6.1 SPI/QPI操作 _spi

数据手册翻译（2）6.2 写保护7 状态和配置寄存器
6 功能描述 6.1 SPI/QPI操作
图3 串行Flash存储器操作流程
6.1.1 标准SPI指令
通过符合SPI协议的总线进行访问，该总线包含四个信号：串行时钟（CLK），片选（/CS），串行数据输入（DI）和串行数据输出（DO）。标准SPI指令使用DI引脚来向器件写入指令、地址和数据，这些写入行为在CLK的上升沿被采样。DO引脚则用来从器件中读取数据或者状态，这些行为在CLK的下降沿采样。
器件支持SPI总线模式0（0，0）和模式3（1，1）。模式0和模式3的主要区别包括在非传输（也即主机在待机模式，未和器件进行数据传输）时CLK信号的状态。对于模式0，CLK信号在/CS信号上升或者下降沿时，为低电平。对于模式3，CLK信号则为高电平。
6.1.2 双线SPI指令
可以通过“双输出快速读”（0x3B）或者“双IO快速读”（0xBB）指令来支持双线SPI操作。这些指令使得主机和器件之间的数据传输速率为普通串行Flash器件的2到3倍。双线SPI读指令是快速下载代码到RAM应用、非速度敏感的代码XIP执行的理想选择。当使用双线SPI指令时，DI和DO引脚为双向IO引脚：IO0和IO1 。
6.1.3 四线SPI指令
支持四线SPI操作，可通过“四输出快速读”（0x6B）、“四IO快速读”（0xEB），“四IO字读取”（0xE7）以及“四IO八字读取”（0xE3）等指令来实现。这些指令实现了相较于普通串行Flash而言4～6倍的传输速率。这种情况适用于高速的随机访问，或者是从器件中拷贝代码到RAM中去，再或者是直接从器件取代码执行。该模式下，DI和DO引脚成为IO0和IO1引脚，另外/WP和/HOLD引脚则成为IO2和IO3引脚。注意四线SPI模式需要设置状态寄存器中的QE位为1 。
6.1.4 QPI指令
支持QPI操作，但需要将器件的工作模式从标准SPI/双线SPI/四线SPI模式切换为QPI模式，该切换通过指令“进入QPI”（0x38）来实现。标准SPI协议需要消耗8个串行时钟周期将1字节长的指令码通过DI引脚传输到器件中。QPI模式利用4个IO引脚来输入指令码，因此该传输过程仅需要2个时钟周期。这可以显著地降低SPI指令开销，提高系统性能，尤其是在XIP环境中。标准/双线/四线SPI模式和QPI模式是互斥的。任何时刻仅可使用一种模式。指令“进入QPI”（0x38）和“离开QPI”（0xFF）用来切换这两种模式。在上电后，或者在通过指令“Reset (0x99)”复位器件后，器件的缺省模式为标准/双线/四线SPI模式。要使能QPI模式，在状态寄存器2中的非易失性位QE要置位。当使用QPI指令时，DI和DO引脚成为IO0和IO1引脚，另外/WP和/HOLD引脚则成为IO2和IO3引脚。参考插图3 。
6.1.5 保持功能
对于标准SPI和双SPI操作，/HOLD信号允许在被选中（/CS为低电平）的情况下暂停操作。/HOLD功能在SPI总线的数据和时钟线被多个器件共享时很有用。例如，假设页缓存仅部分被写入，但此时出现高优先级中断需要使用SPI总线。在这种情况下/HOLD功能可以保存正在执行的指令的状态和缓存的数据，从而使得一旦可再次使用SPI总线时，恢复之前的操作。/HOLD引脚仅在标准SPI或者双线SPI模式下可以使用，四线SPI和QPI模式下不可用。状态寄存器中的QE位决定/HOLD是否可用。如果QE=0（出厂缺省状态），/HOLD引脚做/HOLD用，否则其为IO引脚，/HOLD功能不再可用。
要使用/HOLD功能，必须通过设置/CS引脚为低电平来选中器件。如果CLK信号为低电平，此时/HOLD信号的下降沿后保持功能会生效。如果在/HOLD信号的下降沿，CLK信号不是低电平，则该功能会在下一次CLK下降沿后生效。同样地，如果CLK信号为低电平，此时/HOLD信号的上升沿使得保持功能结束。如果/HOLD的上升沿CLK不是低电平，则保持功能会在下一次CLK的下降沿后撤销。在整个保持过程中，DO为高阻态，DI和CLK引脚的输入被忽略。/CS信号在整个保持过程中必须为低电平，避免复位器件的内部逻辑。