[发明专利]具有锁存服务请求的从设备

说明书

技术领域

本发明概括而言涉及通信设备和方法，并具体涉及通过通信总线上的从设备锁存服务请求的方法及装置。

背景技术

菲利浦公司开发的集成电路间(I2C)总线允许集成电路通过简单的双向2线总线(正电源和地)彼此直接通信。设备与总线上两个线中的每一个连接，一个是用于数据通信的串行数据线(SDA)，另一个是用于设备间数据通信的控制和同步的串行时钟线(SCL)。每个设备与其他设备中的每一个并行连接，每一条总线，SDA和SCL，用作总线上所有线的线与(wired-AND)。将每个设备的输出配置为集电极开路/漏极开路设备，并且当总线处于静止状态时，一个或更多个上拉电阻器保持总线上的‘软’逻辑高值。当设备需要访问总线时，通过导通状态下位于地电势的集电极开路/漏极开路设备，设备将总线拉至逻辑低值。

与I2C总线连接的每个设备可由地址来识别，并且可作为发送方或接收方、或作为两者而操作。使用主-从通信协议实现数据传送。主设备是启动数据传送并产生允许该传送的时钟信号的设备；被寻址的任何设备为该传送的从设备。可通过主设备启动数据传送，将数据发送到从设备(此处称作写)，或者向从设备请求数据(此处称作读)。例如，诸如显示屏的输出设备通常不能启动数据传送，因而将其配置成仅以从设备而操作。另一方面，微处理器通常被配置成根据情况需要而作为主设备或从设备而操作。

在静止状态下，SDA和SCL总线都处于逻辑高状态(此处称作高，或逻辑状态1)。主设备通过断言(assert)SDA线上转变成逻辑低状态(此处称作低，或逻辑状态0)来启动数据传送，同时SCL线为高；将其称作START条件。之后，主设备来回切换(toggle)SCL线，以控制数据传送的同步；当SCL时钟为低时，SDA线上发生数据值的改变，并且只有当SCL时钟为高时才认为SDA线的状态有效。

可断言多个START，以实现同一传送对话期内的一系列数据传送。通常，每次数据传送都需要来自被寻址的数据传送接收方的应答。为了终止该数据传送，当SCL时钟为高时，主机断言SDA线上的由低到高的转变；将其称作STOP条件。之后，任何设备都可以作为主设备，通过断言使SDA线上发生低到高的转换来控制总线，如上所述。注意，为了易于描述，此处所使用的术语“断言”用于实现或试图实现特定的逻辑状态。在转变到逻辑高状态的示例中，通常通过断言设备将总线从强制下拉状态中释放而提供。断言逻辑高状态允许总线上的上述上拉设备使总线处于逻辑高状态，除非另一设备也迫使下拉状态。

I2C数据传送的一般格式包括构成I2C总线的SDA线和SCL线上的信号。START条件(S)对应于：当SCL线为高时，SDA线上的信号从高到低的转变。在START之后，主机发送额定为7位的地址，之后发送读/写非(read/write-not)指示符。在发送地址和数据传送方向(R/W-)之后，主机释放SDA线，允许其升高到逻辑高电平。如果从设备识别出其地址，则从设备通过将总线拉低而发送应答信号(ACK)。因此，主机释放SDA线时不存在低信号表示未应答(NAK)。如果通过SDA上的低电平使地址得到应答，则发送设备发送数据。如果数据传送的方向相对于主机是“读”，则从设备为发送设备；如果该方向相对于主机是“写”，则主设备为发送设备。发送设备释放对SDA线的控制，接收设备通过断言SDA线上的逻辑低值而对数据接收进行应答。如果数据得到应答，则发送法发送附加的数据。持续这一过程直到全部数据都得到传输，或者直至所传输的数据项没有得到应答为止。随后，主设备可重新断言START信号，并重复上述过程，或者可断言STOP信号(P)，终止这个数据传送对话。

上述接口协议可通过多种方法来实现。为了使I2C接口的编程或设计的开发时间最短，已经公开了多种通用接口方案。美国新墨西哥州立大学(University of New Mexico)Amrita Deshpande的硕士论文“DESIGN OF A BEHAVIORAL(REGISTER TRANSFER LEVEL，RTL)MODELOF THE INTER-INTEGRATED CIRCUIT OR I2C-BUS MASTER-SLAVEINTERFACE”(1999)披露了一种包含在I2C设备中的I2C主设备接口和从设备接口，该文章在此引作参考。通过提供得到验证的I2C接口，系统设计人员无需致力于I2C规范和协议的细节。该论文中主设备和从设备接口两者都基于状态机。在美国专利编号6,799,233中进一步描述了基于状态机的系统和方法，该专利在此引作参考。