基于SOPC技术的SPI核的实现.docx
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1、基于SOPC技术的SPI核的实现摘要:阐述何为SPI核,以16位 A /D 转换器 ADS8361芯片为例,分析了其工作原理和特点,利用硬件逻辑资源完成 A /D 数据采集和处理的时序设计,并将其添加为SOPC组件;在NIOS 系统中实现了A /D数据采集外设接口的定制,并对 A /D 数据采集结果进行了分析。关键词:ADS8361; SOPC;SPI核;NIOS 引言 SOPC(System On a Programmable Chip ) 称为可编程片上系统。SOPC 集成了硬核或软核 CPU 、DSP 、锁相环 PLL 、存储器、I/ O 接口及可编程逻辑,可以灵活高效地解决 SOC 方
2、案,而且设计周期短,设计成本低。SOPC 的设计是以 IP 为基础,以硬件描述语言为主要设计手段,借助计算机为平台的 EDA 工具,自动化、智能化地自顶向下进行的过程。其具体开发流程如图1所示。【1】 图1SOPC开发流程图 SPI是嵌入式系统常用的标准串行接口。带Avalon 接口的SPI内核符合SPI协议并通过 Avalon 从机接口接到Avalon 总线上。SPI是一个工业标准串行接口协议,通常用于嵌入式系统中连接处理器和各种片外的传感器、合成器、存储器和控制设备。基于Avalon接口的SPI实现了SPI协议,并在后端提供了一个Avalon接口。 SOPC Builder中提供了现成的S
3、PI核,可以轻松地集成到NIOS II系统中。SPI可以配置为主和从两种模式。当SPI被配置为主模式时,它可以控制16个相互独立的从SPI。SPI传输数据的宽度是由用户配置的,一般为116bit,如果需要传输位数更宽的数据,则需要软件程序支持。每当一次数据传输结束时,SPI核就请求一个中断。【2】 1ADS8361芯片的工作原理和特点 ADS8361的工作原理框图如图2所示。【3】 ADS8361是一种具有双通道16位的模数(A / D转换)转换器,分两组四个全差分输入通道,可同时进行高速信号采集,采样速率高达500KSPS。在高噪声环境频率为50kHz的情况下还能很好地提供了80dB的共模抑
4、制比。ADS8361提供了高速,双SPI串行接口和控制的输入,以尽量减少软件开销。图3为ADS8361串行时序图。 图2ADS8361内部工作原理框图 图3ADS8361串行时序图 2ADS8361核的设计 上述提到SPI内核传输的最大位宽为16位,而ADS8361传输的位宽为20bit,不能直接使用SPI内核。虽然,软件编程和自定义IP核组件两种方法都能实现,但是软件编程不仅占用CPU资源,而且传输速度也受到相应的限制,再加上RD(CONVST)、BUSY信号来确保时钟同步。因此,通过自定义IP核组件来实现更加快速、稳定、有效。 2.1逻辑模块设计 根据ADS8361的转换原理和SPI核的结
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- 基于 SOPC 技术 SPI 实现
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