基于SPI方式DSP外部E2PROM接口设计

0 引 言
近年来，随着DSP技术的普及、高性能DSP芯片的出现，DSP已越来越多地被广大的工程师所接受，并越来越广泛地被应用于各个领域，例如：语音处理、图像处理、模式识别及工业控制等，并且已日益显示出其巨大的优越性。DSP是利用专门或通用的数字信号处理芯片，以数字计算的方法对信号进行处理，具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小及可靠性高等优点，满足了对信号快速、精确、实时处理及控制的要求。
在语音处理、图像处理、模式识别及工业控制中，少不了对必要的数据进行存储保护。如果存储在内外RAM之中，掉电数据就丢失，起不到保护数据的作用；存储在FLASH中，由于对FLASH进行数据写入时，要先进行擦除操作，然后才能整页的写入，如果每次写入的数据比较少，这样就要占据很大的CPU时间，操作比较麻烦。
针对这些缺点，根据多年的研发经验，结合实际，提出一种基于SPI方式的外部数据扩展方式。本文所用到的数据存储器是Xicor公司生产的带有块锁保护的4 Kb CMOS串行E2PROM X5043(接口符合SPI协议)。该器件利用Xicor专有的直接写入晶片，提供最小为10万次擦写和最少100年的数据保存期。数据写入之前不需要外部进行擦除操作，芯片本身自动完成。同时X5043还具有上电复位、看门狗定时器、电源电压监控四种常用的功能。这种组合不但降低了系统成本、减少了电路板空间，还增加了系统可靠性。

1 SPI协议
图1是典型的SPI协议。SPI协议采用主从设置，相互连接的设备中一个作为主设备，其他的设备作为从设备。接口连线主要包括4条信号线：串行数据输入信号线，(Master In Slave Out，MIS())；串行数据输出信号线(Master Out Slave In，MOSI)；移位时钟信号线(SCK)；从设备片选信号线(SS)。

2 VC5402的多通道缓存串行口(McBSP)
2．1 McBSP的功能特点
TMS320V5402是TI生产的第二代低功耗定点数字信号处理器，提供了两个高速、全双工、多通道缓存串行口，每个串行口可以支持128通道，速度达100 Mb／s。McBSP是在标准串行接口的基础之上对功能进行扩展，因此，具有与标准串行接口相同的基本功能：
(1)全双工通信；
(2)拥有两级缓冲发送和三级缓冲接收数据寄存器，允许连续数据流传输；
(3)为数据发送和接收提供独立的帧同步脉冲和时钟信号；
(4)能够与工业标准的解码器、模拟接口芯片(AICs)和其他串行A／D和D／A设备直接连接；
(5)支持外部移位时钟或内部频率可编程移位时钟。
此外，McBSP还具有的其他特殊功能，本文所用到的有：
(1)串行字长度可选，包括8，12，16，20，24和32位可选。
(2)进行8位数据传输时，可以选择LSB或MSB为起始位；
(3)帧同步脉冲和时钟信号的极性可编程；
(4)内部时钟和帧同步脉冲的产生可编程，具有相当大的灵活性。