来源：国外电子元器件 作者：陈肖华 任德志等

    1引言

    随着信息时代的到来，各种信息的集成和交互越来越频繁。运动控制系统中需要处理和存储的信息量也与日俱增，大部分运动控制系统的核心器件mcu自身已经集成了较大容量的存储器（与以前mcu相比），但仅仅依靠mcu自身的存储器一般很难满足系统对大容量存储的要求，因此必须找到高效的方法实现对系统存储容量的扩展。

    spi是一个高效、数据位数可编程设置的高速输入/输出串行接口，几乎所有mcu生产厂商都提供对spi接口的支持，目前高速spi接口的时钟频率已达到60mhz甚至更高，spi接口一般只用4根连接线即可完成所有的数据通讯和控制操作，因此不占用mcu的数据总线和地址总线，极大的节约了系统的硬件资源，是一种经济实用的扩展系统存储容量的方法。

    本文利用32位dsp-tms320f2812自身的增强型spi接口，结合性价比高的串行接口flash，高效地实现了对系统存储容量的扩展。

    2 系统总体介绍

    flash扩展实现的硬件系统是具有ethernet接口的基于dsp和cpld的运动控制板，系统总体结构如图1所示，核心器件是ti公司推出的32位定点dsp-tms320f2812和altera公司推出的maxii系列cpld-epm1270g。主要完成系统输入信号的检测、处理，各种控制算法以及和各种接口（ethernet接口和rs232接口）的通讯，运动控制系统的部分控制程序、大量的初始化数据和系统的配置信息都存在大容量的串行接口flash m25p80中，通过dsp增强型spi接口实现与核心处理器dsp的高速通信。

    3 flash扩展的硬件设计

    3.1 tms320f2812的增强型spi接口特性

    （1）可编程的125种不同的波特率。

    （2）可编程的1-16位有效数据长度。

    （3）支持4种时钟模式，不带相位延时的下降沿模式、带相位延迟的下降沿模式、不带相位延时的上升沿模式和带相位延时的上升沿模式。

    （4）可持续操作的特性：16级发送和接收fifo；可编程的中断优先级和延时发送控制功能。

    时钟模式应根据具体应用中与mcu接口器件的操作时序决定，选取原则是保证在器件进行读写操作过程中，所要求的clk时钟沿到来时所操作的数据必须已经在相应的引脚上，例如，当接口器件（本系统中是flash）在上升沿接收数据，在下降沿发送数据时，mcu应该选择不带相位延时的下降沿方式。

    增强型spi接口具有16位16级深度的发送和接收fifo，这为高速连续操作提供了可能，在发送和接收时可以最多进行32个字节的连续操作，从而极大的提高了通讯效率。

    可编程的中断优先级和可编程的延时发送控制功能，增加了spi接口的灵活性，使用户可以自由配置中断，并根据外部器件的特性灵活控制spi接口的操作时序，既保证了接口操作的高速性也满足了不同接口器件操作时序的要求。

    3.2 串行接口flash m25p80

    m25p80是意法半导体公司推出的8m大容量串行接口flash器件，采用2.7v-3.6v单电源供电，兼容标准的spi接口，器件在上升沿接收数据，在下降沿发送数据，接口时钟最高为40mhz，支持最大256bytes的快速页面编程操作、快速的块擦除（512kbit）操作和快速的整体擦除（8mhz）操作；具有操作暂停和硬件写保护功能。

    spi扩展模块硬件原理图如图2所示。

    spisom