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标题: 基于增强型SPI接口的大容量Flash扩展实现 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-4-18 15:32 标题: 基于增强型SPI接口的大容量Flash扩展实现

关键字：Flash SPI 系统
     1 引言

   随着信息时代的到来，各种信息的集成和交互越来越频繁。运动控制系统中需要处理和存储的信息量也与日俱增，大部分运动控制系统的核心器件MCU自身已经集成了较大容量的存储器（与以前MCU相比），但仅仅依靠MCU自身的存储器一般很难满足系统对大容量存储的要求，因此必须找到高效的方法实现对系统存储容量的扩展。

   SPI是一个高效、数据位数可编程设置的高速输入/输出串行接口，几乎所有MCU生产厂商都提供对SPI接口的支持，目前高速SPI接口的时钟频率已达到60MHz甚至更高，SPI接口一般只用4根连接线即可完成所有的数据通讯和控制操作，因此不占用MCU的数据总线和地址总线，极大的节约了系统的硬件资源，是一种经济实用的扩展系统存储容量的方法。

本文利用32位DSP-TMS320F2812自身

的增强型SPI接口，结合性价比高的串行接口Flash，高效地实现了对系统存储容量的扩展。

2 系统总体介绍

Flash扩展实现的硬件系统是具有Ethernet接口的基于DSP和CPLD的运动控制板，系统总体结构如图1所示，核心器件是TI公司推出的32位定点DSP-TMS320F2812和Altera公司推出的MAXII系列CPLD-EPM1270G。主要完成系统输入信号的检测、处理，各种控制算法以及和各种接口（Ethernet接口和RS232接口）的通讯，运动控制系统的部分控制程序、大量的初始化数据和系统的配置信息都存在大容量的串行接口Flash M25P80中，通过DSP增强型SPI接口实现与核心处理器DSP的高速通信。

   3 Flash扩展的硬件设计

   3.1 TMS320F2812的增强型SPI接口特性

   （1）可编程的125种不同的波特率。

   （2）可编程的1-16位有效数据长度。

   （3）支持4种时钟模式，不带相位延时的下降沿模式、带相位延迟的下降沿模式、不带相位延时的上升沿模式和带相位延时的上升沿模式。

   （4）可持续操作的特性：16级发送和接收FIFO；可编程的中断优先级和延时发送控制功能。

   时钟模式应根据具体应用中与MCU接口器件的操作时序决定，选取原则是保证在器件进行读写操作过程中，所要求的CLK时钟沿到来时所操作的数据必须已经在相应的引脚上，例如，当接口器件（本系统中是Flash）在上升沿接收数据，在下降沿发送数据时，MCU应该选择不带相位延时的下降沿方式。

   增强型SPI接口具有16位16级深度的发送和接收FIFO，这为高速连续操作提供了可能，在发送和接收时可以最多进行32个字节的连续操作，从而极大的提高了通讯效率。

   可编程的中断优先级和可编程的延时发送控制功能，增加了SPI接口的灵活性，使用户可以自由配置中断，并根据外部器件的特性灵活控制SPI接口的操作时序，既保证了接口操作的高速性也满足了不同接口器件操作时序的要求。

     3.2 串行接口Flash M25P80

   M25P80是意法半导体公司推出的8M大容量串行接口Flash器件，采用2.7V-3.6V单电源供电，兼容标准的SPI接口，器件在上升沿接收数据，在下降沿发送数据，接口时钟最高为40MHz，支持最大256bytes的快速页面编程操作、快速的块擦除（512Kbit）操作和快速的整体擦除（8MHz）操作；具有操作暂停和硬件写保护功能。

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