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通用型SPI总线IP设计与实现 　　摘要：相对于并行总线，串行总线具有结构简单的优点。近年来人们对系统功能和性能的需求不断地增长，使得处理器需要的外设越来越多。这时串行总线的优点就逐渐显现出来，因此应用的范围也越来越广。本文根据业界通用的SPI标准介绍了一种通用型SPI总线的IP设计与实现方法，采用Verilog-HDL语言完成了电路设计，并用FPGA验证了设计的可行性，并最终使得该设计作为一个完整独立的IP核成功地应用于一系列产品的设计中。 　　关键词：SPI总线；Verilog-HDL；FPGA；ASIC 　　 　　Design and Implementation of IP core for universal SPI bus 　　 　　ZHANG Bin, LIU Yu, RONG Jin-feng 　　（Xian Supermicro Electronic CO., Ltd, Xi’an 710061，China） 　　 　　Abstract:Compare with parallel buses, serial buses have its own advantages, the structure of integrated circuit is much more simpler. Recently, Along with the increasing requirement of the function and the performance of device, the number of periphery equipment of CPU is becoming more and more larger. Under this background, serial buses’ advantage gradually becomes more important, thus, its application margin becomes wider and wider. In this thesis, according to the usual standard of SPI in the field of IC, a method to design and realize IP core of a universal SPI buses is introduced and coded in Verilog-HDL, at the same time the feasibility of our method through FPGA is validated, and finally, this core has been used as an independent IP core in serials ASIC product successfully. 　　Keywords: SPI buses；Verilog-HDL；FPGA；ASIC 　　 　　1引言 　　 　　 集成电路（Integrated Circuit ，IC）作为各种信息设备的核心，集成电路的产业规模和技术水平体现一个国家的科技实力、综合国力以及科学界和社会的影响力，也是国家战略性产业。因此不断研究、开发和应用IP技术，发展IC产业有着至关重要的意义。 　　 随着SoC的规模不断扩大，集成的IP模块不断增多，复杂度不断加大，使得各个模块之间通信的问题越来越突出，为了解决这一问题，各大公司都相继推出自己的IP核互联规范。另外，长期以来，外围设备与主机CPU速度之间不匹配始终困扰着人们，影响了计算机系统的迅速发展，随着计算机处理能力及存储规模的迅速增长，这个问??更加突出。 　　 　　2通用SPI总线介绍 　　 　　 串行外设接口（Serial peripheral interface, SPI）是由Motorola公司推出的一种同步串行外围设备接口。它是一个环形结构，只需要4条线就可以完成主、从设备与各种外围器件的全双工同步通信。在本设计中4根接口线分别是：串行时钟线SPI_CLK、主机输出/从机输入线SPI_DI、主机输入出/从机输出入线SPI_DO、从机选择线SPI_CS。 　　SPI 总线的主要特点有：可以同时发出和接收串行数据；可以当作主机或从机工作；提供频率可编程时钟；发送结束中断标志；写冲突保护；总线竞争保护等。 　　SPI系统可分为主机设备和从机设备两大类，其中主机提供SPI时钟信号和片选信号；从机是接受SPI信号的任何集成电路，包括A/D、D/A转换子系统或者其他的MCU等。当SPI工作时，在移位寄存器中的数据逐位从输出引脚输出，同时从输入引脚逐位接收数据。发送和接