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SPI、PCI、IIC、UART、GPIO、AXI4协议总结大全

zhangrxiang / 2111人阅读

摘要:从设备使能信号,由主设备控制,只有该信号为预先规定的使能信号,对该芯片的操作才有效,这就允许再统一总线上连接多个设备。点对点通信中,接口不需要进行寻址操作,但是没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

1、GPIO

  1. 通用可编程IO接口,
  2. 对于简单的外围设备或者电路,需要CPU为之提供控制手段,仅仅需要一位开关电路
  3. 接口至少有两个寄存器(通用IO控制寄存器和通用IO数据寄存器),数据寄存器的各位都直接引到芯片外部,而对于这种寄存器中的每一位的作用,即每一位的信号的流通方向,则可以通过控制寄存器中对应位独立的加以设置。

2、SPI

  1. 高速、全双工、同步的串行通信总线,
  2. 主要应用EEPROM、FLSH、ADC等慢速外设器件通信)。
  3. 主从方式进行工作,至少一个主设备,普通串行通信至少一次传输8位,SPI可以一位一位传输,因为SCK时钟线由主控设备控制。
  4. 4条线,串行时钟线(SCK),主机输入和从机输出数据线(MISO),主机输出和从机输入数据线(MOST),低电平有效的从机选择线(CS)。CS从设备使能信号,由主设备控制,只有该信号为预先规定的使能信号,对该芯片的操作才有效,这就允许再统一总线上连接多个SPI设备。
  5. 点对点通信中,接口不需要进行寻址操作,但是没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

3、PCI

  1. Peripheral Component Interconnect外围器件互联,一种局部并行总线标准,支持32位和64位两种位宽,时钟频率位33MHZ。
  2. PCI总线是树形结构,独立于CPU总线,可以和CPU总线并行操作,PCI总线上可以挂接PCI设备和PCI桥片,
  3. PCI总线上只允许有一个主设备,其余均为从设备,而且读写操作只能在主从设备之间,从设备之间的数据交换需要通过主设备中转。

4、AXI4

  1. 新一代FPGA中采用的基本都是AXI4总线协议,
  2. 分离的地址/控制、数据相位;
  3. 基于BURST的传输,只需要传输首地址;
  4. 使用字节线来支持非对齐的数据传输;
  5. 分离的读、写数据通道,提供低功耗DMA;5个独立的传输通道(读地址/写地址,读数据/写数据,写响应通道)
  6. 支持多种寻址方式;支持乱序传输;

5、UART

     通用串行异步收发协议;包含TTL电平的串口和RS_232电平的串口,TTL是一种电平逻辑,晶体管-晶体管逻辑,(当输入电压高于2V,逻辑1………),单片机接口一般为TTL电平,RS-232,为负逻辑,(负12V代表高电平逻辑1,正12V代表低电平逻辑0)

            三条线:TX,RX,GND

             TX:发送数据端,连接对面设备RX;

             RX:接收数据端,连接对面设备TX;

             GND:保证两设备有统一的参考平面。

 6、IIC

      1. 串行半双工总线,两线式一条是双向串行数据线SDA,一条是串行时钟线SCL;用于连接微控制器及其外围设备。多用于主控制器和从器件之间的主从通信,在小数据量场合使用,传输距离短,任意时刻只有一个主机。
      2. 在CPU与被控IC之间,IC和IC之间进行双向传送,高速IIC总线可以到达400kbps以上;传输速率小于SPI;
      3. IIC主设备:主要产生时钟,产生起始信号和停止信号;IIC从设备:可编程的IIC地址检测,停止位检测;
      4. IIC支持多主控,支持不同速率的通讯速度;
      5. SCL和SDA都需要上拉电阻,保证数据的稳定性,减少干扰;
      6. 为了避免总线信号的混乱,要求各设备连接到总线的输出时必须是漏极开路(OD)输出或者集电极开路(OC)输出。
      7. IIC总线三种类型信号:开始信号,终止信号和应答信号(后两个信号可不要)
        1. 起始信号:SCL为高期间,由高到低(主机发送)
        2. 终止信号:SCL为高期间,由低到高(主机发送)
      8. 每发送一个字节,等待应答信号(接收端拉低DSA数据线),然后再继续发送
      9. 总线寻址:在起始信号之后,发送一个字节数据,包括从机地址和读/写命令,用来寻址

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