TW201505353A - 藉由電子電路串列通訊的系統與方法 - Google Patents

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Abstract

一馬達驅動器，包括至少二端子，適於耦接至一馬達控制器及當該馬達驅動器控制一馬達時接收一馬達命令訊號及傳送一馬達狀態訊號。一串列資料通訊電路可被組構以當該等至少二端子係閒置時透過該等至少二端子來發送及接收串列資料。

Description

藉由電子電路串列通訊的系統與方法
本揭露係有關用於串列通訊之電路、系統、及處理，具體言之，係有關於I2C通訊之電路、系統、及處理。
I2C是一種二線路(two-wire)串列資料通訊協定。其被廣泛地應用於例如(但不限於)：讀取及寫入記憶體(例如EEPROM記憶體、PCI卡管理)、存取低速DAC及ADC、管理監視器或LCD設定、控制揚聲器及音訊系統、透過汽車通訊網路來通訊等。
提供I2C介面之積體電路(IC)需要專屬於I2C資料訊號之兩個針腳。I2C協定需要提供I2C時脈訊號之SCL訊號及提供I2C資料訊號之SDA訊號。因此，I2C需要兩個針腳：一個用於SCL訊號而一個用於SDA訊號。
某些積體電路以通常被使用於其他功能的針腳藉由於I2C與另一(例如平行)通訊模式之間或I2C及與積體電路相關聯的其他功能之間進行切換來實現I2C通 訊。然而，於I2C模式及非I2C模式之間進行切換的電路通常需要額外的針腳、或某些其他機構，以關閉或開啟I2C模式。
本揭露說明透過串列通訊鍊結用於通訊之系統及方法。
於一實施例中，一種馬達驅動器，包含至少二端子，適於耦接至一馬達控制器及當該馬達驅動器控制一馬達時接收一馬達命令訊號及傳送一馬達狀態訊號。馬達驅動器可亦包括一串列資料通訊電路，組構以當該等至少二端子係閒置時透過該等至少二端子來發送及接收串列資料。
於一實施例中，至少二端子之其中一者為一起動接腳，用以接收能夠起動該馬達之一訊號，而至少二端子之其中一者為一鎖定接腳，其上係提供表示該馬達之速度是否被鎖定至一頻率參考之一訊號。透過該等端子發送之該串列資料可包含I2C訊號。其特徵可包括下列一或多者。該等端子之至少其中一者可經組構為一SCL輸入訊號且該等端子之另一者可經組構為一SDA共用的匯流排訊號。該串列資料通訊電路可被組構以發送及接收串列資料以控制該馬達驅動器、該馬達、或兩者之測試及/或該馬達驅動器之程式化。該串列資料通訊電路可被組構以當該馬達不運行及/或當I2C開始狀況被接收時經由該等端 子來通訊及/或該電路可為永遠主動接收或傳送串列資料。
於另一實施例中，一種方法，包含下列步驟：當一馬達驅動器控制一馬達時接收一馬達命令訊號及傳送一馬達狀態訊號於該馬達驅動器之至少二端子上。該方法亦可包括下列步驟：當該等至少二端子係閒置時透過該等至少二端子來驅動串列資料通訊訊號。
於一實施例中，接收該馬達命令訊號之步驟包含於至少二端子之其中一者上接收表示是否起動該馬達之一訊號，而傳送該狀態訊號之步驟包含於至少二端子之其中一者上傳送表示該馬達之速度是否被鎖定至一參考頻率之一訊號。驅動串列資料通訊訊號之步驟包括驅動I2C訊號於該等至少二端子之其中一或兩者上。其特徵可包括下列一或多者。驅動串列資料通訊訊號可包括驅動一SCL訊號於一第一端子及驅動一SDA訊號於一第二端子、發送及/或接收測試訊號及/或程式化訊號。該串列資料通訊訊號可在I2C開始狀況被接收之後被驅動。驅動串列資料通訊訊號可包括提供耦接至該等端子之一收發器，其為永遠主動以發送或接收該等串列資料通訊訊號。
亦說明一種電路，包含：至少二端子，於耦接至一控制電路及當該電路操作時接收一命令訊號於該等至少二端子之一第一端子上及傳送一狀態訊號於該等至少二端子之一第二端子上。串列資料通訊模組可被組構以當該等第一與第二端子係閒置時經由該等第一與第二端子來 發送及接收串列資料。
10‧‧‧馬達驅動器
10a‧‧‧起動接腳
10b‧‧‧鎖定接腳
10c‧‧‧I/O束
10d‧‧‧束
10e‧‧‧針腳
10f‧‧‧頻率參考針腳
12‧‧‧馬達
14‧‧‧馬達控制器
16‧‧‧介面
18‧‧‧馬達線圈驅動器模組
20‧‧‧馬達控制邏輯模組
22‧‧‧頻率參考訊號
24‧‧‧起動訊號
26‧‧‧控制訊號
28‧‧‧反饋訊號
30‧‧‧鎖定訊號
32‧‧‧串列通訊模組
34‧‧‧多工器
36‧‧‧決定電路
38‧‧‧SDA訊號
40‧‧‧反饋電路
200‧‧‧EEPROM
202‧‧‧I2C接收器
204‧‧‧序列進並列出模組
206‧‧‧可載入可定址暫存器(
208‧‧‧寫入至並列進序列出模組
212‧‧‧SDO線路
214‧‧‧PISO
216‧‧‧多工器
218‧‧‧邏輯閘極
220‧‧‧邏輯閘極
222‧‧‧緩衝器
300‧‧‧閘極驅動器
302‧‧‧熱監視器
400‧‧‧方塊
402‧‧‧方塊
404‧‧‧方塊
406‧‧‧方塊
408‧‧‧方塊
409‧‧‧方塊
410‧‧‧方塊
412‧‧‧方塊
414‧‧‧方塊
416‧‧‧方塊
418‧‧‧方塊
420‧‧‧方塊
422‧‧‧方塊
424‧‧‧方塊
426‧‧‧方塊
428‧‧‧方塊
430‧‧‧方塊
432‧‧‧方塊
434‧‧‧方塊
436‧‧‧方塊
第1圖為提供串列資料通訊之馬達驅動器的方塊圖。
第2圖為包括串列通訊模組之馬達控制器的部份之方塊圖。
第3圖為提供串列通訊之馬達驅動器的方塊圖。
第4圖為串列通訊之流程圖。
圖式中類似元件符號表示類似元件。包括流程圖及方塊圖之圖式係用以說明用而非用以限制本揭露之範疇。雖然圖式以特定數目、配置、或順序的方塊顯示方塊圖及流程圖，其僅為例示用。其他配置及順序係在本揭露之範疇內。
在說明本發明之前，先解釋某些介紹性的概念及術語。
如所屬技術領域所已知者，旋轉馬達可扮演如同產生器。旋轉馬達所產生的電動勢可被稱為反電動勢(back-EMF)。由此反電動勢所產生的訊號可被測量以決定馬達之位置及速度。舉例來說，反電動勢訊號之強度可直接與馬達之速度成正比。在某些情況中，這些訊號可在不 需要外部感測器的情況下被測量。在這些所謂的「無感測器(sensorless)系統」中，反電動勢訊號可從馬達被直接反饋至馬達驅動器電路之輸入中。
如此處所使用者，用語「馬達驅動器(motor driver)」係被使用以描述驅動外部馬達之一電路或複數個電路。馬達驅動器可包括一IC或其他類型的矽晶片，其可包括離散組件，或其可包括IC及離散組件的組合。
如此處所使用者，用語「磁場感測元件(magnetic field sensing element)」係被使用以描述可感測磁場的多種電子元件。磁場感測元件可為(但不限於)例如哈爾效應(Hall effect)元件、磁阻元件、磁電晶體、或分解器。
不同類型的哈爾效應元件亦可被使用以測量馬達之位置及速度。這些哈爾效應元件包括例如平面式哈爾元件、垂直式哈爾元件、及圓形垂直式哈爾(circular vertical hall；CVH)元件。如所屬技術領域中亦已知者，有不同類型的磁阻元件，舉例來說，半導體磁阻元件(例如銻化銦(Indium Antimonide；InSb)、巨磁阻(GMR)元件、各向異性磁阻元件(AMR)、穿隧磁阻(TMR)元件、及磁性穿隧接面(magnetic tunnel junction；MTJ)。磁場感測元件可為單一元件或者可包括以各種組態(例如半橋接或全(惠司同(Wheatstone))橋接)配置的二或更多個磁場感測元件。根據裝置類型及其他應用需要，磁場感測元件可為以第IV族半導體材料(例如矽(Si)或鍺(Ge))或第III-V族 半導體材料(例如砷化鎵(GaAs)或銦化合物(例如銻化銦(InSb)))或另一化合物半導體材料InGaAsP、或高移動性材料(例如GaN)所製成的裝置。
如此處所使用者，用語「訊號(signal)」係被使用以描述電子特性(類比或數位)，其可隨時間改變。相反的，如此處所使用者，用語「值(value)」係被使用以描述傾向靜止或傾向有時改變之數位電子值。然而用語「訊號」及「值」亦可被交換地使用。
如此處所使用者，用語「軟體(software)」及「韌體(firmware)」可參照儲存於依電性或非依電性電腦可讀取儲存媒體(例如硬碟或記憶體)之電腦可讀取指令。電腦可讀取指令可被儲存於ROM、RAM、或其他類型的記憶體。當被處理器所讀取時，指令可造成處理器或處理器周圍的其他電路施行特定功能或操作。雖然稱為「電腦可讀取(computer-readable)」，指令不一定要被傳統膝上型或桌上型電腦所存取或執行。取而代之的是，電腦可讀取的指令可藉由能讀取及執行指令之任何類型的處理器或電路而被存取或完成。
用語「軟體」及「韌體」亦可參照其他類型的指令，例如微碼(microcode)、機器碼、腳本(script)、或可被儲存於電腦可讀取儲存媒體及由處理器或電路所執行的任何類型的電腦可讀取指令集。
參考第1圖，馬達驅動器10係顯示耦接至馬達12。馬達驅動器10可為經組構以供電及控制馬達12 之一電路或電路之群組。於一實施例中，馬達12可為電馬達，例如有刷馬達、無刷馬達、步進馬達等。於另一實施例中，馬達12可為可由馬達驅動器10所控制之非電馬達(例如內燃機、液壓馬達等)。
馬達驅動器10可被耦接至馬達控制器14。馬達控制器14可為提供命令訊號及指令至告知馬達驅動器10如何控制馬達12的馬達驅動器10之電路或系統。於多個實施例中，馬達控制器亦可提供其他訊號，例如電源、接地、頻率參考訊號等。當然，這些訊號亦可被其他電路及系統提供至馬達驅動器10。
於一實施例中，馬達控制器14可為指定馬達12之控制及操作之外部電路或處理器。馬達控制器14可發送命令至馬達驅動器10以控制馬達12的態樣，例如起動、停止、方向、及速度。馬達驅動器10可接著供給能量及提供電源至馬達12使得馬達12根據命令來施行。舉例來說，馬達控制器14可發送指示馬達驅動器10起動馬達12或將馬達12之速度設定至一特定頻率之命令。當被接收時，馬達驅動器10可接著起動馬達12及將馬達12之速度設定至該特定頻率。馬達控制器14亦可自馬達驅動器10接收反饋訊號，其可由馬達控制器14或其他系統組件所使用以決定是否馬達根據命令訊號來操作、及相應地調整命令訊號。
馬達驅動器10可提供介面16供與馬達控制器14通訊。介面16可包括一或多個針腳或端子、匯流排 等。如所示者，介面16可包括起動接腳10a及鎖定接腳10b。
起動接腳10a可為自馬達控制器14接收起動訊號24之輸入。於一實施例中，起動訊號可為可被使用以開啟及關閉馬達12之DC訊號。舉例來說，當馬達起動訊號為高時，馬達驅動器10可自馬達12移除電源使得馬達12關閉。當起動訊號為低時，馬達驅動器10可供給能量予馬達12使得馬達12運行。於另一實施例中，邏輯位準可被切換使得高起動訊號開啟馬達而低起動訊號關閉馬達。雖然說明為DC訊號，起動訊號亦可為AC訊號、數位訊號等。
鎖定接腳10b可為由馬達驅動器10所驅動之之輸出針腳。馬達驅動器10可提供鎖定訊號30以表示馬達之速度是否鎖定至參考頻率。於一實施例中，馬達驅動器10可接收參考頻率訊號，其表示馬達12應運行的速度。馬達驅動器10可包括反饋電路40，其可包括鎖相迴路(PLL)以「鎖定(lock)」馬達12之速度至所接收的參考頻率。一旦馬達12運行於指定的頻率，馬達驅動器10可聲稱(assert)鎖定訊號使馬達控制器14知道所期望的馬達速度已被達成且該速度被鎖定。
於一實施例中，當馬達12之速度被鎖定時，馬達驅動器10可驅動鎖定訊號為低，而當馬達12沒被鎖定時，馬達驅動器10可驅動鎖定訊號為高，或反之亦然。雖然說明為DC訊號，鎖定訊號亦可為AC訊號、數 位訊號等。
鎖定訊號及起動訊號亦可藉由上拉或下拉電阻器(或其他上拉或下拉機構)被拉高或低，使得馬達控制器14及馬達驅動器10僅需在一方向驅動訊號為高或低(但非一起)。
介面16亦可具有額外的針腳，其係由I/O束10c顯示。I/O束10c可包括額外的控制訊號、電源訊號、接地訊號、匯流排、或任何其他類型的訊號可被使用以控制馬達12或馬達驅動器10或與馬達12或馬達驅動器10通訊。於一實施例中，介面16可為五線(five-wire)馬達介面。於此實施例中，束10c可包含電源訊號、接地訊號、及參考頻率訊號。
頻率參考針腳10f可自馬達控制器14接收頻率參考(FREF)訊號22。FREF訊號22可被使用以設定馬達12之頻率、或速度。舉例來說，要改變馬達12之速度，馬達控制器14可改變FREF訊號22之頻率。馬達驅動器12接著可相應地調整馬達12之速度。於一實施例中，反饋電路40可如上述鎖定馬達12之速度至FREF訊號20之頻率。
於一實施例中，介面16可實現BLDC類型1介面。BLDC類型1介面可包括(但不限於)電源針腳(例如24V)、接地針腳、由馬達控制器14使用以開啟或關閉馬達12之數位START接腳、由馬達控制器14使用以提供馬達目標速度或頻率之FREF(頻率參考)針腳、及由馬達 驅動器10使用以當馬達之速度被鎖定至目標速度或頻率時表示之數位LOCK接腳。
於另一實施例中，介面16可實現BLDC類型2介面。BLDC類型2介面可包括(但不限於)以下針腳：電源針腳(例如24V)、接地針腳、由馬達控制器14使用以開啟或關閉馬達12之數位START接腳、由馬達控制器14使用以提供馬達目標速度或頻率之FREF(頻率參考)針腳、由馬達驅動器10使用以當馬達之速度被鎖定至目標速度或頻率時表示之數位READY針腳、由馬達控制器14使用以指明馬達12之旋轉的方向之數位DIR針腳、由馬達控制器14使用以指名是否馬達驅動器10應主動地停止馬達或被動地允許馬達變慢及自己停止之數位BRAKE針腳、及由馬達驅動器10使用以表示馬達12之目前速度的FGO針腳。
束10d可包含使用以驅動馬達12之輸出。由馬達線圈驅動器模組18所驅動的這些輸出可提供能量予馬達12之線圈以開啟及關閉馬達12及控制馬達12之速度。於一實施例中，束10d可包括輸出對，其中一輸出耦接至馬達12之各線圈的各端。舉例來說，若馬達12具有三個線圈，則束10d可包括三對輸出，各對係連接至個別線圈之端。束10d中之輸出亦可當電流流經馬達12之線圈時汲取(sink)電流(亦即作用為電流返徑)。
針腳10e可接收使用以決定馬達12之目前速度的一或多個輸入訊號。所接收的訊號可由反饋機構電路 40使用以提供反饋訊號28以控制馬達之速度、於PLL中鎖定馬達之速度、決定是否馬達正在旋轉或閒置等。反饋電路40可包括含有一或多個磁場感測元件之磁場感測器(例如哈爾效應元件)、磁阻元件(包括巨磁阻元件)、反電動勢模組、或可決定馬達12之速度或位置之任何其他感測器或電路。此反饋電路及系統之範例係說明於2012年12月18日申請之美國專利申請案第13/718,548號，其係讓與本申請案之受讓人，且其內容係併入於此作為參考。
馬達驅動器10亦可包括馬達控制邏輯模組20。馬達控制邏輯模組20可包含邏輯電路及/或軟體以控制馬達12。舉例來說，馬達控制邏輯可自馬達控制器14接收頻率參考訊號22及起動訊號24。馬達控制邏輯模組20接著可發送控制訊號26至馬達線圈驅動器18，其可驅動馬達12。反饋訊號28可被反饋至馬達控制邏輯模組20。當馬達之速度被鎖定時，馬達控制邏輯模組可聲稱鎖定訊號30。
馬達驅動器10亦可包括串列通訊模組32。於一實施例中，串列通訊模組32可為I2C收發器或任何其他類型的串列資料通訊模組。串列通訊模組32可被耦接至針腳10a及針腳10b使得其可透過針腳10a及10b來發送及接收串列通訊訊號。於一實施例中，當串列通訊模組32為I2C收發器時，針腳10a可被使用以發送及接收I2C時脈訊號(亦即SCL訊號)且針腳10b可被使用以發送及接收I2C資料訊號(亦即SDA訊號)。
因為針腳10b係被使用於鎖定訊號30及SDA訊號兩者，所以馬達驅動器10可包括多工器34及決定電路36。決定電路36可決定那個訊號(亦即鎖定訊號30或I2C SDA訊號38)應被發送為輸出訊號至針腳10b。
於一實施例中，串列通訊模組32可在馬達驅動器10被開啟時為主動。換句話說，串列通訊模組32永遠能回應開始狀況在針腳10a、10b之接收。此可允許串列通訊模組32在不需要進入特別的串列通訊模式的情況下及在不需要增加額外的針腳及/或電路至馬達驅動器10以供模式控制用的情況下與馬達控制器14或其他電路通訊。
當馬達12運行時，針腳10b可被使用以與鎖定訊號通訊，而針腳10a可被使用以與起動訊號24通訊。之前提到，當馬達速度被鎖定至參考頻率時，鎖定訊號30可被驅動為低。由於下拉狀況將不允許I2C訊號被傳送，故鎖定訊號30及起動訊號24必須不被下拉於I2C開始狀況及隨後其他I2C資料訊號被成功地通訊。因此，當初始及實現I2C轉換時，馬達12必須被停止或在鎖定訊號30及起動訊號24不被拉低或高的情況下操作。舉例來說，馬達可被運行於測試模式或起動訊號24及鎖定訊號30不被拉高或低的其他操作模式。因此，當這些針腳係閒置或不被聲稱時(亦即，當馬達被停止或在鎖定訊號30及起動訊號24不被拉低或高的情況下操作)，串列通訊模組可透過起動接腳10a及鎖定接腳10b來發送及接收串 列資料。串列通訊模組32可回應串列通訊，例如藉由寫入資料至SDO訊號32。
於一實施例中，當針腳10a及10b係被使用於I2C通訊時，馬達控制器14(或另一外部電路)可驅動SCL訊號。換句話說，馬達控制器14可作用為I2C主(master)而串列通訊模組32可作用為I2C從(slave)。於其他實施例中，串列通訊模組32可驅動SCL訊號且可作用為I2C主。
若馬達控制器14作用為I2C主，則藉由根據I2C協定來提供起動，馬達控制器14可初始I2C通訊。於一實施例中，開始狀況可藉由起動訊號為高及鎖定訊號被拉低而被提供。此可警告串列通訊模組32，針腳10a及10b正被使用於I2C通訊。串列通訊模組32接著可根據I2C協定自控制器14接收I2C通訊，包括起動位元、控制位元組、資料位元組、停止位元等。馬達控制器14及串列通訊模組32接著可根據I2C協定來初始通訊，其中所傳送的各位元組係由另一側所應答(acknowledge)。舉例來說，當於寫入期間馬達控制器14為主時，控制器14可發送資料位元組且驅動器10可應答各位元組，而於讀取期間，驅動器10可發送資料位元組且控制器14可應答各位元組。
第2圖顯示串列通訊模組32及馬達控制器14之另一圖式。於此圖式中，串列通訊模組32可包括EEPROM 200或其他記憶體、及其他電路以支援自 EEPROM 200之讀取及寫入。然而，於替代實施例中，EEPROM 200及任何支援電路可遠離串列通訊模組32。
第2圖顯示針腳10a及10b(分別運送起動及鎖定訊號)如何可被使用以利用I2C通訊自EEPROM 200或其他暫存器讀取及寫入之範例。
EEPROM 200可儲存許多類型的資料以用於許多應用功能。於一應用中，第一組EEPROM暫存器可包含可組構的系統參數，其可被使用以評估或組構驅動器10。第二組可寫入的暫存器支援馬達控制功能，例如起動及停止馬達及改變馬達方向。第三組EEPROM暫存器可為可讀取的暫存器以支援馬達反饋功能且因此，可被使用以儲存例如與馬達速度有關的資訊。
於寫入操作期間，馬達控制器14可藉由在針腳10a及10b聲稱開始狀況及傳送I2C通訊至馬達驅動器10來初始I2C通訊。馬達控制器14接著可發送待被寫入至馬達驅動器10之EEPROM位址。I2C接收器202可接收位址及將其發送至序列進並列出模組(serial-in to parallel-out；SIPO)204，其可將串列資料轉換成並列資料。SIPO 204接著可發送位址至可載入可定址暫存器(loadable addressable register；LDAD)206，其提供位址至EEPROM 200。馬達控制器14接著可發送待被寫入之資料至EEPROM，其可藉由I2C接收器被接收、發送至SIPO 204、接著至LDAD 206、及接著被寫入至EEPROM。串列通訊模組32可包括額外的LDAD 32，如所繪示的。
由於起動及鎖定接腳10a、10b於I2C通訊期間分別仍主動為起動/停止輸入及相位鎖定輸出，控制位元可被使用以將這些功能去能及允許這些針腳獨自操作為I2C匯流排。在該位元被設定之後，馬達操作可經由I2C匯流排被控制。
於讀取操作期間，位址可被傳送至EEPROM 200，如上所述。一旦位址被接收，EEPROM 200可將儲存於該位址的資料寫入至並列進序列出模組(parallel-in serial-out module；PISO)208。PISO 208可將資料轉換至串列資料，其接著可透過I2C匯流排被傳送至馬達控制器14。
於一實施例中，馬達驅動器10可透過SDO線路212送出I2C資料。如所示者，PISO 214可將並列資料轉換成串列資料，其可被耦接至SDO線路212(例如透過多工器216)。當資料被驅動於SDO線路212上時，邏輯閘極218及220可賦能及去能緩衝器222，使得緩衝器222驅動資料於鎖定接腳10b，其中其可藉由馬達控制器14而被接收。
藉由讀取及寫入至馬達驅動器10，馬達控制器14可使用I2C命令以程式化EEPROM 200以組構許多馬達及/或馬達驅動器參數、讀取及寫入測試資料、讀取及寫入用於控制馬達12之控制資料等。
馬達控制器14亦可使用I2C命令以將馬達驅動器10置於測試模式、發送測試命令至馬達驅動器10、 自馬達驅動器10接收測試資料。舉例來說，馬達控制器14(或另一外部電路，例如製造測試夾具)可發送I2C命令以開啟馬達、關閉馬達、於一方向驅動馬達、於另一方向驅動馬達、以一特定速度驅動馬達等。於一實施例中，例如這些之命令可被使用於製造測試程序期間。
第3圖顯示例示馬達驅動器10之額外細節。如所示者，馬達驅動器10可包括額外的電路及模組，包括(但不限於)閘極驅動器300、熱監視器302、電壓調節器、充電泵等。於一實施例中，馬達控制器14可透過針腳10a及10b來發送I2C命令以存取資料或以類似上述關於EEPROM 200的方式來控制這些額外的電路及模組。同樣的，於第3圖中，EEPROM 200及串列通訊模組32係顯示為分開的方塊。
第4圖為說明馬達驅動器10之操作的流程圖。於方塊400中，馬達驅動器10係被重置且開始操作。於方塊402，馬達驅動器10決定是否起動訊號為低及頻率參考訊號是否大於預定的頻率。若是，則沒有I2C開始狀況被偵測，而馬達驅動器10前進至方塊404以開始控制或調節馬達。
於方塊404及406中，馬達控制器10驅動馬達直到馬達12之速度鎖定參考頻率(例如直到PLL鎖定馬達之速度至期望的速度)。於方塊408，一旦速度達到參考頻率，馬達驅動器10可藉由將鎖定訊號拉低而繼續旋轉馬達且可聲稱鎖定訊號。只要馬達控制器14繼續藉由將 其驅動為低而聲稱起動訊號，馬達驅動器10將繼續運行馬達12。於方塊409，一旦起動訊號被解聲稱(de-assert)且被拉高，則馬達驅動器10可前進至方塊410及根據止動(brake)訊號(見例如止動針腳於第3圖)而將馬達變慢及解聲稱鎖定訊號。馬達驅動器10接著可前進至方塊402。
於方塊402中，若起動訊號沒被聲稱或參考頻率小於1kHz，則於方塊412馬達驅動器10可解聲稱鎖定訊號。馬達驅動器10可保持在方塊412直到起動接腳(亦即SCL訊號)為高及鎖定接腳(亦即SDA訊號)為低，其可表示I2C開始狀況，於方塊414。馬達驅動器10可偵測I2C開始狀況於方塊416且使用I2C訊號開始串列通訊於針腳10a及10b(見第1圖)。
方塊418至440顯示例示測試序列，其可藉由經由I2C透過針腳10a及10b與馬達驅動器10通訊而被施行。方塊418至440僅用於例示用。於其他實施例中，馬達驅動器10可使用其他測試序列、或可不包括測試序列。
於方塊418中，馬達驅動器10可發送訊息以供針腳交換。此可將馬達驅動器10及/或馬達控制器14置於測試模式，於其中，針腳功能已被重新指定(re-assign)至許多暫存器或記憶體位置。舉例來說，STARTn針腳、DIR針腳、及BRAKEn針腳(見第3圖)可被交換內部暫存器中的值。暫存器值亦可被稱為STARTn、 DIR、及BRAKEn暫存器值。因此，STARTn、DIR、及BRAKEn針腳所施行的功能可被這些暫存器值取代，其藉由存取及修改這些暫存器值之I2C命令所操作。
於方塊420中，馬達驅動器10可例如使用控制位元來去能鎖定訊號使得針腳10b(第1圖)可被使用作為SDA訊號以用於其餘的測試序列。
若頻率參考訊號大於預定量且I2C訊息包括設定STARTn暫存器值之命令或值，接著馬達驅動器可前進至方塊424。若I2C訊息聲稱設定DIR暫存器值之命令使得DIR=1，則馬達驅動器10可順時針旋轉馬達12，於方塊426。否則，馬達驅動器10可逆時針旋轉馬達12，於方塊428。
在旋轉馬達之後，馬達驅動器可檢查馬達速度是否鎖定至頻率參考訊號，於方塊430。若是，則馬達驅動器可發送I2C訊息至馬達控制器14，表示相位鎖定已被建立，於方塊432。
於方塊434，若停止馬達之I2C訊息被接收，則馬達驅動器10可將馬達變慢，於方塊436。於方塊440，若I2C訊息係被接收以停止測試，則馬達驅動器10可退出測試序列及前進至方塊402。否則，馬達驅動器10可前進至方塊412以繼續測試序列。
所屬技術領域中具有通常知識者將了解到，雖然特定訊號可被如上所述說明為數位訊號或類比訊號，此並非作為限制。於多個實施例中，上述之數位訊號可被 等效的類比訊號取代，反之亦然。同樣地，上述作為接收或產生數位訊號或類比訊號之組件可被接收或產生類比訊號、數位訊號、或其他類型的訊號之等效組件取代。
已說明作為例示各種概念、結構、及技術(其為此專利之主題)之各種實施例，對所屬技術領域中具有通常知識者而言，結合這些概念、結構、及技術之其他實施例可被使用是很顯而易見的。所屬技術領域中具有通常知識者將了解到上述有關用於允許透過連接或是使用其他應用功能之串列通訊(例如I2C協定)之例示馬達驅動器10之電路及技術可被應用至電路之其他類型。舉一範例，電壓調節器連接，例如使用「賦能(enable)」輸入針腳及「於調節範圍中(in regulating range)」針腳之電壓調節器。於此調節器中，串列通訊模組(類似或相同於第1圖之串列通訊模組32)可被耦接至「賦能」及「於調節範圍中」針腳以透過那些針腳來發送及接收串列通訊。當然，串列通訊模組亦可被耦接至可被使用以發送及接收串列資料通訊之任何其他針腳。因此，本專利之範疇應不限制於所說明的實施例，而應僅由後附申請專利範圍之精神與範疇所限制。
10‧‧‧馬達驅動器
10a‧‧‧起動接腳
10b‧‧‧鎖定接腳
10c‧‧‧I/O束
10d‧‧‧束
10e‧‧‧針腳
10f‧‧‧頻率參考針腳
12‧‧‧馬達
14‧‧‧馬達控制器
16‧‧‧介面
18‧‧‧馬達線圈驅動器模組
20‧‧‧馬達控制邏輯模組
22‧‧‧頻率參考訊號
24‧‧‧起動訊號
26‧‧‧控制訊號
28‧‧‧反饋訊號
30‧‧‧鎖定訊號
32‧‧‧串列通訊模組
34‧‧‧多工器
36‧‧‧決定電路
38‧‧‧SDA訊號
40‧‧‧反饋電路

Claims (21)

  1. 一種馬達驅動器，包含：至少二端子，適於耦接至一馬達控制器及當該馬達驅動器控制一馬達時接收一馬達命令訊號及傳送一馬達狀態訊號；及一串列資料通訊電路，組構以當該等至少二端子係閒置時透過該等至少二端子來發送及接收串列資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中至少二端子之其中一者為一起動接腳，用以接收能夠起動該馬達之一訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中至少二端子之其中一者為一鎖定接腳，其上係提供表示該馬達之速度是否被鎖定至一參考頻率之一訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中該串列資料包含I2C訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項之馬達驅動器，其中至少二端子之其中一者係經組構為一SCL輸入訊號且至少二端子之另一者係經組構為一SDA共用的匯流排訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中該串列資料通訊電路係經組構以發送及接收串列資料以控制該馬達驅動器、該馬達、或兩者之測試。
  7. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中該串列資料通訊電路係經組構以發送及接收串列資料以控制該馬達驅動器之程式化。
  8. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中該串列資料通訊電路係經組構以當該馬達不運行時經由該等至少二端子來通訊。
  9. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中該串列資料通訊電路係經組構以當一I2C開始狀況被接收於該等至少二端子上時經由該等至少二端子來通訊。
  10. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動器，其中該串列資料通訊電路為於該等至少二端子上永遠主動接收或傳送串列資料。
  11. 一種方法，包含下列步驟：當一馬達驅動器控制一馬達時接收一馬達命令訊號及傳送一馬達狀態訊號於該馬達驅動器之至少二端子上；及當該等至少二端子係閒置時透過該等至少二端子來驅動串列資料通訊訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中接收該馬達命令訊號包含於該等至少二端子之其中一者上接收表示是否起動該馬達之一訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中傳送該狀態訊號包含於該等至少二端子之其中一者上傳送表示該馬達之速度是否被鎖定至一參考頻率之一訊號。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中驅動串列資料通訊訊號包括驅動I2C訊號於該等至少二端子之其中一或兩者上。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中驅動串列 資料通訊訊號包括驅動一SCL訊號於該等至少二端子之第一者上及驅動一SDA訊號於該等至少二端子之第二者上。
  16. 如申請專利範圍第11項之方法，其中透過該等至少二端子來驅動串列資料通訊訊號包括發送及/或接收測試訊號。
  17. 如申請專利範圍第11項之方法，其中透過該等至少二端子來驅動串列資料通訊訊號包括發送及/或接收程式化訊號。
  18. 如申請專利範圍第11項之方法，其中透過該等至少二端子來驅動串列資料通訊訊號包括當該馬達不運行時發送該串列資料通訊訊號
  19. 如申請專利範圍第11項之方法，其中透過該等至少二端子來驅動串列資料通訊訊號包括在一I2C開始狀況被接收於該等至少二端子之其中一者之後驅動該串列資料通訊訊號。
  20. 如申請專利範圍第11項之方法，其中透過該等至少二端子來驅動串列資料通訊訊號包括提供耦接至該等至少二端子之一收發器，其為永遠主動以發送或接收該等串列資料通訊訊號。
  21. 一種電路，包含：至少二端子，於耦接至一控制電路及當該電路操作時接收一命令訊號於該等至少二端子之一第一端子上及傳送一狀態訊號於該等至少二端子之一第二端子上；及 一串列資料通訊模組，組構以當該等第一與第二端子係閒置時經由該等第一與第二端子來發送及接收串列資料。
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