基于AT25T1024 FLASH的高速SPI接口設計

　　SPI_CTRL控制模塊可將發送緩沖區0的數據讀出來，經過并串轉換，發送到串行線SI上，并且控制從串行線SO上接收數據，存儲在接收緩沖區，并行數據轉換成串行輸出由并串轉換狀態機來控制實現，見圖3。

　　各狀態含義如下：

　　TX_IDLE：等待主機設置控制寄存器的GO位，如果置“1”，表示準備開始傳輸，跳入下一狀態TX_ADDR。

　　TX_ADDR：當傳輸長度小于等于32位時，跳入下一狀態PARALELL_DATA。

　　PARALELL_DATA：如果GO為1，在此狀態TIP將被置“1”，說明傳輸開始，傳輸的計數器開始計數。

　　SERIAL_DATA：并行數據轉換為串行數據發送出去，當CNT_SHIFT計數器減到0時，傳輸結束，狀態跳入TX_IDLE。

　　2.3 串行移位時鐘設計

　　SPI串行線上的主從設備必須根據具體要求設置匹配的傳輸時序模式，時序只有匹配，數據傳輸才能正常進行。如果設置的不匹配，可能導致數據接收方和發送方在同一時鐘沿作用，而使數據傳輸失敗。本設計中的時鐘僅支持SP0模式，即串行時鐘處于空閑電平時，空閑狀態時鐘的極性電平為低，在時鐘的前沿采樣數據，時鐘后沿串行線上數據變化。

　　在采樣時刻，線上數據必須已經穩定可靠，因此數據發送端設備應提前將數據移出到數據線上，本SPI接口電路設計在同一串行移位時鐘周期中的前一個時鐘沿(即相反時鐘變化方向)將數據移出，移位時鐘設計為系統時鐘的兩分頻，為40/2MHz。

　　2.4 SPI相關寄存器描述

　　在本設計中，共有四種32位寄存器，包括控制寄存器，從設備選擇寄存器，加載配置數據起始寄存器以及加載配置數據完成寄存器。

　　控制寄存器用來控制配置信息加載方式，即：片外FLASH加載方式或主機直接加載方式。當選擇片外FLASH加載方式時，控制寄存器還用來控制一次數據傳輸的長度。CTRL寄存器的具體描述見表1。

　　從設備選擇寄存器的SS位置“1”時，表示選中從設備。置“0”表示不選擇任何從設備，本設計僅支持一個從設備。

　　加載配置數據起始寄存器的SPICFGSTART位置“1”時，配置數據自動從FLASH中讀取并寫入到DPRAM中，置“0”不進行讀FLASH操作。

　　加載配置數據完成寄存器為只讀寄存器，用來判斷數據是否已經加載完成。

　　2.5 SPI緩沖區設計

　　圖4所示為主機可直接訪問的SPI接口內部DPRAM發送和接收數據緩沖區。

　　SPI發送數據緩沖區深度65，數據位寬32位，其中地址22’h 3e0600存放訪問AT25F1024存儲器的指令，當進行寫操作時，從數據發送緩沖區最低位地址22’h3e0604開始，將數據搬運出來，串行發送到AT25F1024存儲器。

　　SPI接收數據緩沖區深度65，數據位寬32位，其中地址22’h3e0400緩存讀取的AT25F1024配置和狀態信息，偏移地址22’h3e0404～22’ h3e0500緩存指定FLASH讀取的總線配置數據數據，最大緩存2048位。