基于SPIFI外設的Cortex-M MCU嵌入式閃存選型解決方案

　　解決外部閃存選型難題

　　恩智浦新開發的SPI閃存接口(SPIFI)可以徹底解決并行/串行閃存的選型困擾。已申請專利的SPIFI外設可以將低成本SPI和新型四通道SPI閃存映像到ARM Cortex-M3內存中。與外部并行閃存方案相比，使用SPI外部閃存的MCU性能損失非常小。由于外部SPI閃存完整的內存空間可以映像到MCU內存中，微控制器對外部閃存直接訪問，無需使用軟件API或庫。

　　例如，使用四通道SPI閃存，SPIFI外設傳輸速率可達40Mb/s。設計人員可以選擇更便宜的SPI閃存器件，在保證性能的基礎上縮小腳位尺寸，簡化配置。由于系統無需針對外部并行閃存使用龐大的接口設計，設計人員還可以選擇體積更小、成本更低的微控制器。嵌入式系統采用SPIFI外設可以提高內存資源利用率，縮小尺寸，提高效率，降低系統總成本。

　　SPIFI外設是恩智浦LPC1800系列ARM Cortex-M3微控制器率先采用的一種專用技術。此外，即將面市的新產品還包括低成本Cortex-M0系列和Cortex M4數字符串行控制器(DSC)。

　　SPIFI支持目前市場上大部分串行閃存器件(含四通道讀/寫產品)，配置編程非常簡便，采用4/6引腳設計(取決于串行閃存類型)，支持小型寄存器組，優化內存事務，其軟件指令可降低CPU開銷，提高內存數據交換效率。

　　SPIFI工作原理

　　圖2給出了SPIFI外設的功能框圖。SPIFI功能塊與微控制器應用的高速總線(AHB)矩陣連接，后者主要用于處理器內核和片上內存。SPIFI將外部SPI閃存內容映射到微控制器內存中。當片上ROM啟動代碼激活SPIFI接口后，外部SPI內存與核心處理單元上的片上內存功能完全相似。

　　圖2：SPIFI外設功能框圖。

　　初始化序列

　　SPFI接口的所有驅動程序全部保存在ROM中。對于讀取操作，只需一個例程調用指令即可啟動SPIFI外設。初始化序列結束后，整個SPI閃存可以象正常內存一樣由處理器和/或DMA通道按字節、半字、整字訪問。擦除和編程通過簡單的API指令訪問ROM命令調用即可，因此，使用外部SPI閃存與片上內存幾乎沒有差別。

　　從SPIFI啟動

　　對于需要微控制器從外部串行閃存啟動的系統，恩智浦LPC1800微控制器已配置了SPIFI啟動功能。啟動源的選擇有兩種方法：第一種是使用微控制器引腳確定啟動源的接口;第二種由用戶在非易失性內存中編程選擇啟動接口。使用非易失性內存編程可保留引腳的雙重功能。

　　物理接口

　　圖3給出了SPIFI外設的物理接口。本示例對于傳統SPI閃存采用了標準的4引腳配置，如果是四信道SPI閃存，還需要增加兩個引腳以支持四信道功能。

　　圖3：SPIFI外設物理接口。