块的该起始地址；及
一第二移动步骤，是从该主机单元接收一指令，并根据该指令将该动作指标从该其中一数据区块的该起始地址移动至该其中一数据区块的其中一该偏移区。
8.如权利要求7所述的整合多个地址于单一通道的数据通信系统，其特征在于，该指令包含对应所述位元组数据的多个地址偏移量，且于该第二移动步骤中，
叠加其中一该地址偏移量与该起始地址以产生一绝对地址，并根据该绝对地址将该动作指标从该起始地址移动至该其中一偏移区。
9.如权利要求7所述的整合多个地址于单一通道的数据通信系统，其特征在于，于该数据传输步骤中，
根据该动作指标传输其中一该位元组数据至该其中一数据区块的该其中一偏移区。
10.如权利要求6所述的整合多个地址于单一通道的数据通信系统，其特征在于，该从属地址具有一读写位元，于该指标产生步骤中，
当该读写位元表示为一写入动作，该阵列单元根据该读写位元产生对应该写入动作的该动作指标；及
当该读写位元表示为一读取动作，该阵列单元根据该读写位元产生对应该读取动作的该动作指标。
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