具有硬件加速的SPI控制器IP核的设计与研究

摘要

随着大规模集成电路的发展,基于IP复用的SoC (System-on-Chip)技术已成为芯片设计的主要趋势,IP核的复用也减轻了集成电路芯片的负担。SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接口)作为一个比较经典的IP核,其相关研究和运用受到国内外的广泛关注,因其通讯接口技术简单、传输速度快,被广泛集成在微处理器的通信电路接口模块中。在SoC系统中,为了进一步提高SPI通讯的速度和效能,设计加入DMA (Direct Memory Access)控制器就显得意义重大。因此,在这个设计中我们将把SPI与DMA组合在一起来使用,以实现提升数据交换的效率。本文首先介绍了相关的设计原理,给出基于AMBA总线协议和AXI总线协议设计的系统框图,描述验证环境,并通过Windows SP7021 IDE集成开发环境进行软件验证,来进行SPI接口IP核的设计和研究,通过时序仿真测试,SPI接口能正确地对数据进行传输,满足了SPI时序设计要求,并且能满足实际工程应用。