新聞中心

        EEPW首頁 > EDA/PCB > 設計應用 > 一種通用SPI總線接口的FPGA設計與實現

        一種通用SPI總線接口的FPGA設計與實現

        作者: 時間:2009-08-25 來源:網絡 收藏

        一、引言
        串行通信接口是一種常用的標準接口,由于其使用簡單方便且節省系統資源,很多芯片都支持該接口,應用相當廣泛。接口的擴展有硬件和軟件兩種方法, 軟件模擬 接口方法雖然簡單方便, 但是速度受到限制,在高速且日益復雜的數字系統中,這種方法顯然無法滿足系統要求,所以采用硬件的方法實現最為切實可行。當前,基于主從處理器結構的系統架構已經成為一種主流(如 DSP+,MCU+等),是在 ASIC的基礎發展出來的,它克服了專用 ASIC不夠靈活的缺點。與其他中小規模集成電路相比,其優點主要在于它有很強的靈活性,即其內部的具體邏輯功能可以根據需要配置,對電路的修改和維護很方便。目前, FPGA的容量已經跨過了百萬門級,使得 FPGA成為解決系統級設計的重要選擇方案之一。在這種架構下,應用 FPGA來構建 SPI通信接口是切實可行的。傳統 SPI接口的 FPGA實現往往使用廠家提供的 IP核實現,但是經筆者實踐發現,這種方法雖然能夠滿足基本 SPI通信要求而且速度比較快,但是設計不夠靈活,不利于功能擴展,例如用戶無法知道其內部工作狀況,控制信號時序復雜等,用戶使用時往往覺得困難,另外,該 IP核不是免費的。基于此,本文將提出一種新的基于 FPGA的 SPI接口設計方法。
        二、SPI總線原理
        SPI總線由四根線組成:串行時鐘線(SCK),主機輸出從機輸入線(MOSI),主機輸入從機輸出線(MISO),還有一根是從機選擇線(SS),它們在與總線相連的各個設備之間傳送信息。
        SPI總線中所有的數據傳輸由串行時鐘SCK來進行同步,每個時鐘脈沖傳送1比特數據。SCK由主機產生,是從機的一個輸入。時鐘的相位(CPHA)與極性(CPOL)可以用來控制數據的傳輸。CPOL=“0”表示 SCK的靜止狀態為低電平,CPOL =“1”則表示SCK 靜止狀態為高電平。時鐘相位(CPHA)可以用來選擇兩種不同的數據傳輸模式。如果 CPHA =“0”,數據在信號 SS聲明后的第一個 SCK邊沿有效。而當 CPHA=“1”時, 數據在信號 SS聲明后的第二個 SCK邊沿才有效。因此,主機與從機中 SPI設備的時鐘相位和極性必須要一致才能進行通信。
        SPI可工作在主模式或從模式下。在主模式,每一位數據的發送接收需要 1次時鐘作用,而在從模式下, 每一位數據都是在接收到時鐘信號之后才發送接收。 三、設計原理
        本系統用硬件描述語言 VHDL描述,可 IP復用的通用結構。 1、典型應用
        SPI接口的典型應用如圖 1所示。微處理器與從設備通過發送指令的方式實現雙向數據傳輸。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/191950.htm


        上一頁 1 2 3 下一頁

        關鍵詞: FPGA SPI 總線接口

        評論


        相關推薦

        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 射洪县| 资源县| 尤溪县| 迁安市| 靖远县| 平塘县| 崇礼县| 崇左市| 浪卡子县| 武胜县| 鹤峰县| 广安市| 云浮市| 神农架林区| 开鲁县| 绥宁县| 郯城县| 武冈市| 福安市| 东乌珠穆沁旗| 黄梅县| 卢湾区| 峨边| 封开县| 慈利县| 双城市| 云南省| 满洲里市| 泽库县| 白城市| 商城县| 城步| 泰州市| 临澧县| 神木县| 峨边| 博野县| 古交市| 敦化市| 响水县| 古田县|