TWI678627B - 高效單線通信資料傳輸方法及利用其之通信系統 - Google Patents

高效單線通信資料傳輸方法及利用其之通信系統 Download PDF

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Abstract

一種高效單線通信資料傳輸方法,用以藉由一單線信號傳遞整數數值資 訊,其包括:使該單線信號產生一初始高電位期間以在該初始高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器;以及使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且該第一高電位期間係用以代表一傳輸結束信號。

Description

高效單線通信資料傳輸方法及利用其之通信系統
本案係有關一種資料傳輸方法,特別是關於一種高效單線通信資料傳輸方法。
單線(One-wire)匯流排是達拉斯(DALLAS)公司提出的一種協議(參考美國專利US8762763B2),其可藉由一個主節點、一個或多個從節點組成一單線匯流排系統。在該單線匯流排系統中,晶片與晶片係通過一根信號線進行雙向通信。然而,由於達拉斯的單線匯流排協定對時序的要求相當嚴格,需要較長的時間來檢測每一位元資料,其資料傳輸速率較慢。
請參照圖1,其為美國專利US8762763B2利用單線匯流排傳輸整數資料N的一工作時序圖。如圖1所示,一單線信號CTRL在一初始高電位期間TINIT結束之後,從第一個下降沿開始計時,持續一計時期間TCOUN。在計時期間TCOUN內,若單線信號CTRL出現N個上升沿,表示其所傳輸的資料為N;若未出現上升沿,則表示其所傳輸的資料為0。也就是說,依圖1的習知技術方案,不論要傳輸的整數資料是多少,都需要至少TCOUN的計數時間。然而,當要傳輸的整數資料N較大時,需要增大TCOUN時間,而當傳輸的整數資料N較小時,仍需等待TCOUN時間結束才能完成資料傳輸。這些問題導致該習知技術方案的通用性較差及資料傳輸效率較低。
請參照圖2,其為美國專利US8762763B2利用單線匯流排傳輸位元資料的一工作原理示意圖。如圖2所示,該習知技術方案在傳輸一個8位元組時,每一次僅傳輸一位元,其方式為:從脈衝寬度為T STORE之下降沿開始計時,若在T LIM時間內沒有檢測到上升沿表示該位元為0,若檢測到上升沿表示該位元為1。也就是說,該習知技術方案傳輸1位元資料需要的時間為固定的(T LIM+T STORE)。請參照圖3,其繪示圖2的技術方案傳輸位元組資料1100 0110 (C6H)之一單線信號CTRL之波形。如圖3所示,傳輸該位元組資料的時間至少需8(T LIM+T STORE)。然而,當圖2的技術方案要傳輸的位元組資料為00000000 (00H)時,其所需的時間還是至少需要8(T LIM+T STORE),此乃該習知技術方案待改進之處。
為解決上述問題,本領域亟需一新穎的單線通信資料傳輸方法。
本案之一目的在於提供一種高效單線通信資料傳輸方法,其可藉由計數器計數上升沿的個數來傳輸資料。
本案之另一目的在於提供一種高效單線通信資料傳輸方法,其可藉由一有效率的編碼方式來實現資料的高速傳輸。
本案之另一目的在於提供一種高效單線通信資料傳輸方法,其可解除傳統技術對資料傳輸時長的限制以使傳輸效率更高。
本案之另一目的在於提供一種高效單線通信資料傳輸方法,其可在一 N位元組資料傳輸模式中,依據一預設的傳輸效率優化表格將N 位元資料分為(N/M)段,使每次傳輸一段M位元的資料,從而提高傳輸效率。
本案之又一目的在於提供一種高效單線通信資料傳輸方法,其可用以傳輸一暫存器存取(讀或寫)指令。
為達上述目的,一種高效單線通信資料傳輸方法乃被提出以藉由一單線信號傳遞整數數值資訊,其包括:
使該單線信號產生一初始高電位期間以在該初始高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器;以及
使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且該第一高電位期間係用以代表一傳輸結束信號。
在一實施例中,當需要傳輸第二個整數數值時,使該單線信號在該第一高電位期間之後產生一第一低電位期間,該第一低電位期間長於一最小低電位期間且短於一第二低電位期間,然後使該單線信號產生K+1個上升沿後保持所述第一高電位期間,K為大於或等於零的整數,以及,當該單線信號產生的低電位期間長於所述第二低電位期間時代表一組整數數值的傳輸結束。
為達上述目的,另一種高效單線通信資料傳輸方法乃被提出以藉由一單線信號傳遞位元資訊,其包括:
使該單線信號在一第一高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器;以及
使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一個所述第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且N係代表一二進制M位元的等效數值,M為正整數。
在一實施例中,M的數值係依一預設的傳輸效率優化表格決定。
為達上述目的,又一種高效單線通信資料傳輸方法乃被提出以藉由一單線信號傳遞暫存器存取指令,其包括:
使該單線信號依一資訊傳輸模式依序傳輸一暫存器位址資料、一讀/寫指示 位元資料及一暫存器內容資料; 其中,該資訊傳輸模式包括:
使該單線信號在一第一高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器;以及
使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一個所述第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值。
在一實施例中,當該單線信號在傳輸該暫存器內容資料時,N代表一整數數值。
在一實施例中,當該單線信號在傳輸該暫存器內容資料時,N代表一二進制M位元的等效數值,M為正整數。
另外,本發明亦提出一種通信系統,其係利用如前述之高效單線通信資料傳輸方法傳輸資料。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本創作之結構、特徵及其目的,茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
請參照圖4,其繪示本發明之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞整數數值資訊之一實施例流程圖。如圖4所示,該高效單線通信資料傳輸方法包括:使該單線信號產生一初始高電位期間以在該初始高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器(步驟a1);以及使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且該第一高電位期間係用以代表一傳輸結束信號(步驟b1)。
請參照圖5,其繪示圖4之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞整數數值資訊之一工作時序圖。如圖5所示,一單線信號CTRL在經過TINIT時長的高電位之後,第一個下降沿係用以觸發一接收端之一資料檢測計數器(未示於圖中);在經過N+1個上升沿之後保持T STORE時長的高電位,表示第一組資料傳輸完成,且其所傳輸的資料為N。
圖5的方案採用固定的T STORE時間來表示資料傳輸結束,如此即可消除美國專利US8762763B2所採的TCOUN時間對資料長度的限制,而可相容傳輸較大的資料。當需要傳輸第二組資料時,單線信號CTRL會發生一重啟下降沿,並且維持一低電平的時間RESTART即可開始計數上升沿個數,其中TLOW<RESTART< TOFF,TLOW為一最小低電平時間,TOFF為代表所有資料傳輸結束的低電平時間。在最後一個上升沿之後使單線信號CTRL保持一T STORE時長的高電位以表示第二組資料傳輸完成。
在圖5的方案中,當傳輸較小資料如N=0時,由於只需一個T LOW+T STORE時間即可,無需像美國專利US8762763B2需等待TCOUN時間,因此提高了資料傳輸效率。當所有資料被寫入之後將單線信號CTRL拉低並保持TOFF時間,即可結束整個資料寫入程序。
請參照圖6,其繪示本發明之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞位元資訊之一實施例流程圖。如圖6所示,該高效單線通信資料傳輸方法包括:使該單線信號在一第一高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器(步驟a2);以及使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一個所述第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且N係代表一二進制M位元的等效數值,M為正整數(步驟b2)。
請參照圖7,其繪示圖6之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞位元資訊之一工作原理示意圖。如圖7所示,在傳輸一8位元組資料時,每一位元資料均單獨傳輸,其方式為:使一單線信號在一高電位期間T STORE結束後的第一個下降沿表示資料傳輸開始,之後再發生的第一個高電位期間T STORE表示資料傳輸結束 ;在兩個接續的高電位期間T STORE之間,若只有一個上升沿表示該位元T資料為0,若有兩個上升沿表示該位元資料為1。
請參照圖8,其繪示以圖6之方法傳遞一8位元組之一工作時序圖。如圖8所示,在傳輸資料11000110 (C6H)時,傳輸資料0需要的時間為T STORE+T D,傳輸資料1需要的時間為T STORE+3T D。傳輸8位元資料需要的時間在8T STORE+8T D到8T STORE+24T D之間。由於其資料傳輸不像美國專利US8762763B2需受到其T LIM的限制,因此提高了傳輸的效率。
請參照圖9,其繪示圖6之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞位元資訊之另一工作原理示意圖。如圖9所示,在傳輸一8位元組資料時,每次傳輸二位元,其特徵在於:將8位元資料分為四段,每一段由相鄰2位元組成,且在兩個接續的高電位期間T STORE之間,若上升沿個數為1表示資料為00,若上升沿個數為2表示資料為01,若上升沿個數為3表示資料為10,以及若上升沿個數為4表示資料為11。
請參照圖10,其繪示以圖6之方法傳遞一8位元組之一工作時序圖。如圖10所示,在傳輸資料11000110 (C6H)時,傳輸資料00需要的時間為T STORE+T D,傳輸資料01需要的時間為T STORE+3T D,傳輸資料10需要的時間為T STORE+5T D,傳輸資料11需要的時間為T STORE+7T D。也就是說,傳輸8位元資料需要的時間在4T STORE+4T D到4T STORE+28T D之間。
就圖6之方法而言,若每M 位元資料作為一組傳輸,則傳輸一組資料所需的最短時間為TSTORE+TD,最長時間為TSTORE+(2 M+1-1)TD。又假設所要傳輸的資料共有N 位元,則總共需要的傳輸時間最短為:⌈N/M⌉*(T STORE+T D) ,最長為:⌈N/M⌉*T STORE+(⌈N/M⌉-1)*(2 M+1-1)T D+(2 N-( N/M -1)*M+1-1)T D。以N=8為例,假設 T STORE= n*T D,則可獲得如表1所示的結果。
表1
N=8 Tmin Tmax
M ⌈8/M⌉*(n+1)TD ⌈8/M⌉*[n+(2M+1-1)]* TD -2M+1*(1-28- 8/M *M)* TD
1 8*(n+1) TD (8n+24) TD
2 4*(n+1) TD (4n+28) TD
3 3*(n+1) TD (3n+37) TD
4 2*(n+1) TD (2n+62) TD
5 2*(n+1) TD (2n+78) TD
6 2*(n+1) TD (2n+134) TD
7 2*(n+1) TD (2n+258) TD
8 1*(n+1) TD (n+511) TD
根據表1中的公式可以計算出一傳輸效率優化表格,以指出在不同n值之下,使Tmax最小化的M值,其結果如表2所示。
表2
n≤1 M=1
1<n≤9 M=2
9<n≤25 M=3
25<n≤449 M=4
n>449 M=8
也就是說,根據表2所整理的結果,即可針對不同n值選擇對應的M值,使單線信號以每M 位元資料作為一組進行傳輸,而使資料傳輸的效率最大化。
請參照圖11,其繪示本發明之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞暫存器存取指令之一實施例流程圖。如圖11所示,該高效單線通信資料傳輸方法包括:使該單線信號依一資訊傳輸模式依序傳輸一暫存器位址資料、一讀/寫指示位元資料及一暫存器內容資料(步驟a3);其中,該資訊傳輸模式包括:使該單線信號在一第一高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器(步驟b3);以及使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一個所述第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值(步驟c3)。
請參照圖12,其繪示圖11之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞暫存器寫入指令之一工作時序圖。如圖12所示,一 單線信號CTRL 依圖11之所述資訊傳輸模式依序傳輸一暫存器位址資料、一寫入指示位元資料及一暫存器內容資料,其中,在傳輸該暫存器位址資料時,係在兩個接續的高電位期間T STORE之間通過產生N+1個上升沿表示該暫存器位址為N;在傳輸該寫入指示位元資料時,係在兩個接續的高電位期間T STORE之間產生1個上升沿;以及在傳輸該暫存器內容資料時,係在兩個接續的高電位期間T STORE之間以上升沿的個數表示一整數數值資料或一位元組資料。
請參照圖13,其繪示圖11之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞暫存器讀取指令之一工作時序圖。如圖13所示,一 單線信號CTRL 依圖11之所述資訊傳輸模式依序傳輸一暫存器位址資料、一讀取指示位元資料及一暫存器內容資料,其中,在傳輸該暫存器位址資料時,係在兩個接續的高電位期間T STORE之間通過產生N+1個上升沿表示該暫存器位址為N;在傳輸該讀取指示位元資料時,係在兩個接續的高電位期間T STORE之間產生2個上升沿;以及在傳輸該暫存器內容資料時,係在兩個接續的高電位期間T STORE之間以上升沿的個數表示一整數數值資料或一位元組資料。
依上述之說明,本發明的技術方案乃可應用於一通信系統中,其中,該通信系統具有一單線匯流排及與該單線匯流排連接之至少二晶片,且所述至少二晶片係利用前述之高效單線通信資料傳輸方法傳輸資料。
藉由前述所揭露的設計,本發明乃具有以下的優點:
1、本發明的高效單線通信資料傳輸方法可藉由計數器計數上升沿的個數來傳輸資料。
2、本發明的高效單線通信資料傳輸方法可藉由一有效率的編碼方式實現資料的高速傳輸。
3、本發明的高效單線通信資料傳輸方法可解除傳統技術對資料傳輸時長的限制以使傳輸效率更高。
4、本發明的高效單線通信資料傳輸方法可在一 N位元組資料傳輸模式中,依據一預設的傳輸效率優化表格將N 位元資料分為(N/M)段,使每次傳輸一段M位元的資料,從而提高傳輸效率。
5、本發明的高效單線通信資料傳輸方法可用以傳輸一暫存器存取(讀或寫)指令。
本案所揭示者,乃較佳實施例之一種,舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者,俱不脫本案之專利權範疇。
步驟a1‧‧‧使該單線信號產生一初始高電位期間以在該初始高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器
步驟b1‧‧‧使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且該第一高電位期間係用以代表一傳輸結束信號
步驟a2‧‧‧使該單線信號在一第一高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器
步驟b2‧‧‧使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一個所述第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且N係代表一二進制M位元的等效數值,M為正整數
步驟a3‧‧‧使該單線信號依一資訊傳輸模式依序傳輸一暫存器位址資料、一讀/寫指示位元資料及一暫存器內容資料
步驟b3‧‧‧該資訊傳輸模式包括:使該單線信號在一第一高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器
步驟c3‧‧‧使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一個所述第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值
圖1為一習知技術利用單線匯流排傳輸整數資料N的一工作時序圖。 圖2為一習知技術利用單線匯流排傳輸位元資料的一工作原理示意圖。 圖3繪示圖2的技術方案傳輸一位元組資料之一單線信號之波形。 圖4繪示本發明之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞整數數值資訊之一實施例流程圖。 圖5繪示圖4之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞整數數值資訊之一工作時序圖。 圖6繪示本發明之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞位元資訊之一實施例流程圖。 圖7繪示圖6之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞位元資訊之一工作原理示意圖。 圖8繪示以圖6之方法傳遞一8位元組之一工作時序圖。 圖9繪示圖6之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞位元資訊之另一工作原理示意圖。 圖10繪示以圖6之方法傳遞一8位元組之一工作時序圖。 圖11繪示本發明之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞暫存器存取指令之一實施例流程圖。 圖12繪示圖11之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞暫存器寫入指令之一工作時序圖。 圖13繪示圖11之高效單線通信資料傳輸方法藉由一單線信號傳遞暫存器讀取指令之一工作時序圖。

Claims (2)

  1. 一種高效單線通信資料傳輸方法,用以藉由一單線信號傳遞整數數值資訊,其包括:使該單線信號產生一初始高電位期間以在該初始高電位期間結束後的第一個下降沿觸發一接收端之一資料檢測計數器;以及使該單線信號產生N+1個上升沿之後保持一第一高電位期間,其中,N為大於或等於零的整數,所述N+1個上升沿中的前N個上升沿係用以使該資料檢測計數器產生N次累計值,且該第一高電位期間係用以代表一傳輸結束信號;其中,當需要傳輸第二個整數數值時,使該單線信號在該第一高電位期間之後產生一第一低電位期間,該第一低電位期間長於一最小低電位期間且短於一第二低電位期間,然後使該單線信號產生K+1個上升沿後保持所述第一高電位期間,K為大於或等於零的整數,以及,當該單線信號產生的低電位期間長於所述第二低電位期間時代表一組整數數值的傳輸結束。
  2. 一種通信系統,具有一單線匯流排及與該單線匯流排連接之至少二晶片,且所述至少二晶片係利用如申請專利範圍第1項所述之高效單線通信資料傳輸方法傳輸資料。
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