（EDA）基于FPGA的SPI设计说明书.doc

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书 2、不保密囗 。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日武汉理工大学本科生毕业设计（论文）任务书 要求阅读相关的参考文献不少于篇，其中英文文献不少于篇，翻译与选题相关的英文参考文献不少于2万印刷符根据毕业设计有关规范，按时完成所有学习、研究工作和有关文基于Verilog HDL的FPGA设计与工程应用 SPI Block Guide V03.06. Original Release Date: 21 JAN 2000Revised: 04 FEB 2003. Motorola, Inc. 3．徐洋等.基于Verilog HDL的FPGA设计与工程应用武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告 1、目的意义SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线一种常用的标准接口，由于其使用简单方便且节省系统资源，很多芯片都支持该接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间接口和UART相比，多了一条同步时钟线，上面UART的缺点也就是它的优点了，对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合，而且通信速度非常快。一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面，如大容量存储器等。SPI接口的扩展有硬件和软件两种方法,软件模拟SPI接口方法虽然简单方便,但是速度受到限制，在高速且日益复杂的数字系统中，这种方法显然无法满足系统要求，所以采用硬件的方法实现最为切实可行。与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。当前，基于主从处理器结构的系统架构已经成为一种主流（如 DSP+FPGA,MCU+FPGA等），FPGA是在ASIC的基础发展出来的，它克服了专用 ASIC不够灵活的缺点。与其他中小规模集成电路相比，其优点主要在于它有很强的灵活性，即其内部的具体逻辑功能可以根据需要配置，对电路的修改和维护很方便。目前，FPGA的容量已经跨过了百万门级，使得 FPGA成为解决系统级设计的重要选择方案之一。在这种架构下，应用FPGA来构建SPI通信接口是切实可行的。刘福奇刘波Verilog HDL应用程序电子工业出版社基于Verilog HDL的FPGA设计与工程应用、、、FPGA是在ASIC的基础发展出来的，它克服了专用 ASIC不够灵活的缺点。与其他中小规模集成电路相比，其优点主要在于它有很强的灵活性，即其内部的具体逻辑功能可以根据需要配置，对电路的修改和维护很方便。目前，FPGA的容量已经跨过了百万门级，使得 FPGA成为解决系统级设计的重要选择方案之一。在这种架构下，应用FPGA来构建SPI通信接口是切实可行的。模 SPI 接口作为与的通讯接口,主要完成以下工作：将从接收到的位的并行数据,转换为所能接收的串行数据,并将该数据根据SPI协议送给。产生所需的时钟信号SCLK,。接收从传回的串行数据,并将其转换为并行数据。用实现是一个复杂的的系统没有科学的设计方法就很难保证不出错。方案采用了 2）状态机的结构模式相对简单。 3）状态机容易构成性能良好的同步时序逻辑模块。 4）状态机的Verilog HDL表述丰富多样。 5）在高速运算和控制方面，状态机更有其巨大的优势。 6）就可靠性而言，状态机的优势也是十分明显的。 基于以上特点，用状态机的方法描述SPI通信过程简单方便并可靠，基于状态机，SPI通信接口的状态大致转移图如下所示： 首先是SPI接口在等待状态，当检测到发送指令时触发信号进入发送状态，在系统指令下检测到写信号时进入发送数据状态，然后一位位发送数据，当检测到读信号时，进入读状态，当检测到发送接收都完毕时，进入发送接收完毕