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