SPI Interface - FPGA to Chip

총 3가지의 주체가 존재.

1. 프로세서
2. FPGA
3. SPI 지원 (호환) Chip.

• 사용자는 Chip의 데이터시트를 보고 Chip을 제어하기 위한 명령어를 파악한다.
  • 보통 24bit 길이
• 제어 명령어를 프로세서에 입력하고, 프로세서는 이 명령어를 FPGA에 전달한다.
  • 프로세서에 Chip과 direct wire가 연결되어 있다면 프로세서에서 곧바로 제어 가능
• FPGA는 프로세서로부터 받은 제어 명령어를 FPFA 내부에 있는 SPI module (Verilog 형태)에 전달.

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### FPGA 내부에 구현된 SPI controller module의 역할?

• 칩 제어 명령어는 보통 24bit의 형태이다.
• 이 bit 단위를 SDI Port가 한개인 Chip에 어떻게 전달? (port가 한개이므로 Serial 형태로 입력)
• FPGA안에 구현한 SPI 모듈은 SPI 칩의 CS, CLK SDIO 핀에 필요한 Pulse 파형을 생성한다.
• 칩 데이터 시트를 보면 칩을 제어하기 위해 각 pin의 데이터, 클럭 등을 어떤 형태로 넣어주어야 하는지 설명되어 있다.
• FPGA SPI 모듈은 위와 같은 파형을 만들어주는 역할을 한다.

 

• SPI 통신을 지원하는 칩에는 SCLK, SCS, SDI, SDO, pin이 있다.
  • 종종 SDIO pin이 있는데 이것은 SDI, SDO의 역할을 동시에 수행한다.
• SPI 칩의 SDI 핀에 SPI 칩의 내용을 Read 하겠다는 명령어를 Serial로 보낸다.
• SPI 칩은 SDO 핀으로 데이터를 출력한다. (Write)
• FPGA에서 받아 SCLK의 edge마다 1bit 씩 read 한다.