基于FPGA实现SPI接口（配置或通信）

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于 2020-04-19 09:01:15 发布

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分类专栏： FPGA不积跬步

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本文介绍了如何基于FPGA实现SPI接口，包括SPI接口的基本概念、硬件连接、逻辑设计及验证过程。通过Verilog或SystemVerilog实现写操作和读操作，并通过仿真工具和调试器进行验证。文中还提到在实际项目中可能遇到的非标准SPI协议变长地址和数据的情况。

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基于FPGA实现SPI接口（配置或通信总线）
1）总线简介
串行外设接口(SPI)是微控制器（FPGA）和外围IC（如传感器、ADC、DAC、移位寄存器、SRAM等）之间使用最广泛的接口之一。主要用于与其他设备进行数据传输，例如，子设备上报自检信息到主设备，主设备发送控制命令到子设备，子设备执行相应的操作等；此外，SPI主要的另一个用途主要是配置外围IC芯片，例如，通过SPI总线配置adc芯片正常工作。SPI是一种同步、全双工、主从式接口。来自主机或从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步。主机和从机可以同时传输数据。SPI接口可以是3线式或4线式。笔者重点介绍常用的4线SPI接口。
2）硬件接口
SPI硬件连接示意图如图1所示。
在这里插入图片描述
图1 SPI硬件连接示意图
4线SPI器件有四个信号：
a）时钟(SPI CLK)
b）片选(CS)
c）主机输出、从机输入(MOSI)
d）主机输入、从机输出(MISO)产生时钟信号的器件称为主机。主机和从机之间传输的数据与主机产生的时钟同步。同I2C接口相比，SPI器件支持更高的时钟频率。SPI接口只