数据传输装置及数据传输方法

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及芯片领域。具体地，涉及一种数据传输装置和数据传输方法。

背景技术

多个设备之间可以基于通信协议实现数据传输。在实现数据传输之前，需要建立每两个设备之间的通信连接。通信协议可以包括串行外围设备接口(Serial PeripheralInterface，SPI)协议或集成电路总线(Inter-IntegratedCircuit，IIC)协议等。例如，多个设备包括主设备和多个从设备，主设备和多个从设备可以基于串行外围设备接口协议实现主设备和多个从设备之间的数据传输。

发明内容

本公开提供了一种数据传输装置及数据传输方法。

根据本公开的一方面，提供了一种数据传输装置，包括：主设备，包括第一片选接口，上述主设备被配置为生成片选模拟信号值；多个模数转换电路，每个上述模数转换电路的输入端分别与上述第一片选接口电连接，每个上述模数转换电路被配置为将上述片选模拟信号值转换为片选数字信号值；以及，多个从设备，每个上述从设备包括第二片选接口，每个上述第二片选接口和与上述从设备对应的模数转换电路的输出端电连接，每个上述从设备被配置为在上述第二片选接口接收到的片选数字信号值为有效片选数字信号值的情况下，建立与上述主设备之间的通信连接。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于如上所述的数据传输装置的数据传输方法，包括：主设备生成片选模拟信号值；多个模数转换电路中的每个上述模数转换电路将上述片选模拟信号值转换为片选数字信号值；以及，多个从设备中的每个上述从设备在接收到的片选数字信号值为有效片选数字信号值的情况下，建立与上述主设备之间的通信连接。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1示意性示出了一种数据传输装置的结构示意图；

图2A示意性示出了根据本公开实施例的数据传输装置的结构示意图；

图2B示意性示出了根据本公开实施例的窗口比较子电路的结构示意图；

图2C示意性示出了根据本公开实施例的在N＝5的情况下的数据传输装置的结构示意图；

图2D示意性示出了根据本公开实施例的窗口比较子电路的结构示意图；以及

图3示意性示出了根据本公开实施例的数据传输方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

多个设备包括主设备和多个从设备，主设备和多个从设备可以基于串行外围设备接口协议实现主设备和多个从设备之间的数据传输。串行外网设备接口是一种高速、全双工和同步的通信总线。在实现主设备和多个从设备之间的数据传输之前，需要建立主设备与需要进行数据传输的从设备之间的通信连接。在基于外网设备接口协议实现的数据传输装置中，主设备和从设备可以包括串行时钟(即SCK)接口、主设备输入/从设备输出(即MISO)接口、主设备输出/从设备输入(即MOSI)接口和片选(即NSS)接口。主设备和从设备可以基于主设备的片选接口和从设备的片选接口建立通信连接。可以将主设备包括的片选接口称为第一片选接口。将从设备包括的片选接口称为第二片选接口。

在基于外网设备接口协议实现的数据传输装置中，可以包括主设备和多个从设备，下面结合图1以主设备和3个从设备为例，对主设备与从设备建立通信连接的过程进行说明。

图1示意性示出了一种数据传输装置的结构示意图。

如图1所示，数据传输装置100可以包括主设备110和3个从设备。3个从设备包括从设备120

第一片选接口111

如果需要主设备110与从设备120

如果需要主设备110与其他从设备建立通信连接，可以利用上述同样方式，在此不再赘述。

在上述数据传输装置中，主设备包括的第一片选接口的数目可以根据需要进行数据传输的从设备的数目确定，即，根据从设备的数目，主设备上便需要设置有相同数目的第一片选接口，以此实现与从设备的通信连接，进而实现数据传输。上述方式会占用较多的主设备的接口资源。针对接口数目比较少的主设备，每个接口资源有限，为此需要更换接口数目较多的主设备从而导致硬件成本的增加。

为此，本公开实施例提供了一种数据传输装置，包括主设备、多个模数转换电路和多个从设备。主设备包括第一片选接口，主设备被配置为生成片选模拟信号值。多个模数转换电路中的每个模数转换电路的输入端分别与第一片选接口电连接，每个模数转换电路被配置为将片选模拟信号值转换为片选数字信号值。多个从设备中的每个从设备包括第二片选接口，每个第二片选接口和与从设备对应的模数转换电路的输出端电连接，每个从设备被配置为在第二片选接口接收到的片选数字信号值为有效片选数字信号值的情况下，建立与主设备之间的通信连接。

通过每个模数转换电路的输入端均与主设备的第一片选接口电连接，每个模数转换电路的输出端与其对应的从设备的第二片选接口电连接，主设备生成片选模拟信号值，通过第一片选接口将片选模型信号值发送给每个模数转换电路，每个模数转换电路将片选模拟信号值转换为片选数字信号值，每个从设备如果确定接收到的片选数字信号值为能够使能的有效片选数字信号值，则建立与主设备之间的通信连接，由此实现了全部从设备共用一个第一片选接口便能够实现建立与主设备之间的通信连接，从而降低了硬件成本。

图2A示意性示出了根据本公开实施例的数据传输装置的结构示意图。

如图2A所示，数据传输装置200可以包括主设备210、多个模数转换电路220和多个从设备230。

主设备210可以包括第一片选接口211。

多个模数转换电路220可以包括N个模数转换电路，即，模数转换电路220

多个从设备230可以包括N个从设备，即，从设备230

主设备210可以被配置为生成片选模拟信号值。

模数转换电路220

从设备230

根据本公开的实施例，每个从设备具有与该从设备对应的模数转换电路。例如，从设备230

根据本公开的实施例，在每次从设备与主设备210建立通信连接的过程中，可以有一个从设备能够与主设备210建立通信连接，而多个从设备230中除与主设备210通信连接的从设备以外的其他任意一个从设备都不能够与主设备210建立通信连接。可以根据在每次通信连接过程中，从设备是否可以与主设备210建立通信连接，将多个从设备230划分为一个目标从设备和至少一个其他从设备。目标从设备可以指多个从设备230中当前能够与主设备210建立通信连接的从设备。其他从设备可以指多个从设备230中当前不能够与主设备210建立通信连接的从设备。每次与主设备210建立通信连接的从设备可以不同，因此，每次确定出的目标从设备可以不同。即，每个从设备都可以成为目标从设备。

根据本公开的实施例，主设备210可以根据预设片选规则，生成用于从多个从设备230中选择目标从设备的片选模拟信号值。主设备210可以包括能够生成片选模拟信号值的装置。例如，主设备210可以包括数模转换单元。即，利用数模转换单元基于预设片选规则，根据预设数字信号值生成片选模拟信号值。例如，主设备210可以包括脉冲宽度调制单元和滤波单元。脉冲宽度调制单元基于预设片选规则，生成脉冲宽度调制信号值。滤波单元将脉冲宽度调制信号值转换为片选模拟信号值。

根据本公开的实施例，主设备在每次主设备110与多个从设备130中的目标从设备之间建立通信连接的过程中，主设备201根据预设片选规则生成的片选模拟信号值可以使得从多个从设备230中确定的目标从设备的数目为一个。片选模拟信号值可以指片选模拟信号的幅度值。片选模拟信号值可以包括片选模拟电压信号值。预设片选规则可以用于作为主设备210选择多个从设备230中的哪个从设备作为目标从设备，以与目标从设备进行数据传输的规则。

根据本公开的实施例，预设片选规则可以通过如下方式确定，即，确定N个片选模拟信号值。建立片选信号值与从设备之间一一对应的映射关系。例如，N个片选模拟信号值可以包括片选模拟信号值C

根据本公开的实施例，预设片选规则还可以通过如下方式确定，即，确定N个模拟信号值范围。建立模拟信号值范围与从设备之间一一对应的映射关系。例如，N个模拟信号值范围可以包括模拟信号值范围Cr

根据本公开的实施例，模数转换电路220

根据本公开的实施例，主设备210需要与第i＝j个从设备进行数据传输，即与从设备230

根据本公开的实施例，通过每个模数转换电路的输入端均与主设备的第一片选接口电连接，每个模数转换电路的输出端与其对应的从设备的第二片选接口电连接，主设备生成片选模拟信号值，通过第一片选接口将片选模型信号值发送给每个模数转换电路，每个模数转换电路将片选模拟信号值转换为片选数字信号值，每个从设备如果确定接收到的片选数字信号值为能够使能的有效片选数字信号值，则建立与主设备之间的通信连接，由此实现了全部从设备共用一个第一片选接口便能够实现建立与主设备之间的通信连接，从而降低了硬件成本。

下面参考图2B～图2D，对根据本公开实施例所述的数据传输装置做进一步说明。

图2B示意性示出了根据本公开实施例的窗口比较子电路的结构示意图。

如图2B所示，模数转换电路220

窗口比较子电路222

在窗口比较子电路222

根据本公开的实施例，窗口比较多个模数转换电路220中的每个模数转换电路可以包括窗口比较子电路。每个窗口比较子电路的工作原理相同。每个窗口比较子电路具有与该窗口比较子电路对应的第一参考模拟信号值和第二参考模拟信号值。每个从设备具有与从设备一一对应的模数转换电路。因此，每个从设备具有与该从设备对应的第一参考模拟信号值和第二参考模拟信号值。第一参考模拟信号值可以小于第二参考模拟信号值。第一参考模拟信号值和第二参考模拟信号值可以用于作为窗口比较子电路将接收到的片选模拟信号值转换为有效片选数字信号值或非有效片选数字信号值的依据。

根据本公开的实施例，第一电平和第二电平的电平形式可以根据使能从设备需要的电平确定。例如，如果从设备的使能信号为高电平，则第一电平可以是高电平，第二电平可以是低电平。如果从设备的使能信号为低电平，则第一电平可以是低电平，第二电平可以是高电平。有效片选数字信号值表征能够使能从设备的片选数字信号值，即，有效片选数字信号值表征电平是第一电平的片选数字信号值。非有效数字信号值表征不能够使能从设备的片选数字信号值，即，非有效片选数字信号值表征电平是第二电平的片选数字信号值。

根据本公开的实施例，针对多个窗口比较子电路中的每个窗口比较子电路，窗口比较子电路的输入端接收到的片选模拟信号值如果大于第一参考模拟信号值且小于第二参考模拟信号值，则窗口比较子电路可以生成有效片选数字信号值。如果片选模拟信号值小于或等于第一参考模拟信号值或大于或等于第二参考模拟信号值，则窗口比较子电路可以生成非有效片选数字信号值。第一参考模拟信号值和第二参考模拟信号值可以形成模拟信号值范围。不同窗口比较子电路的模拟信号值范围彼此不同，因此，在每次从设备建立与主设备210之间的通信连接的过程中，可以保证与一个从设备对应的片选数字信号值是有效片选数字信号值，而与任意一个其他从设备对应的片选数字信号值是非有效片选数字信号值，由此，可以实现一个从设备建立与主设备210之间的通信连接。这里所述的与主设备210建立通信连接的从设备即是上文所述的目标从设备。

图2C示意性示出了根据本公开实施例的在N＝5的情况下的数据传输装置的结构示意图。

如图2C所示，包括主设备210、5个窗口比较子电路和5个从设备。5个窗口比较子电路包括窗口比较子电路222

窗口比较子电路222

从设备230

第一片选接口211分别与输入端2220

与从设备230

例如，主设备210需要与从设备230

针对窗口比较子电路222

针对窗口比较子电路222

基于与上述同样方式，可以得到窗口比较子电路222

图2D示意性示出了根据本公开实施例的窗口比较子电路的结构示意图。

如图2D所示，窗口比较子电路222

第一比较器2222

第二比较器2223

电压限位单元2224

电压限位单元2224

根据本公开的实施例，电压限位单元2224

根据本公开的实施例，如果片选模拟信号值大于第一参考模拟信号值且小于第二参考模拟信号值，则第一比较器2222

根据本公开的实施例，也可以第一同向输入端2222

根据本公开的实施例，电压限位单元2224

第一开关元件的一端与第一比较器2222

第二开关元件的一端与第二比较器2223

晶体管被配置为在晶体管处于截止状态的情况下输出有效片选数字信号值，在晶体管处于饱和状态的情况下输出非有效片选数字信号值。

根据本公开的实施例，开关元件可以是能够起到开关作用的元件。开关元件可以包括二极管。第一开关元件可以是第一二极管。第二开关元件可以是第二二极管。晶体管可以包括双极性晶体管或场效应晶体管。双极性晶体管可以包括PNP型晶体管或NPN型晶体管。场效应晶体管可以包括增强型场效应晶体管或耗尽型场效应晶体管。

根据本公开的实施例，第一开关元件可以是第一二极管，第一开关元件的一端可以是正极端也可以是负极端。第二开关元件可以是第二二极管，第二开关元件的一端可以是正极端也可以是负极端。

例如，第一开关元件可以是第一二极管。第二开关元件可以是第二二极管。晶体管可以是NPN型晶体管。电压限位单元2224

第一二极管的正极端与第一比较器2222

第二二极管的正极端与第二比较器2223

第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和NPN型晶体管的基极电连接。第二电阻的另一端和NPN型晶体管的发射集电连接。NPN型晶体管的集电极分别与第二片选接口231

第四电阻的一端分别与第一同向输入端2222

第三二极管的负极端分别与第一反向输入端2222

第七电阻的一端分别与第二反向输入端2223

例如，如果片选模拟信号值大于第一参考模拟信号值且小于第二参考模拟信号值，则第一比较器2222

如果片选模拟信号值小于或等于第一参考模拟信号值，则第一比较器2222

如果片选模拟信号值大于或等于第二参考模拟信号值，则第一比较器2222

例如，第一开关元件可以是第七二极管。第二开关元件可以是第八二极管。电压限位单元2224

第七二极管的正极端与第一比较器2222

第八二极管的正极端与第二比较器2223

第八电阻的另一端分别与第二片选接口231

根据本公开的实施例，电压限位单元2224

例如，如果片选模拟信号值大于第一参考模拟信号值且小于第二参考模拟信号值，则第一比较器2222

如果片选模拟信号值小于或等于第一参考模拟信号值，则第一比较器2222

如果片选模拟信号值大于或等于第二参考模拟信号值，则第一比较器2222

逻辑门元件的第一输入端与第一比较器2222

根据本公开的实施例，逻辑门元件可以包括或门元件或或非门元件。

例如，第一开关元件2224

根据本公开的实施例，主设备210可以包括数模转单元。

数模转换单元被配置为基于预设片选规则，根据预设数字信号值生成片选模拟信号值。

根据本公开的实施例，预设片选规则可以用于作为主设备210选择多个从设备230中的哪个从设备作为目标从设备，以与目标从设备进行数据传输的规则。数模转换单元可以基于预设片选规则，将预设数字信号值转换为片选模拟信号值。

根据本公开的实施例，主设备210可以包括脉冲宽度调制单元和滤波单元。

脉冲宽度调制单元被配置为基于预设片选规则，生成脉冲宽度调制信号值。滤波单元被配置为将脉冲宽度调制信号值转换为片选模拟信号值。

根据本公开的实施例，脉冲宽度调制单元可以基于预设片选规则，生成与片选模拟信号值对应的脉冲宽度调制信号值，再利用滤波单元将脉冲宽度调制信号值转换为片选模拟信号值。滤波单元可以包括RC滤波单元。

图3示意性示出了根据本公开实施例的数据传输方法的流程图。

如图3所示，该方法300包括操作S310～S330。

操作S310，主设备生成片选模拟信号值。

操作S320，多个模数转换电路中的每个模数转换电路将片选模拟信号值转换为片选数字信号值。

操作S330，多个从设备中的每个从设备在接收到的片选数字信号值为有效片选数字信号值的情况下，建立与主设备之间的通信连接。

根据本公开的实施例，本公开实施例所述的方法可以应用于本公开实施例所述的数据传输装置。

根据本公开的实施例，每个模数转换电路包括窗口比较子电路。

根据本公开的实施例，操作S320可以包括如下操作。

多个窗口比较子电路中的每个窗口比较子电路在接收到的片选模拟信号值大于与窗口比较子电路对应的第一参考模拟信号值且小于第二参考模拟信号值的情况下，生成有效片选数字信号值。有效片选数字信号值用于表征第一电平的片选数字信号值。在接收到的片选模拟信号值小于或等于第一参考模拟信号值或大于或等于第二参考模拟信号值的情况下，生成非有效片选数字信号值。非有效片选数字信号值用于表征第二电平的片选数字信号值。

根据本公开的实施例，主设备可以包括数模转换单元。

根据本公开的实施例，操作S310可以包括如下操作。

数模转换单元基于预设片选规则，根据预设数字信号值生成片选模拟信号值。

根据本公开的实施例，主设备可以包括脉冲宽度调制单元和滤波单元。

根据本公开的实施例，操作S310可以包括如下操作。

脉冲宽度调制单元基于预设片选规则，生成脉冲宽度调制信号值。滤波单元将脉冲宽度调制信号值转换为片选模拟信号值。

以上仅是示例性实施例，但不限于此，还可以包括本领域已知的其他数据传输方法，只要能够实现实现了全部从设备共用一个第一片选接口实现与主设备之间的通信连接即可。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。