Quad-SPI

这是一个串行接口,4条数据线,双向的,用来读写和擦除数据。

Quad-SPI,简称QSPI,是一个现代大多微控制器都会包含的一个外设。

其设计的主要目的就是来和支持这接口的flash进行通信。

解决一些应用的存储空间不足的问题,比如用到了很多多媒体数据。

同时作为外部存储,访问速度通过一些特殊机制,能够和内部存储相当。

传统SPI只有两根数据线:MOSI and MISO ; 而QSPI有四根: IO 0, IO 1, IO 2, IO 3。

使用SPI操作flash的一个问题是速度不够快,和片上存储器相比,会是系统运行的瓶颈,即使能达到16MHz频率。

在QSPI大规模使用前,解决办法是使用并行接口存储器。

但这样增加了PCB的复杂度,占用更多的IO端子,而且并行接口的端子是独占的,无法复用。

在这样的情况下,QSPI诞生了,多加两根线,使用4根双向数据线来传输数据。

而且可以多个QSPI芯片复用4根数据线,通过片选信号来选择不同的flash。

普通SPI,是一根线输入,一根线输出,而QSPI可以实时配置数据线的输入输出。

拿上图举例,这个是某款ST芯片的QSPI波形图。

如图所示,一个clock周期传输4bit数据,IO 0传输bit0,IO 1传输bit 1,以此类推,然后下一个周期,IO 0传输bit 4,IO 1传输bit 5,IO 2传输bit 6,IO 3传输bit 7。

两个周期传输一个字节。

先发送读取数据指令,然后发送地址,再加上一个Alt字节,这个字节是制造商自定义功能。

然后是两个周期的dummy,用来准备切换数据线的传输方向。

方向切换后,从flash读取数据。

还有个双倍速率模式。

一般数据传输时,是在clock波形的上升或下降沿触发一个新的bit,而双倍模式就是上升和下降沿都触发,传输速率增加了一倍。

注意双倍速率功能需要微处理器和flash芯片都支持才行。

QSPI还支持个关键特性,XIP:eXecute In Place。

XIP表示eXecute In Place, 这个功能是可以让微控制器直接执行存储在外部flash上的代码,不用先拷贝到内存。

这样更快更有效地执行代码。

QSPI速度快,再加上使用prefetch mechanism,速度上会和片上存储不相上下。

具体方式参见上图,使用地址映射的方法,将外部flash空间映射到微处理器的存储空间,这样在微处理器看来,是直接访问的相应地址,和片上存储器一样。

在QSPI出来之前,还有个Dual SPI,就是用两根数据线来传输数据。

一般QSPI的flash也支持Dual SPI,可以根据传输速率要求和端子数目要求来选择。

现在一般的flash芯片,QSPI和普通SPI是都支持的。因为一些老的应用还是用的普通SPI,或者使用主控芯片太老,不支持QSPI。

<think>好的,我现在需要帮助用户找到关于AXI-Quad-SPI设备树配置的示例或文档。用户之前提到过两个引用,但主要是关于示例工程的,可能和设备树相关的内容不多。不过我需要结合这些引用,同时考虑用户当前的问题。 首先,用户明确需要设备树配置的示例或文档。AXI-Quad-SPI是Xilinx的IP核,设备树配置通常涉及兼容性字符串、寄存器地址、中断号等。我应该回忆一下Xilinx设备树的一般结构,特别是SPI控制器的部分。 根据之前的引用,用户提供的两个示例可能包含设备树配置的参考。比如引用[2]中的MicroBlaze AXI-SPI示例项目,可能包含设备树源码(dts)文件,或者相关的配置说明。虽然项目链接可能需要查看具体内容,但用户无法访问,所以需要根据经验推断。 另外,Xilinx的官方文档,如PG153(Quad-SPI文档)会详细说明设备树节点的参数。我应该建议用户查阅这个文档,并说明关键参数如compatible、reg、interrupts等。 可能用户的环境是使用Linux,因此设备树配置需要符合Linux内核的要求。比如,AXI Quad SPI的兼容性字符串可能是"xlnx,xps-spi-2.00.a",但需要确认最新的内核是否有变化。 还需要考虑SPI从设备的配置,比如Flash芯片,设备树中可能需要添加子节点,指定寄存器位宽、最大频率等信息。例如,连接一个Flash的话,子节点会有自己的兼容性字符串,如"jedec,spi-nor"。 最后,用户可能需要具体的示例代码,我应该提供一个设备树节点的示例,展示如何配置AXI-Quad-SPI控制器,并附上说明每个参数的作用。同时,提醒用户根据实际硬件调整地址、中断号等。 总结步骤:1. 参考Xilinx文档PG153;2. 检查示例项目中的设备树配置;3. 提供设备树节点示例;4. 说明关键参数;5. 提示SPI从设备的配置;6. 给出资源链接如Xilinx Wiki和Linux内核文档。</think>关于AXI-Quad-SPI设备树配置的参考信息整理如下: ### 1. 核心设备树配置结构 AXI-Quad-SPI控制器的设备树节点需要包含以下关键参数: $$ spi@a0000000 { compatible = "xlnx,xps-spi-2.00.a"; reg = <0xa0000000 0x10000>; interrupts = <0 58 4>; #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; num-cs = <1>; }; $$ 其中`reg`属性指定控制器寄存器基地址和范围,`interrupts`参数对应中断号需与硬件设计匹配[^1] ### 2. SPI Flash子设备配置示例 连接SPI Flash时需要添加子节点: ``` m25p80@0 { compatible = "jedec,spi-nor"; reg = <0>; spi-max-frequency = <50000000>; #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; }; ``` 注意`spi-max-frequency`需根据Flash芯片规格设置[^2] ### 3. 关键配置参数说明 | 参数名称 | 作用描述 | 典型值示例 | |--------------------|------------------------------|-------------------| | compatible | 驱动匹配标识符 | xlnx,xps-spi-2.00.a| | reg | 寄存器物理地址和长度 | 0xA0000000 0x10000| | interrupts | 中断号配置 | <0 58 4> | | num-cs | 片选信号数量 | 1 | | spi-max-frequency | 最大SPI时钟频率 | 50000000 | ### 4. 调试建议 - 通过`devmem 0xA0000000`命令直接验证寄存器访问 - 使用`spidev_test`工具测试SPI通道 - 检查`/sys/bus/spi/devices`目录下的设备枚举状态
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