TWI220828B - Method for the serial transfer of data between two electronic bus stations and bus station for use in said method - Google Patents

Description

1220828 五、發明說明（1) 本發明係關於在二電子匯流排站間串列傳送資料之方 法，以及該方法所用的匯流排站。 背景 電子消費產品往往可以分成二部份，即前端和後端。 有此種結構的消費電子產品，有例如各種碟片播放機，像 CD (光碟）播放機、MD (迷您碟片）播放機、DVD (數位 多樣化碟片）播放機’及其所有衍生產品，像視頻CD播放 機、CD記錄機等。前端可經由遙遠控制設備的鍵入，接收 使用者命令。命令交到後端部份，在此執行，以達成相關 的控制操作。前、後端的二部份結構之優點是，二部份可 彼此獨立發展。當然，二段間需要界面。此界面即可用於 各種用途。 ' 二電子單位間資料交換用之已知界面，是菲律普公司 製造的「視頻6 0 0 1 DSA界面7003」，係串列匯流排界面， 用於二電子組件間串列傳送資料。一如以往，在各電子單 位内’有界面電子件，連接至具有内部位址、資料和控制 匯流排之内側，以及具有串列匯流排連接的匯流排線之 側。根據菲律普公司DSA匯流排說明，串列資料傳送需要3 條匯流排線。一線歸於資料信號，第二線STB和第三1 保留供控制用。特別是此等線用於握手信號。若 送出某些資料，先要清除資料線，以表示要發射資料。' ^ ，待由接收機設定在ACK線上之低階。然後，發射機設/ 資料線向，等待來自接收機的ACK線上之高階，傳气開妒

第6頁 1220828 五、發明說明（2) 然後，發射機越過資料線送資料到接收機輸送 单位是每傳輸階段有16位元資料字。發射機根據所要輸送 的位元:設定資料線:當資料線穩定時，發射機清除stb 線’告#接收機。在貢料線上的資訊有效。在知来STB線 低態後’接收機閱讀資料線。接收機再清除ACK線'使發 射機知道位元已讀過。發射機設定STB線高，等待ACK線高 態。當ACK線變高時，一資料位元已完全傳送。 發明概述 如上所述’在非律普DSA匯流排協定中，資料傳送之 各位元聲明有效，而以STB和ACK線上之握手信號得悉。此 為使匯流排傳送較低之第一個理由。再者，對各丨6位元資 料傳送，需進行較長的開始同步化過程。此為使資料傳送 率小的第二個理由。 明瞭此等缺點後’本發明之目的，在於提供一種改進 之匯流排協定，以此可達成較高資料傳送率，不增加匯流 排線數。 9 、 此目的可以申請專利範圍第1項獨立項界定之措施達 成。本發明新穎匯流排協定係基於不同步和同步串聯資料 傳2之組合。資料字的位元是由發射機同步傳送至接收機 。意即各位.元的傳輸不附帶握手信號。而是發射機/接收 機產生資料傳送時鐘，並聯在指定匯流排線上發射。因此 ’接收機的取樣點以此時鐘信號預先界定，一如已知同步 串列資料傳送模式。以此種同步資料傳送，可達成極高之 資料傳送率。

1220828 (3) 流排協 定中， 資料線 排線構 的資料 匯流線 只指定 到主件 線，在 下，於 複傳輸 ，由於 的匯流 期，主 模式。 同步化 時期業 時間， 階段。 鐘線。 範圍各 利用構成主件用 送信。另一匯流 了由從件到主件 用資料線 ，另一 流排線 由從件 匯流排 的情況 不需重 情況下 過不同 相關時 為接受 緣信號 始位元 定延遲 線和時 請專利 從件至 料傳送 附屬項内，揭示本發明方法之其他 主件方向之資料傳送，可 之類似方式進行，見申請 號加以 線。為 成從件 控制線 由主件 定。以 同時存 決匯流 之開始邊緣信號 在由主件的開始 突，而從件會改 從件作動的控制 料傳輸。由於事 同步化可以特定 接收機内產生的 始同步資料傳輸 五、發明說明 在匯 。有一匯 到從件或 此構成之 取匯流排 排衝突， 在此 係傳輸越 邊緣信號 變其狀態 線上之邊 實上在開 較短的固 時鐘信號 越過資料 在申 具發例。 在由 主件的資 特定主件到從件的 之匯流排線上，輸 成從主件傳輸到從 傳送，將不同的匯 構成由從件傳輸至 用來攜帶時鐘信號 的二方法均有效， 二匯流排站試圖在 進行中的傳輸内即 〇 事實上指定給二站 排線，容易達成， 件始終贏得此項衝 主件本身即會與被 ，得以發生同步資 已進行重構，故對 即選用在發射機/ 在此時期後，即開 資料傳送 送邊緣信 件之控制 流排線構 主件用之 。此對於 視應用而 同樣時點 可容易解 以容易由從件至 專利範圍第2

1220828 五、發明說明（4) 如果在 資料字分兩 流排往往只 排循環傳送 各位元組正 資料傳送會 對於本 號的匯流排 保證在另一 從件匯流排 輸内，可立 複0 匯流排站内 件由主件傳 有8位元寬 至記憶體。 確傳送。例 立刻岔斷， 發明方法所 線，除資料 匯流排所送 站，此舉特 即解決匯流 使用8位元微處理器，則把丨6位元 輪到從件或反之為宜。内部資料匯 故1 6位元資料需以二不同的匯流 另一優點是一種位元組握手可確保 如’在第一傳輸階段若發生誤差， 使資料傳送可快速重複。 用匯流排而言，宜將指定於資料信 輪入外’宜接至外部岔斷輸入，以 開始，緣信號上的瞬時反應。對於 2 1盈。如此一來，在進行中的傳 排衝突’不需停止傳輸，等待重 周式簡單說明 本發明具體例可參照附圖加以 第1圖為資料由從件傳輸至ϋ，附圖中： 第2圖為資料由主件傳輸至從：m圖： 第3圖為表示由主件至從件的 ^二圖， 圖 第4圖為表示傳輸資料位的就緒，傳輸數之信號圖； 、和保持時期之信號 弟5圖為匯流排線如何連接至 第一實施例； 牛和從件單位輸入之 第6圖為匯流排線如何連接$ 第二實施例。 至主件和從件單位輸入之 1220828 五、發明說明（5) 茲以二實施例說明本發明匯流排協定。 第一實施例說明資料由從件單位傳輸至主件單位。第 1圖表示資料傳送操作用的三條匯流排線上之信號。在資 料傳送之前，全部3條匯流排線保留備用狀態，在此例如 即「高」態。當然，在另一實施例中，備用狀態可為匯流 排線上之「低」態，而作用狀態為「高」態。資料由從件 傳送至主件，是' 藉由從件經匯流排線SD送邊緣信號至主件 開始，SD代表「從件資料」。為送邊緣信號，把匯流排線 SD設定在作用狀態。遵循同步化時期Tm. sync。主件檢知 匯流排線SD上之邊緣信號，當即反應。尤其是可响應開始 位元之檢測，切換成接受模式。意即在次一資料傳送期間 會停在接受模式，即使由應用微控制器得到傳輸要求，也 不會存取匯流排。在主件單位内完成接受模式準備後，主 件單位即把匯流排線MD ( MD代表主件資料）從備用狀態設 定到作用狀態。如此產生的邊緣信號，發信至從件，謂主 件已待接收資料。在匯流排線MD上之邊緣信號後，有特性 時期T1，其中主件單位選用内部所產生資料傳送用自由運 轉時鐘信號之正確階段。此可以控制性延遲線為之，接收 自由運轉時鐘信號做為輸入。匯流排線MD上之邊緣信號， 做為參玫。此種控制性延遲線之實施例，參見ΕΡ-Α-0 303 4 9 4號。為了揭示此控制性延遲線，特別於本案中列入參 玫。在此具體例中，是主件產生時鐘信號，而非從件，即 發射機。所以，是由接收機提供時鐘信號。 在資料線CLK上發生時鐘信號，是在時間T 1經過之後

1220828 五、發明說明（6) 一~ -------— 的 wv正確1¾段。時鐘信號開始時楚 -欠丨， , 線SD上已就緒。“ 料位元…流： 诸绫坪仕。啦@ Γ 所傳送時鐘信號的上升 / 、 一專輸階段之各8個位元Η7至Η0，重複此

Si有二=輸後’第—傳輸階段即在時期Τ5結束。 :主件有時間把8位元接受移錄器内之資料傳送至記憶 升邊：：Ϊ达Ϊ :之第二傳輪階段，以匯流排線MD上的上 第；至主件把匯流排線_定 二資料位元組。第4輸：：：：：=:第”接收ϊ 在匯流排線仙上從上升邊緣起在時期上==第r位疋，疋 匯流排線CLK上。時期T6亦可為 之後’發生在 在此時期當中，以上述控制短時期，一如時期Π。 號之再同步化。 遲線進行自由運轉時鐘信 元的=至欠：同步傳送過匯流排線I位 評估後，即停的行。在最後位元 。時期T7表示位元A〇的最後保持^科線均帶入傷用狀態 睛注意事實上第1圖並非呈τ :限，不能在第鴻内直接比較正 期的正確值，詳後。 為此’列表呈現不同時 為此參玫第2圖。與牛第早：傳J二4 :從件單位加以說明。 。與第1圖明顯的差異是， 、且件，使用同樣參照符號 # 主件傳輪資料位元至從 ΙΗ 1220828 五、發明說明（7) Γ二ί:匯流排線°，而使用匯流排線邡於傳輸階段指示 =同步化。匯流排線CU又用來由主件攜帶時鐘信號至從 另一差異是，時期Ts. sync長度與時期Tm. sync 時期Ts.sync特定比時期Tmsync為短’當主件和從 位試圖同時存取匯流排線時，有利於解決衝突，詳:了早 第2圖内的時期T2與相對應時期n稍微不同。但。 -具體例内’亦可與時期T1相同。所以，此項差異-另 明内容之目的不相干。 、/、本發 由主件至從件之資料傳送，亦分二階段進行， 8資料位元，並在第一階段後再同步化。為此參見第 其次’詳述二匯流排站任意為匯流棑存取之情況γ 於只有二匯流排站，衝突較容易解決。主件利用在匯冷 線MD上送邊緣信號，表示其匯流排存取意圖。從件利L卜 匯流排線SD上送邊緣信號，表示其匯流排存取意圖。主 特定為主要，故臝得任意階段。經匯流排線SD送開始值一 時，此舉可藉特·定從件監督匯流排線〇而確保。在^期疋 Tm· sync、Ts· sync最低同步化之際（在下表中的實施例 為10 // SEC)，從件檢測匯流排線―上作用狀態之情況下， 停止資料傳輸，並立刻重構本身為接受模式。此項任務a 在時期Ts.sync内進行，故不需岔斷主件至從件之資料傳 輸。所以’匯流排衝突可在開始時間Ts· sync内解決。在 此最短時間，主件不需監視匯流排線SD，因其主要蓋 件單位，不會岔斷。 ° 1220828 、發明說明（8) 五 (8) --------- .« ： ： I； ?；；* - - - — 舉可避免因匯流排線超；,=::J從動單位媒動。此 第3圖表示由主钍以"從硬體故障。 傳輸之間有時間空出1從件的接續資料傳輸。圖示在二 表示。此項時間i出確伴目2期即以參照符號Ttime〇ut 記憶體内，而接收移=J接收機已把最晚接受的資料寫入 射機内需採取類似動二可清理供下一次傳輸期。在發 次一 8位元資料字需 ；此，傳輸移錄器也要清理，而 用微控制器接收載傳於傳輪移錄器内。當然，如果已 :-接雙移錄器需輸貝科，則不重裝载傳輸移錄 。因此，如… 備由從件至主件之可能資料 傳輸移鲦器需在從件匯流排界面單位 另〜具ί f此時期裝载。 已接收傳輸要求，則 元移錄器。於^之可能修飾是，在各匯泣 傳輸模式（卞，各移錄器之榦屮β 机站只設—8位 排。相對：ίΓ,反）之際，從從接受模式重構成 屨控制邏輕 [机排線切換$黑 广 一 η 他 ° 元傳送相對於時 才鐘h唬的就緒和保 第4圖表示資粗輯需以此實施。 換至另—匯流 持時期。 貝抖位 在下表令列出<、 别述和圖示各種時 了别之典型值和公差

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第14頁 1220828 五、發明說明（10) 1 T7 1 0 1 2 1 300 1 h----+ — 一十一 -+ - — Η 1 T8 I 116 1 300 1 600 1 l· + -+ - -+ - — Η 1 T tota 1 | 126 1 850 1 46 0 0 1 卜 + -+ - -+ - — Η | T t i meout | 50 1 - 1 一 1 十一 I + 一 - + -I 一 + 一

Tsetup I Thold I I______I______ 對於時期T t i m e o u t， 高度視用途而定，所以沒 在第5圖内，表示3條 單位之輸入/輸出。在此 單位之S0插腳，和主件單 從件單位之S C L K插腳，和 MD接至從件單位之SI插腳 匯流排線MD接至從件單位 排線MD與從件内的外部岔 之目的，需要從件單位對 。此種立刻响應在主件單 意階段，已如上述。從件 15 300 一一 Η 0 丄 15 丄 典型值和最高值不予 有理由填入若干值。 匯流排線如何連接至 實施例中，匯流排線 位之Μ I插腳。匯流排 主件單位之MCLK插腳 ，和主件單位之Μ 0插 的外部岔斷輸入Ext 斷輸入連接，有利益 匯流排線MD下降邊緣 位不一定需要，因為 單位的外部岔斷輸入 300 j 進入，因為 主件和從件 SD接至從件 線CLK接至 。匯流排線 腳。此外， I n t。匯流 於任意階段 的立刻响應 總會贏得任 與匯流排線

第15頁 發明說明（11) - MD之連接，可變通在從件單位内 一 佳具體例中，匯流排線為單向性，1之、。在第5圖所示較 可視開發工程師的偏好改變。在 f匯流排線CLK的方向 主件的双方向都具有時鐘信號CL二不情況下’肖單獨來自 由從件至主件。 1一視應用而定，亦可 在第6圖中，第二具體例表示2 ^欠 Μ ^ ηκ 條匯流排線如何接至主 口攸件單位之輸入。在此具體例中，匯流排線SD另外接 至主件之外部岔斷輸入Ext Int，以快速因應線SD上的邊 緣^{吕號。 在變通具體例中，匯流排線可為双向性。 以新顆匯流排協定，二電子組件間之資料傳送，可經 由3條線匯流排，以报高速度在双向為之。在上述實施例 中’ 1 6位元資料傳送在不到1 JJ! s完成。當然，上表内所列 數值可在相對應實踐中加以修飾，得以更加快資料傳送。 _

1220828 圖式簡單說明 第1圖為資料由從件傳輸至主件之信號圖； 第2圖為資料由主件傳輸至從件之信號圖； 第3圖為表示由主件至從件的資料傳輸數之信號圖； 第4圖為表示傳輸資料位的就緒和保持時期之信號 圖； 第5圖為匯流排線如何連接至主件和從件單位輸入之 第一實施例； 第6圖為匯流排線如何連接至主件和從件單位輸入之 第二實施例。 _

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Claims (1)

1220828 六、申請專利範圍 1. 一種在二電子匯流排站間串列傳送資料之方法，越 過3線匯流排連接，其中第一線（CLK)指定給時鐘信號，第 二線和第三線（SD，MD)指定給資料信號或控制信號，此方 法包括下列步驟： (i) 在第一方向，由發射站（SLAVE)送第一邊緣信號 ，至該第二線（SD)上之接收站（MASTER)，開始資料傳送； (ii) 在發生該第一邊緣信號經第一時間量（Tm. sync )之後，响應第一邊緣信號，把第三線（MD)由備用狀態切 換到作用狀態；

(i i i )在第三線（MD)上發生作用狀態，經第二時間 量（T1 )後，經由該第二線和第一線（SD，CLK)，開始同步資 料傳輸者。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中在第一方向相 反的第二方向之資料傳送，以下列步驟進行： (i)由發射站（MASTER)送第二邊緣信號，至該第三 線（MD)上之接收站（SLAVE); (1 1 )在發生該第二邊緣信號，經第三時間量 (s · s y n c )之後’把第一線（s D )由備用狀態切換到作用狀 態； 旦 Υ 1 1 1 )在第二線（SD)上發生作用狀態，經第四時間

j T2)後，經由該第二線和第_線（MD，CLK)，開始步資 料傳輸者。 料如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在該同步資 , 輪之際’傳送預界定長度之資料字，尤指丨6位元資料

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4.如申請專利範圍第3項+ 为成二傳輸階段，巾間岔斷、之方/，其中同步資料傳二 字之-部份，尤指8位元資料字者其中*各階段傳送該W 5·如申請專利範圍第4項之方、、土 ^ 段結束後，經第五時間量（T5 )，第，、中户在第一傳輸階 切換回到備用狀態，且在經第 ^量二線（MD.SD) 傳輪階段者。 专間里（Τ6)後，開始第二 6.如申請專利範圍第1項之方法，其中對一定時間量 ’下列典型值和公差值可有效者： Γ"~ ~~ 〜 —- 一 — 1 I 齡—"― _~ 最低（//S) I典型（//S) |最高（#s) --------1---—-— I " —— I 丨丨 . I 4raS +---- I 200 Hh---- I 200 1^* 〜—————— I 500 +---- I 300 ----- I 300 -H I —H I -H I 一 H I I 一 H Γ ~- —----|------ I Tm.sync I 1 〇 I 3 00 I —--+----—I---— 丨 Ts.sync I 10 I 50 I — ~__+----—I — I Tbit I 2 I 30 I—- —---+----—I---— 丨 Tbyte I 16 I 240 I - —---+---—- —I — I τι I 20 I 15 I —· , — +----一—I ---- I T2 I 〇 I 10

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第20頁 1220828 六、申請專利範圍 二線（SD)或第三線（MD)，另接至匯流排站（MASTER，SLAVE) 之外部岔斷輸入終點區域（E X t I n t)者。 8. 如申請專利範圍第7項之匯流排站，其中匯流排站 - (MASTER，SLAVE)為碟片播放機、調諧器、卡E播放器、接 收器、放大器等消費電子設備之組件者。 9. 一種含有申請專利範圍第7項之匯流排站之裝置， 尤指碟片播放機、調諧器、卡匣播放器、接收器、放大器 -者。

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