CN1984206A - 模拟串行外设接口的装置和方法及利用该接口的播放器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟串行外设接口(SPI)的装置，包括连接主芯片和从芯片、用于向从芯片传递主芯片时钟信号(SCK)的信号线；主芯片输出从芯片输入(MOSI)模拟模块，用于接收主芯片的SCK，判断是否SCK处于上升沿、且主芯片有信号要发送给从芯片，根据判断的结果将主芯片信号发送给从芯片；主芯片输入从芯片输出(MISO)模拟模块，用于接收主芯片的SCK，判断是否SCK处于下降沿、且从芯片有信号要发送给主芯片，根据判断的结果将从芯片的信号发送给主芯片。本装置可以实现主芯片通过模拟的SPI接口控制从芯片完成相应功能。本发明还公开了一种模拟SPI接口的方法以及利用所述装置的播放器。

Description

模拟串行外设接口的装置和方法及利用该接口的播放器

技术领域

本发明涉及硬件设计领域，特别涉及模拟串行外设接口(SerialPeripheral Interface，SPI)的装置和方法及利用该接口的播放器。

背景技术

手机平台包括处理芯片、存储设备以及射频设备，存储设备存有手机的操作系统、应用程序以及其他数据文件。在工作状态下，处理芯片启动操作系统，在操作系统中建立应用程序对应的任务，完成相应的功能；射频设备用于接收和发射无线电信号，实现拨打/接听电话、收发短信或上网等等。

对于高端的手机平台，可实现的业务除了拨打/接听电话、收发短信等基本业务之外，还包括许多扩展业务，如作为MP3媒体播放器播放音乐。而且，高端手机平台还具有SPI接口，可以通过SPI接口连接功能芯片，并控制所连接的功能芯片实现相应的业务，从而实现了手机平台业务的进一步扩展。

而对于低端的手机平台来说，本身业务种类有限，往往不支持MP3媒体文件的播放；并且没有SPI接口，难以实现业务的扩展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种模拟SPI的装置，能够使手机平台通过所模拟的SPI接口与其他硬件交互，实现扩展业务功能。

该装置包括：

连接主芯片和从芯片、用于向从芯片传递主芯片时钟信号SCK的信号线，

主芯片输出从芯片输入MOSI模拟模块，用于接收主芯片任务处理模块的SCK，判断是否SCK处于上升沿、且主芯片任务处理模块有信号要发送给从芯片功能模块，根据判断的结果将主芯片任务处理模块信号发送给从芯片功能模块；

主芯片输入从芯片输出MISO模拟模块，用于接收主芯片任务处理模块的SCK，判断是否SCK处于下降沿、且从芯片功能模块有信号要发送给主芯片任务处理模块，根据判断的结果将从芯片功能模块信号发送给主芯片任务处理模块。

所述MOSI模拟模块和MISO模拟模块分别与主芯片的通用输入/输出接口GPIO相连接，所述将主芯片任务处理模块信号发送给从芯片功能模块为：

通过主芯片的第一通用输入/输出接口GPIO通过从芯片输入SI引脚发送给从芯片功能模块；

所述将从芯片功能模块信号发送给主芯片任务处理模块为：通过主芯片的第二GPIO接收从芯片SO引脚的信号，并将所接收的信号发送给主芯片任务处理模块。

较佳地，所述主芯片为手机平台处理芯片。

本发明的另一目的在于，提出一种模拟SPI的方法，能够使手机平台通过所模拟的SPI接口与其他硬件交互，实现扩展业务功能。

该方法包括如下步骤：

A、接收主芯片时钟产生的时钟信号SCK，如果SCK处于上升沿，则执行步骤B，如果SCK处于下降沿，则执行步骤C；

B、判断主芯片是否有要发送给从芯片的信号，如果有，则将要发送的信号通过主芯片第一GPIO发送给从芯片并返回步骤A，否则，直接返回步骤A；

C、判断从芯片是否有要发送给主芯片的信号，如果有，则将要发送的信号通过主芯片第二GPIO接收并返回步骤A，否则，直接返回步骤A。

本发明的目的还在于，提出一种利用上述装置的播放器，能够使低端手机平台实现播放MP3文件的功能。

该播放器包括：

MP3芯片控制模块和MP3文件存储模块，MP3芯片控制模块对MP3文件存储模块中存储的MP3文件进行操作；

MOSI模拟模块，用于接收来自MP3驱动模块的SCK，判断是否SCK处于上升沿、且MP3驱动模块有信号要发送给MP3芯片控制模块，根据判断的结果将该信号发送给MP3芯片控制模块；

MISO模拟模块，用于接收来自MP3驱动模块的SCK，判断是否SCK处于下降沿、且MP3芯片控制模块有信号要发送给MP3驱动模块，根据判断的结果将MP3芯片控制模块的信号发送给MP3驱动模块；

MP3驱动模块，用于向MP3芯片控制模块、MOSI模拟模块和MISO模拟模块发出SCK；还用于接收MP3任务处理模块的指令并转换成驱动信号发送至MOSI模拟模块，以及接收MISO模拟模块的信号并转换成消息发送给MP3任务处理模块；

MP3任务处理模块，用于向MP3驱动模块发出指令并接收MP3驱动模块的消息。

所述MP3驱动模块和MP3芯片控制模块之间，连接有用于将MP3芯片控制模块发出的中断信号传递给MP3驱动模块的信号线。

所述MP3驱动模块和MP3芯片控制模块之间，连接有用于将MP3驱动模块发出的复位信号传递给MP3芯片控制模块的信号线。

从以上技术方案可以看出，采用软件方式模拟SPI接口，并用该模拟的SPI接口与外设MP3功能芯片交互，可以使手机平台实现扩展业务功能，为低端平台的用户带来与高端平台用户一样的业务体验，或者在高端平台上配合原有架构，进一步提升业务体验。

附图说明

图1为本发明实施例的硬件连接示意图；

图2为本发明实施例的功能模块组成及连接示意图；

图3为本发明实施例实现MP3文件播放的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步的详细阐述。

本实施例为：手机平台通过软件模拟的SPI控制MP3功能芯片，实现播放MP3媒体文件的操作。手机平台包括处理芯片、存储设备和射频设备，其中射频设备与本发明内容无关。对于SPI接口来说，手机平台的处理芯片为主芯片，MP3功能芯片为从芯片。

本实施例采用的手机平台为高通6000，高通6000采用rex操作系统，可实现多任务调度机制。高通6000本身不具有MP3媒体播放器功能，并且没有SPI接口。

本实施例采用的MP3功能芯片为AS3521芯片，该芯片支持MP3、AAC、WMA音频格式，能够完成播放、暂停、恢复操作；具有完善的文件管理系统；具有SPI接口，并通过SPI接口对外接的闪存进行文件的存储；具有USB接口，支持FAT16、FAT32的文件格式。具有多媒体存储卡(Multi-MediaCard，MMC)接口。它在手机系统中一般作为独立的从处理器，由手机平台处理芯片通过SPI接口控制它的所有功能操作。

图1为本发明实施例硬件连接关系示意图，与本发明无关的部分均未画出。手机平台处理芯片101与MP3功能芯片102通过5根引线相连接，从上向下数，第一根为复位信号线，用于从手机平台处理芯片101向MP3功能芯片102发送复位信号(RES)；第二根为中断信号线，用于从MP3功能芯片102向手机平台处理芯片101发送中断信号(INT)；第三根为时钟信号(SCK)线，用于从手机平台处理芯片101向MP3功能芯片102发送SCK信号；第四根连接手机平台处理芯片101的通用输入/输出(GPIO)引脚和MP3功能芯片102的输入信号(SI)引脚，用于从手机平台处理芯片101向MP3功能芯片102发送SI；第五根连接手机平台处理芯片101的通用输入/输出(GPIO)引脚和MP3功能芯片102的输出信号(SO)引脚，用于从MP3功能芯片102向手机平台处理芯片101发送SO信号。其中，后三根线组成了模拟SPI接口。MP3文件存储单元103中存储了MP3文件，MP3功能芯片102和MP3文件存储单元103通过SPI接口交互，对MP3文件存储单元103中的MP3文件进行操作。

图2为根据图1所示硬件连接关系，本实施例的各部份模块连接关系示意图。

其中手机应用层201、MP3任务处理模块202、MP3驱动模块203、主芯片输出从芯片输入(MOSI)模拟模块204和主芯片输入从芯片输出(MISO)模拟模块205都属于手机平台。MOSI模拟模块204、MISO模拟模块205、分别与这两个模块相连接的两根引线以及传递SCK信号的时钟信号线构成了软件模拟的SPI接口。手机应用层201提供业务界面与用户进行交互，具有各种对MP3文件或MP3芯片的操作命令供用户选择，如播放、选择、删除、暂停播放文件，使MP3芯片复位等等。MP3任务处理模块202是基于手机平台的rex操作系统的多任务调度机制，由应用程序为MP3功能芯片建立的独立任务；通过BREW接口分别与上层的手机应用层201和底层的MP3驱动模块203实现交互。MP3驱动模块203用于接收MP3任务处理模块202的控制命令，转换为对MP3功能芯片的二进制驱动指令并发送到软件模拟的SPI接口；还用于接收来自软件模拟的SPI接口二进制信息，转换为BREW语言信息并发送到MP3任务处理模块202；此外，还通过独立的中断信号线接收MP3芯片控制模块206的中断信息以及独立的复位信号线向MP3芯片控制模块206发送复位信息。

本实施例采用三线SPI协议，所模拟的SPI接口包括三根引线，分别传递SCK，SI和SO。这三根信号线可分别利用主芯片未被其他业务占用的通用输入/输出(GPIO)引脚来实现，模拟SI线的GPIO引脚连接从芯片的MOSI引脚，模拟SO线的GPIO引脚连接从芯片的MISO引脚。模拟SPI接口的具体方式为：

MOSI模拟模块204接收由主芯片时钟产生、来自MP3驱动模块203的SCK，判断是否SCK处于上升沿，且MP3驱动模块203有要发送的信号，如果有，则将该信号通过模拟SI信号线的GPIO引脚发送至从芯片的SI引脚，否则不作任何操作；

MISO模拟模块205接收由主芯片时钟产生、来自MP3驱动模块203的SCK，判断是否SCK处于下降沿，且从芯片的SO引脚有要发送的信号，如果有，则通过模拟SO信号线的GPIO引脚接收来自从芯片的SO引脚的信号，否则不作任何操作。

以上所述MP3任务处理模块202和MP3驱动模块203都是手机平台为MP3功能芯片建立的MP3任务的组成部分。MP3任务处理模块202完成应用控制指令和底层MP3芯片驱动程序之间的信令和消息的转换；MP3驱动模块203即为MP3功能芯片的驱动程序，用于控制MP3功能芯片正常工作。

MOSI模拟模块204和MISO模拟模块205为MP3任务调用的SPI接口模拟程序所生成的。该模拟程序独立于MP3任务，因此也可由其他任务调用。并且，该模拟程序可用于实现其他类型的主芯片和从芯片之间通过模拟的SPI接口进行交互，实现过程包括如下步骤：

步骤a、接收主芯片的时钟产生的时钟信号SCK，如果SCK处于上升沿，则执行步骤b，如果SCK处于下降沿，则执行步骤c；

步骤b：判断主芯片是否有要发送给从芯片的信号，如果有，则将该信号发送给从芯片并返回步骤a，否则，不作任何操作直接返回步骤a；

步骤c：判断从芯片是否有要发送给主芯片的信号，如果有，则将该信号发送给主芯片并返回步骤a，否则，不作任何操作直接返回步骤a。

MP3芯片控制模块206位于MP3功能芯片中，用于通过复位信号线接收来自MP3驱动模块203的复位信号，根据复位信号执行复位操作；还用于当MP3文件播放完成时，产生中断信号并通过中断信号线发送至MP3驱动模块203；判断接收的SCK，若处于上升沿，则接收SI引脚的，来自MISO模拟模块204的信号并完成对应操作；若处于下降沿，则通过SO引脚向MISO模拟模块205发送信号。

MP3文件存储模块207为闪存中的存储单元，用于存储MP3文件，与MP3功能芯片通过SPI接口连接，以供MP3芯片控制模块206进行读写或删除MP3文件的操作。

根据以上模块之间的连接关系，本发明实施例实现播放MP3文件的工作流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤301：手机平台启动应用程序，建立MP3控制任务，并启动SPI接口模拟程序；通过复位信号线向MP3功能芯片发出复位信号，实现MP3功能芯片的初始化；

步骤302：手机平台的应用层发出播放MP3文件的指令，该指令通过MP3控制任务调用MP3底层驱动程序转换为二进制指令，并通过模拟SPI接口发送至MP3功能芯片；

步骤303：MP3功能芯片读取闪存中的对应MP3文件进行播放，播放完毕后向手机平台返回中断信号；

步骤304：该中断信号转换为MP3文件播放完毕的提示信息显示在用户界面。

对MP3文件进行其他操作的流程可依照上述流程给出，故不再赘述。

对于一个手机平台，可以用上述方案模拟出多个SPI接口。

如果从芯片的SPI接口数目有限或者没有SPI接口，也可以采用软件加载的方式，在从芯片中增加MOSI模拟模块和MISO模拟模块，利用从芯片原有的GPIO实现模拟SPI，实现方式和上述方法相同。

如果手机平台本身带有SPI接口，则应用本发明方案可以增加一个或一个以上的模拟SPI接口。一个典型的应用实例为：在高通平台6500中模拟出SPI接口，并配合原有的SPI接口，通过双SPI接口同时控制MP3文件的播放实现四声道立体声播放，为用户带来更佳的体验，提高用户对手机的评价，提升手机品质。

本领域技术人员应当认识到，本发明方案不仅限于实现MP3播放器的功能，可进一步扩展为：手机平台通过模拟的SPI接口，与其他具有SPI接口的功能模块实现信息交互的各种应用。并且，模拟的SPI接口的主芯片也不仅限于手机平台的处理芯片，本发明方案对于任意的主从芯片之间，一方或双方采用模拟的SPI接口进行交互，实现相应功能的应用场合都可适用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种模拟串行外设接口SPI的装置，其特征在于，包括连接主芯片和从芯片、用于向从芯片传递主芯片时钟信号SCK的信号线，所述主芯片至少包括主芯片任务处理模块，其特征在于，该装置包括：

主芯片输出从芯片输入MOSI模拟模块，用于接收主芯片任务处理模块的SCK，判断是否SCK处于上升沿、且主芯片任务处理模块有信号要发送给从芯片，根据判断的结果将主芯片任务处理模块信号发送给从芯片；

主芯片输入从芯片输出MISO模拟模块，用于接收主芯片任务处理模块的SCK，判断是否SCK处于下降沿、且从芯片有信号要发送给主芯片任务处理模块，根据判断的结果将从芯片信号发送给主芯片任务处理模块。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述MOSI模拟模块和MISO模拟模块分别与主芯片的通用输入/输出接口GPIO相连接；

所述MOSI模拟模块通过主芯片的第一通用输入/输出接口GPIO输出信号至从芯片的输入SI引脚；

所述MISO模拟模块通过主芯片的第二GPIO接收来自从芯片SO引脚的信号。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述主芯片为手机平台处理芯片。

4、一种模拟SPI的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A、接收主芯片时钟产生的时钟信号SCK，如果SCK处于上升沿，则执行步骤B，如果SCK处于下降沿，则执行步骤C；

B、判断主芯片是否有要发送给从芯片的信号，如果有，则将要发送的信号通过主芯片第一GPIO发送给从芯片并返回步骤A，否则，直接返回步骤A；

C、判断从芯片是否有要发送给主芯片的信号，如果有，则将要发送的信号通过主芯片第二GPIO接收并返回步骤A，否则，直接返回步骤A。

5、一种利用模拟SPI的播放器，包括MP3芯片控制模块和MP3文件存储模块，MP3芯片控制模块对MP3文件存储模块中存储的MP3文件进行操作，其特征在于，该播放器还包括：

MOSI模拟模块，用于接收来自MP3驱动模块的SCK，判断是否SCK处于上升沿、且MP3驱动模块有信号要发送给MP3芯片控制模块，根据判断的结果将该信号发送给MP3芯片控制模块；

MISO模拟模块，用于接收来自MP3驱动模块的SCK，判断是否SCK处于下降沿、且MP3芯片控制模块有信号要发送给MP3驱动模块，根据判断的结果将MP3芯片控制模块的信号发送给MP3驱动模块；

MP3驱动模块，用于向MP3芯片控制模块、MOSI模拟模块和MISO模拟模块发出SCK；还用于接收MP3任务处理模块的指令并转换成驱动信号发送至MOSI模拟模块，以及接收MISO模拟模块的信号并转换成消息发送给MP3任务处理模块；

MP3任务处理模块，用于向MP3驱动模块发出指令并接收MP3驱动模块的消息。

6、根据权利要求5所述的播放器，其特征在于，所述MP3驱动模块和MP3芯片控制模块之间，连接有用于将MP3芯片控制模块发出的中断信号传递给MP3驱动模块的信号线。

7、根据权利要求5或6所述的播放器，其特征在于，所述MP3驱动模块和MP3芯片控制模块之间，连接有用于将MP3驱动模块发出的复位信号传递给MP3芯片控制模块的信号线。

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