專利名稱：即插即用的i的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)通信，特別涉及設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)的可移動(dòng)部件通過串行總線的數(shù)據(jù)通信。
1988年3月23發(fā)表的英國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)枮? 195 028A，揭示了一個(gè)測(cè)試電子電路設(shè)備，該設(shè)備為了增強(qiáng)其功能，包括一個(gè)選定接口模塊可以連接到該設(shè)備的控制器。該控制器可以查詢連接的模塊，以確定設(shè)備內(nèi)每個(gè)模塊的物理位置和每個(gè)模塊的功能及特性。根據(jù)這些信息，控制器可以合適地組織其內(nèi)部程序。然而，所公開的該設(shè)備總線結(jié)構(gòu)有多種專用總線，包括并行模塊識(shí)別總線。而且，該模塊識(shí)別總線所必須的大小依據(jù)可能連接到該設(shè)備的模塊數(shù)而變化。
美國(guó)哈里斯(Harris)公司專利號(hào)為5,339,362的專利，揭示了有一個(gè)具有控制器組件的自動(dòng)音頻系統(tǒng)，該控制器組件中可插入模塊信號(hào)處理部件。在該音頻系統(tǒng)中的控制器探詢控制器組件內(nèi)的所有位置，以確定安裝了那些部件，然后通過軟件探詢配置本身，以提供合適的控制功能。在探詢過程中，控制器采用8線寬的選擇SELECT總線，以及專用探詢POLL線。此外，該專利的公開內(nèi)容建議所有可插入到系統(tǒng)中的模塊部件的軟件程序都存放在隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)中，而不管相應(yīng)的模塊部件實(shí)際上是否插入在系統(tǒng)中。
因此，在英國(guó)專利號(hào)2 195 028A和美國(guó)專利號(hào)5 339 362的專利申請(qǐng)中所示的傳統(tǒng)解決方法需要大的和/或多的并行總線、非標(biāo)準(zhǔn)配置和協(xié)議以及大容量的RAM。
發(fā)明綜述根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，提供了包括一個(gè)或多個(gè)控制器和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備單元的電子設(shè)備，該電子設(shè)備還具有連接該控制器和從設(shè)備單元的I2C(內(nèi)部集成電路)串行總線，該設(shè)備進(jìn)一步還包括存放各種類型從設(shè)備單元軟件驅(qū)動(dòng)程序的二級(jí)存儲(chǔ)器。
控制器利用一類型地址經(jīng)過總線向由二級(jí)存貯器中相應(yīng)軟件驅(qū)動(dòng)程序代表的每種從設(shè)備單元發(fā)送命令，以確定哪種從設(shè)備驅(qū)動(dòng)單元實(shí)際出現(xiàn)在總線上。如果控制器連續(xù)接收到相應(yīng)命令的確認(rèn)信號(hào)，則控制器知道由其地址表示的這一類型的從設(shè)備單元當(dāng)前處在總線上。控制器繼續(xù)用不同的地址發(fā)送命令，直至預(yù)定數(shù)目的從設(shè)備單元被確認(rèn)，或者直至由已經(jīng)存放在二級(jí)存儲(chǔ)器中的軟件驅(qū)動(dòng)程序來表示的相應(yīng)于所有從設(shè)備單元類型的命令都被發(fā)送。
對(duì)于每個(gè)當(dāng)前處在總線上的從設(shè)備單元類型，它們相應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)程序都從二級(jí)存儲(chǔ)器加載到控制器容易訪問的RAM中。軟件驅(qū)動(dòng)程序可以在它們被識(shí)別時(shí)加載，或者在所有當(dāng)前處在總線上的從設(shè)備單元類型都被確認(rèn)后再加載。軟件驅(qū)動(dòng)程序用于初始化當(dāng)前處在總線上的從設(shè)備單元并使控制器能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)和實(shí)現(xiàn)設(shè)備的功能。其他支持獨(dú)立尋址和確認(rèn)的串行總線和/或總線標(biāo)準(zhǔn)都可以使用，以代替I2C串行總線。
附圖的簡(jiǎn)要描述結(jié)合附圖閱讀了本發(fā)明的具體實(shí)施例的詳細(xì)描述后，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。圖中同類的元件由同類的參考數(shù)字說明。


圖1表示在采用I2C總線的設(shè)備中的舉例連接。
圖2表示I2C總線的通信協(xié)議。
圖3表示有重復(fù)開始條件的I2C總線的通信協(xié)議。
圖4表示I2C串行總線的時(shí)序。
圖5表示根據(jù)I2C的協(xié)議的確認(rèn)機(jī)理。
圖6表示在I2C時(shí)序圖中概述的確認(rèn)機(jī)理。
圖7A表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的設(shè)備配置。
圖7B表示根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的設(shè)備配置。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的設(shè)備識(shí)別過程的流程圖。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的設(shè)備識(shí)別過程的詳細(xì)流程圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，標(biāo)準(zhǔn)I2C總線常用在具有模塊部件的電子設(shè)備中，例如可移動(dòng)的從設(shè)備單元部件，以便動(dòng)態(tài)地確定哪個(gè)從設(shè)備單元部件連接到總線之上。連接到總線的從設(shè)備單元部件的相應(yīng)軟件驅(qū)動(dòng)程序從二級(jí)存儲(chǔ)器被加載到RAM中。于是，利用標(biāo)準(zhǔn)總線，例如I2C總線以及利用現(xiàn)有的與I2C總線兼容的模塊部件就能動(dòng)態(tài)地配置該電子設(shè)備。這樣，通過使用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有技術(shù)，而不用附加專用硬件就可以使得RAM消耗最小，也可以減少產(chǎn)品的成本。本發(fā)明也具有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，允許那些設(shè)備制造商在制造期間將由標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線連接的模塊部件組合在一起，以代替不同的模塊部件，而絲毫不用改變?cè)O(shè)備的設(shè)計(jì)。這可能是非常有用的，例如，由于這種設(shè)計(jì)允許制造商根據(jù)部件的價(jià)格、可用性等采用不同的廠商提供的部件來裝配設(shè)備及其模塊部件，所以導(dǎo)致進(jìn)一步減少制造成本并增加系統(tǒng)的適應(yīng)性。
I2C協(xié)議可以用于在至少具有一臺(tái)微機(jī)及其他外設(shè)的系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其中，其他外設(shè)是例如存儲(chǔ)設(shè)備和輸入輸出(I/O)擴(kuò)展設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)連接各種設(shè)備的成本必須最小，而且不需要高速傳送數(shù)據(jù)時(shí)，I2C協(xié)議是非常有用的。
特別要指出的是，I2C協(xié)議是雙針、雙向通信的串行協(xié)議，一個(gè)插針用作數(shù)據(jù)信號(hào)，另一插針用作時(shí)鐘信號(hào)。該協(xié)議對(duì)于每個(gè)插針是對(duì)稱的，即適用于通過數(shù)據(jù)插針的數(shù)據(jù)信號(hào)雙向傳輸?shù)囊?guī)則，也適用于通過時(shí)鐘插針的時(shí)鐘信息的雙向傳輸。有關(guān)I2C協(xié)議的更詳細(xì)描述可參看菲利浦半導(dǎo)體公司的“I2C總線和怎樣使用I2C總線(包括說明書)”一書中的P1-24頁(yè)，該書出版于1995年4月，特此列出作為參考。
如圖5和圖6所示，響應(yīng)總線上包含從設(shè)備單元地址的命令，該從設(shè)備單元放置到總線上的確認(rèn)信號(hào)可用于指示該從設(shè)備單元當(dāng)前正處在總線上。包含本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)必須知道本系統(tǒng)內(nèi)哪個(gè)設(shè)備或從設(shè)備單元是可以被接收的。這是可以做到的，例如，直接為系統(tǒng)內(nèi)的控制器設(shè)置軟件編碼。作為選擇，控制器也可設(shè)置配置文件，在控制器的軟件編碼運(yùn)行時(shí)，例如，系統(tǒng)上電時(shí)，評(píng)估該配置文件。正如菲利浦的I2C標(biāo)準(zhǔn)說明書中概述的，I2C標(biāo)準(zhǔn)需要總線上的每個(gè)從設(shè)備都對(duì)應(yīng)唯一的地址，并且指出一個(gè)I2C總線委員會(huì)將協(xié)調(diào)唯一的I2C地址的分配。根據(jù)本發(fā)明的不同的具體實(shí)施例，當(dāng)前在I2C總線上的從設(shè)備單元必須是能夠被標(biāo)識(shí)或識(shí)別的，然后利用合適的軟件驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行初始化和/或操作。
如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的包含電子設(shè)備的具體實(shí)施例，可以在設(shè)備中使用的所有I2C從設(shè)備單元部件的軟件驅(qū)動(dòng)程序(根據(jù)設(shè)備的特殊功能和應(yīng)用)都存放在二級(jí)存儲(chǔ)器710中。該二級(jí)存儲(chǔ)器710可以是諸如靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(SRAM)、電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)或任何其他合適的可以不用外加電源而保存內(nèi)容而的存儲(chǔ)器。如圖7A所示，結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例的典型設(shè)備包括一個(gè)控制器或微控制器706和一從設(shè)備單元部件，例如液晶顯示器(LCD)驅(qū)動(dòng)器708。作為選擇，如圖7B所示，在微控制器706中能提供二級(jí)存儲(chǔ)器，如二級(jí)存儲(chǔ)器714，或者在微控制器706之外提供二級(jí)存儲(chǔ)器，但必須直接連接到該為控制器706，如二級(jí)存儲(chǔ)器712。
圖8是描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的一般功能的流程圖。在步驟810開始后，在步驟820檢測(cè)當(dāng)前總線上的所有從設(shè)備單元部件，這一步可以由如微控制器706的部件來實(shí)現(xiàn)。在步驟830，與被確認(rèn)的當(dāng)前處在總線上的所有從設(shè)備單元所對(duì)應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)程序被加載到，例如位于微控制器706內(nèi)或者直接連到微控制器706的RAM上。在步驟840，使用已加載的軟件驅(qū)動(dòng)程序?qū)Ξ?dāng)前處在總線上的從設(shè)備單元部件進(jìn)行初始化。在從設(shè)備單元部件初始化后，將總線和從設(shè)備單元組合在一起的設(shè)備執(zhí)行它特有的功能。
圖9是更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的典型功能的流程圖。在步驟910開始后，在步驟920初始化一個(gè)計(jì)數(shù)器，然后在步驟930從一地址表中得到地址，該地址表是與能夠在總線上出現(xiàn)的從設(shè)備單元部件的類型相對(duì)應(yīng)的。
在步驟940，用在步驟930得到的地址，將一個(gè)命令發(fā)到總線上。該命令可能是偽命令、上電命令或任何其他可從當(dāng)前在總線上的從設(shè)備單元部件引出確認(rèn)信號(hào)的命令，這些從設(shè)備單元部件屬于由此地址指示或表示的類型。如果接收到確認(rèn)信號(hào)，則在步驟960將該從設(shè)備單元部件類型加到指示當(dāng)前處在總線上的從設(shè)備單元部件類型的列表中。
在步驟970，在發(fā)出命令后，且在(例如)預(yù)定時(shí)間周期已過去或者接收到確認(rèn)信號(hào)后，在步驟970計(jì)數(shù)器加1，然后在步驟980測(cè)試計(jì)數(shù)器，以確定預(yù)定數(shù)量的不同地址是否已用來與命令一起發(fā)送。上述預(yù)定數(shù)可能是(例如)必須出現(xiàn)在總線上的從設(shè)備單元部件類型的數(shù)目，以便設(shè)備將總線和從設(shè)備單元部件組合到正常運(yùn)行。作為選擇，預(yù)定數(shù)也可以是，例如，各種從設(shè)備單元部件類型的總數(shù)，它們由存放在二級(jí)存儲(chǔ)器中的相應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)程序表示。
如果在步驟980計(jì)數(shù)器的值等于預(yù)定數(shù)，則在步驟990，與當(dāng)前在總線上的從設(shè)備單元部件相對(duì)應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)程序被加載，并用于初始化該從設(shè)備單元部件。此后，設(shè)備將總線和從設(shè)備單元結(jié)合在一起按照它設(shè)想的目標(biāo)開始其他功能。如果在步驟980，計(jì)數(shù)器的值小于預(yù)定數(shù)，則控制返回到步驟930，重復(fù)上面描述的循環(huán)過程。
可以采用各種替代方案而不脫離本發(fā)明的精神。例如，當(dāng)處在總線上的每個(gè)新的從設(shè)備單元部件類型被檢測(cè)到時(shí)，軟件驅(qū)動(dòng)程序才可以被加載，從設(shè)備單元部件才可以被初始化。而且，按照I2C的說明，各種控制器或其他“主”設(shè)備都可以包括在本設(shè)備內(nèi)和連接到總線上，它們可以或一起或單獨(dú)工作，以確定連接到總線上需要軟件驅(qū)動(dòng)程序和/或初始化的從設(shè)備單元部件或其他單元部件的特性。它們實(shí)現(xiàn)必須的初始化過程，并隨后將合適的命令發(fā)送到連接到總線上的各單元。而且，檢測(cè)和初始化循環(huán)可以作為該設(shè)備上電序列的一部分被運(yùn)行，和/或當(dāng)設(shè)備上電時(shí)檢測(cè)和初始化循環(huán)可以預(yù)先執(zhí)行，這樣“熱完全改變”，即設(shè)備上電時(shí)實(shí)現(xiàn)的從設(shè)備單元的移動(dòng)和增加都可以被檢測(cè)和補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明的原理，本發(fā)明的各種具體實(shí)施例都可以采用除I2C總線以外的串行總線。I2C總線支持單個(gè)尋址和確認(rèn)，例如這樣的總線可以包括對(duì)命令的支持，而該命令將從總線上的從設(shè)備單元部件中得到詳細(xì)識(shí)別的信息。根據(jù)本發(fā)明的各具體實(shí)施例，二級(jí)存儲(chǔ)器的內(nèi)容也可以更新。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將知道，本發(fā)明也可以以其他特定的形式實(shí)施而不脫離其本質(zhì)或基本的特征，本發(fā)明也不限于這里所描述的具體實(shí)施例。因此目前揭示的內(nèi)容在各方面被視為說明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍，由未審定的根據(jù)權(quán)利要求書而不是前面的說明書所指明。所有內(nèi)容、范圍的變化及其等價(jià)變型都將包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，包括至少一個(gè)控制器；至少一個(gè)從設(shè)備單元；一總線，連接所述至少一個(gè)控制器和所述至少一個(gè)從設(shè)備單元并根據(jù)支持單個(gè)尋址確認(rèn)的協(xié)議操作運(yùn)行；和包含多個(gè)不同類型從設(shè)備單元的軟件驅(qū)動(dòng)程序的二級(jí)存儲(chǔ)器；其中所述至少一個(gè)控制器初始化所述至少一個(gè)從設(shè)備單元，其步驟是通過對(duì)總線向預(yù)定從設(shè)備單元類型組中的每個(gè)從設(shè)備單元發(fā)送查詢命令，對(duì)響應(yīng)于該查詢的所述至少一個(gè)從設(shè)備單元的每一個(gè)檢索相應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)程序，使用該軟件驅(qū)動(dòng)程序完成初始化操作；和所述至少一個(gè)控制器和所述至少一個(gè)從設(shè)備單元只通過串行總線連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述總線是I2C總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述二級(jí)存儲(chǔ)器是EEPROM。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述二級(jí)存儲(chǔ)器是靜態(tài)RAM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述二級(jí)存儲(chǔ)器連到所述總線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述二級(jí)存儲(chǔ)器直接連到所述至少一個(gè)控制器上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述查詢是下電命令。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述查詢是假命令。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述總線由兩條線組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述總線是串行總線。
11.一種配置電子設(shè)備的方法，該設(shè)備包含至少一個(gè)控制器、至少一個(gè)從設(shè)備單元、連接所述至少一個(gè)控制器和所述至少一個(gè)從設(shè)備單元的總線和一包含多個(gè)不同類型從設(shè)備單元軟件驅(qū)動(dòng)程序的二級(jí)存儲(chǔ)器，其步驟如下利用從設(shè)備單元類型的地址，通過總線發(fā)送一個(gè)命令；當(dāng)從設(shè)備單元是該地址指示的類型時(shí)，接收從總線上來的從設(shè)備單元的確認(rèn)信號(hào)；利用不同類型從設(shè)備單元的地址重復(fù)發(fā)送和接收的步驟，直至接收到預(yù)先確定數(shù)量的確認(rèn)信號(hào)；對(duì)于那些從其中接收確認(rèn)信號(hào)的每種類型的從設(shè)備單元將二級(jí)存儲(chǔ)器中的軟件驅(qū)動(dòng)程序，加載進(jìn)入所述至少一個(gè)控制器的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器中；和利用加載的軟件驅(qū)動(dòng)程序?qū)λ隹偩€上的每個(gè)從設(shè)備單元初始化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包含利用不同類型從設(shè)備單元的地址重復(fù)發(fā)送和接收這兩步，直至二級(jí)存儲(chǔ)器中軟件驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)的從設(shè)備單元類型的所有地址都被使用。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，當(dāng)所述電子設(shè)備上電時(shí)，周期性執(zhí)行所述發(fā)送、接收、加載和初始化的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，進(jìn)一步包括清除所述至少一個(gè)控制器的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器中的所有軟件驅(qū)動(dòng)程序的步驟，這些被清除的軟件驅(qū)動(dòng)程序相應(yīng)于那些不再出現(xiàn)在總線上的從設(shè)備單元類型。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述串行總線由兩條線組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述串行總線是I2C總線。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述命令是假命令。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述命令是上電命令。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述命令包括用于發(fā)送命令的指令，該指令要求從設(shè)備單元出現(xiàn)在總線上和該從設(shè)備單元類型相應(yīng)的地址，以便提供進(jìn)一步識(shí)別從設(shè)備單元的信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述至少一個(gè)控制器支持一配置文件識(shí)別總線上的從設(shè)備單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述命令要求一從設(shè)備單元出現(xiàn)在總線上，利用這些從設(shè)備單元類型相應(yīng)的地址通過總線發(fā)送命令和發(fā)送確認(rèn)信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述總線是串行總線。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,包括一個(gè)或多個(gè)控制器和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備的電子設(shè)備設(shè)有一總線,例如I
文檔編號(hào)H04L12/403GK1342277SQ0080451
公開日2002年3月27日 申請(qǐng)日期2000年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月7日
發(fā)明者J·薩斯, K·普塔辛斯基 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司