一种基于二线通信协议的通讯方法与流程

专利2026-02-10  0


本申请涉及ic设计,尤其涉及一种基于二线通信协议的通讯方法。


背景技术:

1、在追求万物互联的背景下,遵循各种通讯协议的ic将各个电子产品连接起来是最常用的手段。而各种通讯协议要求的ic通讯管脚数不尽相同,有用一个的,也有用多达几十个的。各种通讯标准要求的通讯协议也五花八门,例如spi、uart、usb、pci、...、蓝牙、wifi等。

2、在实际通讯功能需求中,设计者往往希望选用一款性能刚好满足功能需要、通讯协议简单高效、硬件资源开销要足够少的ic,而且ic管脚最好能够复用而达到减小ic面积、降低ic成本的目的。如何通过较少的ic管脚实现通讯以降低ic成本是本申请即将解决的技术问题。


技术实现思路

1、本申请提供了一种基于二线通信协议的通讯方法,其技术目的是通过较少的ic管脚实现通讯,减小ic面积,降低ic成本。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

3、一种基于二线通信协议的通讯方法,包括:该方法通过一个ic实现,该ic包括第一通用管脚、第二通用管脚、复位电路、延时电路、数据接收电路和时钟开关电路,第一通用管脚用于连接数据线,第二通用管脚用于连接时钟线,该通讯方法包括:

4、ic上电后,当第二通用管脚输入的第一时钟信号为低电平时,若第一通用管脚输入的数据信号产生下降沿,则复位电路的复位信号产生高电平脉冲,该高电平脉冲对延时电路和数据接收电路进行复位;延时电路被复位后产生第一延时信号,在复位信号产生高电平脉冲之后到第一延时信号的上升沿之间形成一段窗口期;在所述窗口期内,时钟开关电路被打开,数据接收电路接收第一通用管脚输入的数据信号,在第一延时信号的上升沿后时钟开关电路被关闭,数据接收电路停止接收第一通用管脚输入的数据信号,由此实现基于二线通信协议的通讯。

5、其中,在所述窗口期内,延时电路比数据接收电路至少早启动一个第一时钟信号。

6、进一步地,所述延时电路包括n+2个第一寄存器,每个第一寄存器接收来自第二通用管脚传输的第一时钟信号,在第一时钟信号的驱动下,第一个第一寄存器连续对其输入端上的高电平进行采样,并将采样结果依次向后续第一寄存器移位,经过n+2个第一时钟信号后,第一延时信号产生上升沿,然后时钟开关电路被关闭,通讯结束。

7、进一步地,所述数据接收电路包括n+1个第二寄存器,所述第二寄存器解除复位后,每个第二寄存器接收来自时钟开关电路的第二时钟信号,第一个第二寄存器在第二时钟信号的驱动下对其输入端口上的数据信号进行连续采样,并将采样的数据信号依次移位至后续的第二寄存器中,直至移位到最后一个第二寄存器,经过n+1个第二时钟信号后,n+1个第二寄存器的输出端口的输出状态组合成数据总线向外输出,实现通讯;其中,所述第二时钟信号比所述第一时钟信号至少晚一个时钟信号。

8、进一步地,所述时钟开关电路包括一个与门,当第一延时信号为低电平时则时钟开关电路被打开,第一时钟信号穿过与门形成第二时钟信号;当第一延时信号为高电平时则时钟开关电路被关闭,第一时钟信号不能穿过与门。

9、进一步地,所述复位电路包括反相器、缓冲器、与非门和或非门,第一通用管脚输入的数据信号经过反相器后产生反向信号,同时第一通用管脚输入的数据信号经过缓冲器后生成同相的第二延时信号,反向信号和第二延时信号经过与非门产生信号dand,信号dand再与第一时钟信号接到或非门;其中,第二延时信号相对数据信号存在延时。

10、本申请的有益效果在于:本申请所述的基于二线通信协议的通讯方法仅通过一根时钟线clk和一根数据线data即可完成通信,且在通信完成后(确保不出现数据信号在时钟信号为低电平时有高电平到低电平地变化的情况下)可极大程度地释放时钟管脚和数据管脚(可被其他功能使用),硬件资源开销很小;用n+2个时钟周期最多能采样n+1个数据位,通信协议简单高效,极大降低了ic的生产和通信成本,也最终能降低用户的购买和使用成本。



技术特征:

1.一种基于二线通信协议的通讯方法,其特征在于,包括:该方法通过一个ic实现,该ic包括第一通用管脚、第二通用管脚、复位电路、延时电路、数据接收电路和时钟开关电路,第一通用管脚用于连接数据线,第二通用管脚用于连接时钟线,该通讯方法包括:

2.如权利要求1所述的通讯方法,其特征在于,所述延时电路包括n+2个第一寄存器,每个第一寄存器接收来自第二通用管脚传输的第一时钟信号,在第一时钟信号的驱动下,第一个第一寄存器连续对其输入端上的高电平进行采样,并将采样结果依次向后续第一寄存器移位,经过n+2个第一时钟信号后,第一延时信号产生上升沿,然后时钟开关电路被关闭,通讯结束。

3.如权利要求2所述的通讯方法,其特征在于,所述数据接收电路包括n+1个第二寄存器,所述第二寄存器解除复位后,每个第二寄存器接收来自时钟开关电路的第二时钟信号,第一个第二寄存器在第二时钟信号的驱动下对其输入端口上的数据信号进行连续采样,并将采样的数据信号依次移位至后续的第二寄存器中,直至移位到最后一个第二寄存器,经过n+1个第二时钟信号后,n+1个第二寄存器的输出端口的输出状态组合成数据总线向外输出,实现通讯;其中,所述第二时钟信号比所述第一时钟信号至少晚一个时钟信号。

4.如权利要求1所述的通讯方法,其特征在于,所述时钟开关电路包括一个与门,当第一延时信号为低电平时则时钟开关电路被打开,第一时钟信号穿过与门形成第二时钟信号;当第一延时信号为高电平时则时钟开关电路被关闭,第一时钟信号不能穿过与门。

5.如权利要求1所述的通讯方法,其特征在于,所述复位电路包括反相器、缓冲器、与非门和或非门,第一通用管脚输入的数据信号经过反相器后产生反向信号,同时第一通用管脚输入的数据信号经过缓冲器后生成同相的第二延时信号,反向信号和第二延时信号经过与非门产生信号dand,信号dand再与第一时钟信号接到或非门;其中,第二延时信号相对数据信号存在延时。


技术总结
本发明公开了一种基于二线通信协议的通讯方法,涉及IC通信技术领域,解决了IC通讯成本较高的技术问题,其技术方案要点是仅通过一根时钟线CLK和一根数据线DATA即可完成通信,且在通信完成后(确保不出现数据在时钟信号为低电平时有高电平到低电平地变化的情况下)可极大程度地释放时钟管脚和数据管脚(被其他功能使用),硬件资源开销很小;用n+2个时钟周期最多能采样n+1个数据位,通信协议简单高效,极大降低了IC的生产和通信成本,也最终能降低用户的购买和使用成本。

技术研发人员:李银厚,彭新生,朱文瀚,张婧
受保护的技术使用者:玖矽科技(无锡)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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