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[经验] 加密芯片SPI通讯的调试

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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-22 17:19:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
SPI是串行外设接口Serial Peripheral Interface的缩写。Motorola公司推出的一种同步串行接口技术,是一种高速的全双工同步的通信总线。
SPI的通信原理很简单,它以主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,需要至少4根线它们是SDI数据输入SDO数据输出SCLK时钟CS片选
(1)SDO/MOSI——主设备数据输出,从设备数据输入
2SDI/MISO——主设备数据输入,从设备数据输出
3SCLK——时钟信号,由主设备产生
4CS/SS——从设备使能信号,由主设备控制
CS作为片选信号不难理解。当总线上挂有多个从设备时,主机通过控制对应从设备的片选信号,即可选中激活该设备,完成与该设备的通讯。一般片选为低电平时,处于选中状态
需要说明的是,SPI通信有4种不同的模式,不同的从设备可能在出厂就是配置为某种模式,这是不能改变的;但我们的通信双方必须是工作在同一模式下,所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置,通过CPOL(时钟极性)和CPHA(时钟相位)来控制我们主设备的通信模式,具体如下:
Mode0:CPOL=0,CPHA=0
Mode1:CPOL=0,CPHA=1
Mode2:CPOL=1,CPHA=0
Mode3:CPOL=1,CPHA=1
时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态,时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿
作为特殊应用的加密芯片来说,其SPI通讯大多数采用标准SPI接口协议,但也不乏例外,调试过程中有几点注意:
1、加密芯片作为防盗版功能模块或者是数据加解密模块,大多数需作为SPI从机设备,上位机端作为SPI主机。
2、主机SPI设置成CKPOL=0 ,CKPHA=0。其含义:此时空闲态时,SCLK处于低电平,数据采样是在第1个边沿,也就是SCLK由低电平到高电平的跳变,所以数据采样是在上升沿,数据发送是在下降沿。
3、有些加密芯片协议特殊,而且由于SPI没有同步信号功能,所以加密芯片需要借助BUSY引脚来给主机发送通知信号,当BUSY为高电平,允许SPI主设备发送数据,反之允许主机接收数据。
4、BUSY为SPI请求信号。当BUSY拉低时允许SPI主设备读取数据,此时SPI主机端将CS/SS拉低,SPI_CLK产生时钟。
5、芯片发生故障无法正常运行时可通过复位重置。

此帖出自ARM技术论坛


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发表于 2018-10-22 22:39:31 | 显示全部楼层
有点复杂啊


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-24 13:07:09 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢分享啊,很有用啊,建议多解释点时序


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-24 14:54:50 | 显示全部楼层
1、看了之前的几个文章,spi、uart、iic 哪种接口速度最快?
2、接口与加密没有关系吧?如果工控设备,选用哪种最合适?
3、SPI的几个接口基本明白,SPI_CLK产生时钟,这个时钟意味着或者影响着什么呢?
4、芯片发生故障无法正常运行时可通过复位重置,复位是什么操作?对SPI哪个引脚操作?
5、当总线上挂有多个从设备时,不同的从设备可能在出厂时就是配置为某种模式,这是不能改变的,如果多个从设备模式不同,是不是主设备就无法协调了呢?
6、CKPOL=0,CKPHA=0,如果为1,意味着什么?高电平转换+第2个数据沿吗?

点评

SPI 是同步串行同行,同步即为通信时从机使用主机提供的时钟。通信速率也将有时钟频率决定; CKPOL意为时钟极性,取值为0时意为时钟空闲为低电平;同理,取1时空闲低电平。CKPHA为时钟相位,取0时在sck第一个跳变沿  详情 回复 发表于 2018-10-24 19:27
1 只看通讯有效字节传输速度,SPI理论速度最高,然后是IIC,UART最慢  详情 回复 发表于 2018-10-24 16:15


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-24 15:30:03 | 显示全部楼层
对于我这个小白来说 文章技术性太强了,先收藏观望吧


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-24 16:15:37 | 显示全部楼层
电路板上的焊锡 发表于 2018-10-24 14:54
1、看了之前的几个文章,spi、uart、iic 哪种接口速度最快?
2、接口与加密没有关系吧?如果工控设备,选 ...

1 只看通讯有效字节传输速度,SPI理论速度最高,然后是IIC,UART最慢


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-24 17:08:09 | 显示全部楼层
学习了,感谢楼主的分享!


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-24 19:27:26 | 显示全部楼层
电路板上的焊锡 发表于 2018-10-24 14:54
1、看了之前的几个文章,spi、uart、iic 哪种接口速度最快?
2、接口与加密没有关系吧?如果工控设备,选 ...

SPI 是同步串行同行,同步即为通信时从机使用主机提供的时钟。通信速率也将有时钟频率决定; CKPOL意为时钟极性,取值为0时意为时钟空闲为低电平;同理,取1时空闲低电平。CKPHA为时钟相位,取0时在sck第一个跳变沿采样;同理,为2时则在第二个跳变沿采样。两两组合可知SPI总共可配置成4种模式


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-24 21:36:19 来自手机 | 显示全部楼层
这么专业,佩服佩服,还是默默的学习吧


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-25 09:12:04 | 显示全部楼层
如果有操作流程图和时序图就好了,看文字真的很累啊。


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-25 10:04:16 | 显示全部楼层
芯片的复位引脚,一般是器件独立于通信接口的引脚,文中讨论的复位操作也并非是对SPI引脚的操作。一般来说,复位的引脚和时序由器件的厂商规定,请参考相关产品手册。


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-25 16:53:34 来自手机 | 显示全部楼层
文中提到的加密芯片,有这种接口的加密芯片吗?


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-25 23:09:49 | 显示全部楼层
楼主都分享这文章了,毋庸置疑市面上肯定是有这种SPI通讯接口的加密芯片了,你可以看看lkt他家有没有,看他家广告打得,感觉产品很多是的


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-26 09:50:17 | 显示全部楼层
接口和加密没关系吗?哪个加密芯片没通讯接口啊。工控设备选用什么芯片,也是要看它有什么接口。


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-26 11:12:45 来自手机 | 显示全部楼层
又一次领教了楼主的渊博学识,点个大大的赞!


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-26 12:23:34 | 显示全部楼层
这么专业,佩服佩服,还是默默的学习吧


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-26 15:39:02 | 显示全部楼层
总线上挂载多个IIC器件的话,可以通过器件地址确定与哪个器件通信;SPI的器件通信之前需要确定采用哪种模式来进行通信


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-26 15:59:18 | 显示全部楼层
文中说的“作为特殊应用的加密芯片来说,其SPI通讯大多数采用标准SPI接口协议”是指的哪些特殊应用的加密芯片?


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-26 16:38:31 来自手机 | 显示全部楼层
文中提到的SPI多了个BUSY引脚,具体的还是要看手册的,


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-26 17:49:13 | 显示全部楼层
SPI通信有4种不同的模式,不同的从设备可能在出厂时就是配置为某种模式,这是不能改变的,也就是说主设备和从设备在出厂时就已经确定某种模式了吗?根据需要可以定制是吗?


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