SPI配置

Posted 2022-08-04 四季帆

1. SPI中的CPOL和CPHA概念

        经常会提及SPI分为四种模式：

        以上模式仅针对SPI的时钟（SCK）来区分：

        CPOL 也就是时钟的极性，用来表示SPI总线在空闲时SCK是低电平还是高电平，低电平为0，高电平为1；

        CPHA 也就是时钟的相位，用来决定何时进行信号采样，在第一个跳变沿还是第二个跳变沿，在第一个跳变沿采样则为0，在第二个跳变沿采样则为1。

2. 多从机配置

        多个从机可与单个SPI主机一起使用。从机可以采用常规模式连接，或采用菊花链模式连接。

2.1 常规SPI模式

        在常规模式下，主机需要为每个从机提供单独的片选信号。一旦主机使能(拉低)片选信号，MOSI/MISO线上的时钟和数据便可用于所选的从机。如果使能多个片选信号，则MISO线上的数据会被破坏，因为主机无法识别哪个从机正在传输数据。

        从上图可以看出，随着从机数量的增加，来自主机的片选线的数量也增加。这会快速增加主机需要提供的输入和输出数量，并限制可以使用的从机数量。可以使用其他技术来增加常规模式下的从机数量，例如使用多路复用器或串行转并行转换器产生片选信号。

2.2 菊花链模式

        在菊花链模式下，所有从机的片选信号连接在一起，数据从一个从机传播到下一个从机。在此配置中，所有从机同时接收同一SPI时钟。来自主机的数据直接送到第一个从机，该从机将数据提供给下一个从机，依此类推。

        使用该方法时，由于数据是从一个从机传播到下一个从机，所以传输数据所需的时钟周期数与菊花链中的从机位置成比例。例如在图7所示的8位系统中，为使第3个从机能够获得数据，需要24个时钟脉冲，而常规SPI模式下只需8个时钟脉冲。

 

3. 附件

3.1 菊花链模式的优点

        菊花链最大的好处就是可以利用有限的信号传输线连接多台设备，共享同一服务，而且不存在总线竞争和阻塞等问题，因为在某设备把信号传递给下一个设备之前，可以修改这个信号。

3.2 菊花链模式的缺点

        菊花链的最大缺点是因为是信号串行传输，所以一旦数据链路中的 某设备发生故障的时候，它下面优先级较低的设备就不可能得到服务了。