发明创造名称：一种对同地址的多个I2C器件进行操作的方法
外观设计名称：
决定号：183376
决定日：2019-07-04
委内编号：1F263007
优先权日：
申请（专利）号：201510696967.2
申请日：2015-10-22
复审请求人：北方工业大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：马良
合议组组长：钟翊
参审员：段小晋
国际分类号：G06F13/42,G06F13/40
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果要求保护的一项发明相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，而公知常识给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术的对比文件以解决其存在的技术问题的技术启示，则该项发明是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510696967.2，名称为“一种对同地址的多个I2C器件进行操作的方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为北方工业大学。本申请的申请日为2015年10月22日，公开日为2016年01月27日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年04月18日发出驳回决定，驳回了本申请，其中引用了如下一篇对比文件：
对比文件1：CN104199796A，公开日为2014年12月10日。
其理由是：权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比，其区别特征在于：本申请中全局模式操作还包括对所有的I2C器件实现停止操作，并且单点模式操作对指定I2C器件的操作包括起始、停止及读写操作。基于上述区别技术特征可以确定，该权利要求实际解决的技术问题是：在全局模式和单点模式下对I2C器件实现怎样的操作。对于上述区别特征，在I2C器件协议的基础上通信时，对I2C器件实现起始、停止、读写操作，是本领域技术人员的常用技术手段。因此，在对比文件1的基础上结合本领域的常用技术手段以得到该权利要求请求保护的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。从属权利要求2-6的附加技术特征或者被对比文件1公开、或者属于本领域公知常识，因此也均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定所依据的文本为：申请日2015年10月22日提交的说明书摘要、说明书第1-34段、摘要附图、说明书附图图1-3，2015年12月08日提交的权利要求第1-6项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种对同地址的多个I2C器件进行操作的方法,其特征在于包括：
利用总线接口模块，将I2C器件的时钟信号进行一对多的扩展，将I2C器件的数据信号进行了一对一的驱动扩展
在I2C器件的协议基础上，进行全局模式操作和单点模式操作，
其中
全局模式操作可同时对所有的I2C器件实现包括起始、停止、读写的操作，
单点模式操作支持对指定I2C器件的起始、停止及读写操作，而不影响其他I2C器件的工作。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于
所述总线接口模块包括SCL信号模块和SDA信号模块，用于实现主设备与从设备的I2C信号线的对接，
其中
SCL信号模块用于将主设备的时钟信号SCL线产生n个相同的SCL信号线，
SDA信号模块用于实现将主设备的n条SDA信号线和n个从设备的SDA信号线的直接对接或者进行处理。
3. 根据权利要求2的方法，其中总线接口模块中主设备与从设备的数据信号SDA是直接对接的。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于总线接口模块将主机的时钟信号扩展为多路，而将主机的数据信号与I2C器件一一对应，为后续的全局和单点模式做好准备。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于多个I2C器件的全局模式的I2C总线在同一个I2C时钟作用下的所有数据信号的同时作用，包括起始、停止及读写操作，其中：
a)全局起始操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时起始操作，
b)全局结束操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时结束操作，
c)全局读操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时读操作，而不必采用轮训操作，注意，在微处理器的实现中，I2C总线中主设备的ACK信号响 应会比一对一的模式慢一些，因微处理器需对不同的信号线驱动ACK，以响应所有从设备的数据传递，
d)全局写操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时写操作，而不必采用轮训操作。注意，在微处理器的实现中，I2C主设备的ACK信号响应会比一对一的模式慢一些，因微处理器需对从设备的ACK信号进行判断。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于单点模式的I2C操作的时钟信号作用下的不同数据信号的动作不同，其基本原则在于对指定的I2C信号线进行正常输入和输出操作，而将不使用的I2C信号线设置为输入功能，从而无法实现对非指定的I2C器件的操作，单点模式的I2C操作包括：
单点起始操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的起始操作，
单点结束操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的结束操作，
单点读写操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的读写操作。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年09月28日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文替换页（共4项权利要求），将原从属权利要求5-6的附加技术特征加入权利要求1中并认为：本申请针对仅依靠地址无法实现对同地址的多个I2C从设备的寻址及操作的问题，为避免利用FPGA等逻辑芯片作为I2C接口电路带来量大编程工作，提出将I2C时钟信号进行一对多的扩展、将I2C数据信号进行一对一的扩展，在I2C协议的基础上，进行全局模式操作和单点模式操作，以简单、灵活地实现I2C通信。D1公开的方案是：为解决I2C总线同步通信即相同地址的问题，将I2C时钟信号进行一对多的扩展、将I2C数据信号进行一对一的扩展，相同的I2C器件配置为具有相同的地址，在通信内容相同时，主机通过时钟信号与各个数据信号线实现与各个同地址从设备之间的通信，在通信内容不同时，主机剔除不使用的从设备，然后与使用的从设备通过对应的数据信号线进行通信。并且进一步认为：对比文件1公开的是实现多路I2C同步通信的结构，并未公开修改了I2C协议，因此，对比文件1和本申请是完全不同的技术方案，并且对比文件1说明书第32段-34段记载了不同的通信机制，也证明对比文件1的技术方案与本申请完全不同。
复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种对同地址的多个I2C器件进行操作的方法，其特征在于包括：
利用总线接口模块，将I2C器件的时钟信号进行一对多的扩展，将I2C器件的数据信号进行了一对一的驱动扩展；
在I2C器件的协议基础上，进行全局模式操作和单点模式操作，
其中
全局模式操作可同时对所有的I2C器件实现包括起始、停止、读写的操作，多个I2C器件的全局模式的I2C总线在同一个I2C时钟作用下的所有数据信号的同时作用，包括起始、停止及读写操作，其中：
a)全局起始操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时起始操作，
b)全局结束操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时结束操作，
c)全局读操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时读操作，而不必采用轮训操作，注意，在微处理器的实现中，I2C总线中主设备的ACK信号响应会比一对一的模式慢一些，因微处理器需对不同的信号线驱动ACK，以响应所有从设备的数据传递，
d)全局写操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时写操作，而不必采用轮训操作；注意，在微处理器的实现中，I2C主设备的ACK信号响应会比一对一的模式慢一些，因微处理器需对从设备的ACK信号进行判断；
单点模式操作支持对指定I2C器件的起始、停止及读写操作，而不影响其他I2C器件的工作；单点模式的I2C操作的时钟信号作用下的不同数据信号的动作不同，其基本原则在于对指定的I2C信号线进行正常输入和输出操作，而将不使用的I2C信号线设置为输入功能，从而无法实现对非指定的I2C器件的操作，单点模式的I2C操作包括：
单点起始操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的起始操作，
单点结束操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的结束操作，
单点读写操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的读写 操作。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于
所述总线接口模块包括SCL信号模块和SDA信号模块，用于实现主设备与从设备的I2C信号线的对接，
SCL信号模块用于将主设备的时钟信号SCL线产生n个相同的SCL信号线，
SDA信号模块用于实现将主设备的n条SDA信号线和n个从设备的SDA信号线的直接对接或者进行处理。
3. 根据权利要求2的方法，其中总线接口模块中主设备与从设备的数据信号SDA是直接对接的。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于总线接口模块将主机的时钟信号扩展为多路，而将主机的数据信号与I2C器件一一对应，为后续的全局和单点模式做好准备。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月26日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：首先，对比文件1说明书第[0004]段明确记载了，其不仅解决同步通信的问题，还解决多个I2C器件地址相同的问题，即对比文件1与本申请属于相同的I2C总线通信领域，解决与本申请相同的技术问题；其次，对比文件1的技术方案中也是将I2C时钟信号进行一对多的扩展、将I2C数据信号进行一对一的扩展，并且同样可以在I2C总线协议的基础上实现全局模式操作和单点模式操作，即对比文件1公开了本申请的多个技术特征，并能达到相同的与同地址的多个I2C从设备通信的技术效果；因此，对比文件1是最接近的现有技术，这无关于对比文件1记载了多个不同的通信机制。本申请的申请文件中并未记载其在全局操作模式下和在单点操作模式下的通信内容是否一致，也即并未记载本申请在对同地址的多个I2C从设备进行操作时的通信内容就是不同的，因此虽然对比文件1中对同地址的多个I2C从设备进行操作时的通信内容是相同的、只对使用的从设备进行操作时的通信内容是不同的，其依然公开了全局模式操作和单点模式操作。此外，对比文件1同样不采用FPGA芯片，同样可以减少编程的工作量，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年02月25日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定，从属权利要求2-4的附加技术特征被对比文件1公开，因此也均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年03月27日提交了意见陈述书，但未修改权利要求书。复审请求人认为：本申请公开的是对同地址的多个I2C器件进行操作，不仅是主从机连接关系的改进，还包括数据处理和传输的变化与限定，对比文件1是实现多路I2C同步通信的结构，并未公开修改了I2C协议，因此，对比文件1和本申请是完全不同的技术方案，对比文件1多个实施例记载了不同的通信机制，也证明对比文件1的技术方案与本申请完全不同。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人于2019年03月27日答复复审通知书时未针对申请文件作出任何修改，因此本复审决定依据的文本与前次复审通知书针对的文本相同，即申请日2015年10月22日提交的说明书摘要、说明书第1-34段、摘要附图、说明书附图图1-3；2018年09月28日提交的权利要求第1-4项。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步， 该实用新型具有实质性特点和进步。
如果要求保护的一项发明相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，而公知常识给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术的对比文件以解决其存在的技术问题的技术启示，则该项发明是显而易见的，不具备创造性。
在本决定中引用原审查部门在驳回决定中所引用的对比文件作为现有技术，即：
对比文件1：CN104199796A，公开日为2014年12月10日。
1、权利要求1要求保护一种对同地址的多个I2C器件进行操作的方法，对比文件1公开了一种IIC通信方法以及实现IIC通信的嵌入式系统，并公开了以下内容（参见说明书第[0004]段、[0030]-[0035]段，附图2-4）：如图2所示，嵌入式系统包括主机、单路SCL线、3路SDA 线以及3个IIC器件(也称从机)；3个IIC器件包括标号为12的器件1、标号为14的器件2以及标号为16的器件3；单路SCL线与器件1、器件2 和器件3中的每一个都连接，即SCL线可以复用；3路SDA线中，SDA1 线与器件1连接，SDA2线与器件2连接，SDA3线与器件3连接；主机20通过SDA1、SDA2和SDA3线和单路SCL线对器件1、器件 2和器件3进行操作；当主机20通过单路SCL线向器件1、器件2和器件3提供SCL时序信号时，主机20根据SCL时序信号和多个IIC器件的地址信息通过所述多路SDA线向相应的IIC器件传送数据信号；在一可选实施例中，将相同的IIC器件配置为具有相同地址，例如，器件1、器件2和器件3类型相同并且被配置为地址相同；图3是基于现有IIC标准通信协议的单主机与单从机实现IIC通信的时序信号示意图；图4是图2所示的嵌入式系统中单主机与多从机实现多路IIC同步通信的时序信号示意图；从图4可以看出，在复用SCL线情况下，通过各路SDA线向器件1、器件2和器件3传输数据的节拍一致，实现了多路IIC同步通信；当通信内容不相同时，主机可以预先剔除不使用的IIC器件，然后与使用的IIC器件通过对应的SDA线进行通信。由上述内容可知，对比文件1公开了一种对同地址的多个I2C器件进行操作的方法，并公开了权利要求1中的利用总线接口模块，将I2C器件的时钟信号进行一对多的扩展，将I2C器件的数据信号进行了一对一的驱动扩展；在I2C器件的协议基础上，进行单点模式操作，其中单点模式操作支持对指定I2C器件的操作，而不影响其他I2C器件的工作；此外，对比文件1中图4所示时序信号示意图是在图3所示的现有IIC标准通讯协议的基础上实现的单主机与多从机实现IIC通信的时序信号示意图，且图4所示时序信号示意图公开了单主机与多从机通信时的起始操作、写操作，图4中主机接收从器件响应信号的过程公开了读操作，如上图中虚线所示，可见，对比文件1还公开了权利要求1中的公开了在I2C器件的协议基础上，进行全局模式操作；其中全局模式操作可同时对所有的I2C器件实现包括起始、读写的操作；
由此可见，该权利要求所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比，其区别特征在于：本申请中全局模式操作还包括对所有的I2C器件实现停止操作以及具体操作步骤，单点模式操作对指定I2C器件的操作包括起始、停止及读写操作以及具体操作步骤。基于上述区别技术特征可以确定，该权利要求实际解决的技术问题是：在全局模式和单点模式下对I2C器件实现怎样的操作。
对于上述区别特征，在I2C器件协议的基础上通信时，对I2C器件实现起始、停止、读写操作，是本领域技术人员的常用技术手段。
对比文件1已经公开了（参见图4）多个I2C器件的全局模式的I2C总线在同一个I2C时钟作用下的所有数据信号的同时作用，包括起始、读写操作；在一可选实施例中，将相同的IIC器件配置为具有相同地址，例如，器件1、器件2和器件3类型相同并且被配置为地址相同。由上述内容可知，对比文件1公开了权利要求5中的多个I2C器件的全局模式的I2C总线在同一个I2C时钟作用下的所有数据信号的同时作用，包括起始、读写操作；并且，当图4所示时序信号示意图中的I2C器件的地址相同时，对比文件1还公开了a)全局起始操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时起始操作，c)全局读操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时读操作，而不必采用轮询操作，d)全局写操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时写操作，而不必采用轮询操作。对I2C器件实现停止操作是本领域的常用技术手段，而在对比文件1公开的上述内容的基础上，本领域技术人员可以容易地想到在对具有相同地址的I2C器件实现停止操作时，实现对I2C器件的全局结束操作：与基础I2C协议一对多的协议类似，差别在于I2C的地址是完全相同的，可实现对所有器件的同时结束操作。此外，为了保证对所有I2C器件数据通信的有效性，本领域技术人员可容易地想到令主设备对所有从设备的ACK信号进行判断，而当具有多个从设备时，本领域技术人员也容易想到令I2C主设备对从设备的ACK信号进行判断，以确定相应的ACK信号来自于那个I2C从设备，因为相较于一对一的模式，全局模式需要进行上述从设备ACK信号的判断，I2C主设备的ACK响应必然会比一对一的模式慢一些。
另外对比文件1还公开了当通信内容不相同时，主机可以预先剔除不使用的IIC器件，然后与使用的IIC器件通过对应的SDA线进行通信。由上述内容可知，对比文件1公开了剔除不使用的I2C器件以实现I2C单点操作，只对指定的I2C器件的信号线进行正常的输入和输出操作。而如何剔除不使用的I2C器件，本领域技术人员可以根据实际需求进行设定，比如：为每个I2C器件设置使能控制信号，通过将其使能控制信号设置为无效以剔除该不使用的I2C器件；或者，将不使用的I2C器件的数据信号线设置为保持上拉设置为输入功能，以使该I2C器件的数据信号线无法传输数据，从而剔除该不使用的I2C器件；上述方法均为本领域技术人员的常规选择。选择后者来剔除不使用的I2C器件对于本领域技术人员而言是显而易见的，在这种情况下，本领域技术人员的常规操作为：单点起始操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的起始操作，单点结束操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的结束操作，单点读写操作：与普通I2C协议的一对一协议一致，其差别在于将非指定的I2C器件的数据信号首先设置为输入功能，然后实现对指定I2C器件的读写操作。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的常用技术手段以得到该权利要求请求保护的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
2、权利要求2对权利要求1做出了进一步的限定，对比文件1已经公开了：单路SCL线与器件1、器件2 和器件3中的每一个都连接，即SCL线可以复用；3路SDA线中，SDA1 线与器件1连接，SDA2线与器件2连接，SDA3线与器件3连接。由上述内容可知，对比文件1公开了主设备与从设备的I2C信号线的对接：将主设备的时钟信号SCL线产生n个相同的SCL信号线，主设备的n条SDA信号线和n个从设备的SDA信号线的直接对接。在对比文件1已经公开了主设备与从设备之间I2C信号对接的基础上，设置相应的模块来实现该主设备与从设备之间I2C信号的对接是本领域技术人员容易想到且容易实现的。此外，当需要对SDA信号进行处理时，利用SDA信号模块对主设备的n条SDA信号线和n个从设备的SDA信号线进行处理，也是本领域技术人员容易想到的。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
3、权利要求3对权利要求2做出了进一步的限定，对比文件1已经公开了（参见图2）主设备与从设备的数据信号SDA是直接对接的。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
4、权利要求4对权利要求1做出了进一步的限定，对比文件1已经公开了单路SCL线与器件1、器件2 和器件3中的每一个都连接，即SCL线可以复用；3路SDA线中，SDA1 线与器件1连接，SDA2线与器件2连接，SDA3线与器件3连接。由上述内容可知，对比文件1公开了将主机的时钟信号扩展为多路，而将主机的数据信号与I2C器件一一对应，为后续的全局和单点模式做好准备，实现了总线接口模块的功能。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
5、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：对比文件1说明书第4段明确记载了，其不仅解决同步通信的问题，还解决多个I2C器件地址相同的问题，即对比文件1与本申请属于相同的I2C总线通信领域，解决与本申请相同的技术问题；其次，对比文件1的技术方案中也是将I2C时钟信号进行一对多的扩展、将I2C数据信号进行一对一的扩展，并且同样可以在I2C总线协议的基础上实现全局模式操作和单点模式操作，即对比文件1公开了本申请的多个技术特征，并能达到相同的与同地址的多个I2C从设备通信的技术效果；因此，对比文件1是最接近的现有技术，这无关于对比文件1记载了多个不同的通信机制。其次，对比文件1中“当通信内容不相同时，主机可以预先剔除不使用的IIC器件，然后与使用的IIC器件通过对应的SDA线进行通信”的前提条件是通信内容不同，也就是说在对比文件1中对同地址的多个I2C从设备进行操作时，不仅仅依靠地址实现对从设备的寻址及操作，还需要根据通信内容。而本申请将I2C器件的时钟信号进行一对多的扩展，将I2C器件的数据信号进行了一对一的驱动扩展，在I2C器件的协议基础上，进行全局模式操作和单点模式操作，不采用FPGA芯片且减少编程的工作量。另外关于数据处理与传输的变化与限定的相关评述过程在对权利要求1的评述过程中已经详细评述，这里不再赘述。
因此，合议组对复审请求人的上述意见不予支持。
根据上述事实和理由，本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局原审查部门于2018年04月18日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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