SPI 格式 - 帶奇偶校驗(yàn)

SDI 輸入數(shù)據(jù)的字長為 24 位，包含以下格式：

• 1 個(gè)讀取或?qū)懭胛唬琖（位 B23）
• 6 個(gè)地址位，A（位 B22 至 B17）
• 奇偶校驗(yàn)位，P（位 B16）
• 15 個(gè)數(shù)據(jù)位和 1 個(gè)奇偶校驗(yàn)位，D（位 B15 到 B0）

SDO 輸出數(shù)據(jù)字長為 24 位。最高有效位是狀態(tài)位，最低有效 16 位是所訪問寄存器的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

tSPI 格式 - 帶奇偶校驗(yàn)

SDI 輸入數(shù)據(jù)的字長為 32 位，包含以下格式：

• 1 個(gè)讀取或?qū)懭胛?，W（位 B31）
• 4 個(gè)次級器件 ID 位，AD（位 B30 至 B27）
• 8 個(gè)地址位，A（位 B26 至 B19）
• 2 個(gè)保留位，0（位 B18、位 B17）
• 奇偶校驗(yàn)位，P（位 B16）
• 15 個(gè)數(shù)據(jù)位和 1 個(gè)奇偶校驗(yàn)位，D（位 B15 到 B0）

SDO 輸出數(shù)據(jù)字長為 24 位。前 8 位是狀態(tài)位，后 16 位是所訪問寄存器的數(shù)據(jù)內(nèi)容。格式與表 7-8 中所示的標(biāo)準(zhǔn) SPI 相同

下面詳細(xì)介紹了 SPI 和 tSPI 幀格式中使用的各個(gè)位。

讀取/寫入位 (R/W)：R/W (W0) 位為 0 表示 SPI/tSPI 寫入事務(wù)。對于讀取操作，RW 位需要為 1。

次級器件 ID 位 (AD)：同一片選信號上的每個(gè) tSPI 次級器件都應(yīng)具有唯一標(biāo)識符。次級器件 ID 字段是 tSPI 次級器件的 4 位唯一標(biāo)識符。要成功執(zhí)行讀取/寫入事務(wù)，次級器件 ID 字段需要與次級器件地址匹配。在 DRV8311P/S-Q1 中，次級器件地址的兩個(gè)最高有效位設(shè)置為 00。次級器件地址的兩個(gè)最低有效位可以使用 AD1 和 AD0 引腳進(jìn)行配置。次級器件地址 15 (0xF) 保留用于通用廣播，當(dāng)次級器件 ID 字段設(shè)置為 15 時(shí)，同一總線上的所有器件都將接受寫入操作。因此，DRV8311P/S-Q1 的有效 tSPI 次級器件地址范圍為 0 至 3 和 15（通用廣播地址）。

地址位 (A)：tSPI 次級器件采用 8 位寄存器地址，而 SPI 次級器件采用 6 位寄存器地址。每個(gè) tSPI 次級器件都有兩個(gè)專用的 8 位地址指針，一個(gè)用于讀取，一個(gè)用于寫入。在順序讀取事務(wù)期間，讀取地址指針自動遞增。在順序?qū)懭胧聞?wù)期間，寫入地址指針和讀取地址指針都將自動遞增。

奇偶校驗(yàn)位 (P)：SPI/tSPI 輸入數(shù)據(jù)幀的標(biāo)頭和數(shù)據(jù)字段都包含用于單比特錯(cuò)誤檢測的奇偶校驗(yàn)位。使用的奇偶校驗(yàn)機(jī)制是偶校驗(yàn)，例如 16 位塊（包括奇偶校驗(yàn)位）中 1 的數(shù)量是偶數(shù)。僅當(dāng)奇偶校驗(yàn)成功時(shí)，數(shù)據(jù)才會寫入內(nèi)部寄存器。在讀取操作期間，tSPI 次級器件在所讀取數(shù)據(jù)的 MSB 上插入一個(gè)奇偶校驗(yàn)位?？赏ㄟ^配置 SYS_CTRL 寄存器的 SPI_PEN 位來啟用或禁用奇偶校驗(yàn)。默認(rèn)情況下會禁用奇偶校驗(yàn)。

錯(cuò)誤處理

奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤：檢測到奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，次級器件會通過以下方式做出響應(yīng)。鎖存奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤并在 nFAULT 上報(bào)告。錯(cuò)誤狀態(tài)可在 SYS_STS 寄存器的 SPI_PARITY 字段上讀取。標(biāo)頭中的奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤不會阻止次級器件使用數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)。SDO 將由所指向的次級器件驅(qū)動。檢測到奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，對寫入地址指針和器件寄存器的更新將被忽略。對于順序?qū)懭耄瑱z測到奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，任何后續(xù)寄存器寫入都將被忽略。

幀錯(cuò)誤：任何不完整的 tSPI 幀都將報(bào)告為幀錯(cuò)誤。如果 tSPI 時(shí)鐘周期數(shù)不是 16 的倍數(shù)，則傳輸視為不完整。幀錯(cuò)誤將鎖存在 SYS_STS 寄存器的 FRM_ERR 字段中并在 nFAULT 上指示。

SPI 讀取/寫入序列

SPI 讀取序列：SPI 讀取事務(wù)包含一個(gè) 8 位標(biāo)頭（R/W - 1 位，地址 - 6 位和相關(guān)方 - 1 位），后跟 16 位虛擬數(shù)據(jù)字。接收到標(biāo)頭的第一個(gè)字節(jié)后，次級器件會返回 8 位的器件狀態(tài)信息作為響應(yīng)。接收到標(biāo)頭的地址字段后，讀取地址指針會立即更新。標(biāo)頭中的讀取地址用作寄存器讀取的起始地址。16 位傳輸完成后，讀取地址指針自動遞增。數(shù)據(jù)傳輸長度不受次級器件限制。只要初級器件傳輸虛擬字，次級器件就會返回?cái)?shù)據(jù)作為響應(yīng)。如果啟用了奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤檢查，則讀取數(shù)據(jù)的 MSB 將替換為計(jì)算出的奇偶校驗(yàn)位

SPI 寫入序列：SPI 寫入事務(wù)包含一個(gè) 8 位標(biāo)頭，后跟要寫入寄存器組的 16 位數(shù)據(jù)字。與讀取事務(wù)類似，被尋址的次級器件在接收到標(biāo)頭的第一個(gè)字節(jié)時(shí)返回 8 位的器件狀態(tài)信息作為進(jìn)行響應(yīng)。接收到標(biāo)頭字節(jié)后，寫入地址指針就會更新。標(biāo)頭中的寫入地址用作順序寄存器寫入的起始地址。讀取地址指針將保留前一個(gè) tSPI 事務(wù)中讀取的寄存器的地址。數(shù)據(jù)傳輸長度不受次級器件限制。16 位傳輸完成后，讀取和寫入地址指針都將自動遞增。從初級器件接收數(shù)據(jù)時(shí)，SDO 將由讀取地址指針?biāo)赶虻募拇嫫鲾?shù)據(jù)驅(qū)動。

tSPI 通信序列

tSPI 的功能與常規(guī) SPI 類似，但在同一片選信號 (nSCS) 下增加了對多個(gè)器件的支持。任何現(xiàn)有的 SPI 初級器件都能夠通過修改幀格式來實(shí)現(xiàn)與 tSPI 次級器件通信。有效的 tSPI 幀必須滿足以下條件（類似于 SPI 接口）：

• 當(dāng) nSCS 引腳從高電平轉(zhuǎn)換為低電平，以及從低電平轉(zhuǎn)換為高電平時(shí)，SCLK 引腳應(yīng)該為低電平。nSCS 引腳從高電平切換到低電平表示幀開始，幀結(jié)束時(shí)從低電平切換到高電平。
• 當(dāng) nSCS 引腳被拉為高電平時(shí)，SCLK 和 SDI 引腳上的任何信號都將被忽略，并且 SDO 引腳處于高阻態(tài)。
• 數(shù)據(jù)會在 SCLK 信號的下降沿捕捉，并在 SCLK 信號的上升沿被驅(qū)動。
• 最高有效位 (MSB) 最先移入和移出。
• 必須至少發(fā)生 16 個(gè) SCLK 周期，事務(wù)才有效，單個(gè)事務(wù)中的 SCLK 周期數(shù)必須是 16 的倍數(shù)。
• 如果發(fā)送到 SDI 引腳的數(shù)據(jù)字位數(shù)不是 16 的倍數(shù)，則會發(fā)生幀錯(cuò)誤并會忽略多余的 SCLK 周期。

圖 7-34 同一片選信號上有多個(gè)器件的 tSPI 方框圖

圖 7-35 具有 PWM_SYNC 的 tSPI

tSPI 讀取序列：tSPI 讀取事務(wù)具有一個(gè) 16 位標(biāo)頭（R/W - 1 位，次級器件 ID - 4 位，地址 - 8 位，保留 - 2 位和相關(guān)方 - 1 位），后跟 16 位虛擬數(shù)據(jù)字。接收到標(biāo)頭的第一個(gè)字節(jié)后，匹配的次級器件 ID 字段（使用 AD0 和 AD1 引腳配置）所指向的次級器件會返回 8 位器件狀態(tài)信息作為響應(yīng)。標(biāo)頭中的讀取地址用作寄存器讀取的起始地址。16 位傳輸完成后，該地址自動遞增。數(shù)據(jù)傳輸長度不受次級器件限制。只要初級器件傳輸虛擬字，次級器件就會返回?cái)?shù)據(jù)作為響應(yīng)。如果啟用了奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤檢查，則讀取數(shù)據(jù)的 MSB 將替換為計(jì)算出的奇偶校驗(yàn)位。

tSPI 寫入序列：tSPI 寫入事務(wù)具有一個(gè) 16 位標(biāo)頭，后跟要寫入寄存器組的 16 位數(shù)據(jù)字。與讀取事務(wù)類似，被尋址的次級器件在接收到標(biāo)頭的第一個(gè)字節(jié)時(shí)返回 8 位的器件狀態(tài)信息作為進(jìn)行響應(yīng)。標(biāo)頭中的寫入地址用作順序寄存器寫入的起始地址。數(shù)據(jù)傳輸長度不受次級器件限制。16 位傳輸完成后，寫入和讀取地址指針都將自動遞增。從初級器件接收數(shù)據(jù)時(shí)，SDO 將由讀取地址指針?biāo)赶虻募拇嫫鲾?shù)據(jù)驅(qū)動

tSPI 讀取地址更新序列：次級器件中的獨(dú)立讀寫地址指針允許在將數(shù)據(jù)寫入一組寄存器的同時(shí)從另一組寄存器讀取數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，初級器件應(yīng)在 tSPI 寫入事務(wù)之前首先發(fā)送一個(gè)讀取地址更新幀。讀取地址幀只是帶有標(biāo)頭的 tSPI 讀取序列。第一個(gè) tSPI 事務(wù)將讀取地址指針更新為所需的寄存器地址。第二個(gè) tSPI 事務(wù)是寄存器寫入序列。在此序列期間，次級器件通過 SDO 發(fā)送的數(shù)據(jù)將來自在上一個(gè) tSPI 讀取序列中初始化的讀取地址指針?biāo)赶虻募拇嫫鳌?/p>

帶奇偶校驗(yàn)的 tSPI 讀取/寫入序列如圖 7-36 所示。SPI 幀標(biāo)頭標(biāo)記為 CMD[15:8] 和 CMD[7:0]。