一種I2C總線轉發器及其讀寫方法技術

本發明專利技術提出一種可在不同傳輸頻率的I2C總線間使用的I2C總線轉發器及其讀寫方法，具有多種頻率轉發功能，且操作簡單，無需額外開關控制。所述的I2C總線轉發器，包括一個總線從設備接口、一個或多個總線主設備接口、一個狀態機和至少一個讀寫寄存器，其中，總線主設備接口、總線從設備接口和讀寫寄存器分別與狀態機相連。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術所述的技術方案涉及一種總線轉發器及其讀寫方法，尤其是一種應用于不同頻率的1 總線的轉發器及其讀寫方法。
技術介紹
I2C(集成電路間互連總線)是由飛利浦公司于上世紀80年代早期開發的。它是一個簡單的兩線總線，包括一條數據線和一條時鐘線。目前I2C已經成為重要的全球業界標準，被所有主要的IC廠商所認同和使用。1 是低數據速率方式，用于短距離用途，它具有多種功能和仲裁特性，采用主控-伺服通訊方式。1 總線與其它總線如UART、CAN、USB、 SPI相比，具有操作簡單，得到應用的時間比較長等優點。一般，1 的頻率可以做到100kHz、400kHz和3. 4MHz。當需要在同一總線上同時使用100kHz、400kHz和3. 4MHz不同頻率設備時，可以使用一個1 總線轉發器，將兩種設備隔離在兩側，使它們分別按自己的頻率工作，如飛利浦公司的PCA9515。目前市場上的I2C 總線轉發器在工作時，設置在主設備和從設備之間，使1 總線上的頻率在經過1 總線轉發器后降低或升高到從設備所需的頻率。它的缺點是，一個1 總線轉發器只能轉發一個頻率，當1 總線上有多個不同頻率的從設備時，就無法用一個1 總線轉發器完成多種頻率轉發；另外，此類1 總線轉發器使用時需要系統配置一個開關控制轉發器的開啟和閉合， 從而增加了系統的復雜性。
技術實現思路
針對上述現有技術的不足，本專利技術擬提出一種可在不同傳輸頻率的1 總線間使用的1 總線轉發器及其讀寫方法，具有多種頻率轉發功能，且操作簡單，無需額外開關控制。本專利技術所述的一種1 總線轉發器，包括一個總線從設備接口、一個或一個以上總線主設備接口、一個狀態機和至少一個讀寫寄存器，其中，總線主設備接口、總線從設備接口和讀寫寄存器分別與狀態機相連。總線從設備接口和總線主設備接口分別用于連接主設備和從設備，與主設備相連的1 總線簡稱1 主總線，與從設備相連的1 總線簡稱1 從總線。1 從總線的工作頻率可以低于、等于或高于1 主總線的工作頻率。上述I2C總線轉發器的狀態機根據主設備發出的指令，判斷是否對需要進行頻率轉發的從設備進行讀寫訪問，然后根據相應的指令由初始狀態切換到寫訪問或讀訪問狀態。在讀寫過程中，所述讀寫寄存器保存或更新1個或多個需要轉發的從設備的器件地址、訪問地址、讀寫數據和重讀標志位等。在對從設備進行讀寫訪問前，所述主設備通過1 主總線在讀寫寄存器中寫入一個或多個需要轉發的從設備器件地址。所述I2C總線轉發器的讀寫方法，具體寫訪問步驟如下Si.主設備發出寫訪問命令，I2C總線轉發器的狀態機判斷是否是對需要轉發的從設備發出寫訪問命令，若不是，則保持空閑狀態；S2.若是，在1 總線轉發器的讀寫寄存器中保存此次寫訪問的從設備的器件地址、訪問地址和寫入的數據，同時狀態機通過總線從設備接口向主設備發送寫成功的應答；S3. I2C總線轉發器通過1 從總線對保存在讀寫寄存器中的從設備的器件地址進行寫訪問，使用讀寫寄存器保存的訪問地址為訪問地址，使用讀寫寄存器保存的寫入數據為寫入的數據；S4.寫訪問結束，I2C總線轉發器的狀態機恢復到初始的空閑狀態。具體讀訪問步驟如下Si.主設備發出讀訪問命令，I2C總線轉發器的狀態機判斷是否是對需要轉發的從設備發出讀訪問命令，若不是，則保持空閑狀態；S2.若是，當讀寫寄存器的重讀標志位無效時，1 總線轉發器的狀態機向主設備回傳讀不成功應答，令發起讀訪問的主設備發起第二次讀訪問；同時1 總線轉發器的總線主設備接口通過1 從總線對保存在讀寫寄存器中的從設備的器件地址進行讀訪問，使用讀寫寄存器上一次保存的該從設備器件地址對應的訪問地址為訪問地址，將讀訪問得到的數據為讀出數據并保存在讀寫寄存器中，1 總線轉發器將讀訪問的器件地址保存在讀寫寄存器中，并置重讀標志位有效；S3.當讀寫寄存器的重讀標志位有效時，I2C總線轉發器的狀態機向主設備發送讀成功應答，并將保存在讀寫寄存器中的讀出數據通過1 主總線回傳到主設備，同時清空重讀標志位；S4.讀訪問結束，I2C總線轉發器的狀態機恢復到初始的空閑狀態。在讀寫過程中，使用1 傳輸標準，當主設備發出的讀寫訪問命令的從設備器件地址不是需要轉發的從設備的器件地址時，I2C總線轉發器保持空閑操作。本專利技術所述的一種I2C總線轉發器可以設置兩個或兩個以上的總線主設備接口， 用于在不同工作頻率的I2C總線間轉發1 協議。本專利技術所述的一種1 總線轉發器可以設置兩個或兩個以上的讀寫寄存器，分別用于存儲不同從設備的器件地址、訪問地址、讀寫數據和重讀標志位等。本專利技術的有益效果是，通過本專利技術所述的一種1 總線轉發器及其讀寫方法，使 1 總線上不同工作頻率的從設備可以同時工作；此外，所述的一種1 總線轉發器，結構簡單，操作簡便，無需額外的控制器件對其進行控制，節省系統資源。說明書附1是一種I2C總線轉發器的結構原理圖；圖2是一種I2C總線轉發器的讀寫方法流程圖。具體實施例方式如附圖說明圖1所示，1 總線轉發器主要包括一個總線從設備接口 3，兩個總線主設備接口 4，一個狀態機1和一個讀寫寄存器2。總線從設備接口 3、總線主設備接口 A4-A、總線主設備接口 B 4-B和讀寫寄存器2分別與狀態機1相連。主設備6和從設備a 5_a通過I2C主總線7與總線從設備接口 3相連；從設備b 5-b和從設備c 5-c通過1 從總線A 8-A與總線主設備接口 A4-A連接；從設備d 5-d通過1 從總線B 8-B與總線主設備接口 B 4-B 連接。主設備6和從設備a 5-a使用相同的工作頻率，主設備6與從設備b 5_b、從設備 c 5-c以及從設備d 5-d使用不同的工作頻率。通過本專利技術所述的一種1 總線轉發器，同一 I2C總線上同時使用不同頻率的從設備5時，均能正常工作。如圖2所示，I2C總線轉發器讀寫方法流程，具體步驟如下1) I2C總線轉發器的狀態機1接收到主設備6發出的讀寫訪問命令；2)狀態機1首先判斷是否是對保存在讀寫寄存器2中的從設備b 5-b、從設備c 5-c或從設備d 5-d進行讀寫訪問，如果不是，而是對從設備a 5-a進行讀寫訪問，1 總線轉發器保持空閑狀態，如果是，則判斷是寫訪問還是讀訪問；3)若是寫訪問，在I2C總線轉發器的讀寫寄存器2中保存此次寫訪問的從設備 5 (從設備b、從設備c或從設備d)的器件地址、訪問地址和寫入的數據，同時狀態機1通過總線從設備接口向主設備6發送寫成功的應答；4) I2C總線轉發器通過1 從總線8對上一步驟保存在讀寫寄存器2中的從設備 5(從設備b、從設備c或從設備d)進行寫訪問，使用讀寫寄存器2保存的訪問地址為訪問地址，使用讀寫寄存器2保存的寫入數據為寫入的數據；5)寫訪問結束，狀態機1恢復到初始的空閑狀態；6)若在步驟2)中狀態機1判斷為讀訪問，當讀寫寄存器2的重讀標志位無效時， I2C總線轉發器的狀態機1向主設備6回傳讀不成功應答，令主設備6發起第二次讀訪問； 同時I2C總線轉發器通過1 從總線8上對保存在讀寫寄存器2中的從設備5 (從設備b、 從設備c或從設備d)進行讀訪問，使用讀寫寄存器2上一次保存的該從設備器件地址對應的訪問地址為訪問地址，將讀訪問得到的數據做為讀出數據并保存在讀寫寄存器2中，并置重本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種Ｉ２Ｃ總線轉發器，其特征在于，包括一個狀態機（１）、一個或一個以上讀寫寄存器（２）、一個總線從設備接口（３）以及一個或一個以上總線主設備接口（４），所述讀寫寄存器（２）、總線從設備接口（３）和總線主設備接口（４）分別與狀態機（１）相連接，總線從設備接口（３）與主設備（６）通過Ｉ２Ｃ主總線（７）相連，總線主設備接口（４）與從設備（５）通過Ｉ２Ｃ從總線（８）連接。

【技術特征摘要】
1.一種I2C總線轉發器，其特征在于，包括一個狀態機(1)、一個或一個以上讀寫寄存器O)、一個總線從設備接口(3)以及一個或一個以上總線主設備接口 G)，所述讀寫寄存器O)、總線從設備接口(3)和總線主設備接口(4)分別與狀態機(1)相連接，總線從設備接口(3)與主設備(6)通過1 主總線(7)相連，總線主設備接口(4)與從設備(5)通過 1 從總線⑶連接。2.如權利要求1所述的一種1 總線轉發器，其特征在于，在對從設備(5)進行讀寫訪問前，所述主設備(6)通過1 主總線(7)在讀寫寄存器(2)中寫入需要轉發的從設備(5) 的器件地址。3.如權利要求1所述的一種1 總線轉發器，其特征在于，所述1 總線轉發器的狀態機(1)根據主設備(6)發出的指令，對需要進行頻率轉發的從設備( 進行讀寫訪問，當主設備(6)發出讀寫訪問命令的從設備器件地址不是需要轉發的從設備(5)的器件地址時， 狀態機(1)保持空閑操作。4.如權利要求1所述的一種1 總線轉發器，其特征在于，在讀寫過程中，所述讀寫寄存器(2)保存或更新需要轉發的從設備(5)的器件地址、訪問地址、讀寫數據和重讀標志位。5.如權利要求1所述的一種1 總線轉發器，其特征在于，所述1 總線轉發器的兩個或兩個以上的總線主設備接口 G)，用于在不同工作頻率的I2C總線間轉發1 協議。6.如權利要求1所述的一種1 總線轉發器，其特征在于，所述1 總線轉發器的兩個或兩個以上的讀寫寄存器O)，分別用于存儲不同從設備(5)的器件地址、訪問地址、讀寫數據和重讀標志位。7.—種1 總線轉發器讀寫方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁俊，唐路，鄭臻，魯金虎，
申請(專利權)人：杭州國芯科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：86