SPI-UART扩展器

Reference Design LogoSPI和UART是当今嵌入式应用中最常用的协议。通常需要扩展一个SPI主控到多个UART接口或者由于处理器与外设之间的连接限制,需要SPI与UART接口的桥接。SPI-UART扩展器提供了一个具有成本效益的解决方案,适用于主机处理器的SPI总线与多个UART器件进行通信。该参考设计用作一个SPI端口扩展器,使用iCE40™ FPGA多路复用和多路解复用通过SPI从器件到多个UART器件的数据。

SPI-UART扩展将主机处理器/微控制器的SPI主控通过一个SPI从器件连接到大量UART。

特性

  • SPI从器件连接到主机处理器中的SPI主控,并作为一个端口扩展接口。
  • 多路复用器/多路解复用器从UART读/写数据。该接口模块基于MOSI帧中的地址和模式位,选择适当的UART器件,并执行以下操作:
    • 写配置寄存器并配置波特率、数据长度、启用/禁用奇偶和奇偶类型(奇/偶)。
    • 写入数据到UART写寄存器/FIFO
    • 从UART状态寄存器读取数据
    • 从UART的读FIFO中读取数据。这个数据可通过MISO线与主机处理器进行通信。SPI从器件在CPOL = 0且CPHA = 0模式下工作,MSB先读/写可配置为一个16位SPI数据帧。

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框图

SPI-to-UART Expander Block Diagram

性能和大小

器件系列 资源使用(LUT) 语言 fMAX (MHz) I/O引脚 结构资源
iCE40™ 245 VHDL 755.28 172 PLB

性能和资源使用情况数据是通过使用iCE-40HX8K-CT256器件和iCEcube2设计软件测得的。

注:以上所示的性能和设计大小仅是估计值。实际结果可能取决于所选择的参数、时序约束和所用的器件。若要了解更详细的情况,请查阅设计文件。除非另有说明,所有的代码和设计工作都是在PC平台上完成的。

文档

技术资源
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SPI-to-UART Expander - Source Code
RD1143 1.0 10/12/2012 ZIP 856 KB
SPI-to-UART Expander - Documentation
RD1143 1.0 10/12/2012 PDF 1.5 MB