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SPI总线测试解决方案


  来源: 鼎阳科技 时间:2018-07-27 编辑:夏禅
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SPI总线简介

SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写,是一种高速、全双工、同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便。其现已发展成为一种工业标准,目前,各半导体公司推出了大量的带有SPI接口的具有各种各样功能的芯片,如RAMEEPROMFlashROMADDA)转换器、LED显示驱动器、IO接口芯片、实时时钟、UART收发器等等,为用户的外围扩展提供了极其灵活而经济的选择。这也使得对SPI信号的测试分析需求更加广泛。

SPI总线包含四种输出方式(SPI0,SPI1,SPI2,SPI3,SPI0SPI3方式比较常用。SPI模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置,时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。如果CPOL=0,串行同步时钟的空闲状态为低电平;如果CPOL=1,串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位(CPHA)能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0,在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降沿)数据即被采样;如果CPHA=1,在串行同步时钟的第二个(上升或下降沿)数据才被采样。


1 SPI信号四种输出方式时序图

SPI总线测试需求

工程师对SPI总线测试和分析的需求主要涵盖以下两个方面:

1.了解总线正在发生什么:软件工程师设计SPI主设备发出的消息内容,硬件工程师则需要确定消息是不是被准确无误的传送到从设备上。传统的方法是使用示波器把信号捕获下来,然后根据高低电平特点转换成“1”或“0”,然后再去对比SPI协议,将其还原成有意义的消息帧。显然这种方式费时费力,在转换的过程中还容易出错。SDS3000X系列智能示波器支持SPI总线解码功能,可以直接对总线传输信号进行触发解码。并以不同的方式动态显示在示波器屏幕上。不同的显示方式可以更好地适应不同的分析需求:比如硬件工程师可能希望以二进制的方式查看SPI消息内容,底层驱动工程师希望以16进制方式分析波形,而应用软件工程师则希望以ASCII码的方式去了解总线上实际运行的数据内容。

2.调试总线上有故障的节点:SPI设备可以实现一个主设备连接多个从设备的需求,通过片选信号(SS/CS)来选择需要操作的从设备。当主设备切换传输对象的时候,我们需要关注总线所发送的信息是否与所选择的从设备一致。有可能出现所发送的信息与当前所选择的从设备并不一致的状况。

SPI总线模拟测试方法

本例中我们使用SDS3000X系列智能示波器以及STB-3信号演示板进行单向SPI总线测试模拟。


2 实验连接图

单向的SPI总线信号包括一根时钟线SCLK、一根片选信号线CS和一根数据线SDA,可由鼎阳的STB-3板模拟输出,其输出信号速率为1Mbps,数据内容为:(XX为随机字符)96'h53_49_47_4C_45_4E_54_5F_XX_XX_XX_XX

SPI触发

SPI 总线是为芯片间的数据通信而设计的,因此,在大多数情况下,由于传输数据的不同使得信号并非周期性信号。这就要求在对该总线进行测试时,要能准确地触发到数据帧的“头”,并将其“稳定”显示在仪器上,便于观察和分析。

关键词:SPI总线 测试 通信    浏览量:623

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