如何更好地設計面向在板燒錄的產(chǎn)品-單線(xiàn)串口篇

　　摘要：

　　通過(guò)AK100Pro連接芯片的單線(xiàn)異步串行接口實(shí)現在板燒錄，只需要一根信號線(xiàn)，照樣也可以達到高速通訊的效果，絲毫不遜于標準的異步串行接口，最主要的，采用單線(xiàn)串口還能減少繁瑣接線(xiàn)的煩惱。

　　在設計當中，總會(huì )遇到特殊的編程口線(xiàn)

　　現在的芯片集成度越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，甚至連集成的板子，也默默地把硬幣給比下去了：

　　圖一核心板與硬幣對比圖

　　可是，要在如此少的管腳上集成更多功能，只有裁剪通信口線(xiàn)。在這時(shí)候，單線(xiàn)的串行接口就有了用武之地。

　　新的需求來(lái)了，現有調試下載的工具，是否支持新的通訊接口呢?下面就以最近的一個(gè)案例做一個(gè)剖析：外商客戶(hù)需要添加一廠(chǎng)商芯片的燒錄支持，通過(guò)了解該芯片的編程資料，發(fā)現用于燒錄的通訊引腳只有一根，但采用的是標準異步串行接口的協(xié)議。

　　單線(xiàn)串口的接口原理

　　所謂單線(xiàn)串口(全稱(chēng)為“單線(xiàn)異步串行通訊接口”，本文中簡(jiǎn)稱(chēng)為“單線(xiàn)串口”)，采用的是跟標準串口(全稱(chēng)為“標準異步串行通訊接口”，本文中簡(jiǎn)稱(chēng)為“標準串口”)一樣的通訊協(xié)議。唯一的區別，不同于標準串口的兩根數據線(xiàn)(Txd和Rxd)，單線(xiàn)串口只有一根數據線(xiàn)來(lái)同時(shí)兼備發(fā)送和接收功能。因此，單線(xiàn)串口采用半雙工的通訊方式，具體的單線(xiàn)串口接線(xiàn)圖可參考圖二所示。

　　圖二單線(xiàn)串口芯片接線(xiàn)圖

　　只需要接入四根線(xiàn)(MOD，/RESET，VCC，GND)就可以完美進(jìn)行燒錄了。外商設計的這個(gè)通訊口(MOD/IO)還可以被用來(lái)做工作模式選擇，即在上電復位的同時(shí)，檢測MOD管腳的輸入時(shí)序波形，從而進(jìn)入到不同的工作模式，如單線(xiàn)串口編程模式等。進(jìn)入單線(xiàn)串口編程模式后，MOD管腳的功能轉換為數據通訊。掌握這個(gè)規則，AK100Pro接好這四根線(xiàn)后，在KFlashPro上點(diǎn)擊“燒寫(xiě)”，就可以輕松實(shí)現燒錄了。

　　剖析單線(xiàn)串口的編程效果

　　擔心燒錄的速度?我們用數據來(lái)說(shuō)明，是快還是慢。該芯片支持最高的通訊速率為500000bps，我們就采用這個(gè)波特率進(jìn)行通訊。圖三是邏輯分析儀(LA2532)抓取燒錄通信時(shí)的時(shí)序數據：

　　圖三 邏輯分析儀(LA2532)捕捉到的數據

　　先說(shuō)說(shuō)數據代表的意思，該段波形截取于“燒寫(xiě)+校驗”的過(guò)程。對于兩串比較長(cháng)的數據，較短的是燒錄的數據，發(fā)送完這段數據后，接著(zhù)發(fā)送查詢(xún)狀態(tài)指令等待芯片燒錄完畢并響應，然后下發(fā)讀取指令，較長(cháng)的是讀取上來(lái)進(jìn)行校驗的數據。

　　從圖中看到，從讀取數據到下一包下發(fā)的燒錄數據間隔只有3.5ms，扣除預留官方2ms響應時(shí)間，AK100Pro對數據包解析、校驗和功能轉換等操作，花費時(shí)間2ms不到。

　　總結

　　燒錄時(shí)間短、通信口線(xiàn)少、占板空間小，單線(xiàn)串行的產(chǎn)品，在小型化可穿戴市場(chǎng)必將大行其道。