[发明专利]一种串行外设接口总线信号的触发方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量仪器中串行外设接口总线信号的触发方法，尤其涉及数字示波器中串行外设接口总线(下面简称为SPI串行总线)信号的触发方法。

背景技术

目前，随着SPI串行总线应用的日益广泛，其调试过程变得越来越复杂，由于在SPI串行总线中，所有信号(包括时钟信号、片选信号、发送和接收数据信号)都以串行方式在导线上传输，这种串行的传输方式对测量仪器的分析、触发功能提出了更高的要求。传统测量仪器只能通过边沿等简单的触发方式触发采集SPI串行总线信号，这样的采集方式不利于被测量信号的捕获定位与后续分析。

因此，如何提高测量仪器对于SPI串行总线信号的分析、触发能力，并为后续信号处理提供信号采集与定位功能成了迫切需要解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明提出一种在测量仪器中对SPI串行总线信号分析、触发的方法。本方法可以根据SPI串行总线协议的格式，快速提取SPI串行总线上传送的数据与控制信息，并按照用户指定的触发条件，对提取出的数据与控制信息进行比较，两者比较结果一致时输出触发信号，同时提取出的数据与控制信息还可以输出给测量仪器的其他模块，完成进一步的信号分析。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提供了：一种SPI串行总线的分析、触发方法，包括以下步骤：

a)根据用户设定的SPI串行总线时钟相位信息，对输入的SPI串行总线时钟信号进行相位转换；

b)使用同步状态机在高速时钟下判别SPI串行总线上的电平变化事件，需要判别SPI串行总线上的时钟信号、片选信号、数据发送信号与数据接收信号；

c)按照SPI串行总线协议的格式，将判别的总线电平变化事件转换为SPI串行总线上传送的控制信息与数据信息；

d)根据用户设定的触发条件，将转换后的控制信息和数据信息与设定的触发条件进行比较，当两者相符时，输出触发信号。

所述SPI串行总线时钟信号共有四种相位，分别为：

a)高电平有效，上升沿采样；

b)高电平有效，下降沿采样；

c)低电平有效，上升沿采样；

d)低电平有效，下降沿采样；

根据用户设定的SPI串行总线时钟参数，将输入的SPI串行总线时钟信号统一转换为第一种相位的时钟信号。

所述的同步状态机有4种状态，对应于时钟信号与片选信号电平值的4种组合，分别为：

状态1：时钟信号与片选信号均为高电平时；

状态2：时钟信号为高电平，片选信号为低电平时；

状态3：时钟信号为低电平，片选信号为高电平时；

状态4：时钟信号与片选信号均为低电平时；

这4种状态随着时钟信号与片选信号电平的变化而相互转换，在状态改变的同时向外输出判别的电平变化事件，电平变化事件内容包括：

a)时钟信号上电平变化的方向，包括：高电平变为低电平和低电平变为高电平；

b)片选信号上电平变化的方向，包括：高电平变为低电平和低电平变为高电平；

c)数据发送信号上的电平值，包括：高电平和低电平；

d)数据接收信号上的电平值，包括：高电平和低电平；

为保证正确判别SPI串行总线上的电平变化事件，同步状态机的工作时钟频率需为SPI串行总线时钟频率的4倍及4倍以上。

所述的按照SPI串行总线协议的格式，将电平变化事件转换为总线上传输的信息，信息的类型包括控制信息与数据信息：同步状态机在状态1与状态2之间转变时输出的电平变化事件被转换为总线上传输的控制信息，转换为控制信息，具体为：状态1转移至状态2时的事件被转换为数据传输开始，状态2转移至状态1时的事件被转换为数据传输结束；控制信息的转换过程具有容错性，对于不符合SPI协议格式的电平变化事件，将输出状态错误信息，这些控制信息与错误信息同时也输送至测量仪器的后续分析模块。

根据SPI串行总线协议的格式，同步状态机在状态2与状态4之间转变时输出的电平变化事件被转换为数据信息，在将电平变化时间转换为数据信息时，需要完成数据的串并转换：同步状态机由状态2转变到状态4时判别的电平变化事件被认为是一次数据传输，此时数据发送与数据接收信号上的电平值表示当前总线上发送与接收的1bit数据，具体为：高电平对应1，低电平对应0，这些转换后得到数据被缓存起来，每存满8bit后以并行方式输出进行触发判别，这些数据信息同时也输送至测量仪器的后续分析模块。

用户设定的触发条件包括：

a)SPI串行总线数据传送的开始；

b)SPI串行总线数据传送的结束；