CN114625689B - 从设备、菊花链系统、数据传输方法 - Google Patents
从设备、菊花链系统、数据传输方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例提供一种从设备、菊花链系统、数据传输方法。从设备包括：命令处理单元在从设备进入菊花链模式时，对来自主设备发送的数据包进行解析，当解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作或者向数据发送控制模块发送串口通信命令字。数据发送控制模块执行串口通信命令字指示的操作，将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至相邻的下一个从设备，或者向主设备发送反馈信息。本申请能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备能够快速访问各个从设备，扩展性和灵活性较高，所有的从设备同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高等。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种从设备、菊花链系统、数据传输方法。
背景技术
随着通信技术的不断发展，各类通过一个微控制单元MCU(MicrocontrollerUnit，中文释义为微控制单元)或芯片控制多个设备执行相关操作，或通过一个MCU或芯片访问多个设备也得到越来越广泛地应用。现有技术中，对于传统芯片或特定型号的MCU并没有通用的标准/协议来适应多个设备，导致现有设备不能完全兼容现有的串口通信SPI协议。SPI是Serial Peripheral Interface的缩写，中文释义串行外设接口，SPI协议指串口通信协议。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种从设备、菊花链系统、数据传输方法，能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备能够快速访问各个从设备，扩展性和灵活性较高，所有的从设备同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高，且其中一个从设备故障后不会影响另一个从设备的通信等。
第一方面，本申请提供了一种从设备，用于与主设备以及其他的从设备建立菊花链系统。从设备包括命令处理单元和数据发送控制模块在。命令处理单元用于在从设备进入菊花链模式时，对来自主设备发送的数据包进行解析，当解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作或者向数据发送控制模块发送串口通信命令字。数据发送控制模块用于在接收命令处理单元发送的串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作。数据发送控制模块还用于根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至相邻的下一个从设备，或者向主设备发送反馈信息。
本申请实施例相对于现有技术而言，命令处理单元在进入菊花链模式之后，对接收的数据包进行解析，并根据是否解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字，来确定是否执行菊花链全局操作命令字后面紧跟的串口通信命令字。数据发送控制模块能够在接收命令处理单元发送的串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作。并且数据发送控制模块还能够根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至相邻的下一个从设备，使得菊花链系统中其他的从设备也能够执行串口通信命令字。并且，使得菊花链系统中最后一个接收到上述执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字的从设备除了执行串口通信命令字指示的操作外，还能向主设备发送反馈信息。综上，本实施例能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备能够快速访问各个从设备，扩展性和灵活性较高，所有的从设备同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高，且其中一个从设备故障后不会影响另一个从设备的通信等。
在一些实施例中，从设备还包括命令字缓存单元。命令字缓存单元用于对来自主设备发送的数据包进行缓存。命令处理单元在对来自主设备发送的数据包进行解析时，具体包括：对缓存于命令字缓存单元的数据包进行解析。本实施例通过上述技术方案，可以提高命令处理单元的工作效率，进一步提高从设备的通信效率。
在一些实施例中，从设备还包括菊花链进入/退出检测器。菊花链进入/退出检测器用于当检测到菊花链模式进入的第一命令字时，使从设备进入菊花链模式用以传输数据，当检测到菊花链模式退出的第二命令字时，使从设备退出菊花链模式。本实施例通过上述技术方案，提供了一种安全高效的菊花链进入和菊花链退出模式。
在一些实施例中，菊花链进入/退出检测器具体用于：当连续多次接收到第一命令字时，使从设备进入菊花链模式用以传输数据，当连续多次接收到第二命令字时，使从设备退出菊花链模式。本实施例通过连续多次接收到菊花链模式进入的第一命令字时，使从设备进入菊花链模式，可以有效的防止因误触发而进入菊花链模式；通过连续多次接收到菊花链模式退出的第二命令字时，使从设备退出菊花链模式，可以有效的防止因误触发而退出菊花链模式。
在一些实施例中，从设备还包括菊花链模式寄存器。菊花链模式寄存器用于标识从设备是否进入菊花链模式，并且在标识从设备进入菊花链模式时，控制命令处理单元对来自主设备发送的数据包进行解析。本实施例的技术方案可以使命令处理单元在从设备进入菊花链模式时，再执行相关的操作，避免误操作。
在一些实施例中，菊花链模式寄存器不包括CS复位。本实施例的技术方案可以避免从设备接收到主设备发送的CS复位操作时退出菊花链模式，可以提高主设备和从设备的通信效率。
在一些实施例中，从设备还包括数据缓存单元。数据发送控制模块执行串口通信命令字指示的操作包括：数据发送控制模块执行对数据缓存单元的读/写操作、对从设备生产数据的读操作。本实施例的技术方案可实现对从设备的数据缓存单元的读/写操作以及对从设备生产数据的读操作。
在一些实施例中，数据缓存单元包括循环冗余校验位，使得数据发送控制模块在将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备时携带循环冗余校验位，或者使得数据发送控制模块在向主设备发送反馈信息时携带循环冗余校验位。本实施例的技术方案中上述反馈信息携带循环冗余校验位，可以实现数据传输的检错功能。
和/或，数据缓存单元的宽度匹配于从设备的读/写数据的长度。通过这种设计可以提高各个从设备的通信效率。
在一些实施例中，数据发送控制模块支持突发信号读/写操作；和/或，数据缓存单元支持突发信号读/写操作。通过这种方式，可以节约数据发送控制模块以及数据缓存单元的资源占用率。
在一些实施例中，数据发送控制模块在将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备的步骤包括：以一个字节整倍数的时间间隔将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备。本实施例的技术方案中，可以提高各个从设备响应主设备的效率。
第二方面，本申请还提供了一种菊花链系统，包括：主设备和多个从设备。主设备和多个从设备之间建立菊花链模式连接。从设备包括命令处理单元和数据发送控制模块。主设备用于根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，向从设备发送数据包。命令处理单元用于在从设备进入菊花链模式时，对主设备发送的数据包进行解析，当解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作或者向数据发送控制模块发送串口通信命令字。数据发送控制模块，用于在接收命令处理单元发送的串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作。数据发送控制模块，还用于根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，将执行串口通信命令字的数据或串口通信命令字依次转发至相邻的下一个从设备，或者向主设备发送反馈信息。
本申请实施例相对于现有技术而言，能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备能够快速访问各个从设备，扩展性和灵活性较高，所有的从设备同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高，且其中一个从设备故障后不会影响另一个从设备的通信等。
在一些实施例中，从设备还包括命令字缓存单元。命令字缓存单元用于对来自主设备发送的数据包进行缓存。命令处理单元在对来自主设备发送的数据包进行解析时，具体包括：对缓存于命令字缓存单元的数据包进行解析。
在一些实施例中，从设备还包括菊花链进入/退出检测器。菊花链进入/退出检测器用于当检测到菊花链模式进入的第一命令字时，使从设备进入菊花链模式用以传输数据，当检测到菊花链模式退出的第二命令字时，使从设备退出菊花链模式。
在一些实施例中，菊花链进入/退出检测器具体用于：当连续多次接收到第一命令字时，使从设备进入菊花链模式用以传输数据，当连续多次接收到第二命令字时，使从设备退出菊花链模式。
在一些实施例中，从设备还包括菊花链模式寄存器。菊花链模式寄存器用于标识从设备是否进入菊花链模式，并且在标识从设备进入菊花链模式时，控制命令处理单元对来自主设备发送的数据包进行解析。
在一些实施例中，菊花链模式寄存器不包括CS复位。
在一些实施例中，从设备还包括数据缓存单元。数据发送控制模块执行串口通信命令字指示的操作包括：数据发送控制模块执行对数据缓存单元的读/写操作、对从设备生产数据的读操作。
在一些实施例中，数据缓存单元包括循环冗余校验位，使得数据发送控制模块在将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备时携带循环冗余校验位，使得数据发送控制模块在向主设备发送反馈信息时携带循环冗余校验位。和/或，数据缓存单元的宽度匹配于从设备的读/写数据的长度。
在一些实施例中，数据发送控制模块支持突发信号读/写操作。和/或，数据缓存单元支持突发信号读/写操作。
在一些实施例中，数据发送控制模块在将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备的步骤包括：以一个字节整倍数的时间间隔将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备。
第三方面，本申请还提供了一种应用于菊花链系统的数据传输方法，菊花链系统包括：主设备和多个从设备，主设备和多个从设备之间建立菊花链模式连接。数据传输方法包括：主设备根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，向从设备发送数据包。从设备在进入菊花链模式时，对主设备发送的数据包进行解析，当解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行串口通信命令字，并根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至相邻的下一个从设备。最后一个接收到执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字的从设备在执行串口通信命令字指示的操作之后，向主设备发送反馈信息。主设备接收反馈信息。
本申请实施例相对于现有技术而言，能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备能够快速访问各个从设备，扩展性和灵活性较高，所有的从设备同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高，且其中一个从设备故障后不会影响另一个从设备的通信等。
在一些实施例中，主设备向从设备发送数据包之前，数据传输方法还包括：主设备根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，向从设备发送菊花链模式进入的第一命令字。从设备检测到第一命令字时，进入菊花链模式，用以传输数据。主设备接收反馈信息之后，数据传输方法还包括：主设备根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，向从设备发送菊花链模式退出的第二命令字。从设备检测到第二命令字时，退出菊花链模式。
在一些实施例中，主设备向从设备发送菊花链模式进入的第一命令字，具体包括：主设备连续多次向从设备发送第一命令字。
从设备检测到第一命令字时，进入菊花链模式，具体包括：从设备连续多次接收到第一命令字时，进入菊花链模式。
主设备向从设备发送菊花链模式退出的第二命令字，具体包括：主设备连续多次向从设备发送第二命令字。
从设备检测到第二命令字时，退出菊花链模式，具体包括：从设备连续多次接收到第二命令字时，退出菊花链模式。
在一些实施例中，从设备将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至相邻的下一个从设备，具体包括：从设备以一个字节整倍数的时间间隔将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备。
上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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。
图1是本申请一些实施例中从设备的结构示意图。
图2是本申请一些实施例中菊花链系统的结构示意图。
图3是本申请一些实施例中菊花链系统中主设备向从设备发送寄存器写时的部分时序图。
图4是本申请一些实施例中菊花链系统中主设备向从设备发送burst读时的部分时序图。
图5是本申请一些实施例中菊花链系统中主设备向从设备发送读数据时的部分时序图。
图6是本申请一些实施例中数据传输方法的流程示意图。
其中，01-命令处理单元；02-数据发送控制模块；03-命令字缓存单元；04-菊花链进入/退出检测器；05-菊花链模式寄存器；06-数据缓存单元；20-主设备；21-从设备；211-第一从设备；212-第二从设备；213-第三从设备；21N-第N从设备。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
此外，本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种从设备，参照图1，图1为从设备21的结构示意图。从设备21用于与主设备20以及其他的从设备21建立如图2所示的菊花链系统。其中，主设备20为微处理器或者微控制器。
如图1所示，从设备21包括命令处理单元01、数据发送控制模块02、命令字缓存单元03、菊花链进入/退出检测器04、菊花链模式寄存器05、数据缓存单元06。
命令字缓存单元03用于对来自主设备20发送的数据包或命令字组进行缓存。数据包或命令字组至少包括菊花链全局操作命令字和串口通信命令字。结合图1和图2，主设备20通过主设备20自身的MOSI接口和第一从设备21的SDI接口向第一从设备21发送数据包或命令字组。其中，MOSI接口中文释义为主输出从输入接口，SDI接口中文释义为串行数据输入接口。第一从设备211能够通过第一从设备211自身的SDO接口向菊花链系统通信连接的第二从设备212的SDI接口发送数据包。SDO接口中文释义为串行数据输出接口。以此类推，第N从设备21N能够通过第N从设备21N自身的SDO接口和主设备20的MISO接口向主设备20反馈信息。其中，MISO接口中文释义为主输入从输出接口。
菊花链进入/退出检测器04用于当检测到菊花链模式进入的第一命令字时，使从设备21进入菊花链模式用以传输数据。可选的，菊花链进入/退出检测器04具体用于当连续多次接收到菊花链模式进入的第一命令字时，使从设备21进入菊花链模式，可以有效的防止因误触发而使从设备21进入菊花链模式。第一命令字为CMEN命令字。举例而言，当一次或连续多次接收到CMEN命令字时，使从设备21进入菊花链模式用以传输数据。可选的，连续多次接收到CMEN命令字，可以但不限于设计为连续四次接收到CMEN命令字，比如还可以为连续三次(或五次)接收到CMEN命令字等。菊花链进入/退出检测器04还用于当检测到菊花链模式退出的第二命令字时，使从设备21退出菊花链模式。可选的，菊花链进入/退出检测器04具体用于当连续多次接收到菊花链模式退出的第二命令字时，使从设备21退出菊花链模式，可以有效的防止因误触发而使从设备21退出菊花链模式。第二命令字为CMEXIT命令字。举例而言，当一次或连续多次接收到CMEXIT命令字时，使从设备21退出菊花链模式。可选的，连续多次接收到CMEXIT命令字，可以但不限于设计为连续四次接收到CMEXIT命令字，比如还可以为连续三次(或五次)接收到CMEXIT命令字等。
菊花链模式寄存器05用于标识从设备21是否进入菊花链模式，并且在标识从设备21进入菊花链模式时，控制命令处理单元01对来自主设备20发送的数据包进行解析。菊花链模式寄存器05不包括CS复位，如果使菊花链模式寄存器05复位，则可以通过系统复位的方式，比如掉电即切断电源。这样可以避免从设备21接收到主设备20发送的CS复位操作时退出菊花链模式，能够有效提高通信效率。
但是值得一提的是，于另一可选的实施例中，菊花链模式寄存器05可以包含CS复位。
命令处理单元01用于在从设备21进入菊花链模式时，对缓存于命令字缓存单元03的数据包进行解析，当解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作或者向数据发送控制模块02发送串口通信命令字。其中，菊花链全局操作命令字之后紧跟串口通信命令字。菊花链全局操作命令字为CALLOP命令字，使菊花链系统中的各个从设备21执行相同的串口通信命令字。
举例而言，当串口通信命令字包括系统控制的命令字时，命令处理单元01直接执行串口通信命令字指示的操作。以下对系统控制的命令字的名称和功能进行举例，名称：WAKEUP，功能：唤醒睡眠的设备。名称：PDWN，功能：进行睡眠的设备。名称：SYNC，功能：同步设备操作等等，在此不在列举。
当串口通信命令字包括数据读取、寄存器读/写的命令字时，命令处理单元01向数据发送控制模块02发送串口通信命令字。
以下对数据读取、寄存器读/写等进行举例，名称：RDATAC，功能：连续读设备数据模式。名称：SDATAC，功能：停止连续读设备数据模式。名称：RDATA，功能：读一次设备数据。名称：WREG，功能：寄存器写操作，设置写地址和长度。名称：RREG，功能：寄存器读操作，设置读地址和长度等等，在此不在列举。值得一提的是，以上仅为举例说明，应当理解为可根据实际需求对命令字的名称和功能，以及执行命令字的单元进行任意的设定。并且上述列举的各种命令字的长度或执行长度单位通常为一个字节Byte的整倍数。
数据发送控制模块02用于在接收命令处理单元01发送的串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作。数据发送控制模块02还用于根据菊花链系统中主设备20以及各个从设备21之间的连接关系，将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至相邻的下一个从设备21。或者，数据发送控制模块02还用于根据菊花链系统中主设备20以及各个从设备21之间的连接关系，将串口通信命令字转发至相邻的下一个从设备21。或者，数据发送控制模块02还用于向主设备20发送反馈信息。数据发送控制模块02，具体用于以一个字节整倍数的时间间隔将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备21。
从设备21向主设备20发送的反馈信息至少包括各个从设备21执行或响应串口通信命令字的数据。数据发送控制模块02执行串口通信命令字指示的操作包括：数据发送控制模块02执行对数据缓存单元06的读/写操作、对从设21生产数据的读操作等等。
数据缓存单元06包括循环冗余校验位，即CRC校验位，使得数据发送控制模块02在将执行串口通信命令字的数据和串口通信命令字转发至下一个从设备21时携带CRC校验位，或者使得数据发送控制模块02在向主设备20发送反馈信息时携带CRC校验位。本实施例的技术方案中上述反馈信息携带CRC校验位，可以实现数据传输的检错功能。
数据缓存单元06的宽度匹配于从设备21的读/写数据的长度。通过这种设计可以提高各个从设备21的通信效率。
数据发送控制模块02支持突发信号读/写操作即burst读/写操作。数据缓存单元06支持突发信号读/写操作即burst读/写操作。通过这种方式，可以节约数据发送控制模块02以及数据缓存单元06的资源占用率。
综上所述，本申请实施例相对于现有技术而言，提供了一种安全高效的菊花链进入和菊花链退出模式，并且能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备20能够快速访问各个从设备21，扩展性和灵活性较高，所有的从设备21同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高，且其中一个从设备21故障后不会影响另一个从设备21的通信等等。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种菊花链系统，结合图2进行说明。本实施例中的菊花链系统包括上述任一实施例中的从设备21，在上述从设备21实施例中提到的相关细节，可用于本实施例的菊花链系统中，在此不再赘述。
菊花链系统包括：主设备20和多个从设备21。主设备20和多个从设备21之间建立菊花链模式连接。参考以上从设备21实施例的相关细节，从设备21包括命令处理单元01、数据发送控制模块02、命令字缓存单元03、菊花链进入/退出检测器04、菊花链模式寄存器05、数据缓存单元06。
如图2所示，在菊花链系统中，主设备20用于根据菊花链系统中主设备20以及各个从设备21之间的连接关系，向第一从设备211发送数据包。
第一从设备211的命令处理单元01用于在第一从设备211进入菊花链模式时，对主设备20发送的数据包进行解析，当解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行串口通信命令字指示的操作或者向第一从设备211的数据发送控制模块02发送串口通信命令字，使第一从设备211的数据发送控制模块02执行串口通信命令字指示的操作。第一从设备211的数据发送控制模块02还用于将串口通信命令字以及第一从设备211执行串口通信命令字之后的数据转发至第二从设备212。
第二从设备212的命令处理单元01用于执行串口通信命令字指示的操作，或向第二从设备212的数据发送控制模块02发送串口通信命令字，使第二从设备212的数据发送控制模块02执行串口通信命令字指示的操作。第二从设备212的数据发送控制模块02还用于将串口通信命令字、第一从设备211执行串口通信命令字之后的数据以及第二从设备212执行串口通信命令字之后的数据一并转发至第三从设备213。
以此类推，第N从设备21N的命令处理单元01用于执行串口通信命令字指示的操作，或向第N从设备21N的数据发送控制模块02发送串口通信命令字，使第N从设备21N的数据发送控制模块02执行串口通信命令字指示的操作。第N从设备21N的数据发送控制模块02还用于向主设备20发送反馈信息。反馈信息包括：第一从设备211执行串口通信命令字之后的数据、第二从设备212执行串口通信命令字之后的数据…第N从设备21N执行串口通信命令字之后的数据。
主设备20还用于接收第N从设备21N的数据发送控制模块02发送的反馈信息。
以下结合各个从设备21工作的时序图，对菊花链系统中主设备20和从设备21的通信做举例，如，主设备20对从设备21依次进行寄存器写操作，逐次使从设备21进入睡眠模式。应当理解为以下只是举例说明，并非对本申请技术方案的进一步限定。
如图3所示，主设备20通过发送数据包或命令字组使从设备21执行寄存器写操作。比如菊花链全局操作命令字为CALLOP后面紧跟串口通信命令字WREG。通过CALLOP和WREG对菊花链系统中所有的从设备21执行以基地址ADDR和长度为num(长度为num举例为3，但不限于为3)的寄存器写操作。
图3中SCLK指的是串行通信接口的时钟信号，CS指的是串行通信接口的片选复位信号。第一从设备至少执行两个功能：比如dev1 command指第一从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev1 daisy_mode指第一从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式。
第二从设备至少执行两个功能：比如dev2 command指第二从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev2 daisy_mode指第二从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式。
第三从设备至少执行两个功能：比如dev3 command指第三从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev3 daisy_mode指第三从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式…
第N从设备至少执行两个功能：比如devN command指第N从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，devN daisy_mode指第N从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式。
具体而言，主设备20向第一从设备211发送数据包或命令字组。
第一从设备211对主设备20发送的数据包或命令字组进行解析时，解析到菊花链全局操作命令字为CALLOP和串口通信命令字WREG，执行串口通信命令字WREG。比如第一从设备211响应串口通信命令字WREG执行写操作，写的数据如data0、data1、data2等，值得一提的是此为举例说明，并非对本申请串口通信WREG的写操作做具体的限制。第一从设备211以一个字节整倍数的时间将串口通信命令字WREG转发给第二从设备212时，第二从设备212无间隔的执行或响应串口通信命令字WREG。
第二从设备212执行串口通信命令字WREG。比如第二从设备212响应串口通信命令字WREG执行写操作，写的数据如data0、data1、data2等。第二从设备212以一个字节整倍数的时间将串口通信命令字WREG转发给第三从设备213时，第三从设备213无间隔的执行或响应串口通信命令字WREG…
以此类推，第N从设备21N执行串口通信命令字WREG。第N从设备21N向主设备20发送反馈信息。
主设备20接收到第N从设备21N发送的反馈信息确认菊花链系统中，每个从设备21均执行串口通信命令字WREG。
主设备20通过发送数据包使从设备21逐次进入睡眠模式。比如菊花链全局操作命令字为CALLOP后面紧跟串口通信命令字PWDN。
具体而言，主设备20向第一从设备211发送数据包或命令字组。
第一从设备211对主设备20发送的数据包或命令字组进行解析时，解析到菊花链全局操作命令字为CALLOP和串口通信命令字PWDN。第一从设备211执行串口通信命令字PWDN进入睡眠模式，第一从设备211串口通信命令字PWDN转发给第二从设备212。
第二从设备212执行串口通信命令字PWDN进入睡眠模式，第二从设备212将串口通信命令字PWDN转发给第三从设备213…
以此类推，第N从设备21N执行串口通信命令字PWDN进入睡眠模式，向主设备20发送反馈信息。
主设备20接收到第N从设备21N发送的反馈信息确认菊花链系统中，每个从设备21均进入睡眠模式。
值得一提的是，以上执行串口通信命令字WREG的具体写的数据和写数据个数，应当理解为作为举例对上述串口通信命令字WREG的响应进行说明，而非对本申请的进一步限定。
如图4所示(图中以三个从设备21为例进行说明)，主设备20通过发送数据包或命令字组使从设备21响应burst读模式操作。比如菊花链全局操作命令字为CALLOP后面紧跟串口通信命令字RREG。通过CALLOP和RREG设置读地址和读长度对菊花链系统中所有的从设备21进行读取。图4中SCLK指的是串行通信接口的时钟信号，CS指的是串行通信接口的片选复位信号。第一从设备至少执行两个功能：比如dev1 command指第一从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev1 daisy_mode指第一从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式。
第二从设备至少执行两个功能：比如dev2 command指第二从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev2 daisy_mode指第二从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式。
第三从设备至少执行两个功能：比如dev3 command指第三从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev3 daisy_mode指第三从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式…
具体而言，主设备20向第一从设备211发送数据包或命令字组。
第一从设备211对主设备20发送的数据包或命令字组进行解析时，解析到菊花链全局操作命令字为CALLOP和串口通信命令字RREG。第一从设备211响应串口通信命令字RREG，实现上述数据的读取。比如，读取的上述数据为rdata00、rdata01、rdata02。第一从设备211将第一从设备211自身响应RREG之后读取的数据以及串口通信命令字RREG以一个字节整倍数的时间发送给第二从设备212时，第二从设备212无间隔的执行或响应串口通信命令字RREG。
第二从设备212响应串口通信命令字RREG，实现上述数据的读取。比如，读取的上述数据为rdata10、rdata11、rdata12，则第二从设备212还将第一从设备211响应上述串口通信命令字RREG的数据rdata00、rdata01、rdata02位于rdata10、rdata11、rdata12之后。第二从设备212将第一从设备211响应RREG之后读取的数据、第二从设备212自身响应RREG之后读取的数据、以及串口通信命令字RREG发送给第三从设备213。
第三从设备213响应串口通信命令字RREG，实现上述数据的读取。比如，读取的上述数据为rdata20、rdata21、rdata22，则第三从设备213还将第一从设备211和第二从设备212响应上述串口通信命令字RREG的数据rdata10、rdata11、rdata12、rdata00、rdata01、rdata02位于rdata20、rdata21、rdata22之后。
第三从设备213向主设备20发送反馈信息。反馈信息至少包括：rdata20、rdata21、rdata22、rdata10、rdata11、rdata12、rdata00、rdata01、rdata02。
以此类推，当从设备21的个数为N个时，第N从设备21N执行串口通信命令字RREG，实现上述数据的读取，向主设备20发送反馈信息。反馈信息包括：第一从设备211响应RREG之后读取的数据、第二从设备212自身响应RREG之后读取的数据、第三从设备213自身响应RREG之后读取的数据…第N从设备21N自身响应RREG之后读取的数据。
值得一提的是，以上读取的具体数据和读取数据的个数，应当理解为作为举例对上述串口通信命令字RREG的响应进行说明，而非对本申请的进一步限定。
如图5所示(图中以两个从设备21为例进行说明)，主设备20通过发送数据包或命令字组使从设备21响应读模式操作。比如菊花链全局操作命令字为CALLOP后面紧跟串口通信命令字RDATA。通过CALLOP和RDATA设置读地址和读长度对菊花链系统中所有的从设备21进行读取。图5中SCLK指的是串行通信接口的时钟信号，CS指的是串行通信接口的复位信号。第一从设备至少执行两个功能：比如dev1 command指第一从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev1 daisy_mode指第一从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式。
第二从设备至少执行两个功能：比如dev2 command指第二从设备根据接收到的命令字，执行或响应命令字，dev2 daisy_mode指第二从设备接收到进入菊花链模式的命令字时，进入菊花链模式…
具体而言，主设备20向第一从设备211发送数据包或命令字组。
第一从设备211对主设备20发送的数据包或命令字组进行解析时，解析到菊花链全局操作命令字为CALLOP和串口通信命令字RDATA。第一从设备211响应串口通信命令字RDATA，实现上述数据的读取。比如，读取的上述数据为data_b00、data_b01、data_b02、data_b03、data_crc。第一从设备211以一个字节整倍数的时间将第一从设备211自身响应RDATA之后读取的数据以及串口通信命令字RDATA发送给第二从设备212时，第二从设备212无间隔的执行或响应串口通信命令字RDATA。
第二从设备212响应串口通信命令字RDATA，实现上述数据的读取。比如，读取的上述数据为data_b10、data_b11、data_b12、data_b13、data_crc。第二从设备212将第一从设备211响应RDATA之后读取的数据、第二从设备212自身响应RDATA之后读取的数据发送至主设备20。如，发送至主设备20的数据至少包括：data_b10、data_b11、data_b12、data_b13、data_crc、data_b00、data_b01、data_b02、data_b03、data_crc。
以此类推，当从设备21的个数为N个时，第N从设备21N执行串口通信命令字RDATA，实现上述数据的读取，向主设备20发送反馈信息。反馈信息包括：第一从设备211响应RDATA之后读取的数据、第二从设备212自身响应RDATA后读取的数据、第三从设备213自身响应RDATA之后读取的数据…第N从设备21N自身响应RDATA之后读取的数据。
值得一提的是，以上执行串口通信命令字RDATA读的具体数据和读数据个数，应当理解为作为举例对上述串口通信命令字RDATA的响应进行说明，而非对本申请的进一步限定。
综上所述，本申请实施例相对于现有技术而言，提供了一种安全高效的菊花链进入和菊花链退出模式，并且能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备20能够快速访问各个从设备21，扩展性和灵活性较高，所有的从设备21同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高，且其中一个从设备21故障后不会影响另一个从设备21的通信等等。
本申请的另一实施例还提供一种应用于菊花链系统的数据传输方法。本实施例中的数据传输方法应用于以上任一实施例的菊花链系统，菊花链系统包括上述任一实施例中的从设备，在上述从设备实施例中提到的相关细节，可用于本实施例的数据传输方法中，在此不再赘述。本实施例中以一个主设备和三个从设备为例进行说明，但是应当理解为并非将从设备的个数限制为三个，两个、四个、五个…等等，只要是大于或等于2个从设备，均涵盖在本申请覆盖的范围之内。
如图6所示，数据传输方法包括：
步骤S601，主设备向各个从设备发送菊花链模式进入的第一命令字CMEN命令字。可选的主设备连续多次向各个从设备发送CMEN命令字。
从设备接收到第一命令字CMEN命令字时，进入菊花链模式以传输数据。
步骤S602，主设备根据菊花链系统中主设备以及各个从设备之间的连接关系，向第一从设备发送数据包或命令字组。
步骤S603，第一从设备接收数据包或命令字组，并对数据包或命令字组进行解析，当解析到数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行串口通信命令字。
步骤S604，第一从设备将串口通信命令字和第一从设备自身执行串口通信命令字的数据转发至第二从设备。
步骤S605，第二从设备接收串口通信命令字和第一从设备自身执行串口通信命令字的数据，执行串口通信命令字。
步骤S606，第二从设备将串口通信命令字、第一从设备自身执行串口通信命令字的数据以及第二从设备自身执行串口通信命令字的数据转发至第三从设备。
步骤S607，第三从设备接收串口通信命令字、第一从设备自身执行串口通信命令字的数据以及第二从设备自身执行串口通信命令字的数据，并执行串口通信命令字。
步骤S608，第三从设备向主设备发送反馈信息。反馈信息包括：第一从设备自身执行串口通信命令字的数据、第二从设备自身执行串口通信命令字的数据以及第三从设备自身执行串口通信命令字的数据。
步骤S609，主设备向各个从设备发送菊花链模式退出的第二命令字CMEXIT命令字。可选的主设备连续多次向各个从设备发送CMEXIT命令字，使各个从设备退出菊花链模式。
综上，本申请技术方案能够完全兼容现有的串口通信协议，使得主设备能够快速访问各个从设备，扩展性和灵活性较高，所有的从设备同时执行相同的操作时能够显著减少命令字的数目，使通信效率更高，且其中一个从设备故障后不会影响另一个从设备的通信等。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (24)
1.一种从设备，用于与主设备以及其他的从设备建立菊花链系统，其特征在于，所述从设备包括：命令处理单元和数据发送控制模块；
命令处理单元，用于在所述从设备进入菊花链模式时，对来自所述主设备发送的数据包进行解析，当解析到所述数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行所述串口通信命令字指示的操作或者向所述数据发送控制模块发送所述串口通信命令字；当解析到所述数据包中包含所述串口通信命令字但不包含所述菊花链全局操作命令字的情况下，不执行所述串口通信命令字指示的操作以及不执行向所述数据发送控制模块发送所述串口通信命令字的操作；其中，所述菊花链全局操作命令字用于使所述菊花链系统中的各个从设备执行相同的所述串口通信命令字；
所述数据发送控制模块，用于在接收所述命令处理单元发送的所述串口通信命令字时，执行所述串口通信命令字指示的操作；
所述数据发送控制模块，还用于根据所述菊花链系统中所述主设备以及各个所述从设备之间的连接关系，将执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至相邻的下一个所述从设备，或者向所述主设备发送反馈信息。
2.根据权利要求1所述的从设备，其特征在于，所述从设备还包括：
命令字缓存单元，用于对来自所述主设备发送的所述数据包进行缓存；
所述命令处理单元在对来自所述主设备发送的所述数据包进行解析时，具体包括：对缓存于所述命令字缓存单元的所述数据包进行解析。
3.根据权利要求1所述的从设备，其特征在于，所述从设备还包括：
菊花链进入/退出检测器，用于当检测到菊花链模式进入的第一命令字时，使所述从设备进入所述菊花链模式用以传输数据，当检测到所述菊花链模式退出的第二命令字时，使所述从设备退出所述菊花链模式。
4.根据权利要求3所述的从设备，其特征在于，所述菊花链进入/退出检测器具体用于：当连续多次接收到所述第一命令字时，使所述从设备进入所述菊花链模式用以传输数据，当连续多次接收到所述第二命令字时，使所述从设备退出所述菊花链模式。
5.根据权利要求1所述的从设备，其特征在于，所述从设备还包括：
菊花链模式寄存器，用于标识所述从设备是否进入所述菊花链模式，并且在标识所述从设备进入所述菊花链模式时，控制所述命令处理单元对来自所述主设备发送的所述数据包进行解析。
6.根据权利要求5所述的从设备，其特征在于，所述菊花链模式寄存器不包括CS复位。
7.根据权利要求1所述的从设备，其特征在于，所述从设备还包括数据缓存单元；
所述数据发送控制模块执行所述串口通信命令字指示的操作包括：
所述数据发送控制模块执行对所述数据缓存单元的读/写操作、对所述从设备生产数据的读操作。
8.根据权利要求7所述的从设备，其特征在于，所述数据缓存单元包括循环冗余校验位，使得所述数据发送控制模块在将执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至下一个所述从设备时携带所述循环冗余校验位，或者使得所述数据发送控制模块在向所述主设备发送反馈信息时携带所述循环冗余校验位，
和/或，所述数据缓存单元的宽度匹配于所述从设备的读/写数据的长度。
9.根据权利要求7所述的从设备，其特征在于，
所述数据发送控制模块支持突发信号读/写操作；
和/或，所述数据缓存单元支持突发信号读/写操作。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的从设备，其特征在于，所述数据发送控制模块在将所述执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至下一个所述从设备的步骤包括：
以一个字节整倍数的时间间隔将所述执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至下一个所述从设备。
11.一种菊花链系统，其特征在于，包括：主设备和多个从设备；所述主设备和多个所述从设备之间建立菊花链模式连接；
所述从设备包括：命令处理单元和数据发送控制模块；
所述主设备，用于根据所述菊花链系统中所述主设备以及各个所述从设备之间的连接关系，向所述从设备发送数据包；
所述命令处理单元，用于在所述从设备进入菊花链模式时，对所述主设备发送的所述数据包进行解析，当解析到所述数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行所述串口通信命令字指示的操作或者向所述数据发送控制模块发送所述串口通信命令字；当解析到所述数据包中包含所述串口通信命令字但不包含所述菊花链全局操作命令字的情况下，不执行所述串口通信命令字指示的操作以及不执行向所述数据发送控制模块发送所述串口通信命令字的操作；其中，所述菊花链全局操作命令字用于使所述菊花链系统中的各个从设备执行相同的所述串口通信命令字；
所述数据发送控制模块，用于在接收所述命令处理单元发送的所述串口通信命令字时，执行所述串口通信命令字指示的操作；
所述数据发送控制模块，还用于根据所述菊花链系统中所述主设备以及各个所述从设备之间的连接关系，将所述执行所述串口通信命令字的数据或所述串口通信命令字依次转发至相邻的下一个所述从设备，或者向所述主设备发送反馈信息。
12.根据权利要求11所述的菊花链系统，其特征在于，所述从设备还包括：
命令字缓存单元，用于对来自所述主设备发送的所述数据包进行缓存；
所述命令处理单元在对来自所述主设备发送的所述数据包进行解析时，具体包括：对缓存于所述命令字缓存单元的所述数据包进行解析。
13.根据权利要求11所述的菊花链系统，其特征在于，所述从设备还包括：
菊花链进入/退出检测器，用于当检测到菊花链模式进入的第一命令字时，使所述从设备进入所述菊花链模式用以传输数据，当检测到所述菊花链模式退出的第二命令字时，使所述从设备退出所述菊花链模式。
14.根据权利要求13所述的菊花链系统，其特征在于，所述菊花链进入/退出检测器具体用于：当连续多次接收到所述第一命令字时，使所述从设备进入所述菊花链模式用以传输数据，当连续多次接收到所述第二命令字时，使所述从设备退出所述菊花链模式。
15.根据权利要求11所述的菊花链系统，其特征在于，所述从设备还包括：
菊花链模式寄存器，用于标识所述从设备是否进入所述菊花链模式，并且在标识所述从设备进入所述菊花链模式时，控制所述命令处理单元对来自所述主设备发送的所述数据包进行解析。
16.根据权利要求15所述的菊花链系统，其特征在于，所述菊花链模式寄存器不包括CS复位。
17.根据权利要求11所述的菊花链系统，其特征在于，所述从设备还包括数据缓存单元；
所述数据发送控制模块执行所述串口通信命令字指示的操作包括：
所述数据发送控制模块执行对所述数据缓存单元的读/写操作、对所述从设备生产数据的读操作。
18.根据权利要求17所述的菊花链系统，其特征在于，所述数据缓存单元包括循环冗余校验位，使得所述数据发送控制模块在将所述执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至下一个所述从设备时携带所述循环冗余校验位，使得所述数据发送控制模块在向所述主设备发送反馈信息时携带所述循环冗余校验位，
和/或，所述数据缓存单元的宽度匹配于所述从设备的读/写数据的长度。
19.根据权利要求17所述的菊花链系统，其特征在于，
所述数据发送控制模块支持突发信号读/写操作；
和/或，所述数据缓存单元支持突发信号读/写操作。
20.根据权利要求11至19中任意一项所述的菊花链系统，其特征在于，所述数据发送控制模块在将执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至下一个所述从设备的步骤包括：
以一个字节整倍数的时间间隔将执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至下一个所述从设备。
21.一种应用于菊花链系统的数据传输方法，其特征在于，所述菊花链系统包括：主设备和多个从设备，所述主设备和多个所述从设备之间建立菊花链模式连接；
所述数据传输方法包括：
所述主设备根据所述菊花链系统中所述主设备以及各个所述从设备之间的连接关系，向所述从设备发送数据包；
所述从设备在进入菊花链模式时，对所述主设备发送的所述数据包进行解析，当解析到所述数据包中包含菊花链全局操作命令字和串口通信命令字时，执行所述串口通信命令字，当解析到所述数据包中包含所述串口通信命令字但不包含所述菊花链全局操作命令字的情况下，不执行所述串口通信命令字指示的操作；并根据所述菊花链系统中所述主设备以及各个所述从设备之间的连接关系，将执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至相邻的下一个所述从设备；其中，所述菊花链全局操作命令字用于使所述菊花链系统中的各个从设备执行相同的所述串口通信命令字；
最后一个接收到执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字的所述从设备在执行所述串口通信命令字指示的操作之后，向所述主设备发送反馈信息；
所述主设备接收所述反馈信息。
22.根据权利要求21所述的应用于菊花链系统的数据传输方法，其特征在于，所述主设备向所述从设备发送数据包之前，所述数据传输方法还包括：
所述主设备根据所述菊花链系统中所述主设备以及各个所述从设备之间的连接关系，向所述从设备发送菊花链模式进入的第一命令字；
所述从设备检测到所述第一命令字时，进入所述菊花链模式，用以传输数据；
所述主设备接收所述反馈信息之后，所述数据传输方法还包括：
所述主设备根据所述菊花链系统中所述主设备以及各个所述从设备之间的连接关系，向所述从设备发送菊花链模式退出的第二命令字；
所述从设备检测到所述第二命令字时，退出所述菊花链模式。
23.根据权利要求22所述的应用于菊花链系统的数据传输方法，其特征在于，所述主设备向所述从设备发送菊花链模式进入的第一命令字，具体包括：所述主设备连续多次向所述从设备发送所述第一命令字；
所述从设备检测到所述第一命令字时，进入所述菊花链模式，具体包括：所述从设备连续多次接收到所述第一命令字时，进入所述菊花链模式；
所述主设备向所述从设备发送菊花链模式退出的第二命令字，具体包括：所述主设备连续多次向所述从设备发送所述第二命令字；
所述从设备检测到所述第二命令字时，退出所述菊花链模式，具体包括：所述从设备连续多次接收到所述第二命令字时，退出所述菊花链模式。
24.根据权利要求21所述的应用于菊花链系统的数据传输方法，其特征在于，所述从设备将执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至相邻的下一个所述从设备，具体包括：
所述从设备以一个字节整倍数的时间间隔将执行所述串口通信命令字的数据和所述串口通信命令字转发至下一个所述从设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |