1.9.2. Последовательный интерфейс spi
SPI (Serial Peripheral Interface) – последовательный синхронный интерфейс предназначенный для связи CPU с компонентами MPS, расположенных в пределах печатной платы, по принципу ведущий-ведомый (Master - Slave), как показано на рис.38.
Через SPI обеспечивается связь с такими компонентами встроенных систем как:
– датчики (температуры, давления, ADC,сенсорный экран);
– управляющие устройства (аудио кодеки, цифровые потенциометры,DAC);
– flash и EEPROM;
– MMC и SD карты.
SPI основан на взаимодействии двух сдвиговых регистров, соединенных в кольцо. Перед началом передачи данные передающих параллельных регистров переписываются в соответствующие сдвиговые регистры. По окончании передачи данные из сдвиговых регистров переписываются в параллельные регистры. На рис.39 приведена временная диаграмма работы интерфейса. Под действием тактовых импульсов генератора ведущего данные из сдвигового регистра ведущего перемещаются в сдвиговый регистр ведомого.
Рис.38. Взаимодействие через интерфейс SPI
Рис.39. Временная диаграмма работы SPI
1.9.3. Интерфейс I2C
Также как и SPI I2C (Inter Integrated Circuit) или TWI (Two-wire Interface – двухпроводный интерфейс) – последовательный синхронный интерфейс предназначенный для связи CPU с компонентами MPS, расположенных в пределах печатной платы, по принципу ведущий-ведомый.
I2C находит применение в устройствах, предусматривающих простоту разработки и низкую себестоимость изготовления при относительно неплохой скорости работы. Через него обеспечивается связь с такими компонентами встроенных систем как:
– модули NVRAM;
– низкоскоростные ADC/DAC;
– регулировка контрастности, насыщенности и цветового баланса мониторов;
– регулировка звука в динамиках;
– управление светодиодами, в том числе в мобильных телефонах;
– чтение информации с датчиков мониторинга и диагностики оборудования, например, CPU или скорость вращения вентилятора охлаждения;
– чтение информации с часов реального времени (кварцевых генераторов);
– управление включением/выключением питания системных компонент;
– информационный обмен между микроконтроллерами;
Интерфейс I2C является байт-ориентированным со скоростью передачи до 2 Мбит/сек. На рис. 40 приведена схема взаимодействие через интерфейс I2C. Каждая передача кадра начинается со стартовой позиции S и заканчивается стоповой P, как показано на рис. 41. На рис.42 приведены временные диаграммы операций записи а) и чтения б). Первый байт кадра состоит из 7-битного адреса ведомого и бита R/W типа операции. Значение следующего бита (ACK) =0 выставляет ведомый, распознавший свой адрес. При записи ведущий в ответ выставляет байт данных (старшими разрядами вперед). Следующим битом (ACK)=0 ведомый подтверждает принятый байт. В случае операции чтения бит R/W=1 и вслед за ACK ведомый выставляет на линию SDA байт данных, который следующим битом подтверждает ведущий.
Рис. 40. Взаимодействие через интерфейсI2C
Рис. 41. Условия начала и конца кадра интерфейса I2C
Рис. 42. I2C: а) операция записи, б) операция чтения
1.9.4. Шина USB