29. Последовательный периферийный интерфейс (SPI)
29.1 Обзор
Схемы последовательного периферийного интерфейса обеспечивают синхронную последовательную связь, обеспечивающую передачу данных во внешние устройства в режиме ведущего и ведомого. В том случае, если в системе присутствует внешний процессор, с помощью этого интерфейса может быть обеспечена межпроцессорная связь.
Аппаратная часть последовательный периферийный интерфейс по существу представляет собой сдвиговый регистр, который последовательно выдвигает биты данных в другие аналогичные интерфейсы прочих устройств. Во время процесса передачи одно из устройств работает как ведущее, обеспечивая контроль над потоком данных, в то время как другие, ведомые устройства, принимают или передают данные под управлением ведущего. Функции ведущего устройства интерфейса могут передаваться от одного процессора другому (мультимастерный протокол по сравнению с одномастерным, когда только один процессор всегда работает в качестве ведущего, а все остальные в качестве ведомых), и ведущее устройство может вести передачу одних и тех же данных нескольким ведомым устройствам одновременно. Тем не менее, в текущий момент времени только одно ведомое устройство может осуществлять передачу данных ведущему.
Ведомое устройство выбирается, когда ведущее выдает сигнал NSS. Если присутствуют одновременно несколько ведомых устройств, ведущее вырабатывает раздельные сигналы выбора для каждого из них (NPSC).
Система SPI состоит из двух линий данных и двух линий управления:
- Из ведущего в ведомое (Master Out Slave In) Эта линия обеспечивает побитную выдачу данных со сдвигом из ведущего и передачу на прием ведомого.
- Из ведомого в ведущее (Master In Slave Out) Эта линия обеспечивает передачу данных с выхода ведомого на вход ведущего. Во время каждой отдельно взятой передачи линию может занимать только одно ведомое устройство.
- Тактовый сигнал последовательной передачи (Serial Clock - SPCK). Состояние этой линии управляется ведущим устройством и регулирует (синхронизирует) передачу бит данных. Ведущее устройство управляет скоростью передачи данных и может задавать различные скорости передачи, каждый период сигнала SPCK соответствует передаче одного бита данных.
- Выбор ведущего (NSS): Эта линия управления позволяет аппаратно включать и выключать ведомые устройства.
29.2 Структурная схема
Рис. 29-1. Структурная схема
29.3 Структурная схема типового применения
Рис. 29-2. Структурная схема типового применения: Одно ведущее и несколько ведомых устройств
29.4 Описание сигналов
Табл. 29-1. Описание сигналов
| Название вывода |
Описание вывода |
Тип |
| Ведущий |
Ведомый |
| MISO |
Выход ведомого - вход ведущего |
Вход |
Выход |
| MOSI |
Выход ведущего - вход ведомого |
Выход |
Вход |
| SPCK |
Синхронизация |
Выход |
Вход |
| NPCS1-NPCS3 |
Выбор корпуса периферийного устройства |
Выход |
Не используется |
| NPCS0/NSS |
Выбор корпуса периферийного/ведомого устройства |
Выход |
Вход |
29.5 Различия в реализации устройств семейства
29.5.1 Линии ввода - вывода
Выводы, предназначенные для взаимодействия с совместимыми внешними устройствами, могут быть объединены с линиями ввода - вывода. Поэтому программист должен в первую очередь конфигурировать контроллеры ввода - вывода чтобы назначить периферийные функции для выводов SPI.
29.5.2 Управление питанием
SPI может синхронизироваться через контроллер управления питанием, поэтому программист должен в первую очередь разрешить конфигурировать контроллер управления питанием, чтобы разрешить подачу тактового сигнала на SPI.
29.5.3 Прерывания
Интерфейс SPI использует прерывание, подключенное к расширенному контроллеру прерываний. Поэтому для обработки прерываний, поступающих с SPI, необходимо конфигурировать AIC перед конфигурированием SPI.
| 
