内部集成电路系统中的内部集成电路装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于一内部集成电路(Inter-Integrated Circuit，I²C)系统的方法，尤其涉及一种用于一内部集成电路系统中的一内部集成电路装置的控制方法及其内部集成电路装置。

背景技术

随着科技的进步，电子系统的容量愈来愈大，且需要使用愈来愈多的组件。内部集成电路(Inter-Integrated Circuit，I²C)是一种典型的双线接口，用来连结电子系统的处理器或单片机(Microcontroller>

根据内部集成电路系统的规范，内部集成电路系统中的装置包括一个主机装置(master device)及多个从机装置(slave device)。为取得从机装置的信息，主机装置需对从机装置进行轮询(polling)。更明确来说，主机装置需轮询从机装置并检视从机装置的状态是否发生改变，并据此执行一特定操作。然而，若内部集成电路系统中大量的从机装置需要进行轮询时，轮询运作会耗费许多时间并造成主机装置过于忙碌。内部集成电路总线(I²C>

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于内部集成电路(Inter-IntegratedCircuit，I²C)系统中的装置的控制方法，以减少或简化轮询运作，进而改善内部集成电路系统的效率。

本发明公开了一种控制方法，用于一内部集成电路系统的一第一装置，该内部集成电路系统包括一单片机(Microcontroller Unit，MCU)，该控制方法包括从该内部集成电路系统的该单片机接收一第一指示，该第一指示设定该第一装置由一从机模式(slavemode)切换到一主机模式(master mode)；当该第一装置处于该主机模式时，该第一装置自我轮询(polling)该第一装置的一状态信息；在进行轮询以后，判断该第一装置的该状态信息是否与一目标状态匹配；以及当判断该第一装置的该状态信息与该目标状态匹配时，决定执行该内部集成电路系统中一第二装置上的一参数调整。

本发明还公开了一种内部集成电路系统中的装置，其支持一主机模式及一从机模式并包括一寄存器模块、一寄存器控制模块及一内部集成电路控制器。该寄存器模块可用来存储该装置的一状态信息及一模式信息。该寄存器控制模块耦接于该寄存器模块，可用来执行以下步骤：当该装置处于该主机模式时，向该寄存器模块轮询该装置的该状态信息；在进行轮询以后，判断该装置的该状态信息是否与一目标状态匹配；以及当判断该装置的该状态信息与该目标状态匹配时，决定执行该内部集成电路系统中一内部集成电路装置上的参数调整。该内部集成电路控制器耦接于该寄存器模块及该寄存器控制模块，可用来从该内部集成电路系统的一单片机接收一第一指示，该第一指示设定该装置由该从机模式切换到该主机模式。

附图说明

图1为一内部集成电路(Inter-Integrated Circuit，I²C)系统的示意图。

图2为内部集成电路系统中信息流的示意图。

图3为本发明实施例一流程的示意图。

图4为内部集成电路系统中基于图3的流程的信息流的示意图。

图5为内部集成电路系统中基于图3的流程的另一信息流的示意图。

图6为一内部集成电路装置的详细结构的示意图。

图7为本发明实施例一监视系统的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10 内部集成电路系统

100单片机

102、104内部集成电路装置

30 流程

300～310 步骤

I1 第一指示

I2 第二指示

I3 第三指示

I4、I5指示

S1、S2信号

602寄存器模块

604寄存器控制模块

606内部集成电路控制器

608数据选择器

610计数器

70 监视系统

700摄像机

702单片机

704图像传感器

706调制器

710控制中心装置

712屏幕

IMG模拟图像信号

CTRL 控制信号

具体实施方式

请参考图1，图1为一内部集成电路(Inter-Integrated Circuit，I²C)系统10的示意图。内部集成电路系统10包括一单片机(Microcontroller>

请参考图2，图2为内部集成电路系统10中信息流的示意图。首先，单片机100(即主机装置)可传送信号以起始内部集成电路装置102及104(即从机装置)，内部集成电路装置102及104则开始运作。接着，单片机100持续轮询内部集成电路装置104以取得其状态信息，即，单片机100持续轮询内部集成电路装置104以检视内部集成电路装置104的状态是否发生改变。详细来说，单片机100可通过内部集成电路总线(I²C>

内部集成电路总线包括用来传送时钟信号的串行时钟线(serial clock line，SCL)以及用来传送数据的串行数据线(serial data line，SDA)。传统上，在内部集成电路系统中，主机装置的轮询运作代表主机装置在串行数据线上传送信息到一从机装置，该信息指示主机装置需读取一特定从机装置中一寄存器的数据。此信息可被转传到内部集成电路总线上每一从机装置，但只有特定从机装置对此信息进行回应。此从机装置回传一回应消息到主机装置，该回应消息指示主机装置需要的寄存器数据或状态。当主机装置接收到从机装置的寄存器数据或状态以后，主机装置可判断从机装置的状态是否与目标状态匹配。根据其判断结果，主机装置可进一步执行特定操作或设定，例如调整一从机装置上的参数。

由图2的轮询运作可知，单片机100与内部集成电路装置104之间需进行频繁的信息传送及接收，这会消耗单片机100的大量资源，特别是当内部集成电路系统存在大量从机装置需要被轮询的情况。除此之外，轮询请求及回应持续在内部集成电路总线上进行传输，容易干扰电子系统内部其它电路组件，因而造成电磁干扰(electromagneticinterference，EMI)的问题。

请参考图3，图3为本发明实施例一流程30的示意图。如图3所示，流程30可实现于一内部集成电路系统中的内部集成电路装置，例如图1中内部集成电路系统10中的内部集成电路装置104，流程30包括以下步骤：

步骤300：开始。

步骤302：从内部集成电路系统10中的单片机100接收一第一指示，该第一指示设定内部集成电路装置104由从机模式(slave mode)切换到主机模式(master mode)。

步骤304：当内部集成电路装置104处于主机模式时，内部集成电路装置104自我轮询内部集成电路装置104的一状态信息。

步骤306：在进行轮询以后，判断内部集成电路装置104的状态信息是否与一目标状态匹配。

步骤308：当判断内部集成电路装置104的状态信息与目标状态匹配时，决定执行内部集成电路系统10中另一内部集成电路装置102上的参数调整。

步骤310：结束。

根据流程30，内部集成电路装置104支持主机模式及从机模式。内部集成电路装置104可从单片机100接收第一指示，该第一指示设定内部集成电路装置104由从机模式切换到主机模式。换句话说，通过第一指示的传送，单片机100可将内部集成电路装置104设定为主机模式，单片机100同时自我设定为从机模式。因此，内部集成电路装置104可作为主机装置，并开始执行自我轮询。内部集成电路装置104可自我轮询内部集成电路装置104的状态信息，并在进行轮询以后判断内部集成电路装置104的状态信息是否与一目标状态匹配。当内部集成电路装置104判断状态信息与目标状态匹配以后，内部集成电路装置104可决定执行内部集成电路装置102上的参数调整。

请参考图4，图4为内部集成电路系统10中基于流程30的信息流的示意图。同样地，在初始状况下，单片机100作为主机装置而内部集成电路装置102及104作为从机装置。单片机100可传送信号以起始内部集成电路装置102及104，内部集成电路装置102及104则开始运作。接着，单片机100传送一第一指示I1到内部集成电路装置104，以设定内部集成电路装置104由从机模式切换到主机模式，单片机100同时自我设定为从机模式。在此情况下，单片机100可作为一从机装置而内部集成电路装置104可作为一主机装置。

详细来说，内部集成电路装置104包括用来指示主机模式或从机模式的一模式切换寄存器。第一指示I1可包括内部集成电路装置104的地址、一写入信号、内部集成电路装置104中模式切换寄存器的地址、以及欲设定于内部集成电路装置104的模式切换寄存器中用来指示主机模式的数值，但不限于此。当内部集成电路装置104接收到第一指示I1并根据其地址判断第一指示I1是用于内部集成电路装置104以后，内部集成电路装置104可根据第一指示I1所夹带的信息，将指示主机模式的数值写入模式切换寄存器，使内部集成电路装置104进入主机模式。

接着，当内部集成电路装置104处于主机模式时，内部集成电路装置104持续自我轮询以取得状态信息，即，内部集成电路装置104持续执行自我轮询，以检视内部集成电路装置104的一状态是否发生改变且匹配于一目标状态。若侦测到的状态信息不与目标状态匹配时，内部集成电路装置104再次执行自我轮询。当内部集成电路装置104判断状态信息与目标状态匹配以后，内部集成电路装置104可决定执行内部集成电路装置102上的参数调整。

内部集成电路装置104可传送一第二指示I2到单片机100，以回应其判断内部集成电路装置104的状态信息与目标状态匹配的情况，进而指示单片机100执行内部集成电路装置102上的参数调整。第二指示I2可包括单片机100的地址、一写入信号、单片机100中一特定寄存器或标志的地址、以及欲设定于该特定寄存器或标志的数值，但不限于此，其中，该特定寄存器或标志指示内部集成电路装置102中一参数寄存器需进行调整。因此，在接收到第二指示I2以后，单片机100可根据地址得知第二指示I2是用于单片机100。单片机100也可根据寄存器或标志的地址及设定值，得知内部集成电路装置102中哪一参数寄存器需进行调整。值得注意的是，欲设定于单片机100的特定寄存器的数值可以是欲设定于内部集成电路装置102中参数寄存器的参数值。或者，当欲设定于单片机100的特定寄存器或标志的数值是用来指示执行参数调整的简单数值如0或1的情况下，第二指示还可包括欲设定于内部集成电路装置102中的参数寄存器的一参数值。举例来说，内部集成电路装置102的参数寄存器可关于内部集成电路装置102所显示图像的亮度控制、对比度控制或饱和度控制，而参数值可指示所采用的亮度、对比度或饱和度。

除此之外，内部集成电路装置104还可传送一第三指示I3到单片机100，第三指示I3用来设定单片机100由从机模式切换到主机模式。当单片机100切换到主机模式以后，单片机100得以执行内部集成电路装置102上的参数调整。同时，内部集成电路装置104也可自我设定为从机模式。详细来说，单片机100也包括用来指示主机模式或从机模式的一模式切换寄存器。第三指示I3可包括单片机100的地址、一写入信号、单片机100中模式切换寄存器的地址、以及欲设定于单片机100的模式切换寄存器中用来指示主机模式的数值，但不限于此。当单片机100接收到第三指示I3并根据其地址判断第三指示I3是用于单片机100以后，单片机100可根据第三指示I3所夹带的信息，将指示主机模式的数值写入模式切换寄存器，使单片机100进入主机模式。值得注意的是，内部集成电路装置104所传送的第二指示I2及第三指示I3可分开传送，如图4所示的情况，或者，两者也可整合为单一指示信息，而不限于此。

如图4所示，当单片机100进入主机模式以后，单片机100得以传送一信号S1以设定内部集成电路装置102调整参数。单片机100也可传送一信号S2以清除内部集成电路装置104中的状态，例如清除用来指示状态匹配的标志。

值得注意的是，图4所示的信息流仅为本发明各种实施例当中的一者。举例来说，内部集成电路装置102的参数调整可由内部集成电路装置104来执行，而不是由单片机100执行。请参考图5，图5为内部集成电路系统10中基于流程30的另一信息流的示意图。同样地，如图5所示的运作方式，内部集成电路装置104也从单片机100接收第一指示I1，并根据第一指示I1的设定，由从机模式切换到主机模式。接着，处于主机模式的内部集成电路装置104可自我轮询状态信息。当内部集成电路装置104判断其状态信息与目标状态匹配以后，内部集成电路装置104可决定执行内部集成电路装置102上的参数调整。不同于图4中传送第二指示I2到单片机100以指示单片机100执行内部集成电路装置102上的参数调整的运作方式，在图5所示的信息流中，内部集成电路装置104直接执行内部集成电路装置102上的参数调整。详细来说，内部集成电路装置104可通过内部集成电路总线传送一指示I4到内部集成电路装置102，指示I4可包括内部集成电路装置102的地址、一写入信号、内部集成电路装置102中欲调整的参数寄存器的地址、以及欲设定于该参数寄存器的参数值，但不限于此。当内部集成电路装置102接收到指示I4并根据其地址判断指示I4是用于内部集成电路装置102以后，内部集成电路装置102可根据指示I4所夹带的信息，将参数值写入参数寄存器。举例来说，内部集成电路装置102的参数寄存器可关于内部集成电路装置102所显示图像的亮度控制、对比度控制或饱和度控制，而参数值可指示所采用的亮度、对比度或饱和度。

当内部集成电路装置102的参数调整完毕以后，若有必要，内部集成电路装置104可再传送另一指示I5到单片机100，以设定单片机100切换到主机模式。指示I5的内容相似于第三指示I3的内容，在此不赘述。内部集成电路装置104可根据预先的设定，在任何时间点传送指示I5以设定单片机100切换到主机模式，内部集成电路装置104同时自我设定为从机模式。内部集成电路装置104可在任何时间点被设定回复到从机模式。此外，单片机100也可主动地自我设定为主机模式。根据内部集成电路的规范，一内部集成电路系统无法同时存在两个主机装置，因此，当单片机100主动改变为主机模式时，内部集成电路装置104应回复到从机模式。

值得注意的是，上述内部集成电路装置104的自我轮询运作是以周期性的方式执行，即，内部集成电路装置104可周期性地自我轮询内部集成电路装置104的状态信息，其轮询周期可任意设定。

比较图4及图5所示的信息流与图2所示的信息流可知，本发明的自我轮询运作可大幅降低单片机100的负载。在此情况下，单片机100可分配较多资源来处理其它工作，以改善系统效率。同时，在自我轮询运作中，由于轮询请求及轮询回应的传送都不需通过内部集成电路总线，可因此减少内部集成电路总线上的信号传输量。如此一来，可降低内部集成电路总线所产生的电磁干扰。

请参考图6，图6为一内部集成电路装置的详细结构的示意图。此内部集成电路装置可以是图1中的内部集成电路装置102或104或单片机100。在此例中，内部集成电路装置是用来说明内部集成电路装置104，其能够轮询自身的状态信息。详细来说，内部集成电路装置包括一寄存器模块602、一寄存器控制模块604、一内部集成电路控制器606、一数据选择器(multiplexer，MUX)608及一计数器610。寄存器模块602包括内部集成电路装置的寄存器，例如模式切换寄存器(其用来存储内部集成电路装置的模式信息)、状态寄存器(其用来存储内部集成电路装置的状态信息)、以及具有其它功能的寄存器(例如用来存储图像显示系统中的图像亮度、对比度或饱和度数值的寄存器)。寄存器控制模块604耦接于寄存器模块602，可用来控制寄存器模块602中的寄存器的数值。内部集成电路控制器606耦接于寄存器模块602及寄存器控制模块604，可通过内部集成电路总线与其它内部集成电路装置进行通信。举例来说，内部集成电路控制器606可接收来自于单片机的指示及/或传送指示到单片机。数据选择器608耦接于寄存器模块602及内部集成电路控制器606，可通过接收寄存器模块602的控制信号来选择内部集成电路装置的运作模式，即主机模式或从机模式。计数器610耦接于寄存器控制模块604，可对寄存器控制模块604进行设定，以设定内部集成电路装置自我轮询内部集成电路装置的状态信息的周期。

起初，寄存器控制模块604可提供预设值，以控制内部集成电路装置处于主机模式或从机模式，预设值可用于寄存器模块602中的模式切换寄存器及状态寄存器。或者，内部集成电路控制器606可通过内部集成电路总线从外围的内部集成电路装置或单片机接收一控制信号，该控制信号控制内部集成电路装置进入主机模式或从机模式。当内部集成电路装置处于从机模式时，内部集成电路控制器606可从单片机接收第一指示。第一指示可包括一写入信号、内部集成电路装置104中模式切换寄存器的地址、以及用来指示主机模式的数值。在接收到第一指示以后，内部集成电路控制器606可将用来指示主机模式的数值写入寄存器模块602中的模式切换寄存器。因此，寄存器模块602传送一控制信号到数据选择器608，以将内部集成电路装置的运作模式由从机模式切换到主机模式。当内部集成电路装置处于主机模式时，寄存器控制模块604对寄存器模块602进行轮询，以取得内部集成电路装置的状态信息。详细来说，寄存器控制模块604可传送一轮询请求到寄存器模块602，寄存器模块602则传送存储在状态寄存器的状态信息到寄存器控制模块604以回应轮询请求。值得注意的是，上述轮询运作可周期性地执行，计数器610可设定轮询寄存器模块602的状态信息的周期，使得寄存器控制模块604可周期性地执行自我轮询运作。

接着，当寄存器控制模块604接收到内部集成电路装置的状态信息以后，可判断状态信息是否与目标状态匹配。当寄存器控制模块604判断内部集成电路装置的状态信息与目标状态匹配时，可进一步决定执行内部集成电路系统中待调整的另一内部集成电路装置上的参数调整。因此，内部集成电路控制器606可根据寄存器控制模块604的指示，对待调整的内部集成电路装置执行参数调整。更明确来说，内部集成电路控制器606可通过内部集成电路总线，传送一指示到待调整的内部集成电路装置(如图5中的I4)。或者，内部集成电路控制器606也可在判断内部集成电路装置的状态信息与目标状态匹配时，传送一指示到单片机(如图4中的I2)，以通知单片机对待调整的内部集成电路装置执行参数调整。关于这些指示的详细内容及运作方式已在上述段落中说明，在此不赘述。

在一实施例中，内部集成电路系统可用于一监视系统中的数据传输。请参考图7，图7为本发明实施例一监视系统70的示意图。监视系统70可以是远程监视系统，可供用户实时监看一特定地点，如房间、门口、入口或商店柜台。监视系统70包括一摄像机700及一控制中心装置710。摄像机700设置在欲监看的地点，用来接收实时图像并将其传送到控制中心装置710。摄像机700包括一单片机702、一图像传感器704及一调制器706，上述装置通过一内部集成电路总线相连。单片机702可用来管理图像传感器704及调制器706的运作，其运作方式如同图1中的单片机100。图像传感器704可通过摄像机700的镜头取得图像数据(或视频数据)，其运作方式如同图1中的内部集成电路装置102。单片机702可从图像传感器704接收数字图像数据并将数字图像数据转传到调制器706。调制器706可将数字图像数据转换为模拟图像信号IMG，并将模拟图像信号IMG传送到控制中心装置710，以克服长距离传输之下的信号衰减问题。调制器706的运作方式如同图1中的内部集成电路装置104。摄像机700可以是一网络摄像机，控制中心装置710可以是用户操作的电子装置，例如计算机、移动通信装置或车用电子装置等。控制中心装置710可包括一屏幕712，用来进行图像显示。

在一实施例中，单片机702可传送一指示到调制器706(如图4中的第一指示I1)，使得调制器706由从机模式切换到主机模式。接着，调制器706自我轮询其状态信息。更明确来说，调制器706中的寄存器控制模块轮询调制器706的寄存器模块，以检视调制器706的状态(如一状态寄存器的数值)是否发生改变且匹配于一目标状态。当监视系统70的用户欲调整摄像机700的亮度时，该用户可对控制中心装置710输入命令。当控制中心装置710接收到用户的命令以后，可传送一控制信号CTRL到调制器706，控制信号CTRL指示摄像机700的亮度需调整到一目标亮度值。当调制器706从控制中心装置710接收到控制信号CTRL以后，调制器706中对应于亮度的状态寄存器被调整到目标值。同时，目标亮度值也被写入调制器706中的数据寄存器。

值得注意的是，无论调制器706接收到或还未接收到控制信号CTRL，调制器706是持续周期性地进行自我轮询。当调制器706接收到用来触发状态寄存器改变数值的控制信号CTRL以后，调制器706可根据轮询到的状态信息，判断对应于亮度的状态信息是否与目标状态匹配。因此，调制器706可通过内部集成电路总线，设定单片机702进入主机模式，使得单片机702得以根据从控制中心装置710取得的目标亮度值来调整图像传感器704中相对应参数寄存器设定的亮度。或者，调制器706也可根据从控制中心装置710取得的目标亮度值，通过内部集成电路总线直接调整图像传感器704中相对应参数寄存器设定的亮度。

上述监视系统可用来取得任何用户欲监看的位置的实时图像。在一实施例中，监视系统的摄像机可以是车辆的后视摄像机。在另一实施例中，监视系统的摄像机可结合门铃，以捕捉门外的图像。除此之外，监视系统的摄像机可整合一温度传感器，在此情形下，本发明的自我轮询运作使单片机得以保留更多资源用于温度感测。在又一实施例中，监视系统的摄像机可用于视频会议并整合一音频装置，在此情形下，本发明的自我轮询运作使单片机得以保留更多资源用于音频功能的管理。

值得注意的是，本发明的目的在于提供一种用于内部集成电路系统的自我轮询运作，使得内部集成电路装置可自我轮询内部集成电路装置的状态信息。本领域的技术人员当可据此进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，在上述实施例中，初始状态下都将单片机设定为主机模式而内部集成电路装置设定为从机模式。但在另一实施例中，当内部集成电路系统启动时，也可将单片机以外的内部集成电路装置设定为主机模式。上述设定可预设在内部集成电路系统，并存储在内部集成电路装置的寄存器。除此之外，上述单片机泛指电子系统中的处理单元，其也可由中央处理器(central processing unit，CPU)或其它类型的处理器来取代。需注意的是，一般内部集成电路系统的轮询运作应遵循内部集成电路系统的相关规范，其中，轮询请求及回应都应符合预定格式，使得主机装置及从机装置可互相通信。另一方面，在本发明的实施例中，自我轮询运作代表一内部集成电路装置轮询其本身的状态或信息，因此，轮询请求及回应的格式不需遵循内部集成电路的规范，只要轮询请求及回应的格式能够被内部集成电路装置中的寄存器控制模块、寄存器模块及/或其它相关装置识别即可。更进一步地，在上述实施例中，状态信息代表一状态寄存器中的数值。但在另一实施例中，状态信息也可以是多个状态寄存器中的数值的组合，用来指示内部集成电路装置的任何可能状态，而不限于此。

综上所述，本发明提供了用于内部集成电路系统中的内部集成电路装置的控制方法，其中，内部集成电路装置可自我轮询其状态信息，以减少内部集成电路系统中用于轮询运作的数据传送，进而改善内部集成电路系统的效率。本发明的自我轮询运作可大幅降低单片机的负载，使得单片机可预留更多资源以用于其它运作。除此之外，内部集成电路总线上的信号传输量也随之而减少，可降低内部集成电路总线所产生的电磁干扰问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。