SPI控制器的ASIC设计与实现

Altera公司 1

AN-487-1.0应用笔记

487利用MAXII CPLD实现SPI至

I2S的接口

引言本应用笔记介绍怎样使用Altera®MAX®II CPLD来实现协议转换，通过

串行外设接口(SPI)控制inter-IC声音(I2S)总线上的音频设备数据流。

I2S和SPI接口I2S是3线半双工串行接口，常用于通过被称为I2S总线的3线总线来连接系

统中的音频设备。I2S设备和总线使用3条线：串行数据(SDA)，承载了

对应于每一个音频通道的两路时分复用音频数据；串行时钟(SCK)和字选

择(WS)，控制数字音频数据在I2S总线上不同设备之间的传输。 I2S系统

能够处理和串行时钟分开的串行音频数据，以消除抖动。

SPI是4线全双工串行接口，常用于连接系统内部和外部的系统处理器(主

机)和外设(从机)。SPI利用单独的数据输出信号线(主机输出从机输

入，即MOSI)和数据输入信号线(主机输入从机输出，即MISO) 以及时

钟(SCLK)和从机选择或者片选信号(CS)来进行通信。

本设计支持SPI接口主机对其他设备的数据流控制，包括A/D转换器、

数字信号处理器、数字滤波器、音频处理器、PC多媒体音频转换器等

I2S总线设备。有的嵌入式系统并没有为音频数据通信提供I2S接口，但是

有SPI接口。您可以在和这些接口相似的环境中有效地使用本设计。

利用MAX II

CPLD实现SPI至

I2S的接口SPI主机的桥接接口是SPI从机，它有四条信号线(CS, SCLK, MISO和

MOSI)。I2S总线一侧接口是I2S主机，它有三条信号线(I2S_ SCK,

I2S_SDA和I2S_WS)。CLK是主机时钟，位于I2S主机外部。图1所示为采

用 MAX II CPLD来实现SPI至I2S接口。2007年12月，1.0版Altera公司2应用笔记487：利用MAX II CPLD实现SPI至I2S的接口

图1.利用MAX II CPLD实现SPI至I2S接口

isl95837 原理

ISL95837是一款集成了8相两通道控制器的数字PWM控制器。它适用于高性能CPU、GPU以及ASIC供电系统，并且可以用于监控和控制多个独立的直流至直流（DC-DC）转换器。

ISL95837采用了数字架构，可以实现精确的电源管理和动态电压调节（DVR）。这款控制器通过与外部Mosfet电力级联，实现了高效、环保和节能的性能。

ISL95837的主要特性包括：

1. 8相两通道控制器：通过多相控制方式，可以提高电流输出和功率转换效率，同时减少冗余。

2. 高效性能：数字PWM架构和动态电压调节技术使ISL95837能够实现高效的电源管理和转换。

3. 软件可编程：ISL95837可以通过SPI接口进行软件编程，以实现基于控制器的特定功能和优化设计。

4. 温度和电流保护：ISL95837具有温度和电流保护功能，可以保护电源系统免受过热和过载的影响。

ISL95837的工作原理如下：

首先，ISL95837将输入电源信号转换为DC-DC转换器所需的稳定输出电压。然后，它通过多相控制方式控制多个DC-DC转换器来实现更高的输出电流和更高的功率转换效率。 ISL95837中的PWM控制器使用高速数字信号将控制信号转换为开关的调制信号。通过调整调制信号的占空比和频率，控制器可以实现对输出电流和电压的精确控制。

通过软件编程，用户可以自定义控制器的工作参数，以满足具体需求。例如，可以调整输出电压的范围、设定过温保护的阈值以及优化功率转换效率。

此外，ISL95837还具有温度和电流保护功能。当温度或电流超过设定的阈值时，控制器将自动触发保护机制，以防止电源系统受到损坏。

总的来说，ISL95837是一款功能强大的数字PWM控制器，适用于高性能CPU、GPU和ASIC供电系统。它的高效性能和软件可编程功能使其成为电源管理和动态电压调节的理想选择。

基于FPGA的多通道数据采集控制器设计与实现

赵涛;郭猛;顾亚浏;章阳

【摘 要】In order to improve the real-time performance of Data

Acquisition Controller(DAC) based on general PC,a multi-channel real-time

data acquisition controller is designed.By using the Field Programmable

Gate Array (FPGA) hardware technology,the data acquisition of the finite

state machine is used to replace the CPU serial instruction to realize

channel switching and data cache,which can reduce the load of the

system.Based on the new data acquisition controller architecture,a

timestamp synchronization mechanism is proposed to improve the real-time performance of the DAC control system with the multi-level buffer

mechanism,and the logic of the controller is successfully transplanted to

the Cyclone IV chip for implemention.The test results show that the

proposed controller can alleviate the load of CPU and operating

SPI接口设计与实现

SPI(SerialPeripheralInterface)总线是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI总线应用广泛,已经成为很多器件的标准配置,可以直接和各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口。其它常用的串行接口还有I2C、UART这两种接口,这三种接口互有优缺点。与I2C接口相比,SPI接口速度更快、协议更简单、并且是全双工的,但连线也相对多一些。与UART接口相比,SPI更灵活,因为其使用主设备的时钟进行同步,所以两个比特之间的时间间隔可以是任意的。在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效。

1SPI总线工作原理

SPI总线一般以主/从模式工作,通常有一个主设备和一个或多个从设备,数据传输由主机控制,典型SPI结构框图如图1所示。SPI总线包含四条信号线,分别是sclk、miso、mosi和cs,其中,sclk为数据传输时钟,由主机产生;miso是从机输出,主机输入数据线;mosi是主机输出,从机输入数据线;cs是从设备片选信号,由主机控制,当连接多个从设备时,通过该信号选择不同的从设备。SPI总线是按字节发送数据的,主机和从机内部都包含一个8位串行移位寄存器,在时钟信号控制下,寄存器内的数据由高到低输出至各自的数据线,8个时钟后,两个寄存器内的数据就被交换了。如果只进行写操作,主机只需忽略接收到的字节;反之,若主机要读取从机的一个字节,就必须发送一个空字节来引发从机的传输。当主机发送一个连续的数据流时,可以进行多字节传输,在这种传输方式下,从机的片选端必须在整个传输过程中保持低电平。

根据串行同步时钟极性和相位不同,SPI有四种工作方式。时钟极性(CPOL)为0时,同步时钟的空闲状态为低电平,为1时,同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位(CPHA)为0时,在同步时钟的第一个跳变沿采样数据,为1时,在同步时钟的第二个跳变沿采样数据。因为主设备时钟极性和相位都是以从设备为基准的,所以主设备时钟极性的配置和从设备时钟极性的配置是相反的。