高速DSP串行外設接口設計

　1 引言

DSP(數字信號處理)的優(yōu)勢除了處理復雜的運算，特別適用于數字濾波、語(yǔ)音、視頻、圖象處理、通信以及高速實(shí)時(shí)測控系統中已成為現代信息處理技術(shù)的重要器件，極大地促進(jìn)了信號處理和測控各個(gè)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及應用。TI公司TMS320LF2407是一種專(zhuān)用定點(diǎn)DSP芯片，與以往的產(chǎn)品相比．最大不同就是有豐富的外設．像SCI、SPI、EV等等．在處理數據優(yōu)勢上添加了事務(wù)管理能力。

　　其中串行外設接口(Serial Peripheral InteRFace)是Motorola公司提出的一種同步串行外圍接口協(xié)議．主要應用在EEPROM、FLASH、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、AD轉換器．還有數字處理和數字解碼器之間。包括主/從2種模式，具有I/O資源占用少、協(xié)議實(shí)現簡(jiǎn)單、傳輸速度快、能夠同時(shí)收發(fā)信息、支持絕大部分處理器芯片等優(yōu)點(diǎn)，是一種高速的全雙工、同步的通信總線(xiàn)，并且在芯片的管腳上只占用四根線(xiàn)，節約了芯片的管腳．同時(shí)為PCB的布局上節約了空間，提供了方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，TMS320LF2407芯片也集成了這種通信協(xié)議。

　　2 SPI接口結構和設計原理

　　2．1 SPI接口結構

　　該SPI設計主要有兩大部分組成：微控制器接口和SPI控制接口。通過(guò)控制線(xiàn)、數據線(xiàn)、和地址線(xiàn)三大總線(xiàn)把微控制接口與SPI控制接口連接在一起，如果外部有更多的SPI接口模塊?？梢杂蒘PI控制接口運用軟件編程與設置，實(shí)現擴展具有SPI接口的外部設備。

　　TMS320LF2407中采用的主從控制器連接通信。主控制器通過(guò)輸出SPICLK信號來(lái)啟動(dòng)數據傳送。對主控制器和從控制器．數據都是在SPICLK的一個(gè)邊沿移出移位寄存器，并在相對的另一個(gè)邊沿鎖存到移位寄存器。如果CLOCK PHASE位是1．數據的發(fā)送和傳輸就要在SPICLK跳變之前的半個(gè)周期發(fā)生。主控制器可以在任一時(shí)刻啟動(dòng)數據發(fā)送．因為它控制著(zhù)SPICLK信號。由軟件決定了主控制器如何檢測從控制器何時(shí)準備發(fā)送數據，以啟動(dòng)SPI傳送數據。

　　圖1 SPI內部結構

　　2．2 SPI設計原理

　　SPI接口是同步串行總線(xiàn)的一種，在同步時(shí)鐘信號SCK下，能夠高速、可靠的傳送數據。它分為主從(MASTER/SLAVER)兩種傳輸模式。主模式下的發(fā)送總線(xiàn)即是從模式的接收總線(xiàn)：與之對應的是從模式下的發(fā)送總線(xiàn)即是主模式的接收總線(xiàn)。它們可以同時(shí)接收和發(fā)送數據．而且發(fā)送和接收操作可以通過(guò)中斷或者查詢(xún)方法來(lái)完成。

　　2．2．1工作時(shí)鐘

　　時(shí)鐘極性CPOL和時(shí)鐘相位CPHA控制著(zhù)時(shí)鐘信號引腳上4中不同的時(shí)鐘方式。在設備被使能激活后．還未進(jìn)行數據傳輸時(shí)或兩個(gè)字節數據間歇期間，SCK處于空閑電平，通過(guò)時(shí)鐘極性控制位可以選擇此空閑電平的電平時(shí)0還是1：時(shí)鐘相位控制位用來(lái)選擇數據接收端設備的采樣時(shí)刻。在該采樣時(shí)刻，線(xiàn)上數據必須同時(shí)滿(mǎn)足建立時(shí)間和保持時(shí)間兩個(gè)參數，因此數據發(fā)送端設備應提前將數據移出到數據線(xiàn)上。