[发明专利]用于数据、地址和控制操作的增强型单节点协议

说明书

技术领域

本发明大体上涉及例如处理器、存储器、外围装置、传感器等半导体装置之间的通 信，且更明确地说，涉及使用用于数据、地址和控制操作的增强型单节点协议的半导体 装置。

背景技术

例如数字处理器等集成电路数字装置(例如(但不限于)，微处理器、微控制器、 数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑阵列(PLA)、专用集成电路(ASIC)等)出于成 本和空间两项考虑因素正变得更小且具有更少的外部输入-输出(I/O)信号连接(例如， 引脚或引线)。通常，集成电路装置可在具有多个外部连接的集成电路封装中。这些外 部连接中的至少两者必须分别用于电源和接地，例如V_DD和Vss。其余少数外部连接留 下用于I/O信号。举例来说，串行外围接口(SPI)总线需要四个外部信号连接，通用串 行总线(USB)需要两个外部信号连接且还可需要两个外部电源连接，内置集成电路 (Inter-Integrated Circuit，I²C)需要两个外部信号连接，且控制器区域网(CAN)可使用 两线双绞线总线。

集成电路装置可从例如外部存储器、高速接口、传感器、外围装置等额外装置功能 受益。存储器可以是(例如，但不限于)一次性可编程器件(one time programmable， OTP)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除且可编程只读存储器(EEPROM)、 快闪存储器、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)等。高速 接口可以是(例如，但不限于)以太网、通用串行总线(USB)、火线等。传感器可用 于测量(例如，但不限于)压力、温度、湿度、电压、电流、频率、时间、辐射、pH 等。外围装置可用于俘获(例如，但不限于)视频、音频、雷达、红外线、超声波信息 等。针对这些装置的集成电路封装大小从成本和印刷电路板空间两项要求来看正变得更 加关键。

发明内容

因此，需要一种用于在集成电路装置与额外外部装置功能之间进行通信的稳健的数 据、地址和控制协议，其中此协议需要每一连接的封装之间最小数目的信号I/O连接。 根据本发明的教示，可使用单节点信号连接将集成电路装置与任何额外装置功能电耦合 在一起，使得可有效利用稳健的数据、地址和控制协议。

举例来说，额外外部装置(下文中称为“外围装置”)可以最少数目的连接耦合到 集成电路装置，例如，可能需要用于数据、地址和控制的单节点总线加上电源和接地(例 如，分别为V_DD(或Vcc)和Vss)来用于集成电路装置和外围装置的操作，因此集成 电路封装(例如，SOT 23-3、SC70-3等)的最少三个外部连接(引脚、表面安装引线等) 可用于封装集成电路装置和/或外围装置。当实施多个外围装置时的外围装置地址选择可 利用低引脚数集成电路封装(例如，SOT 23-5、SOT 23-6、MSOP-8、SOIC-8等)上明 确界定的装置类型寻址和/或额外地址选择连接，和/或通过经由单节点数据、地址和控 制总线针对外围装置的每一者编程外围装置地址。

根据如本发明中所描述的一特定实例实施例，一种用于数字装置之间的数据、地址 和控制操作的增强型单节点协议可包括以下步骤：提供具有双向串行时钟以及数据和控 制输入-输出(SCIO)端子的主控装置；提供具有双向SCIO端子的至少一个从属装置， 其中所述主控装置SCIO端子和所述至少一个从属装置SCIO端子耦合在一起；从主控 装置SCIO端子产生备用脉冲；从主控装置SCIO端子产生开始标头；从主控装置SCIO 端子产生主控装置确认；从主控装置SCIO端子产生装置地址；从主控装置SCIO端子 产生主控装置确认；从从属装置SCIO端子产生从属装置确认；从主控装置SCIO端子 产生命令；从主控装置SCIO端子产生主控装置确认；从从属装置SCIO端子产生从属 装置确认；当将信息发送到从属装置SCIO端子时从主控装置SCIO端子产生信息字节； 当将信息发送到主控装置SCIO端子时从从属装置SCIO端子产生信息字节；从主控装 置SCIO端子产生终止主控装置确认；以及从从属装置SCIO端子产生从属装置确认。