CN209015137U - 桥接通信电路 - Google Patents

Abstract

一种桥接通信电路，包括：主设备以及n个串联的从设备，其中：主设备，包括标识信息输出端和片选信号输出端；n个串联的从设备，每个从设备均包括一一对应的标识信息输入端、片选信号输入端以及I/O接口模块，其中：标识信息输出端与n个串联的从设备的标识信息输入端均耦接，片选信号输出端与第1个从设备的片选信号输入端耦接；第i个从设备的I/O接口模块的输出端与第i+1个从设备的片选信号输入端耦接；每一个从设备中的标识信息输入端与自身的I/O接口模块耦接；当第i个从设备被选中时，第i个从设备的片选信号输入端的电平与第i个从设备的I/O接口模块的输出电平不同。上述方案能够降低桥接通信电路的功耗，简化布线、连线。

Description

桥接通信电路

技术领域

本实用新型涉及芯片电路领域，尤其涉及一种桥接通信电路。

背景技术

在芯片系统中，I2C从设备为通用的数据传输接口，芯片外部与MCU通过I2C从设备进行通信。

在现有的桥接通信电路中，当I2C主设备与多个I2C从设备进行通信时，I2C主设备需要维护多个从设备的地址。

多个I2C从设备的地址维护机制复杂，占用资源较多，增加了芯片设计成本。尤其是实时侦听的桥接通信模式，需要较高的系统功耗，布线、连线复杂，耗费较多的硬件资源。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是主从设备桥接通信电路功耗较高，简化布线、连线，硬件资源耗费较为严重的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种桥接通信电路，包括：主设备以及n个串联的从设备，其中：所述主设备，包括标识信息输出端和片选信号输出端；所述n个串联的从设备，每个所述从设备均包括一一对应的标识信息输入端、片选信号输入端以及I/O接口模块，其中：所述标识信息输出端与所述n个串联的从设备的所述标识信息输入端均耦接，所述片选信号输出端与第1个从设备的片选信号输入端耦接；第i个从设备的I/O接口模块的输出端与第i+1个从设备的片选信号输入端耦接；每一个从设备中的标识信息输入端与自身的I/O接口模块耦接；当所述第i个从设备被选中时，所述第i个从设备的片选信号输入端的电平与所述第i个从设备的I/O接口模块的输出电平不同；1≤i≤n。

可选的，所述第i个从设备的所述I/O接口模块包括上拉电平单元、输入单元以及输出单元，其中：所述上拉电平单元，输入端输入上拉使能信号，输出端与所述输入单元的输入端及所述输出单元的输出端耦接；所述输入单元，输入使能端输入使能信号，数据输出端与所述第i个从设备的标识信息输入端耦接，输入端与所述上拉电平单元的输出端、所述输出单元的输出端耦接；所述输出单元，包括驱动单元；其中，所述驱动单元的驱动使能端输入使能信号，数据输入端与所述第i个从设备的标识信息输入端耦接，输出端与所述输入单元的输入端以及所述上拉电平单元的输出端耦接；所述驱动单元的输出端为所述输出单元的输出端。

可选的，所述上拉电平单元包括：非门电路以及PMOS管，其中：所述非门电路，输入端为所述上拉电平单元的输入端，输出端与所述PMOS管的栅极耦接；所述PMOS管，源极接电源电压，漏极为所述上拉电平单元的输出端，衬底接电源电压。

可选的，所述主设备与所述n个串联的从设备通过以下任一种方式进行通信：I2C通信、SPI通信。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

主设备的标识信息输出端与n个从设备对应的标识信息输入端耦接，通过标识信息输出端输出的标识信息来选定与之进行通信的从设备。第i个从设备的I/O接口模块的输出端与第i+1个从设备的片选信号输入端耦接，由于第i个从设备的标识信息输入端与第i个从设备的I/O接口模块耦接，因此，第i个从设备的标识信息输入端的电平与第i+1个从设备的片选信号输入端的电平相同。由于第i个从设备被选中时，第i个从设备的片选信号输入端的电平与第i个从设备的I/O接口模块的输出电平不同，因此，当第i个从设备被选中时，其余的从设备均没有被选中。综上，主设备可以通过分时复用的方式，在不同的时间段内选择不同的从设备并与之通信，从而在实现与多个从设备进行通信的同时，无需为每一个从设备分配对应的访问地址，因此可以降低主从设备桥接通信电路功耗，节省硬件资源。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种桥接通信电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的一种I/O接口模块的结构示意图。

具体实施方式

由上可知，现有技术中，多个I2C从设备的地址维护机制复杂，占用资源较多，增加了芯片设计成本。尤其是实时侦听的桥接通信模式，需要较高的芯片功耗，布线、连线复杂，耗费较多的硬件资源。

在本实用新型实施例中，主设备可以通过分时复用的方式，在不同的时间段内选择不同的从设备并与之通信，从而在实现与多个从设备进行通信的同时，无需为每一个从设备分配对应的访问地址，因此可以降低主从设备桥接通信电路功耗，节省硬件资源。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在具体实施中，桥接通信电路包括：主设备以及n个串联的从设备。主设备包括标识信息输出端以及片选信号输出端。每一个从设备均包括与之一一对应的标识信息输入端、片选信号输入端以及I/O接口模块。

主设备的标识信息输出端与n个串联的从设备的标识信息输入端均耦接，片选信号输出端与n个串联的从设备中的第1个从设备的片选信号输入端耦接。主设备可以通过标识信息输出端，依次输出n个串联的从设备对应的标识信息，从而轮询n个串联的从设备。

对于从设备，前一个从设备的I/O接口模块可以与后一个从设备的片选信号输入端耦接，也即第i个从设备的I/O接口模块的输出端与第i+1个从设备的片选信号输入端耦接。每一个从设备对应的标识信息输入端均与主设备对应的标识信息输出端耦接，且第1个从设备的片选信号输入端与主设备的片选信号输出端耦接。

参照图1，给出了本实用新型实施例中的一种桥接通信电路的结构示意图。图1中，从设备的个数为n个，从设备1为第1个从设备，从设备2为第2个从设备，以此类推，从设备n为第n个从设备。

主设备的片选信号输出端CSn与从设备1的片选信号输入端CSn1连接，标识信息输出端SDA分别与从设备1的标识信息输入端SDA1、从设备2的标识信息输入端SDA2、……、从设备n的标识信息输入端SDAn连接。从设备1的I/O接口模块IO_PAD1的输出端与从设备2的片选信号输入端CSn2连接，从设备2的I/O接口模块IO_PAD2的输出端与从设备3(图1中未示出)的片选信号输入端连接，以此类推，从设备n-1的I/O接口模块的输出端与从设备n的片选信号输入端CSnn连接。由于从设备n为最后一个从设备，因此，从设备n的I/O接口模块IO_PADn可以不与从设备1～从设备n-1连接。

在具体实施中，当主设备选中某一个从设备时，可以经由标识信息输出端输出标识信息，在标识信息中携带有所选中的从设备的标号。每一个从设备对应的标识信息输入端均可以接收到主设备输出的标识信息，并分别对接收到的标识信息进行解析。当所选中的从设备解析标识信息后，获知被主设备选中时，所选中的从设备的标识信号输入端的电平从低电平跳变为高电平。

例如，主设备当前选中第2个从设备。主设备在输出的标识信息中，携带有第2个从设备对应的标号“2”。每一个从设备的标识信号输入端都可以接收到主设备输出的标识信息。由于标识信息中只包含标号“2”，因此，第2个从设备判定自身为当前被主设备选中的从设备。第2个从设备在接收到标识信息后，对应的标识信号输入端的电平从低电平跳变至高电平。

在具体实施中，当第i个从设备被选中时，第i个从设备的片选信号输入端的电平与第i个从设备的I/O接口模块的输出电平相反且第i个从设备的标识信息输入端的电平与第i个从设备的I/O接口模块输出的电平相同。

在本实用新型实施例中，当第i个从设备被选中时，第i个从设备的片选信号输入端的电平为低电平，第i个从设备的I/O接口模块的输出电平为高电平，第i个从设备的标识信息输入端的电平为高电平。

由于第i个从设备的I/O接口模块的输出端与第i+1个从设备的片选信号输入端耦接，因此，当第i个从设备被选中时，第i+1个从设备没有被选中，这是因为：第i个从设备的片选信号输入端的电平与第i+1个从设备的片选信号输入端的电平不同。由于第i个从设备被选中，因此，第i+1个从设备没有被选中。

在具体实施中，当主设备完成和第i个从设备通信后，主设备可以通过改变标识信息使得选通的从设备恢复成未选通状态，此时的标识信息应对应即将通信的从设备。

在具体实施中，I/O接口模块可以包括上拉电平单元、输入单元以及输出单元。

在具体实施中，上拉电平单元的输入端可以输入上拉使能信号，上拉电平单元的输出端可以与输入单元的输入端以及输出单元的输出端耦接；输入单元的输入使能端输入使能信号，数据输出端与对应从设备的标识信息输入端耦接，输入端与上拉电平单元的输出端以及输出单元的输出端耦接；输出单元包括驱动单元，其中：驱动单元的驱动使能端输入使能信号，驱动单元的数据输入端与对应从设备的标识信息输入端耦接，驱动单元的输出端与输入单元的输入端以及上拉电平单元的输出端耦接，且驱动单元的输出端为输出单元的输出端。

在具体实施中，上拉电平单元可以包括非门电路以及PMOS管，其中：非门电路的输入端为上拉电平单元的输入端，输出端与PMOS管的栅极耦接；PMOS管的源极输入电源电压VDD，漏极为上拉电平单元的输出端，衬底接电源电压。

参照图2，给出了本实用新型实施例中的一种I/O接口模块的结构示意图，以I/O接口模块为第i个从设备对应的I/O接口模块进行说明。

图2中，非门电路111的输入端PE为上拉电平单元11的输入端，非门电路111的输出端与PMOS管的栅极耦接。PMOS管的漏极接电源电压VDD，漏极为上拉电平单元11的输出端，衬底接电源电压。

输入单元12的输入使能端IE输入使能信号，输入单元12的数据输出端C与第i个从设备的标识信息输入端耦接，输入端与上拉电平单元11的输出端、输出单元13的输出端耦接。

I/O接口模块的输入输出端IO分别与上拉电平单元11的输出端以及输出单元13的输出端以及输入单元12的输入端耦接。

输出单元13包括驱动单元131。驱动单元131的数据输入端I与第i个从设备对应的标识信息输入端耦接；驱动单元131的驱动端DS适于输入驱动信号；驱动单元131的驱动使能端OEN与第i个从设备对应的标识信息输入端耦接，驱动使能端OEN输入的使能信号为第i个从设备对应的标识信息输入端的输入信号；驱动单元131的输出端为输出单元13的输出端。

在本实用新型实施例中，当驱动端DS输入的驱动信号为1时，驱动单元131输出大电流信号；当驱动端DS输入的驱动信号为0时，驱动单元131输出正常电流信号，且大电流信号对应的电流大于正常电流信号对应的电流。

在本实用新型实施例中，输入单元12的数据输出端C为I/O接口模块的输出端，输出单元13的输入信号端I为I/O接口模块的输入端。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，所有从设备对应的I/O接口模块的结构均相同。

下面对本实用新型上述实施例中提供的桥接通信电路的工作原理进行说明。

在本实用新型实施例中，当从设备的片选信号输入端输入低电平，且标识信息输入端为高电平时，判定该从设备被主设备选定。

在具体实施中，当桥接通信电路上电时，主设备的片选信号输出端CSn输出低电平信号，此时，从设备1的片选信号输入端CSn1为低电平。

主设备分时按顺序依次选择从设备并与从设备进行通信。主设备先选择从设备1进行通信。主设备通过标识信息输出端SDA输出标识信息，标识信息中携带有标号“1”。n个从设备均通过各自对应的标识信息输入端接收到标识信息。从设备1在获知标识信息中携带的标号为“1”时，判定自身当前被主设备选中。从设备1的标识信号输入端SDA1的电平从低电平跳变为高电平。

由于从设备1根据标识信号所产生控制信号的电平与IO_PAD1的输出电平相同，因此，当从设备1被选中时，从设备1的IO_PAD1输出为高电平，从设备2的片选信号输入端CSn2的电平也为高电平。此时，只有从设备1被选中，后续的其他从设备都没有被选中。

主设备在完成与从设备1的通信后，选择与从设备2进行通信。主设备通过标识信息输出端SDA输出标识信息，标识信息中携带有标号“2”。从设备1在接收到标识信息后，判定自身当前没有被主设备选中，故标识信号输入端SDA1的电平为低电平。相应地，从设备1的IO_PAD1的输出电平也为低电平。

由于从设备1的IO_PAD1的输出电平为低电平，因此，从设备2的片选信号输入端CSn2的电平为低电平。从设备2在接收到标识信息后，判定自身当前被主设备选中，故标识信号输入端SDA2的电平为高电平，从设备2的IO_PAD2的输出电平为高电平，故从设备3的片选信号输入端的电平为高电平。此时，只有从设备2能够与主设备进行通信。

以此类推，从设备3、从设备4、……、从设备n与主设备均可以依据上述的原理分时实现与主设备的通信。

在本实用新型实施例中，在同一时间段内，主设备只能与n个从设备中的一个进行通信。换而言之，主设备完成与n个从设备的通信，需要n个不同的时间段。

由此可见，采用本实施例中提供的桥接通信电路，能够实现主设备与n个从设备的分时通信，因此能够简化主设备与从设备之间的通信连接，节省地址连线资源。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种桥接通信电路，其特征在于，包括：主设备以及n个串联的从设备，其中：

所述主设备，包括标识信息输出端和片选信号输出端；

所述n个串联的从设备，每个所述从设备均包括一一对应的标识信息输入端、片选信号输入端以及I/O接口模块，其中：

所述标识信息输出端与所述n个串联的从设备的所述标识信息输入端均耦接，所述片选信号输出端与第1个从设备的片选信号输入端耦接；

第i个从设备的I/O接口模块的输出端与第i+1个从设备的片选信号输入端耦接；每一个从设备中的标识信息输入端与自身的I/O接口模块耦接；当所述第i个从设备被选中时，所述第i个从设备的片选信号输入端的电平与所述第i个从设备的I/O接口模块的输出电平不同；1≤i≤n。

2.如权利要求1所述的桥接通信电路，其特征在于，所述第i个从设备的所述I/O接口模块包括上拉电平单元、输入单元以及输出单元，其中：

所述上拉电平单元，输入端输入上拉使能信号，输出端与所述输入单元的输入端及所述输出单元的输出端耦接；

所述输入单元，输入使能端输入使能信号，数据输出端与所述第i个从设备的标识信息输入端耦接，输入端与所述上拉电平单元的输出端、所述输出单元的输出端耦接；

所述输出单元，包括驱动单元；其中，所述驱动单元的驱动使能端输入使能信号，数据输入端与所述第i个从设备的标识信息输入端耦接，输出端与所述输入单元的输入端以及所述上拉电平单元的输出端耦接；所述驱动单元的输出端为所述输出单元的输出端。

3.如权利要求2所述的桥接通信电路，其特征在于，所述上拉电平单元包括：非门电路以及PMOS管，其中：

所述非门电路，输入端为所述上拉电平单元的输入端，输出端与所述PMOS管的栅极耦接；

所述PMOS管，源极接电源电压，漏极为所述上拉电平单元的输出端，衬底接电源电压。

4.如权利要求1～3任一项所述的桥接通信电路，其特征在于，所述主设备与所述n个串联的从设备通过以下任一种方式进行通信：I2C通信、SPI通信。