一种3线制半双工SPI接口设计

文章摘要：2.4 写入寄存器组写入寄存器的作用是在SEN信号的上升沿接收串行寄存器组的输出，并将结果写入射频芯片的内部模块。其中射频芯片比较特殊的要求是根据写入控制字第7位选择将串行输入数据的第0～6 bit数据写入两个不同的控制寄存器中的一个，这样，写入寄存器组的输出位数就变成了30 bit，输入为23 bit。输出寄存器的结构如图4所示。2.5 写控制器写控制器的作用是在SEN信号的低电平周期内，判断写入数据是否恰好满足24 bit以使能输出寄存器组，另外根据写入数据的第8位控制低7位数据的写入方向(寄存器A或寄存器B)。写控制器的结构如图5所示。3 实现结果图6是采用Verilos实现的SP

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　　2.4  写入寄存器组

　　写入寄存器的作用是在SEN信号的上升沿接收串行寄存器组的输出，并将结果写入射频芯片的内部模块。其中射频芯片比较特殊的要求是根据写入控制字第7位选择将串行输入数据的第0～6 bit数据写入两个不同的控制寄存器中的一个，这样，写入寄存器组的输出位数就变成了30 bit，输入为23 bit。输出寄存器的结构如图4所示。

　　2.5  写控制器

　　写控制器的作用是在SEN信号的低电平周期内，判断写入数据是否恰好满足24 bit以使能输出寄存器组，另外根据写入数据的第8位控制低7位数据的写入方向(寄存器A或寄存器B)。写控制器的结构如图5所示。

　　3  实现结果

　　图6是采用Verilos实现的SPI接口的部分功能仿真波形，测试激励首先将SPI接口置于发送模式下(SEN为高电平)，SPI接口将从内部获得的信息码“24’hFFFFFE”正确地串行发出；测试激励再将SPI接口置于接收模式下(SEN为低电平)，SPI接口正确接收外部发送的“24’hFFFFF8”，并转换成内部的“30’h3FFC078”。为了保证收发方向切换在一个时钟周期内完成，SEN信号的转换在接口时钟的下降沿完成。通过NC-Verilog仿真，SPI接口功能正确，工作时序符合设计要求。

　　4  结论

　　本SPI接口模块已成功应用在一个射频芯片中，以硬IP的形式集成进射频模块中。SPI接口电路在0.18 μm工艺下实现后的版图总尺寸约为240 μm×460 μm，最高工作频率原高于10 MHz的设计上限，相应在10 MHz下的功耗约为2 mW。（汪永琳，丁一 湖南文理学院 计算机科学与技术学院）

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