SPI总线节点设备及其通信方法以及SPI总线系统技术方案

本发明专利技术提供了一种SPI总线节点设备及其通信方法以及SPI总线系统。该SPI总线节点设备包括SPI总线接口、接收数据缓存器、发送数据缓存器、CANopen协议单元以及存储器。该CANopen协议单元连接该接收数据缓存器和该发送数据缓存器且该CANopen协议单元中CANopen协议，使该SPI总线节点设备在SPI总线协议之上的数据收发遵循CANopen协议，该存储器连接该CANopen协议单元且储存对象字典，该对象字典用于和应用层交换数据。该SPI总线节点设备和该SPI总线系统具有更高的可靠性和通用性。

【技术实现步骤摘要】
SPI总线节点设备及其通信方法以及SPI总线系统
本专利技术主要涉及SPI总线，尤其涉及一种SPI总线节点设备及其通信方法以及SPI总线系统。
技术介绍
串行外设接口(SerialPeripheralInterface,SPI)是一种高速、全双工、同步的通信总线。这种总线的优点是在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供了方便。但是这种总线的缺点也很明显，即没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。为了克服SPI总线的缺点，工程上都会在SPI总线协议的基础上添加一个私有协议，这个私有协议位于SPI总线协议的上层，也就是私有协议仅仅利用SPI总线实现数据的收发，而数据的管理则由私有协议进行。目前，私有协议大都由工程师自己定义，这样定义的协议可靠性较差，效率较低，而且不能通用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种SPI总线节点设备以及SPI总线系统，其具有更高的可靠性和通用性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种SPI总线节点设备，包括SPI总线接口、接收数据缓存器、发送数据缓存器、CANopen协议单元以及存储器，该CANopen协议单元连接该接收数据缓存器和该发送数据缓存器且该CANopen协议单元中配置CANopen协议，使该SPI总线节点设备在SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议，该存储器连接该CANopen协议单元且储存对象字典，该对象字典用于和应用层交换数据。可选地，该对象字典的各条目为该SPI总线节点设备的各功能的映射。可选地，该SPI总线节点设备可以配置为主设备。可选地，该SPI总线节点设备可以配置为从设备。可选地，其特征在于，该SPI总线节点设备具有节点识别号。可选地，该SPI总线节点设备传输的数据包遵循CANOpen协议的规定。本专利技术还提出一种SPI总线系统，包括多个SPI总线节点设备，每一SPI总线节点设备包括SPI总线接口、接收数据缓存器以及发送数据缓存器，其特征在于，该SPI总线节点设备还包括CANopen协议单元和存储器，该CANopen协议单元连接该接收数据缓存器和该发送数据缓存器且该CANopen协议单元中配置CANopen协议，使该SPI总线节点设备在SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议，该存储器连接该CANopen协议单元且储存对象字典，该对象字典用于和应用层交换数据。可选地，该多个SPI总线节点设备包括一个主设备和至少一个从设备。可选地，该对象字典的各条目为该SPI总线节点设备的各功能的映射。可选地，每个SPI总线节点设备具有节点识别号，且各SPI总线节点设备的节点识别号不同。可选地，各SPI总线节点设备之间传输的数据包遵循CANOpen协议的规定。本专利技术还提供一种SPI总线节点设备的通信方法，该方法包括以下步骤：在SPI总线节点设备设置CANopen协议单元，CANopen协议单元连接SPI总线节点设备的接收数据缓存器和发送数据缓存器，且CANopen协议单元中配置CANopen协议；在SPI总线节点设备的存储器中储存对象字典，该存储器连接CANopen协议单元；使用CANopen协议单元使得在SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议；以及使用该对象字典和应用层交换数据。与现有技术相比，本专利技术通过在SPI总线节点设备中配置CANopen协议单元和储存对象字典的存储器，使得各SPI总线节点设备能够在SPI总线协议上运行CANopen协议，从而模拟成CAN设备。由于CANOpen通信协议是成熟、稳定和高效的协议，将SPI总线节点设备模拟成CAN设备，提高了SPI总线节点设备之间通信的可靠性，并且克服了私有协议缺乏通用性的问题。附图说明图1是本专利技术第一实施例的SPI总线系统结构图。图2是本专利技术第二实施例的SPI总线系统结构图。具体实施方式为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。第一实施例图1是本专利技术第一实施例的SPI总线系统结构图。参考图1所示，本实施例的SPI总线系统结构100包括SPI总线节点设备110和120，二者间通过SPI总线130连接。SPI总线节点设备110是主设备，SPI总线节点设备120是从设备。SPI总线130典型地包括4根线，它们是MOSI(数据输入)线、MISO(数据输出)线、SCLK(时钟)线、SS(片选)线。MOSI是用于主设备110的数据输出，从设备120的数据输入。MISO用于主设备110的数据输入，从设备120的数据输出。SCLK是时钟信号，由主设备110产生。SS用于发送从设备120的使能信号，由主设备110控制。SPI总线节点设备110包括SPI总线接口111、接收数据缓存器112以及发送数据缓存器113这些SPI总线节点设备的基本配置。SPI总线接口111连接SPI总线130，因此SPI总线接口111对应的配备4个针脚。SPI总线接口111可以发送和接收数据，发送时钟信号和从设备使能信号。接收数据缓存器112连接SPI总线接口111，负责接收数据的缓存。发送数据缓存器113也连接SPI总线接口111，负责发送数据的缓存。在本实施例中，SPI总线节点设备110还包括CANopen协议单元114和存储器115。CANopen协议单元114连接接收数据缓存器112和发送数据缓存器113。CANopen协议单元114中配置CANopen协议，使SPI总线节点设备110数据收发遵循CANopen协议。CANopen协议是一种架构在控制局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)上的高层通讯协议，具有成熟、稳定和高效的特点。在此，CANopen协议是运行在SPI总线协议的上层，用来弥补SPI总线协议没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据的缺点。本实施例中SPI总线协议和CANopen协议组合的特点是，不用加装CAN通信模块，通过SPI总线协议模拟实现CANOpen协议的各种功能。为此，根据CANOpen协议，将各SPI总线节点设备提供的功能用对象字典的方式表述出来。具体实施时，在连接CANopen协议单元114的存储器115中储存CANopen协议的对象字典。对象字典的各条目为SPI总线节点设备110的各功能的映射。举例来说，如果当前SPI总线节点设备提供读取温度值的功能，可以将这一功能映射成对象字典中的一个条目。在本实施例中，可以使用指向条目的索引来查找对象字典中的条目。索引之下还可以设置子索引。在此，对象字典存储区115可以是存储对象字典的专用存储器，也可以是具有用于存储对象字典的存储区的通用存储器。类似地，SPI总线节点设备120包括SPI总线接口121、接收数据缓存器122以及发送数据缓存器123这些SPI总线节点设备的基本配置，以及用于运行CANopen协议的CANopen协议单元124和存储器125。SPI总线节点设备110和SPI总线节点设备120之间通信时是将SPI总线节点设备110、120看作CAN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SPI总线节点设备，包括SPI总线接口、接收数据缓存器以及发送数据缓存器，其特征在于，该SPI总线节点设备还包括CANopen协议单元和存储器，该CANopen协议单元连接该接收数据缓存器和该发送数据缓存器且该CANopen协议单元中配置CANopen协议，使该SPI总线节点设备在SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议，该存储器连接该CANopen协议单元且储存对象字典，该对象字典用于和应用层交换数据。

【技术特征摘要】
1.一种SPI总线节点设备，包括SPI总线接口、接收数据缓存器以及发送数据缓存器，其特征在于，该SPI总线节点设备还包括CANopen协议单元和存储器，该CANopen协议单元连接该接收数据缓存器和该发送数据缓存器且该CANopen协议单元中配置CANopen协议，使该SPI总线节点设备在SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议，该存储器连接该CANopen协议单元且储存对象字典，该对象字典用于和应用层交换数据。2.如权利要求1所述的SPI总线节点设备，其特征在于，该对象字典的各条目为该SPI总线节点设备的各功能的映射。3.如权利要求1所述的SPI总线节点设备，其特征在于，该SPI总线节点设备配置为主设备。4.如权利要求1所述的SPI总线节点设备，其特征在于，该SPI总线节点设备配置为从设备。5.如权利要求1所述的SPI总线节点设备，其特征在于，该SPI总线节点设备具有节点识别号。6.如权利要求1所述的SPI总线节点设备，其特征在于，该SPI总线节点设备传输的数据遵循CANOpen协议的规定。7.一种SPI总线系统，包括多个SPI总线节点设备，每一SPI总线节点设备包括SPI总线接口、接收数据缓存器以及发送数据缓存器，其特征在于，该SPI总线节点设备还包括CANopen协议单元和存储器，该CANopen协议单元连接该接收数据缓存器和该发送数据缓存器且该CANopen协议...

【专利技术属性】
技术研发人员：马星星，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31