[发明专利]一种基于FPGA的SPI扩展总线接口以及片上系统

说明书

本申请公开了一种基于FPGA的SPI扩展总线接口以及片上系统，该SPI扩展总线接口包括：多个功能接口，分别连接对应的外部设备，且用于实现与对应的外部设备之间的SPI通信；系统总线接口，用于连接MCU的系统总线，并将MCU通过系统总线发送的外设地址映射成对应的寄存器地址，其中寄存器地址包括使能寄存器地址；控制器，包括控制模块以及使能寄存器，其中多个功能接口分别连接使能寄存器，控制模块根据使能寄存器地址对使能寄存器进行操作，进而对多个功能接口进行使能控制。通过上述方式，提高了MUC对外部设备的管理控制能力，增强了MCU功能的可扩展性和通用性。

技术领域

本申请涉及总线接口技术领域，特别是涉及一种基于FPGA(FieldProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)的SPI扩展总线接口以及片上系统。

背景技术

SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)是一种高速、全双工、同步通信总线，包括四个端口，具有简单易用的特性，在MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)领域，通常作为接口用作外部设备与片外系统串行通信。

但是，目前的SPI总线接口数量有限，导致MCU扩展性和易用性较差。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种基于FPGA的SPI扩展总线接口以及片上系统，能够解决现有技术中MUC扩展性和易用性差的问题。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种基于FPGA的SPI扩展总线接口，该扩展总线接口由FPGA逻辑资源实现，并用于连接MCU与外部设备，该扩展总线接口包括：多个功能接口，分别连接对应的外部设备，且用于实现与对应的外部设备之间的SPI通信；系统总线接口，用于连接MCU的系统总线，并将MCU通过系统总线发送的外设地址映射成对应的寄存器地址，其中寄存器地址包括使能寄存器地址；控制器，包括控制模块以及使能寄存器，其中多个功能接口分别连接使能寄存器，控制模块根据使能寄存器地址对使能寄存器进行操作，进而对多个功能接口进行使能控制。

其中，使能寄存器设置有能够通过使能寄存器地址进行寻址的多个使能位，每一功能接口对应一使能位，控制模块根据使能寄存器地址对相应的使能位进行操作，进而控制对应的功能接口的使能状态。

其中，多个功能接口分别设置有连接至使能寄存器的使能引脚，控制模块将不同的功能接口的使能引脚映射至不同的使能位。

其中，控制器进一步包括多组功能寄存器，每一功能接口分别连接一组功能寄存器，寄存器地址包括功能寄存器地址，控制模块进一步根据功能寄存器地址对功能寄存器进行操作，功能接口基于所连接的功能寄存器实现与对应的外部设备之间的SPI通信。

其中，多组功能寄存器的功能寄存器地址共用MCU的外设地址空间中的同一地址段。

其中，控制模块根据功能寄存器地址对多组功能寄存器同时进行操作。

其中，控制模块根据使能寄存器地址确定待使能的功能接口，并根据功能寄存器地址对待使能的功能接口所连接的功能寄存器进行操作。

其中，MCU基于同一基地址设置多组功能寄存器的偏移地址。

其中，每组功能寄存器分别包括控制寄存器、状态寄存器、读数据寄存器、写数据寄存器以及从地址选择寄存器。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种片上系统，该片上系统包括如上述的扩展总线接口以及通过系统总线与扩展总线接口连接的MCU。