[发明专利]一种基于SPI的智能级联通信网络

权利要求书

1.一种基于SPI的智能级联通信网络，其特征在于，包括一个主站以及多个从站,每个从站通过SPI接口的数据输出MISO与下游从站数据输入MOSI衔接连接，并且起始从站数据输入MOSI连接主站数据输出MISO，最末尾的从站数据输出MISO返回主站数据输入MOSI，从而构成级联通信的闭环；

其中，所述从站的数目及安装的位置为固定时，该基于SPI的智能级联通信网络可用于定制化组建网络；所述从站的数目及安装的位置不固定时，该基于SPI的智能级联通信网络可用于自动化组建网络；

其中，主站SPI接口操作采用轮询、中断和DMA方式，从站的SPI接口操作采用中断和DMA方式；

采用DMA通信方式进行通信时，通信帧采用上下行数据帧，由主站与从站之间直接贯通传输，其中，下行数据帧是主站的发送帧，其由帧头部和发往各个从站的数据块组成，帧头部与数据块的尺寸按照网络初始化时的约定，并且各个从站的数据块的尺寸一致；上行数据帧是主站的接收帧，其由各个从站发往主站的数据块和返回的帧头部组成；且上下行数据帧的尺寸一致；

其中，所述主站采用独立或交叠的DMA发送缓冲区和DMA接收缓冲区，以发送下行数据帧及接收上行数据帧；所述从站采用交叠的DMA发送缓冲区和DMA接收缓冲区，以接收下行数据帧及发送上行数据帧；

在主站及从站同步上电且通信网络初始化完成后，在主站发送第一个数据以后，下行数据帧会自动和连续地进入各个从站的DMA接收缓冲区，同时上行数据帧亦自动和连续地返回主站的DMA接收缓冲区，实现DMA自然数据流传输；在一帧传输完成时，所述主站与从站均可采用DMA完成中断或查询DMA发送与接收指针的方法，确认数据帧传输完成；

假设通信网络初始化已完成，主站和所有的从站都按约定完成了本站DMA缓冲区的配置，则按照以下步骤实现定周期循环的工作：

步骤1-1、在每帧数据通信之前，所述主站在DMA发送缓冲区，预备发往各个从站的下行数据，清空DMA接收缓冲区，设置好DMA发送和接收指针；各从站分别预备发往主站的上行数据，清空DMA接收缓冲区，设置好DMA发送和接收指针；

步骤1-2、各个从站通过NSS线与状态向所述主站报告传输准备就绪，主站通过NSS线与状态确认各从站预备完成后，并且根据时间序列或周期约定的时刻，将下行数据帧的首数据写入SPI接口，启动DMA自然数据流传输过程；在传输过程中，所述主站和从站无需对SPI接口操作；

步骤1-3、当确认一帧数据传输完成后，主站及从站各自进行本站接收数据的处理；

步骤1-4、若从站采用NSS线与状态作为传输预备就绪状态，在处理接收的下行数据之前，要撤销预备就绪状态；

步骤1-5、所述主站和从站在完成接收数据的处理之后，重复步骤1-1。

2.如权利要求1所述基于SPI的智能级联通信网络，其特征在于，如果在主站与所有从站之间，已经建立了按约定周期进行数据交换的信息流，则在此信息流之上，采用虚拟通信技术，实现从站之间的数据访问。