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SPI、PCI、IIC、UART、GPIO、AXI4協(xié)議總結(jié)大全

zhangrxiang / 2421人閱讀

摘要：從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制，只有該信號(hào)為預(yù)先規(guī)定的使能信號(hào)，對(duì)該芯片的操作才有效，這就允許再統(tǒng)一總線上連接多個(gè)設(shè)備。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中，接口不需要進(jìn)行尋址操作，但是沒(méi)有指定的流控制，沒(méi)有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)。

1、GPIO

  1. 通用可編程IO接口，
  2. 對(duì)于簡(jiǎn)單的外圍設(shè)備或者電路，需要CPU為之提供控制手段，僅僅需要一位開(kāi)關(guān)電路
  3. 接口至少有兩個(gè)寄存器（通用IO控制寄存器和通用IO數(shù)據(jù)寄存器），數(shù)據(jù)寄存器的各位都直接引到芯片外部，而對(duì)于這種寄存器中的每一位的作用，即每一位的信號(hào)的流通方向，則可以通過(guò)控制寄存器中對(duì)應(yīng)位獨(dú)立的加以設(shè)置。

2、SPI

  1. 高速、全雙工、同步的串行通信總線，
  2. 主要應(yīng)用EEPROM、FLSH、ADC等慢速外設(shè)器件通信）。
  3. 主從方式進(jìn)行工作，至少一個(gè)主設(shè)備，普通串行通信至少一次傳輸8位，SPI可以一位一位傳輸，因?yàn)镾CK時(shí)鐘線由主控設(shè)備控制。
  4. 4條線，串行時(shí)鐘線（SCK），主機(jī)輸入和從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線（MISO），主機(jī)輸出和從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線（MOST），低電平有效的從機(jī)選擇線(CS)。CS從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制，只有該信號(hào)為預(yù)先規(guī)定的使能信號(hào)，對(duì)該芯片的操作才有效，這就允許再統(tǒng)一總線上連接多個(gè)SPI設(shè)備。
  5. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中，接口不需要進(jìn)行尋址操作，但是沒(méi)有指定的流控制，沒(méi)有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)。

3、PCI

  1. Peripheral Component Interconnect外圍器件互聯(lián)，一種局部并行總線標(biāo)準(zhǔn)，支持32位和64位兩種位寬，時(shí)鐘頻率位33MHZ。
  2. PCI總線是樹(shù)形結(jié)構(gòu)，獨(dú)立于CPU總線，可以和CPU總線并行操作，PCI總線上可以掛接PCI設(shè)備和PCI橋片，
  3. PCI總線上只允許有一個(gè)主設(shè)備，其余均為從設(shè)備，而且讀寫(xiě)操作只能在主從設(shè)備之間，從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換需要通過(guò)主設(shè)備中轉(zhuǎn)。

4、AXI4

  1. 新一代FPGA中采用的基本都是AXI4總線協(xié)議，
  2. 分離的地址/控制、數(shù)據(jù)相位；
  3. 基于BURST的傳輸，只需要傳輸首地址；
  4. 使用字節(jié)線來(lái)支持非對(duì)齊的數(shù)據(jù)傳輸；
  5. 分離的讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)通道，提供低功耗DMA；5個(gè)獨(dú)立的傳輸通道（讀地址/寫(xiě)地址，讀數(shù)據(jù)/寫(xiě)數(shù)據(jù)，寫(xiě)響應(yīng)通道）
  6. 支持多種尋址方式；支持亂序傳輸；

5、UART

??? ?通用串行異步收發(fā)協(xié)議；包含TTL電平的串口和RS_232電平的串口，TTL是一種電平邏輯，晶體管-晶體管邏輯，(當(dāng)輸入電壓高于2V，邏輯1………)，單片機(jī)接口一般為T(mén)TL電平，RS-232，為負(fù)邏輯，（負(fù)12V代表高電平邏輯1，正12V代表低電平邏輯0）

? ? ? ? ? ? 三條線：TX,RX,GND

???????????? TX：發(fā)送數(shù)據(jù)端，連接對(duì)面設(shè)備RX；

???????????? RX：接收數(shù)據(jù)端，連接對(duì)面設(shè)備TX；

???????????? GND：保證兩設(shè)備有統(tǒng)一的參考平面。

?6、IIC

      1. 串行半雙工總線，兩線式一條是雙向串行數(shù)據(jù)線SDA，一條是串行時(shí)鐘線SCL；用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。多用于主控制器和從器件之間的主從通信，在小數(shù)據(jù)量場(chǎng)合使用，傳輸距離短，任意時(shí)刻只有一個(gè)主機(jī)。
      2. 在CPU與被控IC之間，IC和IC之間進(jìn)行雙向傳送，高速IIC總線可以到達(dá)400kbps以上；傳輸速率小于SPI；
      3. IIC主設(shè)備：主要產(chǎn)生時(shí)鐘，產(chǎn)生起始信號(hào)和停止信號(hào)；IIC從設(shè)備：可編程的IIC地址檢測(cè)，停止位檢測(cè)；
      4. IIC支持多主控，支持不同速率的通訊速度；
      5. SCL和SDA都需要上拉電阻，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，減少干擾；
      6. 為了避免總線信號(hào)的混亂，要求各設(shè)備連接到總線的輸出時(shí)必須是漏極開(kāi)路（OD）輸出或者集電極開(kāi)路（OC）輸出。
      7. IIC總線三種類型信號(hào)：開(kāi)始信號(hào)，終止信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)（后兩個(gè)信號(hào)可不要）
        1. 起始信號(hào)：SCL為高期間，由高到低（主機(jī)發(fā)送）
        2. 終止信號(hào)：SCL為高期間，由低到高（主機(jī)發(fā)送）
      8. 每發(fā)送一個(gè)字節(jié)，等待應(yīng)答信號(hào)（接收端拉低DSA數(shù)據(jù)線），然后再繼續(xù)發(fā)送
      9. 總線尋址：在起始信號(hào)之后，發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，包括從機(jī)地址和讀/寫(xiě)命令，用來(lái)尋址

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