CN103154921A - Usb至i2c和spi桥接器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种桥接器。所述桥接器包括第一组件，被配置为：与通用串行总线(USB)端口相连，通过所述USB端口接收基于串行的消息，以及向所述第一组件上的输出端口传输基于串行的消息。所述桥接器还包括第二组件，被配置为：与所述第一组件的所述输出端口相连，接收所述基于串行的消息，以及引起与串行***总线***相关的动作，所述动作对应于所述基于串行的消息。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年8月26日提交的题为“USB to I2C and SPIBridge”的美国专利申请No.12/869,357的优先权。
以引用的方式将上述专利申请的内容明确地并入本文的具体实施方式中。
技术领域
背景技术
已经开发了若干协议来使低速***设备与计算设备或***相连。例如，集成电路间(I2C)总线、串行***接口(SPI)总线、1-Wire总线、UNI/O总线、以及可以用于这种目的的类似协议。在本文中，任意这种总线被称为串行***总线。此外，在本文中，当对用于将低速***设备与计算设备或***相连的装置进行引用时，可以互换使用术语“总线”和“协议”。这种低速***设备可以包括电子可擦写可编程只读存储器(EEPROM)设备、存储器芯片、数模转换器或模数转换器、监视器、扬声器、显示屏、时钟以及本领域技术人员可能已知的其他设备。
USB(通用串行总线)电缆可以在主机设备和一个或多个***设备(例如，移动电话、个人数字助理、个人媒体播放器、像机、打印机、键盘、鼠标以及可拆卸式媒体驱动器)之间提供接口。这种***设备也可被称为从设备或下游设备。也可被称为主设备或上游设备的主机设备通常是计算机***(例如，个人计算机)。
发明内容
附图说明
为了更加完整地理解本公开，现结合附图和具体实施方式来参考以下简要说明，其中类似的附图标记表示类似的部分。
图1示出了根据现有技术的在计算***和串行***总线***之间的连接。
图2示出了根据本公开的实施例的在计算***和串行***总线***之间的连接。
图3示出了根据本公开的实施例的用于控制串行***串行总线***的方法的流程图。
图4示出了适用于实现本公开的若干实施例的处理器和相关组件。
具体实施方式
在开始时应当理解，虽然下文提供了本公开的一个或多个实施例的说明性实现，可以使用当前已知的或现有的任意数目的技术来实现所公开的***和/或方法。本公开不应以任何方式受限于下述说明性实施方式、附图和技术(包括本文说明和描述的示例设计和实施方式在内)，但可以在所附权利要求的范围连同其完全等价范围内作出修改。
本公开的实施例提供了在串行***总线***和计算***上的USB端口之间的连接，而不使用连接组件中的固件。在连接组件中没有固件可以消除对固件维护或修改的需求。可以将基于串行的软件指令存储在计算***上，并将该基于串行的软件指令通过连接组件传递到串行***总线***中。
图1示出了可能已经在现有技术中使用的用于将串行***总线***连接到计算***上的USB端口的配置。计算***100可以是台式计算机、膝上型计算机、智能电话、个人数字助理、嵌入式***或能够处理基于软件的指令并且能够与一个或多个***设备相连的类似设备或***。***设备可以经由USB端口120与计算***100相连。串行***总线***130可以包括遵循I2C协议、SPI协议或类似协议的一个或多个设备。
之前，当在计算***100上的USB端口120和串行***总线***130之间需要连接时，可以使用桥接器组件140来连接这两个***。可以从计算***100发送基于USB的消息到桥接器140，然后，桥接器140可以将对应的基于串行的消息发送到串行***总线***130。桥接器140可以包括执行固件150的微控制器，固件150将基于USB的消息转换为基于串行的消息。即，固件150可以识别基于USB的消息，并当固件150识别从计算***100接收到的USB消息时，固件150使桥接器140执行对应的与串行***总线***130相关的基于串行的操作。可以担当桥接器140的设备的示例是“PSoC USB至I2C”设备。
在桥接器140中已经部署固件150之后的某个时间点上，可能需要维护或修改固件150。因为这种维护或修改行为可能耗时并容易发生错误，所以希望消除在计算***100和串行***总线***130之间的连接中对固件150的使用。
在实施例中，计算***可以通过不使用固件的桥接器组件向串行***总线***发送消息。第一组件可以与计算***上的USB端口相连，并且使USB端口对计算***表现得好像串口一样。然后，计算***可以通过USB端口向第一组件发送基于串行的消息。第二组件可以与第一组件相连，并且从第一组件接收基于串行的消息。然后，第二组件可以将基于串行的消息转换为适用于串行***总线***的格式。串行***总线***可以与第二组件相连，并且从第二组件接收消息。
图2示出了这种***的实施例。具有USB端口120的计算***110与第一组件210相连，第一组件210能够桥接USB协议和通用异步接收机/发射机(UART)协议。在所示实施例中，第一组件210是虚拟COM端口(例如未来技术设备国际(FTDI)FT232BL设备或Prolific Technology，Inc.PL-2303HX设备)。在其他实施例中，第一组件210可以是能够桥接USB协议和UART协议的和/或能够使USB端口120表现为串口的任意其他组件。
第一组件210与能够桥接UART协议和串行***总线协议的第二组件220相连。在所示实施例中，第二组件220是UART-I2C控制器(例如NXP半导体制造的NXP SC18IM700)。在其他实施例中，第二组件220可以是能够桥接UART协议和串行***总线协议的任意其他组件。通常在数据手册中指定第二组件220的能力。例如，对于UART-I2C控制器，数据手册可以指定将由指定的UART输入产生的I2C输出。
与图1的桥接器140相反，虚拟COM组件210和UART-I2C组件220都不包含固件或微控制器。即，虚拟COM组件210和UART-I2C组件220是不包括用于存储或执行基于软件或基于固件的指令的能力的硬件组件。取而代之的是，在计算***110上存储和执行用于通过串口通信的基于软件的指令。该基于软件的指令对应于在数据手册中定义的用于UART-I2C组件220的指令，使得在计算***110上执行的基于串行的指令在经过虚拟COM组件210之后，引起对UART-I2C组件220的恰当输入。UART-I2C组件220是硬接线的，以在接收到指定的输入之后执行与串行***总线***130相关的指定动作。因此，当计算***110通过虚拟COM组件210向UART-I2C组件220发送合适的串行命令时，UART-I2C组件220执行与串行***总线***130相关的合适动作。
在实施例中，计算***110包括与用于UART-I2C组件220的数据手册中定义的指令相对应的基于串行的指令的库115。即，一个或多个指令可以存储在计算***110的存储器组件中，并且当从存储器中取回指令并且通过虚拟COM组件210向UART-I2C组件220发送该指令时，UART-I2C组件220执行与取回的指令相对应的动作。
图3是示出了用于控制串行***总线***的方法300的实施例的流程图。在步骤310，计算***从存储器中取回至少一个基于串行的指令，该基于串行的指令对应于由能够桥接UART协议和串行***总线协议的组件所能够执行的动作。在步骤320，计算***通过USB端口向能够使USB端口对计算***表现为串口的组件发送至少一个基于串行的指令。能够使USB端口表现为串口的组件向能够桥接UART协议和串行***总线协议的组件发送至少一个基于串行的指令。能够桥接UART协议和串行***总线协议的组件在串行***总线***中引起与该至少一个基于串行的指令相对应的动作。
图2的计算***110可以包括能够执行与上述动作相关的指令的处理组件。图4示出了***1300的示例，***1300包括适用于实现本文公开的一个或多个实施例的处理组件1310。除了处理器1310(可以将其称作中央处理器单元或CPU)之外，***1300还可以包括网络连接设备1320、随机存取存储器(RAM)1330、只读存储器(ROM)1340、辅助存储1350和输入/输出(I/O)设备1360。这些组件可以经由总线1370彼此通信。在一些情况下，这些组件中的一些可以不存在，或可以以各种组合方式彼此结合或与图中未示出的其他组件结合。这些组件可以位于单一物理实体中，或位于多于一个物理实体中。本文所述的由处理器1310所进行的任何动作可以由处理器1310单独或由处理器1310与图中已示出或未示出一个或多个组件(如数字信号处理器(DSP)1380)一起来进行。尽管将DSP1380示出为分离的组件，可以将DSP1380并入处理器1310中。
处理器1310执行其可以从网络连接设备1320、RAM1330、ROM1340或辅助存储器1350(其可以包括各种基于盘的***，如硬盘、软盘、或光盘)中访问的指令、代码、计算机程序或脚本。尽管仅示出一个CPU1310，可以存在多个处理器。因此，尽管将指令讨论为由处理器来执行，指令可以由一个或多个处理器同时、顺序或以其他方式来执行。可以将处理器1310实现为一个或多个CPU芯片。
网络连接设备1320可以采取以下形式：调制解调器、调制解调器组、以太网设备、通用串行总线(USB)接口设备、串行接口、令牌网设备、光纤分布式数据接口(FDDI)设备、无线局域网(WLAN)设备、射频收发信机设备，如码分多址接入(CDMA)设备、全球移动通信***(GSM)无线收发信机设备、全球微波接入互操作性(WiMAX)设备、数字订户线路(xDSL)设备、有线数据服务接口规范(DOCSIS)调制解调器、和/或其它众所周知的用于连接至网络的设备。这些网络连接设备1320可以使得处理器1310能够与互联网或者一个或者多个电信网络或处理器1310可以从其接收信息或向其输出信息的其他网络进行通信。
网络连接设备1320还可以包括能够以电磁波(如射频信号或微波频率信号)的形式无线发送和/或接收数据的一个或多个收发信机组件1325。备选地，该数据可以在电导体的表面之中或之上、同轴电缆中、波导管中、光介质中(如光纤)、或者在其他介质中传播。收发信机组件1325可以包括分离的接收和发送单元或单一的收发信机。由收发信机1325发送或接收的信息可以包括已由处理器1310处理的数据或要由处理器1310执行的指令。可以以例如计算机数据基带信号或在载波中体现的信号的形式，从网络接收和向网络输出这种信息。可以根据处理或产生数据或者发送或接收数据所期望的不同顺序对该数据排序。可以将基带信号、在载波中嵌入的信号、或当前使用或者之后开发的其它类型的信号称为传输介质，并且可以根据本领域技术人员众所周知的若干方法来产生这些信号。
RAM1330可以用于存储易失性数据并且可能用于存储由处理器1310执行的指令。ROM1340是一般具有比辅助存储1350的存储器容量的更小存储器容量的非易失性存储器设备。ROM1340可以用于存储指令以及可能存储在指令执行期间读取的数据。对RAM1330和ROM1340的访问一般快于对辅助存储器1350的访问。辅助存储器1350一般包括一个或者多个盘驱动器或者带驱动器，并且可以用于数据的非易失性存储，或者如果RAM1330不足以容纳所有工作数据时，辅助存储器1350还要用作溢出数据存储设备。辅助存储器1350可以用于存储程序，当选择执行该程序时将该程序加载至RAM1330。
I/O设备1360可以包括液晶显示器(LCD)、触摸屏显示器、键盘、键区、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、读卡器、纸带读取器、打印机、视频监视器、或者其它众所周知的输入设备。同样地，取代网络连接设备1320的组件或除了网络连接设备1320的组件以外，可以将收发信机1325看作I/O设备1360的组件。
在实施例中，提供了桥接器。所述桥接器包括第一组件，被配置为：与USB端口相连；通过所述USB端口接收基于串行的消息；以及向所述第一组件上的输出端口传输基于串行的消息。所述桥接器还包括第二组件，被配置为：与所述第一组件的所述输出端口相连，接收所述基于串行的消息；以及在引起与串行***总线***相关的动作，所述动作对应于所述基于串行的消息。
在另一实施例中，提供了计算***。所述计算***包括存储组件，所述存储组件被配置为：存储至少一个基于串行的指令，所述至少一个基于串行的指令对应于由能够桥接UART协议和串行***总线协议的组件所能够执行的动作。所述计算***还包括：处理器，被配置为通过USB端口向能够使所述USB端口对所述计算***表现为串口的组件发送所述至少一个基于串行的指令，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件向能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件发送所述至少一个基于串行的指令。能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件在串行***总线***中引起与所述至少一个基于串行的指令相对应的动作。
在另一实施例中，提供了一种用于控制串行***总线***的方法。所述方法包括：计算***从存储器取回至少一个基于串行的指令，所述至少一个基于串行的指令对应于由能够桥接UART协议和串行***总线协议的组件所能够执行的动作。所述方法还包括：所述计算***通过USB端口向能够使USB端口对所述计算***表现为串口的组件发送所述至少一个基于串行的指令。能够使所述USB端口表现为串口的组件向能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件发送所述至少一个基于串行的指令。能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件在所述串行***总线***中引起与所述至少一个基于串行的指令相对应的动作。
尽管在本公开中已经提供了若干实施例，但应当理解：在不脱离本公开的精神或范围的前提下，可以以很多其他的特定形式实现所公开的***和方法。可以将本示例视为说明性的而不是限制性的，并且其意图不限于本文所给出的细节。例如，可以在另一***中合并或集成各种元件或组件，或可以省略或不实现特定的特征。
此外，在不脱离本公开的范围的前提下，在各种实施例中描述和说明为离散或分离的技术、***、子***和方法可以与其他***、模块、技术或方法合并或集成。示出为或讨论为耦合的或直接耦合的或相互通信的其他项目可以是间接耦合的，或通过一些接口、设备或中间组件，不管是电子地、机械地或以其他形式地通信。本领域技术人员可确定改变、代替和变更的其他示例，并且在不脱离本文公开的精神和范围的前提下，可以作出改变、代替和变更的其他示例。
Claims (15)
1.一种桥接器，包括：
第一组件，被配置为：与通用串行总线USB端口相连，通过所述USB端口接收基于串行的消息，以及向所述第一组件上的输出端口传输所述基于串行的消息；以及
第二组件，被配置为：与所述第一组件的所述输出端口相连，接收所述基于串行的消息，以及引起与串行***总线***相关的动作，所述动作对应于所述基于串行的消息。
2.根据权利要求1所述的桥接器，其中，所述第一组件和所述第二组件都不包括固件。
3.根据权利要求1所述的桥接器，其中，所述第一组件和所述第二组件都不包括微控制器。
4.根据权利要求1所述的桥接器，其中，所述第一组件是虚拟COM组件。
5.根据权利要求1所述的桥接器，其中，所述第二组件是通用异步接收机/发射机UART至集成电路间I2C控制器。
6.一种计算***，包括：
存储组件，被配置为：存储至少一个基于串行的指令，所述基于串行的指令对应于由能够桥接通用异步接收机/发射机UART协议和串行***总线协议的组件所能够执行的动作；以及
处理器，被配置为：从所述存储组件取回至少一个基于串行的指令，并通过通用串行总线USB端口向能够使所述USB端口对所述计算***表现为串口的组件发送所述至少一个基于串行的指令，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件向能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件发送所述至少一个基于串行的指令，以及能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件在串行***总线***中引起与所述至少一个基于串行的指令相对应的动作。
7.根据权利要求6所述的计算***，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件和能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件都不包括固件。
8.根据权利要求6所述的计算***，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件和能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件都不包括微控制器。
9.根据权利要求6所述的计算***，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件是虚拟COM组件。
10.根据权利要求6所述的计算***，其中，能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件是UART至集成电路间I2C控制器。
11.一种用于控制串行***总线***的方法，包括：
计算***从存储器取回至少一个基于串行的指令，所述至少一个基于串行的指令对应于由能够桥接通用异步接收机/发射机UART协议和串行***总线协议的组件所能够执行的动作；以及
所述计算***通过通用串行总线USB端口向能够使所述USB端口对所述计算***表现为串口的组件发送所述至少一个基于串行的指令，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件向能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件发送所述至少一个基于串行的指令，以及能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件在所述串行***总线***中引起与所述至少一个基于串行的指令相对应的动作。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件和能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件都不包括固件。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件和能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件都不包括微控制器。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，能够使所述USB端口表现为串口的组件是虚拟COM组件。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，能够桥接所述UART协议和所述串行***总线协议的组件是UART至集成电路间I2C控制器。
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Application publication date: 20130612 |