【摘要】：為了解決SPI協(xié)議中串行時鐘的通用性問題,提出了一種基于FPGA實現(xiàn)SPI總線IP核的設(shè)計方法。以FPGA作為核心控制器對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了模塊化分解以適應(yīng)自頂向下的設(shè)計方法并對各個模塊進行闡述。在Quartus II開發(fā)平臺中采用Verilog硬件描述語言利用有限狀態(tài)機實現(xiàn)了SPI主機的設(shè)計方法并結(jié)合SPI時序給出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。采用STMicro公司的M25P64串行FLASH結(jié)合該IP核設(shè)計了系統(tǒng)方案。最后在Modelsim環(huán)境下對FLASH的讀、寫操作進行仿真,并通過signaltap進行在線測試驗證了該IP核設(shè)計的正確性和可靠性。
[Abstract]:In order to solve the universal problem of serial clock in SPI protocol, a design method of SPI bus IP core based on FPGA is proposed. The system structure is decomposed by modularization with FPGA as the core controller to adapt to the top-down design method and each module is described. The design method of SPI host is realized by using Verilog hardware description language and finite state machine in Quartus II development platform, and the corresponding mathematical model is given in combination with SPI timing. The system scheme is designed with M25P64 serial FLASH of STMicro company and the IP core. Finally, the read and write operations of FLASH are simulated under the Modelsim environment, and the correctness and reliability of the IP core design are verified by the online test of signaltap.
【作者單位】： 地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室 成都理工大學(xué);西南科技大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金重大科研儀器設(shè)備研制專項(41227802) 國家杰出青年科學(xué)基金(41025015) 國家自然科學(xué)基金(41274109) 四川省青年科技創(chuàng)新研究團隊項目(2011JTD0013) 四川省科技支撐計劃(2013FZ0022)
【分類號】：TP336

【參考文獻】

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3 劉攀;繆淮扣;曾紅衛(wèi);劉陽;;基于FSM的測試理論、方法及評估[J];計算機學(xué)報;2011年06期

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5 荊夕軍;王云華;;基于SPI接口和MAX3100的高速串行紅外通訊[J];微計算機信息;2007年08期

6 吳小霞,葛元慶;USB設(shè)備接口IP核的設(shè)計[J];微電子學(xué)與計算機;2005年03期

7 王世元;謝開明;石亞偉;陳孟鋼;龍正吉;;一種新的可控分頻器的FPGA實現(xiàn)[J];西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年01期

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2 劉政;蔣志勇;;SignalTapⅡ ELA的FPGA在線調(diào)試技術(shù)[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2010年04期

3 郭雅娣;趙月琴;;近距離無線通信的嵌入式數(shù)據(jù)記錄設(shè)備設(shè)計[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2010年05期

4 張雅珍;;基于FPGA和ADS830的數(shù)字示波器設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2009年10期

5 董成基;齊杏林;呂靜;趙志寧;;飛行控制軟件測試用例生成技術(shù)[J];兵工自動化;2012年09期

6 蘇成悅;李文杰;莊偉林;;基于FSM的短距離家居通訊協(xié)議的分析及應(yīng)用[J];廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年02期

7 聶晶;沈健;于冰;;基于狀態(tài)機的USB 2.0事件檢測模塊的硬件實現(xiàn)[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年09期

8 周永杰;樊云飛;高立艾;;基于FPGA的變壓器繞組在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J];計算機與信息技術(shù);2009年04期

9 應(yīng)芳琴;;基于FPGA的內(nèi)部信號實時監(jiān)測方法研究[J];中國現(xiàn)代教育裝備;2011年01期

10 曾菊容;;基于FPGA的雙邊沿移位寄存器設(shè)計[J];隴東學(xué)院學(xué)報;2011年02期

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2 蔣建榮;基于FPGA鋁半連續(xù)鑄造用超聲波電源的研究[D];中南大學(xué);2011年

3 魏萍;模擬電路系統(tǒng)參數(shù)自動測量系統(tǒng)的研制[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

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5 聶晶;USB2.0設(shè)備控制器芯片的設(shè)計與驗證[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

6 肖志飛;USB設(shè)備控制器IP核研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2006年

7 李娜;基于FPGA的地面綜合測試臺系統(tǒng)研究[D];中北大學(xué);2009年

8 楊娟;USB2.0設(shè)備控制器在PowerPC架構(gòu)上的集成設(shè)計與驗證[D];廈門大學(xué);2009年

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2 單長虹,王彥,陳文光,陳忠澤;基于FPGA的高階全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報;2005年03期

3 范寒柏;陶杰;王欣;;一種基于VHDL語言的全數(shù)字鎖相環(huán)的實現(xiàn)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2009年04期

4 張多利,李麗,高明倫,程作仁;可配置非冪方分頻器的全新設(shè)計方法[J];電子學(xué)報;2002年08期

5 張繼勇;王愛國;;SEC中的全數(shù)字鎖相環(huán)的分析及設(shè)計[J];光通信研究;2006年06期

6 張涌,錢樂秋,王淵峰;基于確定有限狀態(tài)機的測試輸入序列選取[J];計算機研究與發(fā)展;2002年09期

7 聶長海,徐寶文;一種最小測試用例集生成方法[J];計算機學(xué)報;2003年12期

8 龍鋒利;程健;;基于NiosⅡ嵌入式處理器的數(shù)字電源控制系統(tǒng)的設(shè)計[J];計算機測量與控制;2009年05期

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10 吳鵬,施小純,唐江峻,林惠民,陳宗岳;關(guān)于蛻變測試和特殊用例測試的實例研究(英文)[J];軟件學(xué)報;2005年07期

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5 蔣偉;佘X;;嵌入式環(huán)境中消息控制系統(tǒng)的一種基于狀態(tài)機的實現(xiàn)[J];成都信息工程學(xué)院學(xué)報;2006年01期

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2 張弘;李康;;一種可編程MBIST結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第20屆測控、計量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

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6 李敬華;三種基于具體芯片的數(shù)字串行I/O接口的研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

7 付婷;CPU邏輯的仿真及指令系統(tǒng)運行的實現(xiàn)[D];華僑大學(xué);2008年

8 齊培紅;PCI-to-PCI橋IP核設(shè)計與實現(xiàn)[D];首都師范大學(xué);2009年

9 韓穎;混合動力汽車電機子系統(tǒng)活動/停止建模與仿真[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

10 李文琦;高性能Memory BIST設(shè)計實例[D];上海交通大學(xué);2007年

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本文編號：2215381