高速DSP串行外設接口設計

　1 引言

DSP(數字信號處理)的優勢除了處理復雜的運算，特別適用于數字濾波、語音、視頻、圖象處理、通信以及高速實時測控系統中已成為現代信息處理技術的重要器件，極大地促進了信號處理和測控各個領域的學術研究、產品開發及應用。TI公司TMS320LF2407是一種專用定點DSP芯片，與以往的產品相比．最大不同就是有豐富的外設．像SCI、SPI、EV等等．在處理數據優勢上添加了事務管理能力。

　　其中串行外設接口(Serial Peripheral InteRFace)是Motorola公司提出的一種同步串行外圍接口協議．主要應用在EEPROM、FLASH、實時時鐘、AD轉換器．還有數字處理和數字解碼器之間。包括主/從2種模式，具有I/O資源占用少、協議實現簡單、傳輸速度快、能夠同時收發信息、支持絕大部分處理器芯片等優點，是一種高速的全雙工、同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節約了芯片的管腳．同時為PCB的布局上節約了空間，提供了方便，正是出于這種簡單易用的特性，TMS320LF2407芯片也集成了這種通信協議。

　　2 SPI接口結構和設計原理

　　2．1 SPI接口結構

　　該SPI設計主要有兩大部分組成：微控制器接口和SPI控制接口。通過控制線、數據線、和地址線三大總線把微控制接口與SPI控制接口連接在一起，如果外部有更多的SPI接口模塊?？梢杂蒘PI控制接口運用軟件編程與設置，實現擴展具有SPI接口的外部設備。

　　TMS320LF2407中采用的主從控制器連接通信。主控制器通過輸出SPICLK信號來啟動數據傳送。對主控制器和從控制器．數據都是在SPICLK的一個邊沿移出移位寄存器，并在相對的另一個邊沿鎖存到移位寄存器。如果CLOCK PHASE位是1．數據的發送和傳輸就要在SPICLK跳變之前的半個周期發生。主控制器可以在任一時刻啟動數據發送．因為它控制著SPICLK信號。由軟件決定了主控制器如何檢測從控制器何時準備發送數據，以啟動SPI傳送數據。

　　圖1 SPI內部結構

　　2．2 SPI設計原理

　　SPI接口是同步串行總線的一種，在同步時鐘信號SCK下，能夠高速、可靠的傳送數據。它分為主從(MASTER/SLAVER)兩種傳輸模式。主模式下的發送總線即是從模式的接收總線：與之對應的是從模式下的發送總線即是主模式的接收總線。它們可以同時接收和發送數據．而且發送和接收操作可以通過中斷或者查詢方法來完成。

　　2．2．1工作時鐘

　　時鐘極性CPOL和時鐘相位CPHA控制著時鐘信號引腳上4中不同的時鐘方式。在設備被使能激活后．還未進行數據傳輸時或兩個字節數據間歇期間，SCK處于空閑電平，通過時鐘極性控制位可以選擇此空閑電平的電平時0還是1：時鐘相位控制位用來選擇數據接收端設備的采樣時刻。在該采樣時刻，線上數據必須同時滿足建立時間和保持時間兩個參數，因此數據發送端設備應提前將數據移出到數據線上。