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基于增强型基于增强型SPI接口的大容量接口的大容量Flash扩展实现扩展实现
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。
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。
p;SPI扩展模块硬件原理图如图2所示。
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