FPGA通过SPI对ADC配置简介（一）----- 什么是SPI？

twel2e

SPI(Serial Peripheral InteRFace)，即串行外设接口。它是一种高速、全双工的数据通信总线，并且在芯片的管脚只占4根线，节省芯片管脚的同时极大的方便了PCB的布局。正是由于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了该通信协议，比如我们经常使用的ADC芯片。

0 }: Z- y7 c0 @- G

目前，市面上绝大多数的ADC芯片都内嵌专用的SPI配置接口，通过配置其SPI接口可以对ADC内部的控制寄存器进行读、写操作，从而灵活的使用ADC芯片的各种功能。甚至对于某些ADC来说，如果不事先对其进行正确、有效的配置，则该ADC无法正常工作。

7 k! n" n1 n. _  C: N

用于ADC配置的SPI接口分为4线模式(例如Analog Device 的AD9639)和3线模式(Analog Device 的AD9249)。对于4线模式来说，它有4根信号线，分别为：

• SDI：Serial Data In
• SDO：Serial Data Out
• SCLK：Serial Clock
• CS：Chip Select
  
  : \$ D0 L/ }( {* w  E; |

3线模式与4线模式的不同之处在于SDI与SDO信号合并，称为SDIO。另外，某些ADC的三线模式较为简单，SDIO只用做输入端口SDI(例如德州仪器的ADS5281芯片)，没有SDO的功能，实现起来较为简单。

  ^9 ]# X( q3 `  Y9 k

• 4线模式：
• SDI—串行数据从FPGA输出，进入ADC；
• SDO—串行数据从ADC输出，进入FPGA；
• SCLK—时钟信号从FPGA输出，进入ADC；
• CS—ADC使能信号从FPGA输出，进入ADC；
• 3线模式：
• SDIO—当进行读操作时，SDIO作为输出口SDO，串行数据从ADC输出，进入FPGA；当进行写操作时，SDIO作为输入口SDI，串行数据从FPGA输出，进入ADC；
• SCLK—时钟信号从FPGA输出，进入ADC；
• CS—ADC使能信号从FPGA输出，进入ADC；
  
  ' J5 P' m) U8 b$ q. r

3线模式和4线模式相比，表面上看只是少了1根信号线，实际上在读写操作时，涉及到了ADC端与FPGA端的SDIO接口的三态转换控制，这点需要大家特别注意。

9 e% u; \( r' T/ l6 ?! X: s

Jame33

对于某些ADC来说，如果不事先对其进行正确、有效的配置，则该ADC无法正常工作。
, j& H/ Z  I6 a" X0 Z) `

Memory00

3线模式与4线模式的不同之处在于SDI与SDO信号合并，称为SDIO

理论的

一种高速、全双工的数据通信总线，并且在芯片的管脚只占4根线，节省芯片管脚的同时极大的方便了PCB的布局