[发明专利]一种SPI从机之间的通信方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术通信领域，具体涉及一种SPI从机之间的通信方法。

背景技术

SPI总线是一种高速、全双工、同步的通信总线，一般只需3～4根数据线和控制线即可实现SPI设备间的通信，具有芯片管脚需求少、IO口连接布线简单、PCB板布局容易等优点，因此被广大电子技术人员选择和使用。

SPI设备可以配置成主机，在SPI主模式下工作，此时，片选信号CS和时钟信号CLK由主机自身产生和驱动，并输出至从机，数据则由MOSI输出至从机，同时由MISO接收从机数据。SPI设备也可以配置成从机，在SPI从模式下工作，此时，片选信号CS和时钟信号CLK由主机提供和驱动，数据则由MISO输出至主机，同时由MOSI接收主机数据。因此SPI通信的传统方式为一主一从或者一主多从，一主多从也仅仅是主机通过时分的方法控制从机的片选信号CS来选择通信从机，其本质也属于一主一从通信方式。

然而在使用一些片选信号CS和数据传输MOSI、MISO不同步启动的SPI设备时，传统的SPI通信方式要么存在大量占用系统资源的问题，要么存在引入额外硬件需求的问题。在此以TI公司的ADS8326高速低功耗模数转化器件为例说明。

图1为ADS8326器件SPI接口时序图，由图可知该器件只使用了一个数据端D_out即MISO，且仅能以从机方式工作。当片选信号CS下降沿启动一次模数转换和数据传输时，首先经过5个时钟周期DCLOCK的采样时间，然后D_out被使能脱离高阻态并输出1个时钟周期的低电平，表示有效数据将开始输出，接下来的16个时钟周期D_out输出的才是有效的转换数据。由此可见片选信号CS控制着每次采样和转换的启动，并且至少要保持22个时钟周期，而D_out需延后6个时钟周期再输出数据，为典型的片选信号和数据传输不同步启动的SPI设备。

这样的SPI设备主要有两种应用方式，均属于一主一从工作方式。一种方式是直接与微控制器单元MCU（如单片机、ARM、DSP等）的SPI接口相连接，由MCU采用查询或者中断的方式直接控制ADS8326的时序并读取数据，如图2所示。这种应用方式主要有两方面的弊端，一是控制周期长、速度慢，并且占用了大量MCU的时间，降低了MCU的工作效率；二是不可避免的要进行数据整合，要么读取3次每次8位数据进行拼接，要么1次读取24位数据进行数据移位，这样反复地进行数据整合消耗了MCU的大量资源。

另一种方式是先与可编程器件（如FPGA、CPLD等）相连接，通过可编程器件专门为ADS8326编写SPI总线逻辑控制模块，控制其时序并读取数据，再由可编程器件与MCU进行数据传输，如图3所示。这种应用方式不需要对转换数据进行拼接或移位等处理，而且可由可编程器件或者是MCU中的DMA进行数据传输和存储，基本上解放了MCU的处理资源。但这种应用方式的弊端也是显而易见的，那就是引入额外的硬件进行通信中继，既增加了系统的硬件需求，又提高了系统设计的复杂性，更是增加了产品的成本。

发明内容

本发明提供了一种SPI从机之间的通信方法，由SPI主机向各SPI从机提供片选信号和时钟信号，在SPI从机之间交叉连接数据接线，数据在SPI从机之间单向或者双向通信。

所述SPI主机只需要具备能够提供各SPI从机正常工作的片选信号和时钟信号功能，无需具备数据通信功能；

所述SPI从机之间交叉连接数据接线有二种方式：第一种，在两个SPI从机之间交叉连接数据接线，第二种：一个SPI从机和多个SPI从机之间交叉连接数据接线，具体为：

（1）从机1的MOSI连接从机2的MISO，从机1的MISO连接从机2的MOSI，如图4所示；

（2）一个SPI从机为主要从机，多个SPI从机为次要从机，主要从机的MOSI连接所有次要从机的MISO，主要从机的MISO连接所有次要从机MOSI；

所述片选信号为CS1、CS2，所述时钟信号为CLK。

本方法可实现数据在从机之间进行通信，尤其是在使用片选信号和数据传输不同步启动的SPI设备时，具有复杂时序容易实现、传输数据无需整合、无需引入额外硬件等优点。

附图说明

图1是ADS8326器件SPI接口时序图；

图2是ADS8326直接与MCU连接应用示意图；

图3是ADS8326先与可编程器件再与MCU连接应用示意图；

图4是SPI双从机间通信的连接示意图；