支持單線(xiàn)SPI接口的燒錄技術(shù)實(shí)現

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

　　1、標準的SPI通訊協(xié)議

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

　　通常需要四根線(xiàn)，它們是MOSI(數據輸出)、MISO(數據輸入)、SCLK(時(shí)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(shí)鐘信號，由主設備產(chǎn)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(yōu)點(diǎn)是傳輸數據快，能達到幾兆到幾十兆，并且沒(méi)有系統開(kāi)銷(xiāo)。但是，SPI總線(xiàn)的缺點(diǎn)也比較明顯，主要是沒(méi)有指定的流控制，也沒(méi)有應答機制確認是否接收到數據。

　　2.單線(xiàn)SPI接口

　　還有一種另類(lèi)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(lái)的兩根數據線(xiàn)改為一根數據線(xiàn)。這樣，通訊方式也成為半雙工的通訊方，在接線(xiàn)上面，顯得更簡(jiǎn)約了。

　　圖2 SPI單線(xiàn)通訊接口

　　3.讓編程器當從機的SPI單線(xiàn)通訊接口

　　在編程界，遇到特殊編程接口的芯片已經(jīng)成為家常便飯。因為有時(shí)候，芯片為了設計更優(yōu)的編程方式，會(huì )采用一些少見(jiàn)的，奇葩的通訊方式。

　　在支持MAXIM部分芯片的編程時(shí)，該芯片采取的是芯片當主機的單數據線(xiàn)的SPI通訊，其通訊特點(diǎn)是：

　　(1) TCLK由始至終都是由芯片產(chǎn)生，編程器接收時(shí)鐘;

　　(2) 時(shí)鐘頻率較高，達到10MHz;

　　(3) 通訊方式是芯片每收到一個(gè)字節后立刻返回一個(gè)字節。

　　其數據通訊見(jiàn)下圖(注：圖片來(lái)源于編程手冊)。由于在通訊過(guò)程中不會(huì )發(fā)生主從互換的問(wèn)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(xiàn)SPI通訊

　　對于該系列的芯片，由于通訊時(shí)鐘頻率較高，要對數據進(jìn)行采樣，編程器的采樣時(shí)鐘至少為20MHz，而且還需要硬件很好地兼容，并且編程器發(fā)送完數據后必須立刻切換為接收狀態(tài)，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(jìn)行支持。下圖是截取從邏輯分析儀上捕捉到燒寫(xiě)過(guò)程的一段通訊波形，明顯看到，時(shí)鐘的脈寬為50ns(對應的時(shí)鐘頻率為10MHz)。

　　圖4 單線(xiàn)SPI通訊波形

　　該單線(xiàn)SPI編程接口的總結如下：

　　優(yōu)點(diǎn):是接線(xiàn)少(實(shí)際用到的線(xiàn)只需要兩根)、通訊快、數據簡(jiǎn)單;

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