CN204270294U - 内部集成电路接口的传输线模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种内部集成电路接口的传输线模块，其适于连接主控元件以及多个从属元件。此传输线模块包括多个连接器以及线缆。这些连接器分别用以连接各个从属元件，且分别包括多个接口连接端子以及至少一寻址连接端子。各个从属元件的专属地址依据对应的寻址连接端子与对应的多个接口连接端子之间的短路状态而定义。

Description

内部集成电路接口的传输线模块

技术领域

本实用新型是有关于一种信号传输线，且特别是有关于一种内部集成电路(I2C)接口的传输线模块。

背景技术

内部集成电路(inter-integrated circuit，以下简称为I2C)接口为现有一种工业标准串行总线接口，其常应用于现今的电脑系统之中，用以当作电脑系统的多个集成电路或芯片间的连结与数据传输的媒介。一般而言，当多个I2C集成电路或I2C芯片间欲利用I2C总线来进行数据传输时，多个I2C集成电路或I2C芯片的其一必定为I2C主控元件(master device)，而其余则隶属所述I2C主控元件的I2C从属元件(slave device)。

如此，被寻址到的I2C从属元件才能通过I2C总线来与I2C主控元件进行数据传输。进一步来说，I2C总线通常包含有一条串行数据(serial data,以下简称为SDA)信号线与一条串行时钟(serial clock,以下简称为SCL)信号线，其中串行数据信号线(SDA)常用以传输开始、地址、数据、控制、确认及停止等信号，而串行时钟信号线(SCL)则用以传输时钟之用。需说明的是，当多个I2C从属元件中具有相同的地址(Address)时，将造成I2C主控元件无法准确地与具有相同寻址地址的I2C从属元件进行数据传输。

因此，于现有的技术中，通过改变或设计I2C芯片外部的线路可让单一I2C从属元件被设计成具有多个地址。由此可知，当I2C主控元件欲连接并分别操控多个功能相同的I2C从属元件时，这些功能相同的I2C从属元件的外部线路就必须有所变更或调整才能让这些功能相同的I2C从属元件逐一寻址到不同的地址。然而，此举大幅复杂化I2C从属元件的生产与开发过程并提高制造成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种内部集成电路接口的传输线模块，可让相同的两I2C从属元件分别被寻址到相异的地址，进而解决两I2C从属元件间产生地址冲突的问题。

本实用新型提出一种I2C接口的传输线模块，其适于连接主控元件以及多个从属元件。此传输线模块包括多个连接器以及线缆。这些连接器别用以连接各个从属元件，且分别包括多个接口连接端子以及至少一寻址连接端子。所述线缆电性连接这些连接器并且包括多个接口信号线，其中各个接口连接端子分别电性连接至各条接口信号线。各个从属元件的专属地址依据对应的寻址连接端子与对应的多个接口连接端子之间的短路状态而定义。

在本实用新型的一实施例中，上述的主控元件依据各个从属元件的专属地址传送数据至对应的从属元件。

在本实用新型的一实施例中，上述的接口信号线包括一串行数据(SDA)信号线以及一串行时钟(SCL)信号线。

在本实用新型的一实施例中，上述的接口信号线还包括一接地线以及一电源线。

在本实用新型的一实施例中，上述的传输线模块还包括多个导体元件。各个导体元件分别设置于各个连接器上，且各导体元件电性连接于对应的寻址连接端子以及对应的接口连接端子其中之一之间。

在本实用新型的一实施例中，上述的寻址连接端子包括第一寻址连接端子以及第二寻址连接端子。各个从属元件的专属地址依据对应的第一寻址连接端子与对应的接口连接端子其中之一之间的第一短路状态以及对应的第二寻址连接端子与对应的接口连接端子其中之另一之间的第二短路状态而定义。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接器为公连接器及母连接器其中之一。

在本实用新型的一实施例中，上述的从属元件包括第一从属元件，上述的连接器包括连接第一从属元件的第一连接器。当第一连接器所对应的寻址连接端子与对应的接口连接端子其中之一短路，第一从属元件的专属地址定义为第一专属地址。当第一连接器所对应的寻址连接端子与对应的接口连接端子其中之另一短路，第一从属元件的专属地址定义为第二专属地址。

基于上述，在本实用新型的一实施例中，I2C主控元件通过本实用新型的传输线接口的多个连接器而连接多个I2C从属元件。藉此，每一个I2C从属元件的I2C专属地址可基于对应的连接器上的相异端子之间的短路状态而决定，而解决具有相同I2C地址的两I2C从属元件间产生冲突的现象。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

下面的所附图式是本实用新型的说明书的一部分，示出了本实用新型的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本实用新型的原理。

图1为依据本实用新型一实施例所示出的数据传输系统的架构示意图；

图2为依据本实用新型一实施例所示出的I2C接口的传输线模块的线路配置示意图；

图3为依据本实用新型一实施例所示出的对应至不同短路状态的I2C连接器的范例示意图。

附图标记说明：

100、400：主控元件；

200_1、200_2、200_N：从属元件；

310_1、310_2、310_N：连接器；

300：线缆；

210_1、210_2、210_N：从属端连接器；

311_11、311_12、311_1P、311_21、311_22、311_2P、311_N1、311_N2、311_NP：接口连接端子；

312_11、312_1Q、312_21、312_2Q、312_N1、312_NQ：寻址连接端子；

500_1、500_2、500_3、500_4：从属元件；

610_1、610_2、610_3、610_4：连接器；

600：线缆；

700_1、700_2、700_3、700_4：导体元件；

P1、P6、P11、P16：接地端子；

P2、P7、P12、P17：电源端子；

P3、P8、P13、P18：串行数据端子；

P4、P9、P14、P19：串行时钟端子；

P5、P10、P15、P20：寻址连接端子；

GND：接地线；

Vs：电源线；

SDA：串行数据信号线；

SCL：串行时钟信号线；

900_a、900_b、900_c、900_d：连接器；

C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8：导体元件；

GND1、GND2、GND3、GND4：接地孔位；

Vs1、Vs2、Vs3、Vs4：电源孔位；

SDA1、SDA2、SDA3、SDA4：串行数据孔位；

SCL1、SCL2、SCL3、SCL4：串行时钟孔位；

A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4：寻址连接孔位。

具体实施方式

现将详细参考本示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

图1为依据本实用新型一实施例所示出的数据传输系统的架构示意图。请参照图1，主控元件100分别与多个从属元件200_1、200_2、…、200_N通过I2C总线接口来进行数据的传输。其中，N为大于1的整数。主控元件100与N个从属元件200_1、200_2、…、200_N可以是包括I2C集成电路或I2C芯片的电路板，或是包括I2C集成电路或I2C芯片的电子元件组合，本实用新型对此不限制。

需先说明的是，于本实用新型实施例中，设置于从属元件200_1、200_2、…、200_N上的I2C芯片为相同型号的芯片。举例来说，当图1所示的数据传输系统应用至电脑系统中时，主控元件100可以是主机板，而从属元件200_1、200_2、…、200_N可以是设置有相同型号的I2C芯片且具有相同功能的外围扩充卡。由于从属元件200_1～200_N分别设置有相同型号的I2C芯片，因此从属元件200_1～200_N照理说均具有相同的I2C地址而导致主控元件100无法正常的控制每一从属元件200_1～200_N。然而，通过本实用新型实施例的I2C接口的传输线模块的设计，可让每一从属元件200_1～200_N自行对应到相异的专属地址，而解决具有相同I2C地址的从属元件200_1～200_N之间产生地址冲突的问题。

详细来说，本实用新型所提出的I2C接口的传输线模块主要由多个连接器310_1、310_2、…、310_N以及线缆300所构成。主控元件100电性连接线缆300，而各个连接器310_1～310_N分别用以连接各个从属元件200_1～200_N，藉此让主控元件100可经由线缆300与各个从属元件200_1～200_N进行数据的传输。进一步来说，连接器310_1～310_N分别连接从属元件200_1～200_N上的从属端连接器210_1、210_2、…、210_N。连接器310_1～310_N可以公连接器或母连接器，本实用新型对此不限制。然而，当连接器310_1～310_N为母连接器时，从属元件200_1～200_N上的从属端连接器210_1～210_N则对应为母连接器。

另外，连接器310_1～310_N分别包括多个接口连接端子以及至少一寻址连接端子。在本实用新型实施例中，连接器310_1包括P个接口连接端子311_11、311_12、…、311_1P，并包括Q个寻址连接端子312_11、…、312_1Q。连接器310_2包括P个接口连接端子311_21、311_22、…、311_2P，并包括Q个寻址连接端子312_21、…、312_2Q。依此类推，连接器310_N包括P个接口连接端子311_N1、311_N2、…、311_NP，并包括Q个寻址连接端子312_N1、…、312_NQ。其中，P为大于1的整数，而Q为大于等于1的整数。

线缆300电性连接这些连接器310_1～310_N，且线缆300包括I2C接口的多个接口信号线。各个连接器310_1～310_N的接口连接端子分别电性连接至线缆300内的各个接口信号线。以连接器310_1为例，连接器310_1的接口连接端子311_11～311_1P分别电性连接至线缆300内的P条接口信号线。相似的，其余连接器310_2～310_N的接口连接端子也分别电性连接至线缆300内的P条接口信号线。如此，主控元件100可通过相同的I2C总线接口与各个从属元件200_1～200_N的专属地址来分别控制从属元件200_1～200_N。

需特别说明的是，各从属元件200_1～200_N的专属地址依据对应的寻址连接端子与对应的接口连接端子之间的短路状态而定义。以连接器310_1为例来说，从属元件200_1通过连接器310_1而连接到主控元件100，而从属元件200_1的专属地址依据对应的寻址连接端子312_11～312_1Q与对应的接口连接端子311_11～311_1P之间的短路状态而定义。也就是说，主控元件100与从属元件200_1可通过比对寻址连接端子312_11～312_1Q上的信号与接口连接端子311_11～311_1P上的信号而得知出从属元件200_1的专属地址。

依此类推，从属元件200_2的专属地址依据对应的寻址连接端子312_21～312_2Q与对应的接口连接端子311_21～311_2P之间的短路状态而定义。相似的，从属元件200_N的专属地址系依据对应的寻址连接端子312_N1～312_NQ与对应的接口连接端子311_N1～311_NP之间的短路状态而定义。基此，通过设计各个连接器310_1～310_N上的对应的寻址连接端子与对应的接口连接端子之间的短路状态，各从属元件200_1～200_N的专属地址可对应至相异的I2C地址。因此，主控元件100可依据各从属元件200_1～200_N的专属地址传送数据至对应的从属元件200_1～200_N。

更清楚来说，在图1的实施例中，假设N与P等于2且Q等于1，即代表主控元件100通过线缆300以及连接器310_1与连接器310_2分别连接从属元件200_1以及从属元件200_2。此外，连接器310_1包括接口连接端子311_11、接口连接端子311_11以及寻址连接端子312_11，而连接器310_2包括接口连接端子311_21、接口连接端子311_21以及寻址连接端子312_21。

基于接口连接端子311_22与接口连接端子311_11分别连接至线缆300内相异的接口信号线，通过将连接器310_1的接口连接端子311_11以及寻址连接端子312_11短路以及将连接器310_2的接口连接端子311_22以及寻址连接端子312_21短路，可决定从属元件200_1的专属地址以及从属元件200_1的专属地址。

从另一方面来看，当连接器310_1所对应的寻址连接端子312_11与对应的接口连接端子311_11～311_12其中之一短路，从属元件200_1的专属地址可定义为第一专属地址。当连接器310_1所对应的寻址连接端子312_11与对应的接口连接端子311_11～311_12其中之另一短路，从属元件200_1的专属地址可定义为第二专属地址。

另外需要说明的是，本实用新型对于线缆300的实际实施态样并不加以限制。举例来说，线缆300可以是一个排线或是由多条电线而组成。另外，本实用新型对于线缆300连接主控元件100的实际连结方式可依据实际应用状况而定，本实用新型同样对此不限制。在一实际应用例中，线缆300可具有一个主控元件连接器，此主控元件连接器用以连接主控元件100上的连接器。此外，构成线缆300的多个排线的第一端均连接至上述的主控元件连接器，且构成线缆300的每一个排线的第二端分别连接至各个连接器310_1～310_N。

为清楚详细解释本实用新型，特举具有四个连接器且每一连接器分别包括4个接口连接端子与1个寻址连接端子的传输线模块为例，说明如何通过设计接口连接端子以及寻址连接端子之间的短路状态而决定多个从属元件的专属地址。图2为依据本实用新型一实施例所示出的I2C接口的传输线模块的线路配置示意图。请参照图2，主控元件400通过本实用新型的传输线模块电性连接至从属元件500_1、500_2、500_3、500_4。其中，从属元件500_1、500_2、500_3、500_4电路结构相同且具有相同型号的I2C芯片。

如图2所示，本实施例的传输线模块包括线缆600、连接器610_1、连接器610_2、连接器610_3、连接器610_4。线缆600内的接口信号线包括接地线GND、电源线Vs、串行数据信号线SDA以及串行时钟信号线SCL。串行数据信号线SDA常用以传输开始、地址、数据、控制、确认及停止等信号，而串行时钟信号线SCL则用以传输时钟之用。然而，以本领域的技术人员对此技术应已熟识，故在此并不再加以赘述。

连接从属元件500_1的连接器610_1包括接地端子P1、电源端子P2、串行数据端子P3、串行时钟端子P4、以及寻址连接端子P5。接地线GND电性连接接地端子P1，电源线Vs电性连接电源端子P2，串行数据信号线SDA电性连接串行数据端子P3，而串行时钟信号线SCL电性连接串行时钟端子P4。

连接从属元件500_2的连接器610_2包括接地端子P6、电源端子P7、串行数据端子P8、串行时钟端子P9、以及寻址连接端子P10。接地线GND电性连接接地端子P6，电源线Vs电性连接电源端子P7，串行数据信号线SDA电性连接串行数据端子P8，而串行时钟信号线SCL电性连接串行时钟端子P9。

连接从属元件500_3的连接器610_3包括接地端子P11、电源端子P12、串行数据端子P13、串行时钟端子P14、以及寻址连接端子P15。接地线GND电性连接接地端子P11，电源线Vs电性连接电源端子P12，串行数据信号线SDA电性连接串行数据端子P13，而串行时钟信号线SCL电性连接串行时钟端子P14。

连接从属元件500_4的连接器610_4包括接地端子P16、电源端子P17、串行数据端子P18、串行时钟端子P19、以及寻址连接端子P20。接地线GND电性连接接地端子P16，电源线Vs电性连接电源端子P17，串行数据信号线SDA电性连接串行数据端子P18，而串行时钟信号线SCL电性连接串行时钟端子P19。

需特别说明的是，本实施例的传输线模块还包括多个导体元件700_1、700_2、700_3、700_4。导体元件700_1～700_4分别设置于各连接器上610_1～610_4，且各导体元件700_1～700_4电性连接于对应的寻址连接端子以及对应的接口连接端子其中之一之间。如图2所示，导体元件700_1电性连接于寻址连接端子P5以及串行时钟端子P4之间，导体元件700_2电性连接于寻址连接端子P10以及串行数据端子P8之间。此外，导体元件700_3电性连接于寻址连接端子P15以及电源端子P12之间，导体元件700_4电性连接于寻址连接端子P20以及接地端子P16之间。

基此，在此假设接口连接端子与寻址连接端子之间短路状态与专属地址的对应关系设计如表1所示，但表1并非用以限定本实用新型。

表1

短路状态	专属地址
		寻址连接端子与接地端子短路	1000000
寻址连接端子与电源端子短路	1000001
		寻址连接端子与串行数据端子短路	1000010
寻址连接端子与串行时钟端子短路	1000011

也就是说，在图2所示的范例中，从属元件500_1的专属地址基于连接器610_1的短路状态而配置为“1000011”，从属元件500_2的专属地址基于连接器610_2的短路状态而配置为“1000010”，从属元件500_3的专属地址基于连接器610_3的短路状态而配置为“1000001”，从属元件500_4的专属地址基于连接器610_4的短路状态而配置为“1000000”。换言之，从属元件500_1～500_4上的I2C芯片可通过检测寻址连接端子的信号来辨别自身的专属地址。如此一来，主控元件400可利用从属元件500_1～500_4各自对应的专属地址来而分别与电路结构相同的从属元件500_1～500_4进行I2C接口的数据传输，可避免从属元件500_1～500_4之间发生地址冲突的现象。

然而，图2所示的实施例以每一连接器包括单一个寻址连接端子为例进行说明，但本实用新型并不以此为限。在其他实施例中，连接从属元件的I2C连接器可包括一个以上的寻址连接端子，而各个从属元件的专属地址可依据一个以上的寻址连接端子与I2C接口连接端子之间的短路状态而定义出来。

也就是说，多个从属元件的专属地址可依据对应的第一寻址连接端子与对应的接口连接端子其中之一之间的第一短路状态以及对应的第二寻址连接端子与对应的接口连接端子其中之另一之间的第二短路状态而定义出来。

具体来说，图3为依据本实用新型一实施例所示出的对应至不同短路状态的I2C连接器的范例示意图。在图3所示的范例中，假设用于连接多个从属元件的连接器900a、900b、900c、900d为母连接器且分别包括作为接口连接端子与寻址连接端子的5个孔位。

连接器900a包括接地孔位GND1、电源孔位Vs1、串行数据孔位SDA1、串行时钟孔位SCL1、寻址孔位A1以及寻址孔位B1。导体元件C1电性连接接地孔位GND1以及寻址孔位A1，而导体元件C2电性连接串行时钟孔位SCL1以及寻址孔位B1。基于寻址孔位A1所传输的信号与接地孔位GND1所传输的信号一样且寻址孔位B1所传输的信号与串行时钟孔位SCL1所传输的信号一样，与连接器900a相连的从属元件的I2C芯片可判断自身的专属地址为“Address_1”。

相似的，连接器900b包括接地孔位GND2、电源孔位Vs2、串行数据孔位SDA2、串行时钟孔位SCL2、寻址孔位A2以及寻址孔位B2。导体元件C3电性连接接地孔位GND1以及寻址孔位A2，而导体元件C4电性连接串行数据孔位SDA2以及寻址孔位B2。基于接地孔位GND1以及寻址孔位A2之间的短路状态与串行数据孔位SDA2以及寻址孔位B2之间的短路状态，与连接器900b相连的从属元件的I2C芯片可判断自身的专属地址为“Address_2”。

连接器900c包括接地孔位GND3、电源孔位Vs3、串行数据孔位SDA3、串行时钟孔位SCL3、寻址孔位A3以及寻址孔位B3。导体元件C5电性连接接地孔位GND3以及寻址孔位A3，而导体元件C6电性连接接地孔位GND3以及寻址孔位B3。依此类推，与连接器900c相连的从属元件的I2C芯片可判断自身的专属地址为“Address_3”。

连接器900d包括接地孔位GND4、电源孔位Vs4、串行数据孔位SDA4、串行时钟孔位SCL4、寻址孔位A4以及寻址孔位B4。导体元件C7电性连接电源孔位Vs4以及寻址孔位A4，而导体元件C8电性连接串行时钟孔位SCL4以及寻址孔位B4。依此类推，与连接器900d相连的从属元件的I2C芯片可判断自身的专属地址为“Address_4”。

综上所述，在本实用新型的一实施例中，I2C主控元件通过本实用新型的传输线接口的多个连接器而连接多个I2C从属元件。藉此，每一个I2C从属元件的I2C专属地址可基于对应的连接器上的相异端子之间的短路状态而决定。如此一来，对于I2C主控元件欲控制多个相同的I2C从属元件的应用场景来说，可通过价格低廉且结构简易的传输线接口让多个I2C从属元件具有相异的I2C专属地址，可降低I2C从属元件的开发复杂度与生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种内部集成电路接口的传输线模块，其特征在于，适于连接主控元件以及多个从属元件，该传输线模块包括：

多个连接器，分别用以连接各该些从属元件，且分别包括多个接口连接端子以及至少一寻址连接端子；以及

线缆，电性连接该些连接器，并包括多个接口信号线，其中各该些接口连接端子分别电性连接各该些接口信号线，

其中各该些从属元件的专属地址依据对应的该至少一寻址连接端子与对应的该些接口连接端子之间的短路状态而定义。

2.根据权利要求1所述的传输线模块，其特征在于，该主控元件依据各该些从属元件的该专属地址传送数据至对应的该些从属元件。

3.根据权利要求1所述的传输线模块，其特征在于，该些接口信号线包括串行数据信号线以及串行时钟信号线。

4.根据权利要求3所述的传输线模块，其特征在于，该些接口信号线还包括接地线以及电源线。

5.根据权利要求1所述的传输线模块，其特征在于，还包括多个导体元件，各该些导体元件分别设置于各该些连接器上，且各该些导体元件电性连接于对应的该至少一寻址连接端子以及对应的该些接口连接端子其中之一之间。

6.根据权利要求1所述的传输线模块，其特征在于，该至少一寻址连接端子包括第一寻址连接端子以及第二寻址连接端子，其中各该些从属元件的该专属地址依据对应的该第一寻址连接端子与对应的该些接口连接端子其中之一之间的第一短路状态以及对应的该第二寻址连接端子与对应的该些接口连接端子其中之另一之间的第二短路状态而定义。

7.根据权利要求1所述的传输线模块，其特征在于，该些连接器为公连接器及母连接器其中之一。

8.根据权利要求1所述的传输线模块，其特征在于，该些从属元件包括第一从属元件，该些连接器包括连接该第一从属元件的第一连接器，

当该第一连接器所对应的该至少一寻址连接端子与对应的该些接口连接端子其中之一短路，该第一从属元件的专属地址定义为第一专属地址，以及当该第一连接器所对应的该至少一寻址连接端子与对应的该些接口连接端子其中之另一短路，该第一从属元件的专属地址定义为一第二专属地址。