Spi总线节点设备及其通信方法以及spi总线拓扑的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及SPI总线，尤其涉及一种SPI总线节点设备及其通信方法以及SPI 总线拓扑。
【背景技术】
[0002] 串行外设接口（SerialPeripheralInterface,SPI)是一种高速、全双工、同步的 通信总线。这种总线的优点是在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为 PCB的布局上节省空间，提供了方便。但是这种总线的缺点也很明显，即没有指定的流控制， 没有应答机制确认是否接收到数据。
[0003] 为了克服SPI总线的缺点，工程上都会在SPI总线协议的基础上添加一个私有协 议，这个私有协议位于SPI总线协议的上层，也就是私有协议仅仅利用SPI总线实现数据的 收发，而数据的管理则由私有协议进行。
[0004]目前，私有协议大都由工程师自己定义，这样定义的协议可靠性较差，效率较低， 而且不能通用。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种SPI总线节点设备以及SPI总线拓扑，其具 有更高的可靠性和通用性。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种SPI总线节点设备，包括SPI总线接口、 接收数据缓存器、发送数据缓存器、CANopen协议单元以及存储器，该CANopen协议单元连 接该接收数据缓存器和该发送数据缓存器且该CANopen协议单元中配置CANopen协议，使 该SPI总线节点设备在SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议，该存储器连接该 CANopen协议单元且储存对象字典，该对象字典用于和应用层交换数据。
[0007] 可选地，该对象字典的各条目为该SPI总线节点设备的各功能的映射。
[0008] 可选地，该SPI总线节点设备可以配置为主设备。
[0009] 可选地，该SPI总线节点设备可以配置为从设备。
[0010] 可选地，其特征在于，该SPI总线节点设备具有节点识别号。
[0011] 可选地，该SPI总线节点设备传输的数据包遵循CANOpen协议的规定。
[0012] 本发明还提出一种SPI总线拓扑，包括多个SPI总线节点设备，每一SPI总线节点 设备包括SPI总线接口、接收数据缓存器以及发送数据缓存器，其特征在于，该SPI总线节 点设备还包括CANopen协议单元和存储器，该CANopen协议单元连接该接收数据缓存器和 该发送数据缓存器且该CANopen协议单元中配置CANopen协议，使该SPI总线节点设备在 SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议，该存储器连接该CANopen协议单元且储存 对象字典，该对象字典用于和应用层交换数据。
[0013] 可选地，该多个SPI总线节点设备包括一个主设备和至少一个从设备。
[0014] 可选地，该对象字典的各条目为该SPI总线节点设备的各功能的映射。
[0015] 可选地，每个SPI总线节点设备具有节点识别号，且各SPI总线节点设备的节点识 别号不同。
[0016] 可选地，各SPI总线节点设备之间传输的数据包遵循CANOpen协议的规定。
[0017] 本发明还提供一种SPI总线节点设备的通信方法，该方法包括以下步骤：在SPI总 线节点设备设置CANopen协议单元，CANopen协议单元连接SPI总线节点设备的接收数据 缓存器和发送数据缓存器，且CANopen协议单元中配置CANopen协议；在SPI总线节点设备 的存储器中储存对象字典，该存储器连接CANopen协议单元；使用CANopen协议单元使得在 SPI总线协议上层的数据收发遵循CANopen协议；以及使用该对象字典和应用层交换数据。
[0018] 与现有技术相比，本发明通过在SPI总线节点设备中配置CANopen协议单元和储 存对象字典的存储器，使得各SPI总线节点设备能够在SPI总线协议上运行CANopen协议， 从而模拟成CAN设备。由于CANOpen通信协议是成熟、稳定和高效的协议，将SPI总线节点 设备模拟成CAN设备，提高了SPI总线节点设备之间通信的可靠性，并且克服了私有协议缺 乏通用性的问题。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明第一实施例的SPI总线拓扑结构图。
[0020] 图2是本发明第二实施例的SPI总线拓扑结构图。
【具体实施方式】
[0021] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明。
[0022] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限 制。
[0023] 第一实施例
[0024] 图1是本发明第一实施例的SPI总线拓扑结构图。参考图1所示，本实施例的SPI 总线拓扑结构100包括SPI总线节点设备110和120,二者间通过SPI总线130连接。SPI 总线节点设备110是主设备，SPI总线节点设备120是从设备。SPI总线130典型地包括 4根线，它们是MOSI(数据输入）线、MISO(数据输出）线、SCLK(时钟）线、SS(片?。┫?。 MOSI是用于主设备110的数据输出，从设备120的数据输入。MISO用于主设备110的数据 输入，从设备120的数据输出。SCLK是时钟信号，由主设备110产生。SS用于发送从设备 120的使能信号，由主设备110控制。
[0025] SPI总线节点设备110包括SPI总线接口 111、接收数据缓存器112以及发送数据 缓存器113这些SPI总线节点设备的基本配置。SPI总线接口 111连接SPI总线130,因此 SPI总线接口 111对应的配备4个针脚。SPI总线接口 111可以发送和接收数据，发送时钟 信号和从设备使能信号。接收数据缓存器112连接SPI总线接口 111，负责接收数据的缓 存。发送数据缓存器113也连接SPI总线接口 111，负责发送数据的缓存。
[0026] 在本实施例中，SPI总线节点设备110还包括CANopen协议单元114和存储器115。 CANopen协议单元114连接接收数据缓存器112和发送数据缓存器113。CANopen协议单元 114中配置CANopen协议，使SPI总线节点设备110数据收发遵循CANopen协议。CANopen协议是一种架构在控制局域网络（ControllerAreaNetwork,CAN)上的高层通讯协议，具 有成熟、稳定和高效的特点。在此，CANopen协议是运行在SPI总线协议的上层，用来弥补 SPI总线协议没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收