一種基于spi協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子信息系統(tǒng)中基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)，尤其涉及特定芯片基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)，如指紋傳感器芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]基于SPI協(xié)議的通訊通常不組成網(wǎng)絡(luò)，而只實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊。主控設(shè)備要實(shí)現(xiàn)對(duì)從設(shè)備的訪問(wèn)，首先要選擇從設(shè)備，即進(jìn)行片選。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般將主控設(shè)備的多個(gè)片選端分別連接至各個(gè)從設(shè)備的片選端，當(dāng)某片選端為低電平有效信號(hào)時(shí)，則選中與之對(duì)應(yīng)的從設(shè)備執(zhí)行。所以主控設(shè)備一般有兩個(gè)或兩個(gè)以上的片選引腳。
[0003]而現(xiàn)實(shí)中，越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)多設(shè)備和主控設(shè)備Pin兼容的功能，例如指紋識(shí)別設(shè)備，一般由多顆晶片來(lái)共同完成功能。但主控設(shè)備對(duì)整個(gè)指紋識(shí)別模塊只提供一路SPI控制線，所以需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中繼的方式來(lái)控制每一顆晶片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述不足之處，本發(fā)明提供一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)及其工作方法，使主控設(shè)備發(fā)出的信號(hào)以中繼方式通過(guò)一路SPI可以分別控制不同晶片，并使得主控設(shè)備只需要一個(gè)片選引腳便可達(dá)到對(duì)從設(shè)備片選的目的。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
主控設(shè)備，中繼器和下級(jí)設(shè)備組，其中中繼器包括指令解析模塊和上行模塊，下級(jí)設(shè)備組中至少包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備，主控設(shè)備和中繼器遵守SPI通訊協(xié)議并電性連接，中繼器和下級(jí)設(shè)備組遵守SPI通訊協(xié)議并電性連接。SPI通訊協(xié)議為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0006]SPI通訊協(xié)議中的SCLK信號(hào)線，MOSI信號(hào)線組成第一總線:
中繼器的指令解析模塊的輸入端I與中繼器的CS信號(hào)輸入端連接，輸入端2與中繼器的第一總線輸入端連接，輸出端I與中繼器的CS信號(hào)輸出端連接，輸出端2與中繼器的第一總線輸出端連接，輸出端3與上行模塊的輸入端2連接；
上行模塊的輸入端I與中繼器的MISO信號(hào)輸入端連接，輸入端2連接指令解析模塊的輸出端3，輸出端與中繼器的MISO信號(hào)輸出端連接。
[0007]進(jìn)一步地，中繼器的上行模塊為多路選擇器。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，SPI通訊協(xié)議中的SCLK信號(hào)線，CS信號(hào)線和MOSI信號(hào)線組成第二總線:
中繼器的指令解析模塊的輸入端與中繼器的第二總線輸入端連接，輸出端與中繼器的第二總線輸出端連接；
中繼器的上行模塊的輸入端與中繼器的MISO信號(hào)輸入端連接，輸出端與中繼器的MISO信號(hào)輸出端連接。
[0009]進(jìn)一步地，下級(jí)設(shè)備組中的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備中都包括指令解析模塊: 每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備的指令解析模塊的輸入端連接該設(shè)備的第二總線輸入端，輸出端連接該設(shè)備的第二總線輸出端。
[0010]進(jìn)一步地，中繼器的上行模塊為或邏輯電路。
[0011 ] —種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
步驟一、中繼器接收主控設(shè)備發(fā)送的片選信號(hào)和指令；
步驟二、以中繼器為根節(jié)點(diǎn)向下級(jí)設(shè)備組的對(duì)應(yīng)端口發(fā)送片選信號(hào)和指令；
步驟三、中繼器的指令解析模塊對(duì)指令進(jìn)行解析并根據(jù)解析結(jié)果片選；
步驟四、下級(jí)設(shè)備組通過(guò)對(duì)應(yīng)的輸出端口發(fā)送執(zhí)行結(jié)果至中繼器的上行模塊；
步驟五、中繼器的上行模塊將接收到的執(zhí)行結(jié)果反饋給主控設(shè)備。
[0012]進(jìn)一步地，步驟二中，以中繼器為根節(jié)點(diǎn)向下級(jí)設(shè)備組廣播發(fā)送片選信號(hào)和指令； 步驟三中，解析和片選的具體步驟為:
步驟S1:中繼器的指令解析模塊解析出指令的地址碼，并發(fā)送給上行模塊，同時(shí)將該地址碼廣播發(fā)送至下級(jí)設(shè)備組中每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備對(duì)應(yīng)的MOSI輸入端口；
步驟S2:將接收到的地址碼與預(yù)設(shè)的地址碼比較，選擇與接收到的地址碼相同的中繼器或下級(jí)設(shè)備組中某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備；
步驟五中，上行模塊為多路選擇器，多路選擇器根據(jù)指令解析模塊發(fā)送的地址碼選擇中繼器或下級(jí)設(shè)備組中的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備的執(zhí)行結(jié)果反饋給主控設(shè)備。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，步驟二中，以中繼器為根節(jié)點(diǎn)向下級(jí)設(shè)備組的對(duì)應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)片選信號(hào)和指令；
步驟三中，解析和片選的具體步驟為:
步驟S1:中繼器的指令解析模塊和下級(jí)設(shè)備組中每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備的指令解析模塊都對(duì)指令進(jìn)行解析；
步驟S2:將指令解析結(jié)果與預(yù)設(shè)的指令集比較，選擇指令集中包含該指令解析結(jié)果的中繼器或下級(jí)設(shè)備組中的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備。
[0014]上行模塊為或邏輯電路。
[0015]所述中繼器和下級(jí)設(shè)備組還可以形成樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，下級(jí)設(shè)備組中任意一個(gè)標(biāo)注從設(shè)備都可以由中繼器和下級(jí)設(shè)備組的組合所替代。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為實(shí)施例一的一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的示意圖；
圖2為實(shí)施例一的上行模塊示意圖；
圖3為一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的工作方法示意圖；
圖4為實(shí)施例二的一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的示意圖；
圖5為實(shí)施例二的上行模塊示意圖；
圖6為一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]
為了使本發(fā)明所提到的裝置的工作流程及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明確，以下參附附圖并舉實(shí)例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。此外，在不同的實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號(hào)或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡(jiǎn)單清楚地?cái)⑹霰景l(fā)明，不代表所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)聯(lián)性。
[0019]實(shí)施例一:
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1為實(shí)施例一的一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括主控設(shè)備I，中繼器2，下級(jí)設(shè)備組3。主控設(shè)備I和中繼器2之間，中繼器2和下級(jí)設(shè)備組3之間均遵守SPI通訊協(xié)議并電性連接。
[0020]SPI通訊協(xié)議中的SCLK信號(hào)線和MOSI信號(hào)線合并作為第一總線(51)。
[0021 ]中繼器2包括指令解析模塊21和上行模塊22。指令解析模塊21的輸入端I (2101)與中繼器的CS信號(hào)輸入端201連接，輸入端2(2102)與中繼器的第一總線輸入端511連接，輸出端1(2103)與中繼器的CS信號(hào)輸出端202連接，輸出端2(2104)與中繼器的第一總線輸出端512連接，輸出端3(2105)與上行模塊22的輸入端2(222)連接;上行模塊22的輸入端1(221)與中繼器的MISO信號(hào)輸入端203連接，輸入端2(222)連接指令解析模塊21的輸出端3(2105)，輸出端1(223)與中繼器的MISO信號(hào)輸出端(204)連接。
[0022]請(qǐng)參見(jiàn)圖3，圖3為一種基于SPI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中繼系統(tǒng)的工作方法示意圖。如圖3所示，該工作方法包括:
步驟一、中繼器接收主控設(shè)備發(fā)送的片選信號(hào)和指令；
步驟二、以中繼器為根節(jié)點(diǎn)向下級(jí)設(shè)備組的對(duì)應(yīng)端口發(fā)送片選信號(hào)和指令；
步驟三、中繼器的指令解析模塊對(duì)指令進(jìn)行解析并根據(jù)解析結(jié)果片選；
步驟四、下級(jí)設(shè)備組通過(guò)對(duì)應(yīng)的輸出端口發(fā)送執(zhí)行結(jié)果至中繼器的上行模塊；
步驟五、中繼器的上行模塊將接收到的執(zhí)行結(jié)果反饋給主控設(shè)備。
[0023]在該實(shí)施例中，其中步驟二，以中繼器2為根節(jié)點(diǎn)向下級(jí)設(shè)備組3的對(duì)應(yīng)端口廣播發(fā)送片選信號(hào)和指令。
[0024]其中步驟三，指令解析及片選的步驟具體為:
步驟S1:中繼器2的指令解析模塊21解析出指令的地址碼，并發(fā)送給上行模塊22，同時(shí)將該地址碼廣播發(fā)送至所述下級(jí)設(shè)備組3中每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備對(duì)應(yīng)的MOSI輸入端口；
步驟S2:將接收到的地址碼與預(yù)設(shè)的地址碼比較，選擇與接收到的地址碼相同的中繼器2或下級(jí)設(shè)備組3中某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備。
[0025]例如主控芯片I發(fā)送了指令a0至中繼器2，中繼器2的指令解析模塊21解析出指令a0的地址碼為Al，并將該地址碼Al發(fā)送給上行模塊22.中繼器2將地址碼Al廣播發(fā)送至下級(jí)設(shè)備組3中的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備對(duì)應(yīng)的MOSI端口。若中繼器2預(yù)設(shè)的地址碼BI等于Al，則拉低中繼器2的片選信號(hào);若下級(jí)設(shè)備組3中某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備預(yù)設(shè)的地址碼Cl等于Al，則拉低該標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備的片選信號(hào)。
[0026]其中，步驟五，上行模塊22為多路選擇器，多路選擇器根據(jù)指令解析模塊21發(fā)送的地址碼Al選擇中繼器2或下級(jí)設(shè)備組3中的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)備的執(zhí)行結(jié)果反饋給主控設(shè)備I。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，圖2為實(shí)施例一的上行模塊示意圖。如圖2所示，該實(shí)施例中上行模塊22為一個(gè)多路選擇器(MU