基于FPGA的带寄存器寻址SPI接口设计

王永利

【摘要】随着物联网技术的发展，硬件间的相互通信速度要求越来越快。文中给出了采用Verilog HDL语言以有限状态机的形式，在FPGA中实现对带寄存器寻址的SPI接口控制的方法；同时介绍了通过SPI接口的结构和工作原理，提出了所设计的SPI接口要求，并通过Modelsim SE 6.5仿真软件进行了仿真实验，得到了符合设计要求的仿真波形，且在FPGA开发板上得到了正确验证，证明该设计可应用于带寄存器寻址的SPI接口配置。

【期刊名称】物联网技术

【年(卷),期】2013(000)003

【总页数】4

【关键词】关键字：物联网；Verilo g HDL；FPGA；有限状态机；SPI

0 引言

SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围接口）总线是一种高速全双工同步串行通信接口，可以实现CPU与各种外围设备（如FLAS、LCD显示驱动器、网络控制器、AD转换器、DA转换器和其他CPU等）以串行方式进行通信以交换信息[1,2]。相比于I2C接口和UART等其他串行接口，一般情况下，SPI 接口的数据传输速度最快，可以达到几个Mb/s。I2C接口由于是二线协议速度，很难超过1 Mb/s；UART工作在方式0（8位移位寄存器）时，时钟速度为系统时钟的1/12，而SPI接口时钟速度一般为系统时钟的1/4[3,4]。本文给出了采用Verilog HDL语言，以FPGA为控制器设计的一种带寄存器寻址的SPI接口的设计方法。