來源：國外電子元器件 作者：陳肖華 任德志等

    1引言

    隨著信息時代的到來，各種信息的集成和交互越來越頻繁。運動控制系統(tǒng)中需要處理和存儲的信息量也與日俱增，大部分運動控制系統(tǒng)的核心器件mcu自身已經(jīng)集成了較大容量的存儲器（與以前mcu相比），但僅僅依靠mcu自身的存儲器一般很難滿足系統(tǒng)對大容量存儲的要求，因此必須找到高效的方法實現(xiàn)對系統(tǒng)存儲容量的擴展。

    spi是一個高效、數(shù)據(jù)位數(shù)可編程設置的高速輸入/輸出串行接口，幾乎所有mcu生產(chǎn)廠商都提供對spi接口的支持，目前高速spi接口的時鐘頻率已達到60mhz甚至更高，spi接口一般只用4根連接線即可完成所有的數(shù)據(jù)通訊和控制操作，因此不占用mcu的數(shù)據(jù)總線和地址總線，極大的節(jié)約了系統(tǒng)的硬件資源，是一種經(jīng)濟實用的擴展系統(tǒng)存儲容量的方法。

    本文利用32位dsp-tms320f2812自身的增強型spi接口，結合性價比高的串行接口flash，高效地實現(xiàn)了對系統(tǒng)存儲容量的擴展。

    2 系統(tǒng)總體介紹

    flash擴展實現(xiàn)的硬件系統(tǒng)是具有ethernet接口的基于dsp和cpld的運動控制板，系統(tǒng)總體結構如圖1所示，核心器件是ti公司推出的32位定點dsp-tms320f2812和altera公司推出的maxii系列cpld-epm1270g。主要完成系統(tǒng)輸入信號的檢測、處理，各種控制算法以及和各種接口（ethernet接口和rs232接口）的通訊，運動控制系統(tǒng)的部分控制程序、大量的初始化數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的配置信息都存在大容量的串行接口flash m25p80中，通過dsp增強型spi接口實現(xiàn)與核心處理器dsp的高速通信。

    3 flash擴展的硬件設計

    3.1 tms320f2812的增強型spi接口特性

    （1）可編程的125種不同的波特率。

    （2）可編程的1-16位有效數(shù)據(jù)長度。

    （3）支持4種時鐘模式，不帶相位延時的下降沿模式、帶相位延遲的下降沿模式、不帶相位延時的上升沿模式和帶相位延時的上升沿模式。

    （4）可持續(xù)操作的特性：16級發(fā)送和接收fifo；可編程的中斷優(yōu)先級和延時發(fā)送控制功能。

    時鐘模式應根據(jù)具體應用中與mcu接口器件的操作時序決定，選取原則是保證在器件進行讀寫操作過程中，所要求的clk時鐘沿到來時所操作的數(shù)據(jù)必須已經(jīng)在相應的引腳上，例如，當接口器件（本系統(tǒng)中是flash）在上升沿接收數(shù)據(jù)，在下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)時，mcu應該選擇不帶相位延時的下降沿方式。

    增強型spi接口具有16位16級深度的發(fā)送和接收fifo，這為高速連續(xù)操作提供了可能，在發(fā)送和接收時可以最多進行32個字節(jié)的連續(xù)操作，從而極大的提高了通訊效率。

    可編程的中斷優(yōu)先級和可編程的延時發(fā)送控制功能，增加了spi接口的靈活性，使用戶可以自由配置中斷，并根據(jù)外部器件的特性靈活控制spi接口的操作時序，既保證了接口操作的高速性也滿足了不同接口器件操作時序的要求。

    3.2 串行接口flash m25p80

    m25p80是意法半導體公司推出的8m大容量串行接口flash器件，采用2.7v-3.6v單電源供電，兼容標準的spi接口，器件在上升沿接收數(shù)據(jù)，在下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)，接口時鐘最高為40mhz，支持最大256bytes的快速頁面編程操作、快速的塊擦除（512kbit）操作和快速的整體擦除（8mhz）操作；具有操作暫停和硬件寫保護功能。

    spi擴展模塊硬件原理圖如圖2所示。

    spisom