基于FPGA的SPI控制器设计.doc

摘要: 随着专用集成电路（ASIC)设计技术的进步以及超大规模集成电路（VLSI)工艺技术的飞速发展，以及其价格的日益降低，采用FPGA编程的硬件电路来实现诸如SPI接口也切实可行，相对软件实现具有更好的优点。SPI接口是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，SPI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等等。

SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，一种三线同步总线，是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。FPGA是一种可以由用户自定义配置的高密度专业集成电路，具有更高的集成度和更强大的逻辑实现能力。基于FPGA技术研制一个SPI通信接口具有现实的意义。本系统要求做一个SPI模块来设计简化的SPI接口。

关键词：VLSI；ASIC；FPGA；SPI协议

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1课题研究背景-1

1.2 SPI的研究目的及意义-2

1.2.1研究目的-2

1.2.2研究意义-2

第二章  SPI原理分析-3

2.1 SPI介绍-3

2.2 SPI模式-4

2.2.1 SPI工作模式-4

2.2.2 SPI传输模式-4

2.3 SPI协议-5

2.4本章小结-6

第三章  方案论证-8

3.1设计方案-8

3.1.1在51系列单片机系统中实现-8

3.1.2用可编程逻辑器件设计SPI-8

3.2本章小结-9

第四章  SPI的电路设计-10

4.1 SPI设计系统的功能-10

4.2 SPI各部分具体实现-10

4.2.1 SPI系统中所用的寄存器-10

4.2.2 SPI速率控制-12

4.2.3 SPI控制状态机-12

4.2.4 SPI程序设计流程图-13

4.2.5 SPI设计程序-13

4.3 开发板上调试验证分析-14

4.4本章小结-18

结束语-20

致  谢-21

参考文献-22

附录1 -23

附录2 -27