การทำให้บัสที่ใช้ร่วมกันทำหน้าที่เป็น OR

สำหรับคนที่ใจร้อนคุณสามารถข้ามพื้นหลังได้

พื้นหลัง

ฉันกำลังเขียนโปรแกรมชุดไมโครคอนโทรลเลอร์ที่สื่อสารกับ SPI มีเจ้านายและnทาสหนึ่งคนที่แชร์รถบัส ไม่มีการเลือกชิป (ไม่ใช่การออกแบบที่ไม่ดี แต่nมีขนาดใหญ่และมีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับnบรรทัดเพิ่มเติม)

ดังนั้นจึงเป็นความรับผิดชอบของพวกทาสที่จะรักษามิโซะของพวกเขาไว้ในอิมพีแดนซ์สูงและพวกเขาส่วนใหญ่พูด สิ่งนี้ทำได้โดยการตอบกลับเฉพาะเมื่อมีการลงคะแนน id

ตอนนี้เราต้องการที่จะมีขั้นตอนการค้นพบครั้งแรกที่อาจารย์ค้นพบทาสที่มีรหัสที่แนบมากับมัน เพื่อให้ชีวิตง่ายขึ้น (ในบางแง่มุม) เราต้องการมี id ที่ไม่ซ้ำกัน (และเช่น 32 บิต) สิ่งนี้ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่อาจารย์จะหยั่งเสียงรหัสต่อหนึ่งและดูว่าใครตอบกลับ (มีความเป็นไปได้มากเกินไป)

เพื่อแก้ปัญหานี้ฉันได้วางแผนการค้นหาแบบไบนารีที่ทาสตอบสนองโดยรวมและต้นแบบสามารถค้นหารหัสขั้นต่ำได้อย่างรวดเร็ว ทาสที่มี ID นั้นจะถูกบอกว่าจะไม่เข้าร่วมอีกต่อไปและอัลกอริทึมจะทำซ้ำ (รายละเอียดที่ไม่สำคัญ)

แม้ว่าจะมีปัญหาอย่างหนึ่ง การตอบกลับแบบรวมจำเป็นต้องเป็นตรรกะหรือ (หรือตรรกะ AND) ของการตอบกลับทั้งหมด ฉันได้รับแจ้งว่าสามารถกำหนดค่าสายในลักษณะที่บัส MISO สามารถทำหน้าที่เป็นตรรกะหรือ สิ่งที่ฉันบอกคือ:

• ตั้งค่า MISO เป็น master เป็น Pull-up และ
• ตั้ง MISO บนทาสทุกคนเป็นแบบเปิด

ฉันเคยลองมาแล้ว แต่ถึงแม้จะเป็นแค่ทาสคนเดียวการปรับแต่งนี้ก็ใช้ไม่ได้ (ออสซิลโลสโคปแสดงค่าคงที่เป็นศูนย์ในบรรทัด) ถ้าฉันกำหนดค่า MISO บนต้นแบบเป็นอินพุตความต้านทานสูงฉันจะเห็นว่าออสซิลโลสโคปนั้นแรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือครึ่งซึ่งบิตของเอาต์พุตจากทาสสองตัวนั้นแตกต่างกัน

หมายเหตุ: การกำหนดค่า MISO ให้กับมาสเตอร์เป็นอิมพีแดนซ์สูงและทาสแต่ละตัวเป็นแบบกดดึงฉันสามารถพูดคุยกับแต่ละคนได้แม้ว่าจะมีพวกเขาอยู่บนรถบัสเดียวกันก็ตาม ฉันหมายถึงฉันสงสัยว่ามันเป็นปัญหาของเส้นตรง

คำถาม

คำถามของฉันคือถ้าเป็นไปได้และถ้าเป็นเช่นนั้นฉันจะกำหนดค่าหมุดอินพุตและเอาต์พุตของต้นแบบและทาสได้อย่างไรเพื่อให้สาย MISO ที่ใช้ร่วมกันทำหน้าที่เป็นตรรกะ OR (หรือตรรกะ AND)

แก้ไข

1. ปรากฎว่ามันกลายเป็น OR ด้วยตรรกะเชิงลบจริง (โดยทั่วไปคือ AND)

2. ปัญหาของบ่าวคนเดียวได้รับการแก้ไขโดยการเขียน 1 ไปที่ขาดึงขึ้นบนต้นแบบ ก่อนหน้านี้มีสถานะเริ่มต้นเป็น 0

แก้ไข 2

กลายเป็นทาส ST แทนที่การตั้งค่า GPIO ของ MISO ของฉันเป็น open-drain และถูกบังคับให้สูงเมื่อมีคนเขียน ฉันตัดสินใจปิดปาก SPI และส่งมอบ MISO ในกรณีนี้ด้วยตนเอง

SPI-without-select ของคุณคือสิ่งที่ Microchip ใช้กับชิป MCP23017 (และอื่น ๆ ) ไม่มีอะไรผิดปกติกับวิธีการนั้น

ใช่สิ่งที่คุณต้องการเป็นไปได้ แต่คุณต้องให้ทาสเป็นแบบเปิดโล่ง คุณสามารถโกงได้โดยใส่ไดโอด (schottky) เป็นอนุกรมกับเอาต์พุตแต่ละตัวหากคุณไม่สามารถทำให้มันทำงานแบบ open-drain ได้

วิธีการแจงนับของคุณเป็นวิธีเดียวกับที่ใช้โดยรถบัส one-wire ของ Dallas สำหรับการแจงนับและรถบัส CAN สำหรับการอนุญาโตตุลาการ

แต่ข้อเสียเปรียบที่รุนแรงของวิธีการของคุณก็คือตอนนี้ความเร็วถูก จำกัด ด้วยเวลาที่เพิ่มขึ้นโดยได้แรงต้านจากตัวต้านทานแบบดึง สิ่งนี้จะช้ากว่าเมื่อขับด้วยพุชแบบดึงและอาจ จำกัด ความเร็วที่คุณสามารถใช้งานบัสได้

หากคุณมีสองพินที่จะสำรองทาสแต่ละตัวคุณสามารถใช้โซ่เดซี่และมีรูปแบบการแจกแจงตามตำแหน่งในห่วงโซ่เดซี่

• ตั้งค่า MISO เป็น master เป็น Pull-up และ
• ตั้ง MISO บนทาสทุกคนเป็นแบบเปิด

ฉันเคยลองมาแล้ว แต่ถึงแม้จะเป็นแค่ทาสคนเดียวการปรับแต่งนี้ก็ใช้ไม่ได้ (ออสซิลโลสโคปแสดงค่าคงที่เป็นศูนย์ในบรรทัด)

คุณต้องตรวจสอบว่าอะไรคือความต้านทานเทียบเท่าของขา i / o หลักในโหมดพูลอัพ

โดยทั่วไปแล้วโหมด pull-up มีความต้านทานสูงมากอาจจะ 50 kOhms หรือสูงกว่า มันมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันไม่ให้เข็มหลุดเนื่องจากอีเอ็มไอหรือเสียงอื่น ๆ หรือเพื่อตั้งค่าเริ่มต้นสำหรับสัญญาณควบคุมที่ช้ามากและในเวลาเดียวกันก็ไม่ต้องเปลืองพลังงานมากเกินไปในการทำเช่นนั้น

เมื่อ Wouter ชี้ไปที่บัส open-drain ความเร็วจะถูก จำกัด โดยตัวต้านทานแบบดึงขึ้น ค่าตัวต้านทานที่สูงขึ้นทำให้บัสช้าลง ค่าทั่วไปใน I2C (ซึ่งรับ 100 หรือ 400 kHz) คือ 1 ถึง 5 kOhms คุณจะต้องการความต้านทานแบบดึงขึ้นที่คล้ายกันเพื่อให้ได้ความเร็วที่ใกล้เคียงกัน

ฉันคิดว่าคุณต้องใช้ตัวต้านทาน pull-up ภายนอก (จาก 1 ถึง 5 kOhms หรือมากกว่านั้น) แทนที่จะใช้ i-o pin pull-up ของต้นแบบเพื่อให้โครงร่างนี้ทำงาน

เพื่อให้การทำงานแบบมีสายและบัสทำงานได้โหนดบนรถบัสจะต้องเป็นแบบเปิดโล่งเช่นจะต้องส่งสัญญาณ

• ตรรกะลดลงโดยการดึงลงอย่างมากและ
• ตรรกะสูงโดยตัดการเชื่อมต่อจากบัส

นอกจากนี้รถบัสจะต้องดึงขึ้นอย่างอ่อน

พฤติกรรมที่แปลกประหลาดที่คุณเห็นกับอาจารย์ที่ไม่ได้ส่งสัญญาณเพียงคนเดียวและทาสที่ส่งสัญญาณเพียงคนเดียวสามารถอธิบายได้โดยนายดึงขึ้นอย่างรุนแรงหรือทาสดึงลงอย่างอ่อนแอ

คุณต้องพิจารณาว่าสิ่งใดที่เกิดขึ้นข้างต้น

ใส่ทาสเข้าสู่โหมดความต้านทานสูงและเชื่อมต่อบัสกับกราวด์ผ่านตัวต้านทาน 10k หากแรงดันไฟฟ้าของสายไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญต้นแบบจะถูกดึงขึ้นมาอย่างรุนแรงและคุณจำเป็นต้องแก้ไข มิฉะนั้นให้ทำตามขั้นตอนเดียวกันกับทาส (คราวนี้เชื่อมต่อตัวต้านทานกับ Vcc); หากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทาสจะถูกดึงลงมาเล็กน้อย (แก้ไข) มิฉะนั้นให้มองหาการบิดเบือนเวลาในพื้นที่รอบ ๆ ตัวคุณ

ฉันอยากจะแนะนำให้มีการดึงขึ้นหรือดึงลงบนรถบัสเรื่อย ๆ (ฉันจะถือว่าเป็นแบบเลื่อนขึ้น) และมีทาสขับรถอย่างแข็งขัน (ขับรถสูงและขับต่ำ) เมื่อพวกเขามีอะไรจะพูดและลอยมันเป็นอย่างอื่น . มีคำสั่งที่อยู่แบบสอบถามซึ่งใช้ที่อยู่และมาสก์และสั่งให้สลาฟแต่ละอันส่งออก 00 หรือไม่ทำอะไรเลย (ลอยเอาท์พุทของมัน) ตามว่ามันชอบที่อยู่และรูปแบบ ถ้าเป็นไปได้ให้นายขับรถบัสให้สูงก่อนที่ทาสจะเริ่มขับมัน ขึ้นอยู่กับความแรงของการดึงขึ้นและการที่อาจารย์ขับรถบัสสูงก่อนที่ทาสจะได้รับอนุญาตให้ดึงต่ำอาจจำเป็นต้อง จำกัด ความเร็วบัสในระหว่างขั้นตอนการตั้งค่า ในทางกลับกันเมื่อการตั้งค่าเสร็จสมบูรณ์