[发明专利]多主机仲裁方法及多主机通信系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及通信领域，尤其涉及多主机仲裁方法及多主机通信系统。

【背景技术】

I2C（Inter-Integrated Circuit）总线由PHLIPS公司开发的两线式总线，由串行数据线SDA和串行时钟线SCL构成，主机可以通过I2C与带有I2C接口的器件通过I2C总线进行数据的收发，传输速率在标准模式下可达100kbps，在快速模式下可达400kbps，I2C可以通过冲突检测和数据仲裁的方式防止数据被破坏,是一个真正的多主机总线，它允许多个主机进行通信，I2C总线的仲裁包括SCL（串行时钟线）同步和SDA（串行数据线）仲裁：

1同步

所有主机在SCL线上产生自己的时钟来传输I2C总线上的报文，数据只在时钟的高电平周期有效。所有主机在SCL线上表现出的是一个线与的逻辑，因此，SCL线被最长低电平周期的器件保持低电平，此时，低电平周期短的器件进入高电平等待状态，产生的同步SCL时钟的低电平周期由低电平时钟周期最长的器件决定，而高电平周期由高电平时钟周期最短的器件决定。

1仲裁

SDA线的仲裁也是建立在总线具有线“与”逻辑功能的原理上的。节点在发送1位数据后，比较总线上所呈现的数据与自己发送的是否一致。是，继续发送；否则，退出竞争。这样，在其他主机发送低电平时，发送的高电平的主机将断开它的数据输出，仲裁可以持续多位比较。

而在嵌入式应用中，很多主机一般为MCU，而很多MCU并不带有I2C总线接口，因此在多主机、主机和从机之间，不能实现可靠的通信。

【发明内容】

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种多主机仲裁方法，从而使得普通的不具有I2C总线的主机，可以模拟I2C总线，实现快速可靠的仲裁。本发明还提供了一种多主机通信系统，使得通信系统可以模拟I2C总线，实现快速可靠的仲裁，从而完成通信。

一种多主机仲裁方法，每个主机的数据线接口分别与数据线连接，每个主机的握手信号端分别与握手信号线连接；不同时长的时间片被分配给每个主机；

所述多主机仲裁方法包括如下步骤：

若主机需要占用数据线时，主机检测所述握手信号线是否处于高电平；

若所述握手信号线处于低电平，所述主机则等待；

若所述握手信号线处于高电平，所述主机则通过握手信号端将所述握手信号线置于低电平，并随即开始检测所述数据线是否存在数据传输的启动信号；

若在对应的时间片内检测到启动信号，则所述主机退出占用所述数据线的竞争，

若在对应的时间片内检测不到启动信号，则所述主机占用所述数据线。

在一个实施例中，当所述主机占用并使用完所述数据线，所述主机将所述握手信号线置于高电平。

在一个实施例中，根据每个主机的优先级别分配不同时长的时间片，优先级较低的主机分配较短的时间片，优先级较高的主机分配较长的时间片。

在一个实施例中，所述主机通过如下方法检测所述数据线是否存在数据传输的启动信号：

若前一个时刻所述主机检测到所述数据线处于高电平，而后一个时刻所述数据线处于低电平，则所述主机判断所述数据线存在启动信号。

本发明还提供了一种多主机通信系统，包括数据线、握手信号线、时钟信号线、多个主机以及至少一个从机，每个主机的数据线接口分别与数据线连接，其特征是：每个主机的握手信号端分别与握手信号线连接，每个主机的时钟信号端分别与所述时钟信号线连接；所述从机的I2C总线的串行数据线和串行时钟线分别与所述数据线和时钟信号线连接；

不同时长的时间片被分配给每个主机；

若主机需要占用数据线时，主机检测所述握手信号线是否处于高电平，

若所述握手信号线处于低电平，所述主机则等待，

若所述握手信号线处于高电平，所述主机则通过握手信号端将所述握手信号线置于低电平，并随即开始检测所述数据线是否存在数据传输的启动信号，

若在对应的时间片内检测到启动信号，则所述主机退出占用所述数据线的竞争，

若在对应的时间片内检测不到启动信号，则所述主机占用所述数据线。

在一个实施例中，当所述主机占用并使用完所述数据线，所述主机将所述握手信号线置于高电平。

在一个实施例中，根据每个主机的优先级别分配不同时长的时间片，优先级较低的主机分配较短的时间片，优先级较高的主机分配较长的时间片。

在一个实施例中，所述主机通过如下方法检测所述数据线是否存在数据传输的启动信号：