[發明專利]一種基于FPGA的SPI接口配置方法

有效

• 申請號: 201710418801.3
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107168720B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 蘇嵐;張磊;陳付齊
• 申請（專利權）人: 武漢虹信通信技術有限責任公司
• 主分類號: G06F9/4401
• 分類號: G06F9/4401
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

本發明提供一種基于FPGA的SPI接口配置方法，用于在沒有上位機的情況下完成SPI接口的配置，并支持在線修改SPI配置參數，包括設置JTAG下載器連接JTAG接口，JTAG接口通過配置連線連接FPGA，FPGA通過SPI總線連接到SPI器件；FPGA包括依次連接的ROM模塊、SPI Ctrl模塊和SPI接口模塊，SPI模塊通過SPI總線連接到SPI器件；對外圍設備的初始配置包括將外圍設備的配置腳本文件轉換二進制編碼文件，例化FPGA內部的ROM模塊，對ROM模塊進行初始化，FPGA通過SPI Ctrl模塊配置的狀態機，從ROM模塊中將二進制編碼命令傳到SPI接口模塊上，FPGA的SPI接口模塊形成符合外圍設備的SPI接口命令，對外圍設備進行串行通信配置。

技術領域

本發明屬于SPI接口配置技術領域，更具體的是一種基于FPGA的SPI接口配置方法。

背景技術

現場可編程陣列(FPGA)具有靈活性、時效性等優點，通過靈活的編程可以設計成為很多通用接口。

SPI(串行外設接口)總線系統是一種同步串行外設接口，用于處理主設備與各種外圍設備以串行方式進行通信信息交換。它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設備和一個或多個從設備，需要至少4根線，事實上3根也可以(單向傳輸時)。分別是SDI(數據輸入)、SDO(數據輸出)、SCLK(時鐘)、CS(片選)。SDI為主設備數據輸入，從設備數據輸出；SDO是主設備數據輸出，從設備數據輸入；SCLK是時鐘信號，由主設備產生；CS是從設備使能信號，由主設備控制。

通常實現中FPGA與外圍設備的SPI通信具有準實時的交互性，多數情況下需要上位機進行配合，增加交互用的串口、網口或是增加CPU器件的參與。不論哪一種都既增加開發難度，又需要增加開發人員，進而增加了開發周期及開發成本。

相關術語：

SPI Serial Peripheral Interface 串行外設接口

FPGA Filed Programmable Gate Array 現場可編程門陣列

ROM Read-only Memory 只讀存儲器

CPU Central Processing Unit 中央處理器

JTAG Joint Test Action Group 聯合測試工作組

發明內容

本發明提出了一種基于FPGA的SPI接口配置方法，可以在沒有上位機的情況下完成SPI接口的配置。并在線修改SPI配置參數，實現準實時交互性。

本發明技術方案提供一種基于FPGA的SPI接口配置方法，用于在沒有上位機的情況下完成SPI接口的配置，并支持在線修改SPI配置參數，實現如下，

設置JTAG下載器連接JTAG接口，JTAG接口通過配置連線連接FPGA，FPGA通過SPI總線連接到作為外圍設備的SPI器件；

FPGA包括依次連接的ROM模塊、SPI Ctrl模塊和SPI接口模塊，SPI模塊通過SPI總線連接到SPI器件；

所述ROM模塊用于存儲二進制編碼文件；

所述SPI Ctrl模塊，用于從ROM模塊中讀取數據，并轉化成SPI接口接受的命令格式；

SPI接口模塊用于產生SPI接口信號，輸出SPI接口信號給外圍設備；

對外圍設備的初始配置包括以下步驟，