一种支持多主多从的SPI分时复用电路制造技术

本发明专利技术提供一种支持多主多从的SPI分时复用电路，其SPI片选CS复用模块用于在多个主节点与多个从节点中，选取将要通信的任一主节点与相应的从节点；数据通道使能模块依据选定的相应主节点和相应的从节点，产生相应的数据通道使能信号，同时，当相应的主节点通过片选信号占用总线后，总线将被锁定，其余主节点将无法建立数据通道，当相应的主节点通过取消占用所述总线、总线释放后，总线可由任一主节点锁定；数据通道切换模块依据数据通道使能信号执行相应的开启和关断的动作，建立相应主节点与相应从此节点之间的数据通道，以使相应的主节点与相应的从节点进行数据传输；实现了多主从节点的分时复用通信、节省了从节点的IO资源。节省了从节点的IO资源。节省了从节点的IO资源。

A SPI time-sharing multiplexing circuit supporting multi master and multi slave

【技术实现步骤摘要】
一种支持多主多从的SPI分时复用电路


[0001]本专利技术属于分时复用
，更具体的说，尤其涉及一种支持多主多从的SPI分时复用电路。

技术介绍

[0002]SPI(Serial Peripheral interface，串行外设接口)作为常用的串行数据总线，仅支持一主多从的通信，无法直接实现多主多从的通信，以往的方案有以下几种：1、通过主机上的IO控制三态逻辑芯片(例如74H125D)的导通与截止，实现对SPI总线的切换与复用；2、使用光耦模块继承的多路开关电路对SPI总线进行切换，实现SPI总线的复用；3、使用CPLD芯片，在CPLD芯片的寄存器中写入主设备优先级，通过判断主节点优先级选择对应的通道，从而实现多主节点对从节点的通信。
[0003]之前的方案中均使用逻辑芯片，通过主节点IO控制逻辑芯片的使能，从而实现对SPI的通信总线进行切换；其设计成本高、会增加休眠电流、仅可实现多主一从的功能，需要主节点额外的IO对逻辑芯片做控制。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种支持多主多从的SPI分时复用电路，由开关管搭建的SPI分时复用电路，实现了SPI的多主节点与多从节点的分时复用通信。
[0005]本申请公开了一种支持多主多从的SPI分时复用电路，所述SPI分时复用电路的输入端与N个主节点相连，输出端与M个从节点相连，N和M均为大于1的整数；
[0006]所述SPI分时复用电路包括：SPI片选CS复用模块、数据通道使能模块和数据通道切换模块；
[0007]所述SPI片选CS复用模块的输入端分别与N个主节点的M个片选引脚相连，其输出端与M个从节点的片选引脚相连，所述SPI片选CS复用模块用于在多个所述主节点与多个所述从节点中，选取将要通信的任一所述主节点与相应的所述从节点；
[0008]所述数据通道使能模块的输入端与N个主节点的M个片选引脚相连，其输出端与所述数据通道切换模块的控制端相连，所述数据通道使能模块用于依据所述SPI片选CS复用模块选定的相应主节点和相应的从节点，产生相应的数据通道使能信号，同时，当相应的主节点通过片选信号占用总线后，所述总线将被锁定，其余主节点将无法建立数据通道，当相应的主节点通过取消占用所述总线、所述总线释放后，所述总线可由任一所述主节点锁定；
[0009]所述数据通道切换模块的控制端与所述数据通道使能模块的输出端相连，其输入端分别与各个主节点的MRST引脚、SCLK引脚和MTSR引脚相连，其输出端分别与各个从节点的各个片选引脚、MRST引脚、MTSR引脚和SCLK引脚相连，所述数据通道切换模块用于依据所述数据通道使能模块的数据通道使能信号执行相应的开启和关断的动作，建立相应主节点与相应从此节点之间的数据通道，以使相应的主节点与相应的从节点进行数据传输。
[0010]可选的，在上述支持多主多从的SPI分时复用电路中，所述SPI片选CS复用模块，包
括：OD门电路；
[0011]所述OD门电路的各个输入端分别与各个所述主节点的片选引脚相连；用于在任一所述主节点的片选信号有效时，使相应的从节点的片选信号有效，完成选取将要通信的相应主节点和相应从节点。
[0012]可选的，在上述支持多主多从的SPI分时复用电路中，所述OD门电路包括：M个OD单元；
[0013]各个所述OD单元的输入端分别与各个所述主节点的相应片选引脚相连；所述各个OD单元的输出端分别与相应的从节点的片选引脚相连。
[0014]可选的，在上述支持多主多从的SPI分时复用电路中，所述OD单元包括：复用开关管和N个二极管；
[0015]所述复用开关管的控制端分别通过N个所述二极管与N个所述主节点的相应片选引脚一一对应相连；
[0016]所述复用开关管的第一端分别与第一电阻的一端、第二电阻的一端相连，连接点与相应的从节点相连；
[0017]所述第一电阻的另一端与所述复用开关管的控制端相连；
[0018]所述第二电阻的另一端连接电源；
[0019]所述复用开关管的第二端接地。
[0020]可选的，在上述支持多主多从的SPI分时复用电路中，所述数据通道使能模块，包括：N个数据通道使能单元；
[0021]各个所述数据通道使能单元的输入端分别与相应的主节点的片选引脚相连；
[0022]各个所述数据通道使能单元的输出端分别与所述数据通道切换模块的相应输入端相连；
[0023]各个所述数据通道使能单元的锁定功能端相连，以使在任一个数据通道使能单元所使能的主节点和从节点进行数据传输时，将其他数据通道使能单元锁定，其他主节点和从节点禁止数据传输。
[0024]可选的，在上述支持多主多从的SPI分时复用电路中，所述数据通道使能单元，包括：第一使能开关管、第一至第N
‑
1锁定开关管、第二使能开关管和M个二极管；
[0025]所述第一使能开关管的控制端分别与M个所述二极管的阳极和第三电阻的一端相连；
[0026]M个所述二极管的阴极分别与相应主节点的M个片选引脚相连；
[0027]所述第一使能开关管的第一端分别与所述第三电阻的另一端和电源相连；
[0028]所述第一使能开关管的第二端分别与第六电阻的一端、所述第一至第N
‑
1锁定开关管的第一端和所述第二使能开关管的控制端相连，连接点作为所述数据通道使能单元的锁定输出端、与其他数据通道使能单元的锁定输入端相连；
[0029]所述第一至第N
‑
1锁定开关管的控制端均作为所述数据通道使能单元的锁定输入端、与其他N
‑
1个所述数据通道使能单元的锁定输出端一一对应相连；
[0030]所述第一至第N
‑
1锁定开关管的第二端相连，连接点与第五电阻的一端相连；
[0031]所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第二使能开关管的第二端均接地；
[0032]所述第二使能开关管的第一端与第四电阻的一端相连，连接点作为所述数据通道使能单元的输出端；
[0033]所述第四电阻的另一端连接电源。
[0034]可选的，在上述支持多主多从的SPI分时复用电路中，所述数据通道切换模块包括：MRST数据通道切换模块和MTSR&SCLK数据通道切换模块；
[0035]所述MTSR&SCLK数据通道切换模块包括：N个MTSR&SCLK数据通道切换单元；各个所述MTSR&SCLK数据通道切换单元的控制端作为所述数据通道切换模块的控制端，其输入端分别与相应主节点的MTSR引脚和SCLK引脚；各个所述MTSR&SCLK数据通道切换单元的第一输出端相连，连接点分别与各个所述从节点的SCLK引脚相连；各个所述数据通道使能单元的第二输出端相连，连接点分别与各个所述从节点的MTSR引脚相连；
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持多主多从的SPI分时复用电路，其特征在于，所述SPI分时复用电路的输入端与N个主节点相连，输出端与M个从节点相连，N和M均为大于1的整数；所述SPI分时复用电路包括：SPI片选CS复用模块、数据通道使能模块和数据通道切换模块；所述SPI片选CS复用模块的输入端分别与N个所述主节点的M个片选引脚相连，其输出端与M个所述从节点的片选引脚相连，所述SPI片选CS复用模块用于在多个所述主节点与多个所述从节点中，选取将要通信的任一所述主节点与相应的所述从节点；所述数据通道使能模块的输入端与N个所述主节点的M个片选引脚相连，其输出端与所述数据通道切换模块的控制端相连，所述数据通道使能模块用于依据所述SPI片选CS复用模块选定的相应主节点和相应的从节点，产生相应的数据通道使能信号，同时，当相应的主节点通过片选信号占用总线后，所述总线将被锁定，其余主节点将无法建立数据通道，当相应的主节点通过取消占用所述总线、所述总线释放后，所述总线可由任一所述主节点锁定；所述数据通道切换模块的控制端与所述数据通道使能模块的输出端相连，其输入端分别与各个所述主节点的MRST引脚、SCLK引脚和MTSR引脚相连，其输出端分别与各个所述从节点的各个片选引脚、MRST引脚、MTSR引脚和SCLK引脚相连，所述数据通道切换模块用于依据所述数据通道使能模块的数据通道使能信号执行相应的开启和关断的动作，建立相应主节点与相应从此节点之间的数据通道，以使相应的主节点与相应的从节点进行数据传输。2.根据权利要求1所述的支持多主多从的SPI分时复用电路，其特征在于，所述SPI片选CS复用模块，包括：OD门电路；所述OD门电路的各个输入端分别与各个所述主节点的片选引脚相连；用于在任一所述主节点的片选信号有效时，使相应的从节点的片选信号有效，完成选取将要通信的相应主节点和相应从节点。3.根据权利要求2所述的支持多主多从的SPI分时复用电路，其特征在于，所述OD门电路包括：M个OD单元；各个所述OD单元的输入端分别与各个所述主节点的相应片选引脚相连；所述各个所述OD单元的输出端分别与相应的从节点的片选引脚相连。4.根据权利要求3所述的支持多主多从的SPI分时复用电路，其特征在于，所述OD单元包括：复用开关管和N个二极管；所述复用开关管的控制端分别通过N个所述二极管与N个所述主节点的相应片选引脚一一对应相连；所述复用开关管的第一端分别与第一电阻的一端、第二电阻的一端相连，连接点与相应的从节点相连；所述第一电阻的另一端与所述复用开关管的控制端相连；所述第二电阻的另一端连接电源；所述复用开关管的第二端接地。5.根据权利要求1所述的支持多主多从的SPI分时复用电路，其特征在于，所述数据通道使能模块，包括：N个数据通道使能单元；各个所述数据通道使能单元的输入端分别与相应的主节点的片选引脚相连；各个所述数据通道使能单元的输出端分别与所述数据通道切换模块的相应输入端相连；
各个所述数据通道使能单元的锁定功能端相连，以使在任一个所述数据通道使能单元所使能的主节点和从节点进行数据传输时，将其他所述数据通道使能单元锁定，其他所述主节点和所述从节点禁止数据传输。6.根据权利要求5所述的支持多主多从的SPI分时复用电路，其特征在于，所述数据通道使能单元，包括：第一使能开关管、第一至第N
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1锁定开关管、第二使能开关管和M个二极管；所述第一使能开关管的控制端分别与M个所述二极管的阳极和第三电阻的一端相连；M个所述二极管的阴极分别与相应主节点的M个片选引脚相连；所述第一使能开关管的第一端分别与所述第三电阻的另一端和电源相连；所述第一使能开关管的第二端分别与第六电阻的一端、所述第一至第N
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【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：