[发明专利]用于具有非易失性存储器的数/模信号转换器的读取和写入接口通信协议

说明书

技术领域

本发明涉及将配置和地址信息以及输入数据存储在非易失性存储器中的数/模转换器(DAC)；且更明确地说涉及具有非易失性存储器且使用经由常规串行接口(例如，I²C、SPI、USB、SCIO、UNI/O等)的串行通信协议的多信道DAC。

背景技术

当前技术DAC装置将配置信息和输入数据存储在易失性存储器中。当从DAC装置和相关联易失性存储器移除操作功率时，存储在易失性存储器中的配置信息和输入数据丢失。举例来说，DAC装置可用于输出可编程模拟电压。编程位(例如，模拟电压的数字表示)存储在易失性的DAC寄存器中，借此当断电时释放其内容。在DAC装置的初始加电后，DAC寄存器被清除或其内容直到DAC寄存器被再次编程才可预测。因此，每当DAC装置加电时，DAC寄存器必须重新编程。这需要主控制器程序的额外编程循环以便对DAC寄存器进行重新编程。在许多应用中，DAC装置支持系统中其它装置的操作。举例来说，DAC装置可向其它装置提供参考电压以用于其适当操作。由于DAC寄存器必须重新编程，所以依赖于DAC装置的所有其它装置必须等待(防止操作)直到DAC寄存器含有正确数据为止。

DAC装置在具有模拟和数字两个功能的集成电路(例如，混合信号装置)中正变得更加普遍。通常，混合信号装置(从属装置)将经由通信总线与例如主控制单元(MCU)(例如，微控制器、微处理器、数字信号处理器等)等主装置通信。可存在一个以上连接到通信总线的混合信号从属装置，因此混合信号从属装置中的每一者将需要装置地址。一般来说，混合信号装置具有集成电路封装上的多个地址编程引脚，或混合信号装置具有在工厂制造期间屏蔽编程的固定地址。对于三位地址，需要多达八个不同集成电路制造掩码。必须将多达八个不同地址屏蔽编程到原本相同的混合信号装置中增加了制造时间和成本，且导致必须储备并载运多达八个不同部分。另外，具有拥有非现场可编程地址的混合信号装置在某些应用中可能变得非常不便。

发明内容

因此，需要在断电或功率损失条件期间防止DAC装置配置和地址信息以及输入数据的丢失。如果DAC装置在其接通时立即自身输出预编程输出，那么总体系统应用减少若干初始化和校准步骤，且可借此即使当存在对其的功率中断时也始终以相同条件初始化系统。这将增加此装置的系统操作效率和有用的应用范围。

DAC装置可具有易失性和非易失性内部存储器块两者。非易失性存储器可用于存储配置信息、数字电压值(例如，数据)和DAC装置的地址。非易失性存储器可为(例如，但不限于)电可擦除且可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器等。此数据可在任何时间写入到内部非易失性存储器块，且可借此防止所存储的配置信息、数字数据(例如，电压值)和DAC装置地址在停电期间丢失。

根据本发明的教示，非易失性存储器(例如，EEPROM、快闪等)可以是DAC装置的一部分。DAC/非易失性存储器装置可借此每当其加电时提供预编程输出电压。然而，不同于常规DAC装置，具有非易失性存储器的DAC装置可能需要特殊接口通信协议以用于DAC装置的有效操作。举例来说，系统主控制器单元(MCU)需要一种存取易失性存储器(DAC寄存器)和/或非易失性存储器(例如，EEPROM)的方式。因此，DAC装置中的非易失性存储器需要与MCU的有效接口通信协议，使得MCU可有效地存取DAC装置的存储器(非易失性和易失性存储器两者)。由于例如DAC、模/数(ADC)和数字电位计等大多数混合信号装置通过使用标准串行接口(例如，I²C、SPI、USB、SCIO、UNI/O等)来操作，所以用于与DAC装置的易失性和非易失性存储器通信的接口通信协议可在不违反现有串行通信协议的规范的情况下操作。

根据本发明的教示，串行数据接口通信协议可用于经由串行数据总线(例如，I²C、SPI、USB、SCIO、UNI/O等)操作DAC装置和内部非易失性存储器。举例来说(但不限于)，具有非易失性存储器的一个、两个、三个或四个信道12位DAC装置，其中这些DAC装置可并入有相同非易失性接口通信协议。使用接口通信协议解决以下问题：(a)用户可以简单的命令读取和/或写入配置、地址和数据信息到非易失性或易失性存储器中。这还缩短了接口通信时间。(b)简单但有效的命令结构减小装置接口电路的复杂性。(c)相同命令结构可用于使用相同集成电路封装引出脚(pin-out)连接从装置测试寄存器读取和向装置测试寄存器写入，因此不需要额外测试接口。