Ichki o'rnatilgan aloqa vositasi interfeysi protokolida Serial aloqa interfeysi -SPI

Sep 16, 2019

Xabar QOLDIRISH

Ushbu bo'lim davom etmoqda. Apparat aloqa interfeysi protokolidagi yana bir seriyali aloqa interfeysi - the UART seriyali port protokoli bilan taqqoslaganda, o'zining o'ziga xos xususiyatiga ega.

Manzil quyidagicha keltiriladi: http://www.eepw.com.cn/article/201812/396060.htm

qisqacha kirish

(SerialPerifheral interfeys), seriyali periferik interfeys.

SPI - bu SerialPerifheral interfeysning qisqartmasi. SPI yuqori tezlikda, to'liq dupleksli, sinxron aloqa avtobusidir va chipning pinida faqat to'rtta qatorni egallaydi. Bu chipning pimlarini tejash va PCB joylashtirish uchun joy va qulaylikni tejash imkonini beradi. Ushbu sodda va ishlatish uchun qulay bo'lgan xarakteristikaga ega bo'lganligi sababli, tobora ko'proq chiplar ushbu aloqa protokoli, masalan, AT91RM9200 ni birlashtirdi.

- Baidu entsiklopediyasidan

Interfaol Motorola tomonidan 1980-yillarning o'rtalarida ishlab chiqilgan va amalda standartga aylangan.

- Wiki-dan

Vikipediya maslahat bergan "haqiqat standarti" dan biz ilm-fan sohasida ko'r-ko'rona ma'lumot olishimiz mumkin.

Faktual standartlar deganda standartlashtirish tashkilotlari tomonidan belgilanmagan, balki texnologiyaning etakchi mavqeiga ega bo'lgan korxonalar va biznes guruhlari tushuniladi. Ulardan ba'zilari, shuningdek, DVD forumi tomonidan tasdiqlanishi kerak bo'lgan DVD standartlari va bozor tomonidan qabul qilingan texnik standartlar kabi sanoat alyansi tashkilotlarining roziligini talab qiladi.

- Baidu entsiklopediyasidan

SPI interfeysi asosiy va ko'proq aloqa arxitekturasini belgilaydi. Xuddi shu SPI avtobusida faqat bitta xost mavjud va bir nechta qul kompyuterlar mavjud. Bunday me'moriy aloqa tashabbusini faqat mezbon tomonda cheklaydi, mezbon aloqa o'rnatadi va xizmatkor istaganini qiladi.

Signal liniyasi

SPI to'rt simli ketma-ket avtobus deb nomlanadi va uning signal liniyalari:

SCLK: ketma-ket soat (uy egasi chiqishi)

MOSI: asosiy va kirishli kirish kirituvchisi (hostning chiqish ma'lumotlari).

MISO: chiqishdagi asosiy kirish yoki chiqishdagi asosiy kirish (chiqish ma'lumotlari chiqishi).

SS: qulni tanlash (odatda past samaradorlik, xostning chiqishi).

Signal liniyalarining nomlanishi ham xilma-xildir.

Seriya portining vaqti:

SCLK: SCK

Asosiy chiqish -> kirishdan (MOSI):

SIMO, MTSR - asosiy qurilma va qul qurilmasi o'rtasida MOSIga mos keladi.

SDI, DI, DIN, SI - qurilmadan; asosiy qurilmadagi MOSI-ga ulanish yoki quyidagi ulanishga ulanish.

SDO, DO, DOUT, SO - asosiy qurilmada; ulanish stantsiyasining MOSI-ga ulang yoki yuqoridagi ulanishga ulaning.

主 输入 <--- 从="" 输出="">

SOMI, MRST - asosiy qurilma va qul qurilmasi o'rtasidagi MISO-ga mos keladi.

SDO, DO, DOUT, SO - qurilmadan; asosiy qurilmadagi MISO-ga ulanish yoki quyidagi ulanishga ulanish.

SDI, DI, DIN, SI - asosiy qurilma; MISO yuqori yoki yuqori ulanishga ulangan.

Qul tanlash:

SS: SSEL, CS, Idoralar, nSS, / SS, SS #

Yuqoridagi chalkash nomlar SDO, SDI, DOUT, DIN va hokazolar bo'lib, ularning barchasini asosiy uskunada yoki alohida jihozlarda alohida ko'rish kerak. Ammo umuman olganda, aniq spetsifikatsiyalarni yozishga harakat qiling, bu noaniqlik yaratish oson emas.

Sinxron ketma-ket interfeys sifatida SPI ikkita sinxron signalga ega deb hisoblanadi. Birinchisi, qul kompyuteridan SS signallarini tanlash, tanlangan xizmatkorga xabar berish, SPI aloqasiga tayyorgarlik, ikkinchisi - SCLK soat signalini sinxronlashtirish. Transceiver tomonlari ma'lumotlar bilan o'zaro ta'sirlashganda, ular SCLK-ning sakrashiga asoslanib bit va namunalar olinadi.

To'rtta signal chizig'ining barchasi kerak emas, ish rejimiga ko'ra, ularni ikkita va uchta chiziqlarga sozlash mumkin.

STM32CubeMX vositasining konfiguratsiya sahifasida, chip ishtonlari turli xil ish rejimlari uchun qanchalik farq qilishini aniq ko'rishingiz mumkin.







Taqqoslash shuni aniqladiki, to'liq dupleksning to'rt va uch qatorlari o'rtasidagi farq NSSning qul signalidir. Ushbu holat odatda SPI avtobusi faqat bitta asosiy va bitta xizmatkor aloqa arxitekturasiga ega, va qul NSS signallari har doim past darajada edi.

Signal vaqtini belgilash

To'rt simli SPI interfeysining vaqt ketma-ketligi doimo past bo'ladi, dastgohdan SS signal signalini tanlang, keyin SCLKni chiqaring va MOSI ma'lumotlarini oling, bu vaqtda MISO yuqori impedans holatidir. Quyidagicha:



Odatda SPI interfeysi moslamalari mavjud va ularda tegishli ketma-ketlik diagrammalari bo'ladi. SPI interfeysi mos ravishda ushlanib qoladi. FLASH modeli GD25Q32C, SPI interfeysi OLED modeli QG-2832TLBFG04 bo'lib, ikkita qurilmaning o'ziga xos qismlari quyidagicha tanishtirilgan: ikkita ekran tasvirlari:





Vaqt diagrammasining spetsifikatsiyasi har bir signal chizig'ining chiqish sathining tartibini va vaqtini belgilaydigan va ma'lumot uzatish bilan bir vaqtda to'xtab turuvchi soat signalining "hizalanishini" aniqlaydiganligini aniqlash qiyin emas. Bu erda "hizalanish" aslida ma'lumotlarning chiqishi va namunalari.

Xuddi shunday, ushbu vaqtni aniqlash spetsifikatsiyasi SPI qurilmalarining SPI interfeys signal xususiyatlarini, shu jumladan soatning ko'tarilishi, yiqilish vaqti, chipni tanlash va soatni kesib o'tish oralig'idagi kechikish va soat sohasi va ma'lumotlar uzatish davomiyligini o'z ichiga oladi.

Ushbu vaqt xarakteristikalari ular bilan aloqa o'rnatishda SPI xostini aniqlaydi yoki u aniqlanish doirasidan oshmaydi, aks holda bu mashina qismlarining javobidan g'ayritabiiy aloqaga olib keladi.

Turli xil qurilmalarda SPI interfeysi uchun turli xil vaqt talablari mavjud. Birinchi oddiy ketma-ketlik diagrammasi va ushbu ketma-ketlik diagrammasi asosida SPI interfeysi turli xil interfeys konfiguratsiya parametrlarini ham sozlashi mumkin.

Interfeysni sozlash elementi

Umuman olganda, interfeysning ixtiyoriy konfiguratsiyasi quyidagilardan iborat: interfeys rejimi (haqiqiy konfiguratsiya bitta va ikki tomonlama rejimni tanlash), qurilmaning asosiy qul rejimi, ma'lumotlar kengligi, soat polaritesi (CPOL :), soat fazasi (CPHA), soat tezligi, ma'lumotlar biti o'lcham va terminalni tanlash.

Interfeys rejimi

Standart to'rt simli SPI interfeysi ma'lumotlarning o'zaro ta'siri uchun uy egasi va qul o'rtasidagi aloqadan foydalanadi va ikkala tomon ham ma'lumotlarni qabul qilish va yuborish jarayoniga ega. LCD / OLED SPI interfeysida qurilmaning qurilmasi sifatida uy egasiga qaytarilishi kerak emas. U faqat nazorat ma'lumotlarini olishi va xostdan ma'lumotlarni namoyish qilishi kerak.

Ushbu stsenariyga asoslanib, uni uch simli simli aloqa sifatida sozlash mumkin, ya'ni faqat SS, soat SCLK va ma'lumotlarni chiqarish MOSI ni tanlab olish mumkin.

Qurilmaning asosiy qul rejimi

Ushbu konfiguratsiya odatda chipni qo'llab-quvvatlaydimi yoki yo'qligini ko'rishi kerak va uni loyiha tizimiga yaxshiroq integratsiya qilish uchun SPI xost yoki qul mashinasi sifatida sozlash mumkin.

Ma'lumotlar kengligi

Nomidan ko'rinib turibdiki, ma'lumotlarni yuborish 8bit, 16bit va hokazolarga sozlanishi mumkin, bu ham chipga qarab belgilanadi.

Soat polaritesi va soat fazasi

Ularning ikkitasi CPOL (Soat Polaritesi) va CPHA (Clock Phase). Polarite yuqori va past darajani anglatadi. Bu SPI avtobusini ishlamay qolishini belgilaydi, soat yuqori yoki past darajada saqlanadi, chunki SPI aloqasi haqida gap ketganda, birinchi soat tepaga ko'tarilish va tushish chegarasi ko'tariladi. Faza, ma'lumot uzatish signalini va namuna olishni soat bilan qanday moslashishini ko'rsatib, soatning o'tish chizig'ini anglatadi.

Ikki konfiguratsiya Wiki va Baidu entsiklopediyasida juda aniq talqin qilingan.





Soat tezligi

Stavkalarni tanlash har bir chip tomonidan belgilangan interfeysning ketma-ketlik diagrammasida ushlab turilishi mumkin bo'lgan ma'lumot uzatishdagi soat signal liniyasining aylanish tezligini belgilaydi. Agar uy egasi tezligi juda tez o'rnatilgan bo'lsa va xizmat mashinasining javobi juda sekin bo'lsa, aloqa muvaffaqiyatsiz bo'ladi.

Bit bit bit hajmi va tugashni tanlash

Ma'lumotni yuborish ustuvorligi bit konfiguratsiyasi, birinchi UART protokolidan bilishi mumkin, UART belgilangan ma'lumot ustuvorligi bit0, va bu SPI bitni yuborish uchun sozlanadigan ustuvorlik, eng past yoki eng yuqori pozitsiyani o'rnatishi mumkin.

FLASH GD25Q32 va OLED QG-2832TLBFG04 modellarining vaqtli seriyalaridan boshlab, biz ushbu ikkita qurilmaning barchasi MSBga ustunlik berishini, ya'ni eng yuqori ustuvorligini ko'rishimiz mumkin.

Keyin o'qish uchun GT21L16S2W shrift chipini yo'riqnomasini taqqoslang:



Ko'rish mumkinki, MSB ning uzatish ustuvorligi odatda SPI qurilmalarida qabul qilinadi.

SPI aloqa interfeysi, bitta xost va bir nechta qulli aloqa arxitekturasini umumlashtiring. Standart rejim to'rtta signal chizig'iga ega, tanlangan SS bilan aloqa o'rnatishni boshlaydi, SCLK soat signali bit chiqish va saralashni amalga oshiradi, namuna olish vaqtini sozlaydi va bit chiqarishga ustunlik beradi.


So'rov yuborish