支持單線SPI接口的燒錄技術實現

　　摘要：常規的SPI接口總線是雙數據線全雙工的同步通訊總線，在芯片的管腳上占用四根線。這里將介紹一種半雙工的，單數據線，且編程器作為從機的通訊協議，這次的通訊時鐘比較高，達到了10MHz。

　　1、標準的SPI通訊協議

　　SPI是串行外設接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫，是一種高速，全雙工，同步的通訊協議。SPI

　　通常需要四根線，它們是MOSI(數據輸出)、MISO(數據輸入)、SCLK(時鐘)、SS(片選)。

　　(1) MOSI - 主設備數據輸出，從設備數據輸入;

　　(2) MISO – 主設備數據輸入，從設備數據輸出;

　　(3) SCLK – 時鐘信號，由主設備產生;

　　(4) SS – 從設備使能信號，有主設備控制;

　　圖1 SPI標準通訊接口

　　SPI通訊接口的優點是傳輸數據快，能達到幾兆到幾十兆，并且沒有系統開銷。但是，SPI總線的缺點也比較明顯，主要是沒有指定的流控制，也沒有應答機制確認是否接收到數據。

　　2.單線SPI接口

　　還有一種另類的SPI通訊接口方式。這種SPI接口在標準SPI接口上做修改，由原來的兩根數據線改為一根數據線。這樣，通訊方式也成為半雙工的通訊方，在接線上面，顯得更簡約了。

　　圖2 SPI單線通訊接口

　　3.讓編程器當從機的SPI單線通訊接口

　　在編程界，遇到特殊編程接口的芯片已經成為家常便飯。因為有時候，芯片為了設計更優的編程方式，會采用一些少見的，奇葩的通訊方式。

　　在支持MAXIM部分芯片的編程時，該芯片采取的是芯片當主機的單數據線的SPI通訊，其通訊特點是：

　　(1) TCLK由始至終都是由芯片產生，編程器接收時鐘;

　　(2) 時鐘頻率較高，達到10MHz;

　　(3) 通訊方式是芯片每收到一個字節后立刻返回一個字節。

　　其數據通訊見下圖(注：圖片來源于編程手冊)。由于在通訊過程中不會發生主從互換的問題，因此使能腳SS也是可以忽視的。

　　圖3 編程器當從機的單數據線SPI通訊

　　對于該系列的芯片，由于通訊時鐘頻率較高，要對數據進行采樣，編程器的采樣時鐘至少為20MHz，而且還需要硬件很好地兼容，并且編程器發送完數據后必須立刻切換為接收狀態，一般的編程器很難達到這種苛刻的要求。

　　在這里采用的處理方案是使用超高速處理器的P800-ISP對其進行支持。下圖是截取從邏輯分析儀上捕捉到燒寫過程的一段通訊波形，明顯看到，時鐘的脈寬為50ns(對應的時鐘頻率為10MHz)。

　　圖4 單線SPI通訊波形

　　該單線SPI編程接口的總結如下：

　　優點:是接線少(實際用到的線只需要兩根)、通訊快、數據簡單;

　　缺點：但高頻通訊時對從機要求苛刻，需要兼容高頻率采樣和收發狀態的切換能力(如，發送數據后馬上切換到接收狀態)。