MC68332與AT93C46的SPI接口時序問題
在微機自動化設(shè)計中，隨著總線速度越來越塊，芯片的上升／下降沿越來越陡，時序問題變得越來越突出。時序問題在設(shè)計中是至關(guān)重要的，尤其是隨著時鐘頻率的提高，留給數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行ёx寫窗n越來越小，要想在很短的時間內(nèi)，使數(shù)據(jù)信號從驅(qū)動端完整地傳送到接收端，就必須進行精確的時序計算和分析。同時，時序與信號的完整性也是密不可分的，良好的信號質(zhì)量是確保時序穩(wěn)定的關(guān)鍵。由于反射、串?dāng)_造成的信號質(zhì)量問題，都很町能帶來時序的偏移和紊亂，導(dǎo)致時序余量不夠。
1 MC68332與AT93C46的SPI接口
MC68332與串行存儲器AT93C46的硬件接口比較簡單，如圖1所示。其中，MC68332的CS、CLK(和MOSI腳為SPI輸出；MISO腳為SPI輸入。
2 時序問題提出
在調(diào)試過程中出現(xiàn)批次不同的AT93C46，讀數(shù)據(jù)都能正確進行。但寫數(shù)據(jù)時，有的批次寫正確，有的則出現(xiàn)錯誤。下面分析MC68332與AT93C46 SPI接口的寫時序圖(如圖2所示)及參數(shù)(見表1)。
圖2中，tDIS為數(shù)據(jù)建立時間，AT93C46數(shù)據(jù)手冊要求其最小值為10Ons；tDIH為數(shù)據(jù)保持時間，要求其最小值為100 ns。
MC68332手冊中，tDIS最小值為5Ons，tDIH最小值為50ns。
可見tDIS數(shù)據(jù)建立時間不夠，也就是說在MC68332寫出的數(shù)據(jù)還沒有穩(wěn)定的情況下，SK時鐘的上升沿已經(jīng)來到。這時，AT93C46會將不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)進行鎖存。這樣，大部分情況下鎖存的數(shù)據(jù)是錯的。
3 時序問題解決
時序余量不夠一般有兩方面原因：一是系統(tǒng)本身各芯片時序參數(shù)不匹配；二是信號完整性差，導(dǎo)致時序余量減少。為解決數(shù)據(jù)建立時間不夠的問題，將MC68332的SPI接口的MISO數(shù)據(jù)入，MOSI數(shù)據(jù)出，CLK時鐘信號接入EPLD中進行時序調(diào)整。將CLK信號的上升沿向后平移，下降沿向前平移，使得建立和保持時間都加長。在EPLD中調(diào)整建立和保持時間后，任何批次的AT93C46都能正確讀／寫。圖3和圖4分別是時序調(diào)整前后示波器的波形圖。
結(jié)語
在微機自動化系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)將充足的時序余量設(shè)計作為重中之重，這樣才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行，且不必因芯片速度變快而更改設(shè)計。
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