無時鐘的串行從設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及接收串行數(shù)據(jù)信號而不接收時鐘信號的的從設(shè)備(slave device),在下文中也被稱為“無時鐘(clockless) ”設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及相應(yīng)的主設(shè)備(masterdevice)和系統(tǒng)以及在此設(shè)備和系統(tǒng)中適用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]串行數(shù)據(jù)傳輸廣泛地被用于設(shè)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(yīng)用中被用于鄰近設(shè)備之間的通信。例如，其可被用于檢索傳感器數(shù)據(jù)。一個非常類似的串行系統(tǒng)以微導(dǎo)線(MiCTOWire)被熟知。
[0003]在常規(guī)的SPI系統(tǒng)中，SPI主設(shè)備為多個SPI從設(shè)備中的每一個提供時鐘信號?；谠摃r鐘信號(也被稱為SPI時鐘)，主設(shè)備和從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信被執(zhí)行。每個從設(shè)備可以在指定的時隙中與主設(shè)備進(jìn)行通信。
[0004]SPI時鐘信號以此系統(tǒng)中串行連接所提供的最高可用數(shù)據(jù)速率進(jìn)行切換。因此，該SPI時鐘是關(guān)于電容性負(fù)載的限制信號，并且是電磁輻射的主要貢獻(xiàn)者。在此系統(tǒng)中從設(shè)備的數(shù)量可受時鐘線路上的電容性負(fù)載和/或受此輻射所限制。
[0005]例如，在汽車應(yīng)用中，增加構(gòu)成汽車中的從設(shè)備的傳感器的數(shù)量可使串行外圍接口達(dá)到其數(shù)據(jù)速率限制，因?yàn)閷τ诿總€從設(shè)備，用于傳輸?shù)臅r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(shù)據(jù)速率可隨著傳感器數(shù)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(shè)計所使用的通信系統(tǒng)(例如，使用時鐘信號的兩個邊沿用于數(shù)據(jù)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(shè)備進(jìn)行重大修改，這在一些情況下是不合需要的。而且，通信系統(tǒng)的重新設(shè)計可能不利于具有落后兼容性的舊設(shè)備(例如，常規(guī)的SPI設(shè)備)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明公開了一種裝置，包括:從設(shè)備，所述從設(shè)備包括串行數(shù)據(jù)輸入端、串行數(shù)據(jù)輸出端和時鐘恢復(fù)引擎，所述串行數(shù)據(jù)輸入端接收第一時鐘消息，所述時鐘恢復(fù)引擎基于所述第一時鐘消息恢復(fù)時鐘，所述數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)輸出端輸出時鐘恢復(fù)確認(rèn)。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)實(shí)施例示出一種串行通信系統(tǒng)的示意圖；
[0009]圖2是根據(jù)實(shí)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(shí)施例；
[0011]圖4是根據(jù)實(shí)施例示出一種用于時鐘恢復(fù)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(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下文中，各種實(shí)施例將參考附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，這些實(shí)施例僅用于說明性目的，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為對本申請范圍的限制。例如，雖然實(shí)施例可被描述為具有多個特征或元素，在其他實(shí)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(shí)施例中，其他的特征或元件可被提供。此外，不同實(shí)施例中的特征或元件可被彼此結(jié)合，以形成其他的實(shí)施例。
[0014]一些實(shí)施例涉及經(jīng)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(yīng)于邏輯I或邏輯O的信號值)被發(fā)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(shí)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(shù)還可被應(yīng)用于除SPI接口之外的其他串行接口(例如，微導(dǎo)線系統(tǒng))。
[0015]在一些實(shí)施例中，串行從設(shè)備被提供，其包括時鐘恢復(fù)引擎，該時鐘恢復(fù)引擎基于所接收的時鐘消息恢復(fù)時鐘，該接收的時鐘消息可在數(shù)據(jù)輸入端被接收。對于此種從設(shè)備，不需要時鐘輸入端。因此，在實(shí)施例中，該從設(shè)備的許多引腳可被減少，和/或通向該從設(shè)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(fù)載。在實(shí)施例中，使用此從設(shè)備的這種通信系統(tǒng)可比常規(guī)系統(tǒng)支持更多從設(shè)備和/或更高的數(shù)據(jù)速率。此外，在實(shí)施例中省略了通向從設(shè)備的時鐘線路，允許省略該從設(shè)備會被用于接收時鐘信號的引腳。這在一些實(shí)施例中可允許減少封裝大小，導(dǎo)致成本降低。
[0016]在此系統(tǒng)中，如上所述的從設(shè)備可被單獨(dú)使用，或可與常規(guī)使用時鐘輸入端的從設(shè)備一起被使用。
[0017]在實(shí)施例中，在此系統(tǒng)中可用的主設(shè)備可被配置為在數(shù)據(jù)線路上發(fā)送特定的信息作為時鐘消息，其在從設(shè)備中能夠使時鐘恢復(fù)。在一些實(shí)施例中，此信息可包括“O”和“ I ”的交替值。
[0018]一個根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)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(tǒng)是串行外圍接口(SPI)系統(tǒng)，其具有主設(shè)備10和從設(shè)備11、12。如將進(jìn)行更詳細(xì)說明的，從設(shè)備11是具有時鐘輸入端SCLK的常規(guī)從設(shè)備，以通過時鐘線路15從主設(shè)備10接收時鐘信號，而從設(shè)備12是不具有時鐘輸入端的從設(shè)備，在本文中也被稱為“無時鐘從設(shè)備(clockless slave)”。雖然一個常規(guī)從設(shè)備11和一個無時鐘從設(shè)備12為例證目的在圖1中被示出，在其他實(shí)施例中，任何其他數(shù)量的常規(guī)從設(shè)備11和無時鐘從設(shè)備12可以以任何期望組合被使用。
[0019]此外，每個從設(shè)備11、12分別用專用芯片選擇線路14、18與主設(shè)備10被耦接，用于從設(shè)備11的對應(yīng)端子被標(biāo)為CSNl且用于從設(shè)備12的對應(yīng)端子被標(biāo)為CSN2。主設(shè)備10使用芯片選擇線路14、18告知從設(shè)備11、12其可向主設(shè)備10發(fā)送數(shù)據(jù)的時間。通過該芯片選擇線路，主設(shè)備10還可向從設(shè)備11、12表明主設(shè)備10可向各從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的時間。
[0020]為了從從設(shè)備11、12向主設(shè)備10發(fā)送數(shù)據(jù)，線路17可被提供，其也被稱為MISO線路(主設(shè)備輸入從設(shè)備輸出，master in slave out) o相反地，為了從主設(shè)備10向從設(shè)備
11、12發(fā)送數(shù)據(jù)，線路16可被提供，其也被稱為MOSI線路(主設(shè)備輸出從設(shè)備輸入，masterout slave in)。
[0021]為了獲得用于向主設(shè)備10發(fā)送數(shù)據(jù)和從主設(shè)備10接收數(shù)據(jù)的時鐘，無時鐘從設(shè)備12包括時鐘恢復(fù)(CR)引擎13。時鐘恢復(fù)引擎13可在硬件、軟件、固件或其任何組合中被實(shí)現(xiàn)，例如通過相應(yīng)地對從設(shè)備12的處理器設(shè)備進(jìn)行編程被實(shí)現(xiàn)。
[0022]除了從設(shè)備12并不從主設(shè)備10接收時鐘信號事實(shí)以及與其相關(guān)聯(lián)的用于時鐘恢復(fù)的機(jī)制(這將在下文中參考圖2-5進(jìn)行詳細(xì)說明)以外，在一些實(shí)施例中，圖1的系統(tǒng)可如同常規(guī)SPI系統(tǒng)運(yùn)行，并且任何來自此常規(guī)SPI系統(tǒng)的常規(guī)已知的技術(shù)可在圖1的實(shí)施例中被采用，并因此不進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，如在其他實(shí)施例中已提及的，不同于SPI系統(tǒng)的其他類型的串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可被使用。
[0023]在圖2中，根據(jù)實(shí)施例的一種方法被示出，該實(shí)施例涉及在不從主設(shè)備接收時鐘信號的從設(shè)備中的時鐘恢復(fù)。圖2中所示的該方法例如可在圖1的系統(tǒng)中被實(shí)施，特別是在主設(shè)備10和無時鐘從設(shè)備12之間的通信中被實(shí)施，但是也可在其他系統(tǒng)中被實(shí)施。為例證目的，在圖2的左側(cè)標(biāo)題“主設(shè)備(master) ”下方主設(shè)備中所執(zhí)行的行為被示出，而在右側(cè)標(biāo)題“從設(shè)備(slave) ”下方從設(shè)備中所執(zhí)行的行為被示出。
[0024]在步驟20中，主設(shè)備向無時鐘從設(shè)備發(fā)送時鐘消息。該時鐘消息可以是在通常被用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路之上(例如，通過圖1中的MOSI線路16)被發(fā)送的特定信息。在一些實(shí)施例中，該時鐘消息可包括對應(yīng)于邏輯O和邏輯I的交替值。
[0025]在步驟21中，該從設(shè)備基于在步驟20中由主設(shè)備所發(fā)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(shè)備的下一個時段中)，該主設(shè)備在步驟22中可重復(fù)該時鐘消息。響應(yīng)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(shè)備也可發(fā)送時鐘消息(這也可被稱為反射(echoing)該時鐘信號)。當(dāng)主設(shè)備接收到所反射的時鐘消息時，主設(shè)備知道從設(shè)備已成功地恢復(fù)了時鐘消息，并且然后可繼續(xù)向從設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)和從從設(shè)備接收數(shù)據(jù)，從設(shè)備使用所恢復(fù)的時鐘。
[0027]應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然在圖2的實(shí)施例中，時鐘消息在步驟20和布置22中由主設(shè)備發(fā)射兩次，在一些實(shí)施例中主設(shè)備可繼續(xù)以規(guī)律或不規(guī)律的間隔發(fā)射時鐘消息，直至?xí)r鐘消息被反射，即直至從設(shè)備表明其已成功地恢復(fù)了時鐘消息。還應(yīng)當(dāng)注意的是，在其他實(shí)施例中，從設(shè)備可發(fā)出另一種類型的確認(rèn)其已成功恢復(fù)時鐘的信息，而不是反射時鐘消息。
[0028]為進(jìn)一步說明圖2的實(shí)施例，當(dāng)執(zhí)行圖2的方法時，可在類似圖1的系統(tǒng)中被傳送的信號在圖3中被示出。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，該信號僅用于進(jìn)一步的