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低速通信目前搞过 UART串口通信、IIC通信。其实 SPI 也算是中低速#xff08;有时也可以用作高速通信#xff09;串行通信的范畴#xff0c;但是一直还没真正实现过#xff0c;所以此系列就 SPI的协议以及FPGA设计作几篇博客记录。欢迎订阅关注~ SPI 标准协议 x1模式… 引言
低速通信目前搞过 UART串口通信、IIC通信。其实 SPI 也算是中低速有时也可以用作高速通信串行通信的范畴但是一直还没真正实现过所以此系列就 SPI的协议以及FPGA设计作几篇博客记录。欢迎订阅关注~ SPI 标准协议 x1模式 SPI 是一种事实标准由Motorola开发支持全双工通信并没有一个官方标准。已知的有的器件SPI已达到50Mbps如果时序满足FPGA的SPI通信速率可以达到100Mbps以上。具体到产品中SPI的速率主要看主从器件SPI控制器的性能限制。 设备通信框图 SPI通信主设备 SCLKSPI 通信时钟源SPI 主设备。 MOSISPI 主设备控制器数据发送源SPI 主设备。Master Out Slave In MISOSPI 主设备控制器数据接收源SPI 从设备。Master In Slave Out SS从设备片选源SPI 主设备。Slave Select SPI通信从设备 SCLKSPI 通信时钟源SPI 主设备。 SIMOSPI 从设备控制器数据接收源SPI 主设备。Slave In Master Out SOMISPI 从设备控制器数据发送源SPI 从设备。Slave Out Master In SS从设备片选源SPI 主设备。Slave Select SPI 时序协议 SPI 串行同步时钟可以设置为不同的极性Clock Polarity,CPOL)与相位(Clock PhaseCPHA) CPOL(时钟极性) 决定在总线空闲时同步时钟(SCK)信号线上的电位是高电平还是低电平。 当时钟极性为0时(CPOL0), SCK信号线在空闲时为低电平; 当时钟极性为1时(CPOL1) ,SCK信号线在空闲时为高电平; CPHA(时钟的相位) 对于SPI主控制器决定了数据的更新时刻设计对于SPI从控制器决定了数据的采样时刻。 当时钟相位为0时(CPHA0)在SCK信号线的第一个跳变沿进行采样; 当时钟相位为1时(CPHA1)在SCK信号线的第二个跳变沿进行采样; 以下我们给出CPOL和CPHA的共计4种情况。 1、CPOL 0CPHA 0 CPOL0 CPHA0默认SCLK为低电平对于发送方在对于第1个bit数据提前放到总线建议提前0.5个SCK周期对于接收方数据在第1个SCLK跳变沿采样并且容易满足时序约束。 2、CPOL 0CPHA 1 CPOL0 CPHA1默认SCLK为低电平对于发送方在第1个SCLK的跳变沿更新(对于第一个bit 数据可以提前放到总线)对于接收方数据在第2个SCLK跳变沿采样并且容易满足时序约束。 3、CPOL 1CPHA 0 CPOL1CPHA0默认SCLK为高电平对于发送方在对于第1个bit 数据提前放到总线(建义提前0.5个SCK周期对于接收方数据在第1个SCLK跳变沿采样并且容易满足时序约束。 3、CPOL 1CPHA 1 CPOL1 CPHA1默认SCLK为高电平对于发送方在第1个SCLK的跳变沿更新(对于第一 个bit数据可以提前放到总线)对于接收方数据在第2个SCLK跳变沿采样并且容易满足时序约束。 SPI 驱动模型 一个基本的SPIl Master驱动程序至少包含用于产生SCLK的时钟分频单元发送数据并串移位模块、接收数据串并移位模块; 一个基本的SPI Slave驱动程序至少包含接收数据的串并移位模块和发送数据的并串转换模块。 目前只先介绍较为基础的标准 SPI 通信协议x1模式后续会继续添加更为复杂的模式的基本介绍~
