最近偶爾需要用到SPI模塊。正巧看到SpinalHDL中所提供的SPI-Master設計。看完之后尤為佩服如此簡潔而又全面的設計方式。本篇不對SPI協議進行講解，僅針對SpinalHDL中的SpiMasterCtrl模塊做使用說明。

源代碼值得一讀和學習。

》》SpiMasterCtrl配置參數 SpiMasterCtrl的配置參數類為SpiMasterCtrlGenerics：

case class SpiMasterCtrlGenerics（ ssWidth ： Int， timerWidth ： Int， dataWidth ： Int = 8）{ def ssGen = ssWidth ！= 0}

這里主要有三個參數：

ssWidth:SPI使用片選信號時片選信號個數。即指定了SPI從設備個數。當該值為0時，則只有一個從設備，且SPI不使用片選信號。

timerWidth： 時鐘分頻計數器位寬。由于SPI時鐘信號是由主時鐘計數分頻而來，因此該值指定了計數器的位寬，根據SPI想要跑的最小頻率來定義該值。

dataWidth：指定單次傳輸的位寬。

》》

接口定義

SpiMasterCtrl的接口主要包含下面四組接口：

val config = in（SpiMasterCtrlConfig（generics））val cmd = slave Stream（SpiMasterCmd（generics））val rsp = master Flow（Bits（dataWidth bits））val spi = master（SpiMaster（ssWidth））

》》

config接口

config接口組成為：

case class SpiMasterCtrlConfig（generics ： SpiMasterCtrlGenerics） extends Bundle{ val kind = SpiKind（） val sclkToogle = UInt（generics.timerWidth bits） val ss = if（generics.ssGen） new Bundle { val activeHigh = Bits（generics.ssWidth bits） val setup = UInt（generics.timerWidth bits） val hold = UInt（generics.timerWidth bits） val disable = UInt（generics.timerWidth bits） } else null}

kind接口指定了SPI接口的屬性CPOL及CPHA的值

case class SpiKind（） extends Bundle { val cpol = Bool val cpha = Bool}

sclkToggle指定SPI的運行時鐘頻率。SPI時鐘頻率為：

系統時鐘頻率/（（sclkToggle+1）*2）

當SPI使用了片選信號時，ss接口包含的內容為：

activeHigh：每個bit對應一個從設備片選信號是高電平有效還是低電平有效。

setup：片選信號使能和開始發送數據之間的時鐘周期間隔數（加1）。

hold：發送完數據到片選信號釋放前的時鐘周期數（加1）。

disable：片選信號釋放后到重新使能需間隔的時鐘周期數（加1）。

》》

cmd接口

cmd接口類型為Stream類型接口，包含內容為SpiMasterCmd：

case class SpiMasterCmd（generics ： SpiMasterCtrlGenerics） extends Bundle{ val mode = if（generics.ssGen） SpiMasterCtrlCmdMode（） else null val args = Bits（Math.max（widthOf（SpiMasterCtrlCmdData（generics））， log2Up（generics.ssWidth） + 1 ） bits）

def isData = if（generics.ssGen） mode === SpiMasterCtrlCmdMode.DATA else True

def argsData = { val ret = SpiMasterCtrlCmdData（generics） ret.assignFromBits（args） ret } def argsSs = { val ret = SpiMasterCtrlCmdSs（generics） ret.assignFromBits（args） ret }}

mode表明指令的類型：

object SpiMasterCtrlCmdMode extends SpinalEnum（binarySequential）{ val DATA， SS = newElement（）}

DATA：數據發送指令。

SS：片選操作指令。

args為指令數據。根據指令形式的不同，可通過提供的argsData、argsSS方法解析出相應的指令內容：

case class SpiMasterCtrlCmdData（generics ： SpiMasterCtrlGenerics） extends Bundle{ val data = Bits（generics.dataWidth bits） val read = Bool//True表示讀操作，False表示寫操作}

case class SpiMasterCtrlCmdSs（generics ： SpiMasterCtrlGenerics） extends Bundle{ val enable = Bool //True：使能，False：Disable val index = UInt（log2Up（generics.ssWidth） bits） //指定待操作的片選信號位置}

》》rsp接口 該接口為flow形式。當操作為數據讀操作時，數據的讀返回結果從該接口返回。》》SPI接口 對外SPI接口。》》driveFrom SpiMasterCtrl提供了一個driveFrom方法將接口映射到總線的slaveFactory上：

def driveFrom（bus ： BusSlaveFactory， baseAddress ： Int = 0）（generics ： SpiMasterCtrlMemoryMappedConfig） = new Area {

其實現了讀寫8bit的功能，同時帶有終端功能。SpianlHDL中提供了一個APB總線的demo：

感興趣的小伙伴可以照此實現自己的需求。個人需求位寬多于8bit，自己實現了一個映射，很容易～
編輯：lyn