基于SPI方式DSP外部E2PROM接口設計

0 引 言
近年來，隨著DSP技術的普及、高性能DSP芯片的出現，DSP已越來越多地被廣大的工程師所接受，并越來越廣泛地被應用于各個領域，例如：語音處理、圖像處理、模式識別及工業控制等，并且已日益顯示出其巨大的優越性。DSP是利用專門或通用的數字信號處理芯片，以數字計算的方法對信號進行處理，具有處理速度快、靈活、精確、抗干擾能力強、體積小及可靠性高等優點，滿足了對信號快速、精確、實時處理及控制的要求。
在語音處理、圖像處理、模式識別及工業控制中，少不了對必要的數據進行存儲保護。如果存儲在內外RAM之中，掉電數據就丟失，起不到保護數據的作用；存儲在FLASH中，由于對FLASH進行數據寫入時，要先進行擦除操作，然后才能整頁的寫入，如果每次寫入的數據比較少，這樣就要占據很大的CPU時間，操作比較麻煩。
針對這些缺點，根據多年的研發經驗，結合實際，提出一種基于SPI方式的外部數據擴展方式。本文所用到的數據存儲器是Xicor公司生產的帶有塊鎖保護的4 Kb CMOS串行E2PROM X5043(接口符合SPI協議)。該器件利用Xicor專有的直接寫入晶片，提供最小為10萬次擦寫和最少100年的數據保存期。數據寫入之前不需要外部進行擦除操作，芯片本身自動完成。同時X5043還具有上電復位、看門狗定時器、電源電壓監控四種常用的功能。這種組合不但降低了系統成本、減少了電路板空間，還增加了系統可靠性。

1 SPI協議
圖1是典型的SPI協議。SPI協議采用主從設置，相互連接的設備中一個作為主設備，其他的設備作為從設備。接口連線主要包括4條信號線：串行數據輸入信號線，(Master In Slave Out，MIS())；串行數據輸出信號線(Master Out Slave In，MOSI)；移位時鐘信號線(SCK)；從設備片選信號線(SS)。

2 VC5402的多通道緩存串行口(McBSP)
2．1 McBSP的功能特點
TMS320V5402是TI生產的第二代低功耗定點數字信號處理器，提供了兩個高速、全雙工、多通道緩存串行口，每個串行口可以支持128通道，速度達100 Mb／s。McBSP是在標準串行接口的基礎之上對功能進行擴展，因此，具有與標準串行接口相同的基本功能：
(1)全雙工通信；
(2)擁有兩級緩沖發送和三級緩沖接收數據寄存器，允許連續數據流傳輸；
(3)為數據發送和接收提供獨立的幀同步脈沖和時鐘信號；
(4)能夠與工業標準的解碼器、模擬接口芯片(AICs)和其他串行A／D和D／A設備直接連接；
(5)支持外部移位時鐘或內部頻率可編程移位時鐘。
此外，McBSP還具有的其他特殊功能，本文所用到的有：
(1)串行字長度可選，包括8，12，16，20，24和32位可選。
(2)進行8位數據傳輸時，可以選擇LSB或MSB為起始位；
(3)幀同步脈沖和時鐘信號的極性可編程；
(4)內部時鐘和幀同步脈沖的產生可編程，具有相當大的靈活性。