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    一種SPI轉多串口的方法技術
    
                            
    技術編號：40356600 閱讀：24 留言：0更新日期：2024-02-09 14:42
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發(fā)明專利技術公開了一種SPI轉多串口通信方法，此方法基于FPGA芯片技術，實現(xiàn)SPI接口至多串口接口的高效轉換。技術方案涵蓋對SPI底層協(xié)議的精細重構，引入特定字符以精確指示讀寫操作、端口號及數(shù)據(jù)傳輸，并通過FPGA芯片對數(shù)據(jù)進行深度解析和安全存儲。此技術能支持最多64個串口，大幅提升CPU與多串口終端間的通信效率，同時顯著降低系統(tǒng)整體成本，極大增強系統(tǒng)的靈活性與擴展性。該方法為需要大量串口通信的復雜系統(tǒng)如工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集和通信網(wǎng)絡等提供了一種更高效、經(jīng)濟的解決方案。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現(xiàn)步驟摘要】
    
                                
    本專利技術屬于計算技術、數(shù)據(jù)處理，具體地說是一種spi轉多串口的方法，

    技術介紹
    1、在數(shù)字通信領域，spi(串行外設接口，serial?peripheral?interface)是一種被廣泛采用的同步串行傳輸規(guī)范。最初由美國摩托羅拉公司(motorola)推出，它不僅是單片機外設芯片的串行擴展接口，還是一種高速、全雙工、同步通信總線。此外，串口(serialport，通常指com接口)也是一種常用的串行通信接口，它采用串行通信方式，并作為一種應用廣泛的低速通信接口存在。
    2、在許多應用中，cpu需要與多個串口終端進行通信。然而，現(xiàn)有的技術中，cpu的物理接口數(shù)量有限。例如，spi通常只有1或2個，而串口只有2-5個。在實際應用中，有時需要與高達32個或64個串口終端進行通信。這導致cpu自帶的串口接口難以滿足需求。為了解決這一問題，現(xiàn)有技術采用了spi轉串口芯片。但這種方法仍存在限制，例如，要轉接32個串口，需要8個spi接口和8個轉接芯片，而實際上cpu并不具備如此多的spi口。

    技術實現(xiàn)思路
    1、本專利技術的主要目的在于提供一種spi轉多串口的方法，可以有效解決
    技術介紹
    中所涉及的問題。
    2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術所采取的的技術方案為：
    3、一種基于spi轉多串口的通信方法，包括以下步驟：
    4、步驟s1：通過fpga芯片，將spi接口轉換為多個串口接口；
    5、步驟s2：對spi底層協(xié)議進行重新包裝，特定字符具有新定義的作用，包括但不限于t/r讀寫指示、a6-a0端口號以及d7-d0數(shù)據(jù)；
    6、步驟s3：利用fpga芯片，根據(jù)spi數(shù)據(jù)時隙要求進行數(shù)據(jù)解析，并將所述解析出的數(shù)據(jù)寫入下行fifo；
    7、步驟s4：fpga芯片接收各串口終端的上報數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)存儲于相應的上行fifo。
    8、進一步的，當t/r讀寫指示為“1”時，表示執(zhí)行對串口設備的數(shù)據(jù)寫入操作；當t/r讀寫指示為“0”時，表示執(zhí)行對串口設備的數(shù)據(jù)讀取或狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取操作。
    9、進一步的，a6-a0共7比特用于表示串口設備的端口號，從而允許此協(xié)議支持至多64個串口；并且d7-d0共8比特用于表示串口數(shù)據(jù)或狀態(tài)數(shù)據(jù)。
    10、進一步的，當cpu向指定端口寫入數(shù)據(jù)時，會將上層數(shù)據(jù)組織為符合spi數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包，并由fpga芯片進行進一步解析與處理。
    11、進一步的，所述方法能夠將單一的spi接口轉換為至少32個串口接口。
    12、本專利技術提出了一種創(chuàng)新性的spi(串行外設接口)到多串口轉換方法。相較于現(xiàn)有技術，該專利技術具有多重顯著優(yōu)勢。首先，通過高效地擴展有限的spi接口至多個串口，本專利技術極大地減少了額外硬件組件(如轉接芯片)的需求，從而降低了系統(tǒng)成本。其次，該方法增強了系統(tǒng)的靈活性，允許cpu與更多串口終端進行高效通信。此外，該方案簡化了硬件設計，減少了管理復雜性，并且易于擴展。綜合而言，本專利技術在實現(xiàn)全雙工和高速通信的同時，提供了一種資源優(yōu)化、成本效益顯著的解決方案，具有廣泛的應用前景。
    本文檔來自技高網(wǎng)...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種基于SPI轉多串口的通信方法，其特征在于，包括以下步驟：
    2.根據(jù)權利要求1所述的基于SPI轉多串口的通信方法，其特征在于：當T/R讀寫指示為“1”時，表示執(zhí)行對串口設備的數(shù)據(jù)寫入操作；當T/R讀寫指示為“0”時，表示執(zhí)行對串口設備的數(shù)據(jù)讀取或狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取操作。
    3.根據(jù)權利要求1所述的基于SPI轉多串口的通信方法，其特征在于：A6-A0共7比特用于表示串口設備的端口號，從而允許此協(xié)議支持至多64個串口；并且D7-D0共8比特用于表示串口數(shù)據(jù)或狀態(tài)數(shù)據(jù)。
    4.根據(jù)權利要求1所述的基于SPI轉多串口的通信方法，其特征在于：當CPU向指定端口寫入數(shù)據(jù)時，會將上層數(shù)據(jù)組織為符合SPI數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包，并由FPGA芯片進行進一步解析與處理。
    5.根據(jù)權利要求1所述的基于SPI轉多串口的通信方法，其特征在于：所述方法能夠將單一的SPI接口轉換為至少32個串口接口。
    
                            
    
                            
    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種基于spi轉多串口的通信方法，其特征在于，包括以下步驟：
    2.根據(jù)權利要求1所述的基于spi轉多串口的通信方法，其特征在于：當t/r讀寫指示為“1”時，表示執(zhí)行對串口設備的數(shù)據(jù)寫入操作；當t/r讀寫指示為“0”時，表示執(zhí)行對串口設備的數(shù)據(jù)讀取或狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取操作。
    3.根據(jù)權利要求1所述的基于spi轉多串口的通信方法，其特征在于：a6-a0共7比特用于表示串口設備的端口號，從而...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發(fā)人員：趙公全，賈明學，白金濤，黃深旺，
    
        申請(專利權)人：山東聞遠通信技術有限公司，
    
        類型：發(fā)明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
                        網(wǎng)友詢問留言
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