基于Wishbone接口的高速可復(fù)用SPI IP核設(shè)計

　　SPI總線介紹

　　SPI總線是一種全雙工、同步、串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)總線。與其他總線相比較，它具有結(jié)構(gòu)簡單(只有四根接口線)，速度快，通信可靠等優(yōu)點。SPI通信以主從方式工作，即一個主設(shè)備和一個從設(shè)備或多個從設(shè)備。這種工作方式需要MISO(數(shù)據(jù)輸入)、MOSI(數(shù)據(jù)輸出)、SCK(時鐘信號)、SS(片選信號)4根線，其主要功能如下：

　　1)MOSI：輸出信號，主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入;

　　2)MISO：輸入信號，主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出;

　　3)SCK：時鐘信號;

　　4)SS：輸出信號，從設(shè)備使能信號。

　　SPI協(xié)議通過數(shù)據(jù)交換完成通信，主設(shè)備產(chǎn)生SCK時鐘信號，MISO、MOSI基于此時鐘信號完成數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)輸出通過MISO數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)在時鐘上升沿或下降沿傳輸，在下一個下降沿或上升沿被讀取，完成一位數(shù)據(jù)傳輸。由于SCK時鐘信號只由主設(shè)備產(chǎn)生，從設(shè)備不能產(chǎn)生時鐘信號，因此，在一個SPI系統(tǒng)中，至少要有一個主設(shè)備。

　　普通串行通信協(xié)議完成一次通信至少需要連續(xù)傳送8位數(shù)據(jù)，而SPI協(xié)議允許一位一位傳送數(shù)據(jù)，甚至允許傳送暫停。SCK時鐘信號由主設(shè)備產(chǎn)生，當(dāng)沒有時鐘跳變時，從設(shè)備不處理數(shù)據(jù)，也就是說，主設(shè)備通過對SCK時鐘信號的控制實現(xiàn)對通信的控制。

　　SPI設(shè)計與實現(xiàn)

　　本文采用Top_down方法，至上而下的設(shè)計流程對所要設(shè)計的SPI接口IP核進(jìn)行總體規(guī)劃，建立架構(gòu)，對系統(tǒng)進(jìn)行層次劃分。首先將所設(shè)計的SPI接口IP核與片上系統(tǒng)和SPI外設(shè)之間的連接架構(gòu)簡單歸結(jié)為圖1。