[发明专利]I2C/SMBUS阶梯以及阶梯使能的IC

说明书

技术领域

本发明涉及总线结构和方法的领域。

背景技术

I²C是由飞利浦公司发明的多主设备串行计算机总线，其用于将低速外围设备附接到母板、嵌入式系统或蜂窝电话。该名称代表内置集成电路。

系统管理总线(缩写为SMBus或SMB)是用于与母板上的低带宽设备(尤其是与功率有关的芯片，例如膝上型计算机的可充电蓄电池(battery)子系统)进行通信的简单双线总线。其他设备可能包括温度传感器和背光开关(lid switch)。设备可以提供制造商信息，指示其型号/零件号，对于暂停事件保存其状态，报告不同类型的误差，接受控制参数以及返回状态。SMBus通常不是用户可配置或可访问的。该总线由因特尔公司在1995年限定。该总线载送时钟、数据和指令，并且基于飞利浦公司的I²C串行总线协议。该总线的时钟频率范围是10kHz到100kHz。该总线的电压电平不同于I²C的电压电平，但是属于两个系统的设备通常被成功地混合到相同总线上。SMBus具有被称为ALERT#的额外可选信号，该信号可以被从设备(slave)用来向控制器发送中断请求。

这两个总线是使用双向时钟线和双向数据线的双向总线，所述双向时钟线和双向数据线都由上拉电阻器拉到高位，除非由总线上的一个或多个设备拉到低位。一般来说，I2C总线和SMBus是兼容的，但是在这两个之间存在一些细微的差异。然而，当设备是堆栈式时(例如可能是高压蓄电池堆栈监控器中所需的)，所需的支持电路是昂贵的并且大的，从而需要许多光耦合器和微控制器来管理包间(pakc-to-pack)通信。

为了参考的目的，通过参考将2000年1月的I2C-总线规范版本2.1和2000年8月3日的系统管理总线(SMBus)规范版本2.0结合于此。

发明内容

一种I2C/SMBus兼容设备，包括：

集成电路，其具有：

第一和第二功率输入端子，所述第二功率输入端子相比于第一功率输入端子连接到更高的电压；

第一集成电路部分，其形成具有分别用于接收并发送数据和时钟信号的SDA_s数据线和SCL_s时钟线的从设备部；

第二集成电路部分，其形成具有分别用于接收并发送数据和时钟信号的SDA_M数据线和SCL_M时钟线的主设备部；

第一集成电路部分和第二集成电路部分由电平移位电路耦合以在主设备部和从设备部之间传递时钟和数据信号；

由此多个设备可以以菊花链的方式连接。

附图说明

图1图示根据本发明的设备的菊花链接能力，所述设备可以被用来监控电压堆栈，例如串行连接的蓄电池和蓄电池单元。

图2图示根据本发明优选实施例的设备独有的某些细节。

图3A到图3C是图示本发明的多个设备的菊花链连接的各种操作的时序图。

具体实施方式

本发明的I2C/SMBus阶梯(ladder)是实现菊花链接的I2C/SMBus通信的通信系统。这消除了许多应用(尤其是通常在汽车或蓄电池备用系统中看到的高压蓄电池堆栈)中的昂贵光耦合器。一种新型锂蓄电池实现高功率和高能量包，并且用于传统I2C/SMBus通信设备的典型支持电路是昂贵的并且大的，从而需要许多光耦合器和微控制器来管理包间通信。本发明还在例如在超级电容器、燃料电池和太阳能电池中找到的其他电压堆栈中使用。

I2C/SMBus标准和用于在这些总线系统上进行通信的公用设备是公知的(参见先前标识的并且通过参考结合于此的规范)，并且因此本公开将集中于本发明不同于普通现有技术设备和它们的通信协议的方面。所传达的信息当然将取决于应用，并且可以以与现有技术相同的方式来收集、格式化等等。对于可充电电池的情况，该信息通常包括单独的电池电压和温度。