创建主/从SPI接口的两种方法详谈

创建主/从SPI接口的两种方法详谈

当我们在设计中使用Zynq SoC或Zynq UltraScale + MPSoC时，可以有两种方法来实现SPI接口：

1. 使用PS端的SPI控制器（PS端有两个SPI控制器）

2. 在PL端使用配置成标准SPI通信的AXI Quad SPI （QSPI） IP模块

我们可以根据应用的要求来选择使用哪种方法实现SPI控制器。两种SPI的实现方式都支持四种SPI模式，并且都可以作为SPI主设备或SPI从设备。下表列出了它们之间的一些差异：

图：启用SPI并将端口映射到EMIO

在选择好相应的选项后，唯一要做的就是连接SPI端口的I/O。具体要如何进行连接取决于我们是需要配置一个SPI主设备还是从设备。在SPI控制器上，每个SPI端口都有对应的可用输入（xxx_i）输出端口（xxx_o）。端口的正确连接十分关键，如果连接错误，当运行应用程序时，将得到完全错误的运行结果，这可能需要花费我们几个小时的时间来寻找问题的源头。另外，当配置成SPI从设备时，有一个名称为Slave Select的输入；而当用作SPI主设备时，将有三个选择引脚。

当正确配置好I/O并创建了工程，我们就可以使用应用软件中的SPI配置选项将SPI控制器配置成为主设备或从设备。使用PS SPI控制器配置和传输数据，需要使用由XSPIps.H定义的BSP（板卡支持包）所提供的API接口。在第一个例子中，我们将SPI控制器配置为SPI主设备。

默认情况下，SPI使用8位传输。但是，我们也可以将传输配置成更大的16或32位。对于8位传输，我们在C程序中可以使用u8数据类型。对于16位或32位传输，分别使用16位或32位对数据进行读写缓存。

一开始，这可能会导致一些问题或生成编译器警告，因为执行如下所示的两个数据传输API函数都需要发送和接收缓冲区的数据类型为u8：

为了解决使用u16和u32数据类型的问题，我们需要将缓冲区转换为u8指针，如下所示：

XSpiPs_PolledTransfer（&SpiInstance， （u8*）&TxBuffer， （u8*）&RxBuffer， 8）;

这样设置将就使得我们能够传输大小为8，16或32位的数据了。为了演示这一设置，我将SPI主设备IO连接到Digilent Digital Discovery口袋仪器来测试传输的数据。在应用软件中使用上述方法将数据宽度从8位变为16位。

图：Arty Z7开发板与Digital Discovery口袋仪器

图：Zynq SoC PS SPI主设备发送四个8位字

图：PS SPI主设备发送四个16位字

图：配置AXI Quad SPI

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