2 FPGA实现SPI接口--SPI接口芯片的实际使用 _指令

目录
1、芯片
1.1、概述
1.2、引脚
1.3、SPI模式
1.4、存储架构
1.5、指令表
1.6、其他
2、指令测试
2.1、页写（PAGE ）
2.1.1、时序
2.1.2、代码
2.1.3、及仿真结果
2.1.4、上板验证
2.2、读数据（READ DATA BYTES）
2.2.1、时序
2.2.2、代码
2.2.3、及仿真结果
2.2.4、上板验证
2.3、扇区擦除（ Erase）
2.3.1、时序
【2FPGA实现SPI接口--SPI接口芯片的实际使用】2.3.2、代码
2.3.3、及仿真结果
2.3.4、上板验证
2.4、全擦除（Bulk Erase）
2.4.1、时序
2.4.2、代码
2.4.3、及仿真结果
2.4.4、上板验证
3、其他
1、芯片
在上篇文章，简要介绍了SPI协议，编写了SPI协议的FPGA驱动，但是在验证环节，仅仅验证了发送时序，而没有与从机进行通信验证，未免测试不够周全。本文通过对FLASH芯片的仿真模型进行一系列测试，从而验证SPI驱动的代码的正确性，同时对进行一个了解。
1.1、概述
是一款带有先进写保护机制和高速SPI总线访问的2MB串行Flash存储器，该存储器主要特点：
该款器件特别适用于一体化打印机、PC主板、机顶盒、CD唱机和DVD视盘机、数字电视、数码相机、图形卡和平面显示器等各种应用的代码和数据存储需求。
1.2、引脚
其引脚描述如下：
1.3、SPI模式
根据SPI时钟信号的高低电平自适应的支持SPI通讯模式的模式0和模式3：
1.4、存储架构
一共2MB字节的存储空间，分32个扇区（），每个扇区256页（PAGE），每页256字节（BYTE）。每个字节的的存储地址由扇区地址（8bit）+页地址（8bit）+字节地址（8bit）构成，地址表如下：
1.5、指令表
支持页写入，全擦除，扇区擦除，读取数据等一系列指令，具体指令表如下：
1.6、其他
需要注意的是支持的频率如下，所以在我们的仿真实验中选择12.5M这个频率。
此外，页写入，全擦除，扇区擦除等指令在发出后，仍需要一定的时间才能真正执行完，各个指令所需的时间如下：

文章插图
最后需要注意的一点是，在两个指令之间需要间隔一定的时间（比如发送全擦除指令前需要发送写使能指令，在这两个指令之间就需要间隔一定的时间），具体时间如下：
2、指令测试
在这一章针对集中常用的指令进行代码编写及仿真测试。
2.1、页写（PAGE ） 2.1.1、时序
页写(Page )操作，简称 PP，操作指令为 8’(02h) 。页写指令是根据写入数据将存储单元中的“1” 置为“0”，实现数据的写入。在写入页写指令之前，需要先写入写使能(WREN)指令，将芯片设置为写使能锁存(WEL)状态；随后要拉低片选信号，写入页写指令、扇区地址、页地址、字节地址，紧跟地址写入要存储在 Flash 的字节数据，在指令、地址以及数据写入过程中，片选信号始终保持低电平，待指令、地址、数据被芯片锁存后，将片选信号高；片选信号拉高后，等待一个完整的页写周期(tPP)，才能完成 Flash 芯片的页写操作。
Flash 芯片中一页最多可以存储 256 字节数据，这也表示页写操作一次最多向 Flash 芯片写入 256 字节数据。如字节首地址为 8’，字节首地址地址到末地址之间的存储单元个数为 241 个，即本页最多可写入 241 字节数据，若写入数据为 200 个字节，数据可以被正确写入；若写入数据为 256 个字节，前 241 个字节的数据可以正确写入 Flash 芯片，而超出的 15 个字节就以本页的首地址 8’ 为数据写入首地址顺序写入，覆盖本页原有的前 15 个字节的数据。