專利名稱：串行周邊接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種串行周邊接口裝置(serial peripheral interface device；SPIdevice)，特別是有關(guān)于一種具有較高存取頻寬的串行周邊接口裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的許多數(shù)字系統(tǒng)使用不具速度要求的周邊，串行總線可以減少腳位數(shù)，并以較低成本減少集成電路的封裝尺寸。因此，由于串行周邊接口裝置(serialperipheral interface device；SPI device)在印刷電路板中有較低的布局復(fù)雜度且芯片大小受限于焊墊數(shù)目，其逐漸被廣泛應(yīng)用于不同的數(shù)字系統(tǒng)中。然而，串行周邊接口裝置的數(shù)據(jù)總線頻寬只有1個(gè)位，限制了數(shù)字系統(tǒng)的存取頻寬。
圖1為一傳統(tǒng)的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的示意圖，該串行周邊接口裝置系統(tǒng)包括一主裝置101與一從裝置101’，其各包括一串行時(shí)鐘腳位103/103’、一芯片選擇腳位105/105’、一數(shù)據(jù)輸入腳位107/107’、一數(shù)據(jù)輸出腳位109/109’、一暫停腳位111/111’以及一寫入保護(hù)腳位113/113’，主裝置101與從裝置101’之間的信號(hào)傳輸為單向的。圖2A、圖2B顯示圖1所示的傳統(tǒng)串行周邊接口裝置系統(tǒng)的各信號(hào)波形，當(dāng)主裝置101自該從裝置101’讀取數(shù)據(jù)時(shí)，該芯片選擇腳位105/105’為低準(zhǔn)位狀態(tài)，在快速讀取指令下，序列指令(8位)、地址(24位)與虛擬字節(jié)(dummy byte)(8位)通過(guò)該數(shù)據(jù)輸入腳位107/107’而從主裝置101串行地傳送至從裝置101’，在從裝置101’自主裝置101接收到該序列指令、地址與虛擬字節(jié)后，一對(duì)應(yīng)于該序列指令的響應(yīng)會(huì)序列地通過(guò)該數(shù)據(jù)輸出腳位109/109’回饋至主裝置101，當(dāng)該數(shù)據(jù)輸出腳位109/109’自從裝置101’傳送數(shù)據(jù)到主裝置101時(shí)，該數(shù)據(jù)輸入腳位107/107’不會(huì)傳送任何有意義的數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)的串行周邊接口裝置系統(tǒng)中，所有的信號(hào)都是單向性地傳送與接收，在圖2A與圖2B中，第1個(gè)字節(jié)是在第47個(gè)周期完成回饋，并需要8個(gè)時(shí)鐘周期才能接收一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的性能因此受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一串行周邊接口裝置，其目的為不需增加多余的腳位便可提高數(shù)據(jù)的傳輸速度，進(jìn)而提升本發(fā)明的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的性能，為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一串行周邊接口裝置(serial peripheralinterface device；SPI device)包括一串行時(shí)鐘腳位、一芯片選擇腳位、一數(shù)據(jù)輸入腳位、以及一數(shù)據(jù)輸出腳位，該串行時(shí)鐘腳位從一主裝置(master device)傳送一串行時(shí)鐘至一從裝置(slave device)，該芯片選擇腳位決定該主裝置是否已選擇該從裝置，該數(shù)據(jù)輸入腳位將指令、地址、要寫入的數(shù)據(jù)、虛擬輸入(dummy input)或者前述的組合從主裝置傳送至從裝置，該數(shù)據(jù)輸出腳位將數(shù)據(jù)自該從裝置傳送至主裝置，該串行周邊接口裝置可作為主裝置或從裝置，當(dāng)數(shù)據(jù)輸出腳位將數(shù)據(jù)自該從裝置傳送至主裝置時(shí)，數(shù)據(jù)輸出腳位、串行時(shí)鐘腳位與芯片選擇腳位之外的腳位可作為另一數(shù)據(jù)輸出腳位。
本發(fā)明的目的在于提供一串行周邊接口裝置，其目的為不需增加多余的腳位便可提高數(shù)據(jù)的傳輸速度，進(jìn)而提升本發(fā)明的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的性能，為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明另提供了一串行周邊接口裝置(serial peripheralinterface device；SPI device)包括一串行時(shí)鐘腳位、一芯片選擇腳位、一數(shù)據(jù)輸入腳位、以及一數(shù)據(jù)輸出腳位，該串行時(shí)鐘腳位從一主裝置(master device)傳送一串行時(shí)鐘至一從裝置(slave device)，該芯片選擇腳位決定該主裝置是否已選擇該從裝置，該數(shù)據(jù)輸入腳位將指令、地址、要寫入的數(shù)據(jù)、虛擬輸入(dummy input)或者前述的組合從主裝置傳送至從裝置，該數(shù)據(jù)輸出腳位將數(shù)據(jù)自該從裝置傳送至主裝置，該串行周邊接口裝置可作為主裝置或從裝置，數(shù)據(jù)輸入腳位、串行時(shí)鐘腳位與芯片選擇腳位之外的腳位可作為用來(lái)輸入地址、數(shù)據(jù)、虛擬輸入或前述的組合的另一數(shù)據(jù)輸入腳位。
本發(fā)明的目的在于提供一串行周邊接口裝置，其目的為不需增加多余的腳位便可提高數(shù)據(jù)的傳輸速度，進(jìn)而提升本發(fā)明的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的性能，為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明又提供了一串行周邊接口裝置(serial peripheralinterface device；SPI device)包括一串行時(shí)鐘腳位、一芯片選擇腳位以及一數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位，該串行時(shí)鐘腳位從一主裝置(master device)傳送一串行時(shí)鐘至一從裝置(slave device)，該芯片選擇腳位決定該主裝置是否已選擇該從裝置，該數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位將指令、地址、要寫入的數(shù)據(jù)、虛擬輸入(dummy input)或者前述的組合從主裝置傳送至從裝置，并將數(shù)據(jù)自該從裝置傳送至主裝置，該串行周邊接口裝置可作為主裝置或從裝置。
相較于傳統(tǒng)的串行周邊接口裝置，本發(fā)明的串行周邊接口裝置在進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入/輸出時(shí)，將數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位、串行時(shí)鐘腳位與芯片選擇腳位之外的腳位作為另一數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位，不需增加多余的腳位便可提高數(shù)據(jù)的傳輸速度，進(jìn)而提升本發(fā)明的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的性能。


圖1為包括一主裝置與一從裝置的傳統(tǒng)的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的示意圖。
圖2A與圖2B顯示圖1所示的傳統(tǒng)串行周邊接口裝置系統(tǒng)的各信號(hào)波形。
圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包括一主裝置與一從裝置的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的示意圖。
圖4A與圖4B顯示圖3所示的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的各信號(hào)波形。
圖5為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的包括一主裝置與一從裝置的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)101、301、501～主裝置；101’、301’、501’～從裝置；103/103’、303/303’、503/503’～串行時(shí)鐘腳位；
105/105’、305/305’、505/505’～芯片選擇腳位；107/107’、307/307’～數(shù)據(jù)輸入腳位；109/109’、309/309’～數(shù)據(jù)輸出腳位；111/111’、311/311’、509/509’～暫停腳位；113/113’、313/313’、511/511’～寫入保護(hù)腳位；507/507’～數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位。
具體實(shí)施例方式
圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包括一主裝置301與一從裝置301’的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的示意圖。主裝置301將指令傳送至從裝置301’。該串行周邊接口裝置系統(tǒng)中的主裝置301與從裝置301’各包括一串行時(shí)鐘腳位303/303’、一芯片選擇腳位305/305’、一數(shù)據(jù)輸入腳位307/307’、一數(shù)據(jù)輸出腳位309/309’、一暫停腳位311/311’以及一寫入保護(hù)腳位313/313’，除了暫停腳位311/311’上的信號(hào)之外，該主裝置301與從裝置301’之間的所有信號(hào)都是單向的。該串行時(shí)鐘腳位303/303’從一主裝置301傳送一串行時(shí)鐘至一從裝置301’，該芯片選擇腳位305/305’傳送一芯片選擇信號(hào)CS以決定該主裝置301是否已選擇該從裝置301’，該數(shù)據(jù)輸入腳位307/307’將輸入信息從主裝置301傳送至從裝置301’，該輸入信息包括指令、地址、要寫入的數(shù)據(jù)、虛擬輸入(dummy input)或者前述的組合，該數(shù)據(jù)輸出腳位309/309’將輸出信息自該從裝置301’傳送至主裝置301，該暫停腳位311/311’可在沒(méi)有對(duì)該從裝置301’取消選擇(deselect)下暫停與該從裝置301’之間的傳輸，該寫入保護(hù)腳位313/313’可防止保護(hù)該從裝置301’被寫入(program)或抹除(erase)。本說(shuō)明書所指的腳位可以為數(shù)據(jù)傳輸用的端點(diǎn)，而不限于實(shí)體的腳位。
圖4A與圖4B顯示圖3所示的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的各信號(hào)波形。當(dāng)主裝置301自該從裝置301’讀取數(shù)據(jù)時(shí)，該芯片選擇腳位305/305’為低準(zhǔn)位狀態(tài)，該數(shù)據(jù)輸入腳位307/307’將一序列指令(8位)自主裝置301傳送至從裝置301’，如圖4A與圖4B所示，當(dāng)該從裝置301’自主裝置301接收到一特殊指令(如快速讀取雙輸入輸出指令(BBh))時(shí)，暫停腳位311/311’會(huì)作為另一數(shù)據(jù)輸入腳位，以傳輸?shù)刂放c虛擬輸入?？焖僮x取雙輸入輸出指令(BBh)致能該暫停腳位311/311’，使其可將輸出信息自該從裝置301’傳送至主裝置301。該數(shù)據(jù)輸入腳位307/307’與該暫停腳位311/311’將地址(24位)同時(shí)傳送到從裝置301’，之后，虛擬字節(jié)(8位)也通過(guò)該數(shù)據(jù)輸入腳位307/307’與該暫停腳位311/311’被傳送到從裝置301’，于是，只需要16個(gè)時(shí)鐘周期便可完成地址與虛擬字節(jié)的傳輸。此外，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的串行周邊接口裝置系統(tǒng)與傳統(tǒng)的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的另一差異在于當(dāng)虛擬字節(jié)被傳送到從裝置301’之后，該暫停腳位311/311’可作為另一數(shù)據(jù)輸出腳位，從裝置301’可同時(shí)通過(guò)該數(shù)據(jù)輸出腳位309/309’與該暫停腳位311/311’輸出數(shù)據(jù)，于是，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣仍鰹閮杀?，主裝置301在第27個(gè)周期便可接收到第一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，并只需要4個(gè)時(shí)鐘周期便可讀取到一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，使得串行周邊接口裝置可不需增加多余的腳位，便將其性能提升。
在說(shuō)明書中，暫停腳位311/311’因?yàn)楹苌俦皇褂?，因此可作為傳輸?shù)刂放c數(shù)據(jù)的另一信道，然而本發(fā)明的范圍不限于此。依據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的串行周邊接口裝置系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)輸出腳位、串行時(shí)鐘腳位與芯片選擇腳位之外的腳位可作為另一數(shù)據(jù)輸出腳位，將輸出數(shù)據(jù)自該從裝置301’傳送至主裝置301；此外，數(shù)據(jù)輸入腳位、串行時(shí)鐘腳位與芯片選擇腳位之外的腳位可作為另一數(shù)據(jù)輸入腳位，將輸入數(shù)據(jù)自該主裝置301傳送至從裝置301’。
圖5為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的包括一主裝置501與一從裝置501’的串行周邊接口裝置系統(tǒng)的示意圖。該串行周邊接口裝置系統(tǒng)中的主裝置501與從裝置501’各包括一串行時(shí)鐘腳位503/503’、一芯片選擇腳位505/505’、一數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位507/507’、一暫停腳位509/509’以及一寫入保護(hù)腳位511/511’，除了數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位507/507’上的信號(hào)之外，該主裝置501與從裝置501’之間的所有信號(hào)都是單向的。該串行時(shí)鐘腳位503/503’與該芯片選擇腳位505/505’的功能與前一實(shí)施例中相同名稱的腳位的功能相同，當(dāng)該芯片選擇腳位505/505’選擇該從裝置501’時(shí)，該數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位507/507’將輸入信息從主裝置501傳送至從裝置501’，該輸入信息包括指令、地址、要寫入的數(shù)據(jù)、虛擬輸入(dummy input)或者前述的組合，此外，當(dāng)該從裝置501’接收到指令后，該輸入/輸出腳位507/507’會(huì)將對(duì)應(yīng)的輸出信息自該從裝置501’傳送到主裝置501，該暫停腳位509/509’可在沒(méi)有對(duì)該從裝置501’取消選擇(deselect)的情況下暫停與該從裝置501’之間的傳輸，該寫入保護(hù)腳位511/511’可防止該從裝置501’被寫入(program)或抹除(erase)。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例說(shuō)明如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種串行周邊接口裝置，該串行周邊接口裝置包括一串行時(shí)鐘腳位，一串行時(shí)鐘經(jīng)由該串行時(shí)鐘腳位從一主裝置傳送至一從裝置；一芯片選擇腳位，傳輸一芯片選擇信號(hào)，并依此決定是否所述的主裝置有選擇所述的從裝置；一數(shù)據(jù)輸入腳位，輸入信息經(jīng)由該數(shù)據(jù)輸入腳位從所述的主裝置傳送至所述的從裝置；以及一數(shù)據(jù)輸出腳位，輸出信息經(jīng)由該數(shù)據(jù)輸出腳位從所述的從裝置傳送至所述的主裝置；其中，所述的串行周邊接口裝置可作為所述的主裝置或所述的從裝置，當(dāng)所述的數(shù)據(jù)輸出腳位將所述的輸出信息從該從裝置傳送至該主裝置時(shí)，該數(shù)據(jù)輸出腳位、所述的串行時(shí)鐘腳位與所述的芯片選擇腳位之外的腳位可作為另一數(shù)據(jù)輸出腳位。
2.如權(quán)利要求1所述的串行周邊接口裝置，其中所述的數(shù)據(jù)輸入腳位可動(dòng)態(tài)地作為所述的另一數(shù)據(jù)輸出腳位。
3.如權(quán)利要求1所述的串行周邊接口裝置，還包括一暫停腳位以及一寫入保護(hù)腳位，該暫停腳位可在沒(méi)有對(duì)所述的從裝置取消選擇時(shí)暫停與該從裝置之間的傳輸，而該寫入保護(hù)腳位可防止該從裝置被寫入或抹除。
4.如權(quán)利要求3所述的串行周邊接口裝置，其中所述的暫停腳位可動(dòng)態(tài)地作為所述的另一數(shù)據(jù)輸出腳位。
5.如權(quán)利要求3所述的串行周邊接口裝置，其中所述的寫入保護(hù)腳位可動(dòng)態(tài)地作為所述的另一數(shù)據(jù)輸出腳位。
6.一種串行周邊接口裝置，該串行周邊接口裝置包括一串行時(shí)鐘腳位，一串行時(shí)鐘經(jīng)由該串行時(shí)鐘腳位從一主裝置傳送至一從裝置；一芯片選擇腳位，傳輸一芯片選擇信號(hào)，并依此決定是否所述的主裝置有選擇所述的從裝置；一數(shù)據(jù)輸入腳位，輸入信息經(jīng)由所述的數(shù)據(jù)輸入腳位從所述的主裝置傳送至所述的從裝置；以及一數(shù)據(jù)輸出腳位，輸出信息經(jīng)由所述的數(shù)據(jù)輸出腳位從所述的從裝置傳送至所述的主裝置；其中，所述的串行周邊接口裝置可作為所述的主裝置或所述的從裝置，所述的數(shù)據(jù)輸入腳位、所述的串行時(shí)鐘腳位與所述的芯片選擇腳位之外的腳位可作為用來(lái)輸入地址、數(shù)據(jù)、虛擬輸入或前述的組合的數(shù)據(jù)輸入腳位。
7.如權(quán)利要求6所述的串行周邊接口裝置，其中所述的數(shù)據(jù)輸出腳位可動(dòng)態(tài)地作為所述的另一數(shù)據(jù)輸入腳位。
8.如權(quán)利要求6所述的串行周邊接口裝置，還包括一暫停腳位以及一寫入保護(hù)腳位，所述的暫停腳位可在沒(méi)有對(duì)所述的從裝置取消選擇時(shí)暫停與該從裝置之間的傳輸，而該寫入保護(hù)腳位可防止該從裝置被寫入或抹除。
9.如權(quán)利要求8所述的串行周邊接口裝置，其中所述的暫停腳位可動(dòng)態(tài)地作為所述的另一數(shù)據(jù)輸入腳位。
10.如權(quán)利要求8所述的串行周邊接口裝置，其中所述的寫入保護(hù)腳位可動(dòng)態(tài)地作為所述的另一數(shù)據(jù)輸入腳位。
11.一種串行周邊接口裝置，該串行周邊接口裝置包括一串行時(shí)鐘腳位，一串行時(shí)鐘經(jīng)由該串行時(shí)鐘腳位從一主裝置傳送至一從裝置；一芯片選擇腳位，傳輸一芯片選擇信號(hào)，并依此決定是否所述的主裝置有選擇所述的從裝置；以及一數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位，輸入/輸出信息經(jīng)由該數(shù)據(jù)輸入/輸出腳位在所述的主裝置與所述的從裝置之間傳輸；其中，所述的串行周邊接口裝置可作為所述的主裝置或所述的從裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的串行周邊接口裝置，還包括一暫停腳位以及一寫入保護(hù)腳位，該暫停腳位可在沒(méi)有對(duì)所述的從裝置取消選擇時(shí)暫停與該從裝置之間的傳輸，而該寫入保護(hù)腳位可防止該從裝置被寫入或抹除。
全文摘要
本發(fā)明為串行周邊接口裝置(serial peripheral interface device；SPI device)，該串行周邊接口裝置包括一串行時(shí)鐘腳位、一芯片選擇腳位、一數(shù)據(jù)輸入腳位、以及一數(shù)據(jù)輸出腳位，該串行時(shí)鐘腳位從一主裝置(master device)傳送一串行時(shí)鐘至一從裝置(slave device)，該芯片選擇腳位決定該主裝置是否已選擇該從裝置，該數(shù)據(jù)輸入腳位將指令、地址、要寫入的數(shù)據(jù)、虛擬輸入(dummy input)或者前述的組合從主裝置傳送至從裝置，該數(shù)據(jù)輸出腳位將數(shù)據(jù)自該從裝置傳送至主裝置，該串行周邊接口裝置可作為主裝置或從裝置，當(dāng)數(shù)據(jù)輸出腳位將數(shù)據(jù)自該從裝置傳送至主裝置時(shí)，數(shù)據(jù)輸出腳位、串行時(shí)鐘腳位與芯片選擇腳位之外的腳位可作為另一數(shù)據(jù)輸出腳位。
文檔編號(hào)G06F13/40GK1983230SQ20061016333
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者溫志強(qiáng), 曾寶慶 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司