無時鐘的串行從設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及接收串行數據信號而不接收時鐘信號的的從設備(slave device),在下文中也被稱為“無時鐘(clockless) ”設備。此外，本發明涉及相應的主設備(masterdevice)和系統以及在此設備和系統中適用的方法。
【背景技術】
[0002]串行數據傳輸廣泛地被用于設備之間的通信。通常所使用的串行通信接口被稱為串行外圍接口(SPI)，其例如可在汽車應用中被用于鄰近設備之間的通信。例如，其可被用于檢索傳感器數據。一個非常類似的串行系統以微導線(MiCTOWire)被熟知。
[0003]在常規的SPI系統中，SPI主設備為多個SPI從設備中的每一個提供時鐘信號。基于該時鐘信號(也被稱為SPI時鐘)，主設備和從設備之間的數據通信被執行。每個從設備可以在指定的時隙中與主設備進行通信。
[0004]SPI時鐘信號以此系統中串行連接所提供的最高可用數據速率進行切換。因此，該SPI時鐘是關于電容性負載的限制信號，并且是電磁輻射的主要貢獻者。在此系統中從設備的數量可受時鐘線路上的電容性負載和/或受此輻射所限制。
[0005]例如，在汽車應用中，增加構成汽車中的從設備的傳感器的數量可使串行外圍接口達到其數據速率限制，因為對于每個從設備，用于傳輸的時隙必須被指定，并因而具有恒定時鐘速率，每個傳感器可用的數據速率可隨著傳感器數目的增加而減少。在另一方面，由于上述所說明的影響，增加時鐘速率是不可能的。
[0006]雖然這些制約可通過徹底地重新設計所使用的通信系統(例如，使用時鐘信號的兩個邊沿用于數據傳輸，或通過抖動時鐘信號)被克服，但這些手段例如可需要對所使用的主設備進行重大修改，這在一些情況下是不合需要的。而且，通信系統的重新設計可能不利于具有落后兼容性的舊設備(例如，常規的SPI設備)。
【發明內容】
[0007]本發明公開了一種裝置，包括:從設備，所述從設備包括串行數據輸入端、串行數據輸出端和時鐘恢復引擎，所述串行數據輸入端接收第一時鐘消息，所述時鐘恢復引擎基于所述第一時鐘消息恢復時鐘，所述數據輸入端接收第二時鐘消息，在接收所述第二時鐘消息的同時，所述串行數據輸出端輸出時鐘恢復確認。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據實施例示出一種串行通信系統的示意圖；
[0009]圖2是根據實施例示出一種方法的流程圖；
[0010]圖3是示出示例信號的信號示意圖，用于說明圖2的實施例；
[0011]圖4是根據實施例示出一種用于時鐘恢復的方法的流程圖；
[0012]圖5是示出示例信號的信號示意圖，用于說明圖4的實施例。
【具體實施方式】
[0013]下文中，各種實施例將參考附圖進行詳細描述。應當可以理解的是，這些實施例僅用于說明性目的，并且不應當被解釋為對本申請范圍的限制。例如，雖然實施例可被描述為具有多個特征或元素，在其他實施例中這些特征或元件中的一些可被省略，和/或這些特征或元件中的一些可被可替代特征或元件代替。在其他實施例中，其他的特征或元件可被提供。此外，不同實施例中的特征或元件可被彼此結合，以形成其他的實施例。
[0014]一些實施例涉及經由串行接口的通信。串行接口可以是一個接一個的比特(例如，一系列對應于邏輯I或邏輯O的信號值)被發出或接收的接口。為例證性目的，該串行外圍接口(SPI)將在本文后文所討論的實施例中的一些中被用作串行接口的示例。然而，本文所討論的技術還可被應用于除SPI接口之外的其他串行接口(例如，微導線系統)。
[0015]在一些實施例中，串行從設備被提供，其包括時鐘恢復引擎，該時鐘恢復引擎基于所接收的時鐘消息恢復時鐘，該接收的時鐘消息可在數據輸入端被接收。對于此種從設備，不需要時鐘輸入端。因此，在實施例中，該從設備的許多引腳可被減少，和/或通向該從設備的時鐘線路可被省略。省略時鐘線路可減少電磁輻射和/或減少時鐘線路上的電容性負載。在實施例中，使用此從設備的這種通信系統可比常規系統支持更多從設備和/或更高的數據速率。此外，在實施例中省略了通向從設備的時鐘線路，允許省略該從設備會被用于接收時鐘信號的引腳。這在一些實施例中可允許減少封裝大小，導致成本降低。
[0016]在此系統中，如上所述的從設備可被單獨使用，或可與常規使用時鐘輸入端的從設備一起被使用。
[0017]在實施例中，在此系統中可用的主設備可被配置為在數據線路上發送特定的信息作為時鐘消息，其在從設備中能夠使時鐘恢復。在一些實施例中，此信息可包括“O”和“ I ”的交替值。
[0018]一個根據實施例的系統的例證性、非限制性示例在圖1中被示出。圖1中所示的該系統是串行外圍接口(SPI)系統，其具有主設備10和從設備11、12。如將進行更詳細說明的，從設備11是具有時鐘輸入端SCLK的常規從設備，以通過時鐘線路15從主設備10接收時鐘信號，而從設備12是不具有時鐘輸入端的從設備，在本文中也被稱為“無時鐘從設備(clockless slave)”。雖然一個常規從設備11和一個無時鐘從設備12為例證目的在圖1中被示出，在其他實施例中，任何其他數量的常規從設備11和無時鐘從設備12可以以任何期望組合被使用。
[0019]此外，每個從設備11、12分別用專用芯片選擇線路14、18與主設備10被耦接，用于從設備11的對應端子被標為CSNl且用于從設備12的對應端子被標為CSN2。主設備10使用芯片選擇線路14、18告知從設備11、12其可向主設備10發送數據的時間。通過該芯片選擇線路，主設備10還可向從設備11、12表明主設備10可向各從設備發送數據的時間。
[0020]為了從從設備11、12向主設備10發送數據，線路17可被提供，其也被稱為MISO線路(主設備輸入從設備輸出，master in slave out) o相反地，為了從主設備10向從設備
11、12發送數據，線路16可被提供，其也被稱為MOSI線路(主設備輸出從設備輸入，masterout slave in)。
[0021]為了獲得用于向主設備10發送數據和從主設備10接收數據的時鐘，無時鐘從設備12包括時鐘恢復(CR)引擎13。時鐘恢復引擎13可在硬件、軟件、固件或其任何組合中被實現，例如通過相應地對從設備12的處理器設備進行編程被實現。
[0022]除了從設備12并不從主設備10接收時鐘信號事實以及與其相關聯的用于時鐘恢復的機制(這將在下文中參考圖2-5進行詳細說明)以外，在一些實施例中，圖1的系統可如同常規SPI系統運行，并且任何來自此常規SPI系統的常規已知的技術可在圖1的實施例中被采用，并因此不進行詳細描述。然而，如在其他實施例中已提及的，不同于SPI系統的其他類型的串行數據通信系統可被使用。
[0023]在圖2中，根據實施例的一種方法被示出，該實施例涉及在不從主設備接收時鐘信號的從設備中的時鐘恢復。圖2中所示的該方法例如可在圖1的系統中被實施，特別是在主設備10和無時鐘從設備12之間的通信中被實施，但是也可在其他系統中被實施。為例證目的，在圖2的左側標題“主設備(master) ”下方主設備中所執行的行為被示出，而在右側標題“從設備(slave) ”下方從設備中所執行的行為被示出。
[0024]在步驟20中，主設備向無時鐘從設備發送時鐘消息。該時鐘消息可以是在通常被用于數據傳輸的線路之上(例如，通過圖1中的MOSI線路16)被發送的特定信息。在一些實施例中，該時鐘消息可包括對應于邏輯O和邏輯I的交替值。
[0025]在步驟21中，該從設備基于在步驟20中由主設備所發射的時鐘消息確定時鐘。
[0026]在一些時間之后(例如，在被指定給特定的無時鐘從設備的下一個時段中)，該主設備在步驟22中可重復該時鐘消息。響應于此并且例如基本上同時地(例如，在相同的時段中)，在步驟23中，該從設備也可發送時鐘消息(這也可被稱為反射(echoing)該時鐘信號)。當主設備接收到所反射的時鐘消息時，主設備知道從設備已成功地恢復了時鐘消息，并且然后可繼續向從設備傳輸數據和從從設備接收數據，從設備使用所恢復的時鐘。
[0027]應當注意的是，雖然在圖2的實施例中，時鐘消息在步驟20和布置22中由主設備發射兩次，在一些實施例中主設備可繼續以規律或不規律的間隔發射時鐘消息，直至時鐘消息被反射，即直至從設備表明其已成功地恢復了時鐘消息。還應當注意的是，在其他實施例中，從設備可發出另一種類型的確認其已成功恢復時鐘的信息，而不是反射時鐘消息。
[0028]為進一步說明圖2的實施例，當執行圖2的方法時，可在類似圖1的系統中被傳送的信號在圖3中被示出。應當強調的是，該信號僅用于進一步的