Introducing_SPIStorm-JP

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ゆずさおまた
6 years ago
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SPI Storm の紹介 USB での SPI Storm は Byte Paradigm の USB Serial Protocol host adapter です SPI Storm はマスターとして SPI (Serial Peripheral Interface) 3-wires SPI dual-spi quad-spi プロトコルをサポートしますそれは PC から最大

1 SPI Storm の紹介 USB での SPI Storm は Byte Paradigm の USB Serial Protocol host adapter です SPI Storm はマスターとして SPI (Serial Peripheral Interface) 3-wires SPI dual-spi quad-spi プロトコルをサポートしますそれは PC から最大 100MHz までカスタムシリアルプロトコルインターフェースの管理を可能にしますこのホワイトペーパーは SPI Storm のユニークな機能を紹介しなぜこのデバイスが ASIC FPGA SoC や組込みシステムの開発テスト及びデバッグのために便利に使用することができるのかを説明します SPI Dual-SPI 及び Quad-SPI プロトコル SPI (Serial Peripheral Interface) はその単純さによる多才なプロトコルで特に low pin count で多いデータ量を流す必要性があるときプロトコルの世界で集積回路間のコミュニケーションのために使われましたそれは 4つの信号線に基づきます (Figure 1 参照 ) 1つのクロック信号 (SCLK) がバスマスターからスレーブへ送られます ; データがマスターとスレーブ間で交換されるときにこのクロックはアクティブです ; マスターがコミュニケーションするスレーブを選ぶために使用されるそれぞれのスレーブのための 1つのスレーブセレクト (SS) ライン ; マスターからスレーブまでの 1つのデータライン ('Master-Out-Slave-In' - MOSI); スレーブからマスターまでの 1つのデータライン ('Master-In-Slave-Out' - MISO) Figure 1: Serial Peripheral Interface (SPI-4 protocol) Revision /07/ / 6

SPIは彼 / 彼女が2つの統合回路間の単純なインターフェースを定義する必要があった場合にどんな電子工学のエンジニアも考えるだろうものです業界標準として SPIプロトコルははるかにより多くのを定義しません -いかなる特定のアドレッシングスキーム特定のより高いレベルのフォーマットはなく ; データ長は最初に 8ビット (1バイト) でしたがより多くまたはより少ない暗にどんな長さ

2 SPIは彼 / 彼女が2つの統合回路間の単純なインターフェースを定義する必要があった場合にどんな電子工学のエンジニアも考えるだろうものです業界標準として SPIプロトコルははるかにより多くのを定義しません -いかなる特定のアドレッシングスキーム特定のより高いレベルのフォーマットはなく ; データ長は最初に 8ビット (1バイト) でしたがより多くまたはより少ない暗にどんな長さでもです SPIプロトコル使用への多くの利点があります ; クロックレートは制限されません :ICの物理的な制限内にクロックレートを増すことはデータ転送速度を増すでしょう ; プロトコルはフルデュプレックスです : データが送られるのと同様にデータは受け取られます ; それは様々なタイプのアプリケーションに対して等しく適当です : 固定されたアドレッシング / データスキームをもつレジスタアクセスから多いデータ量のストリーミングまで ; SPIは I/O 電圧を気に掛けませんこのプロトコルはまたいくつかの障害を公開しますとりわけ : 高度な使用に関してそれがゼロからフルプロトコルスタックを構築することが必要です (SPIは何も定義しないので ); SPIはビルト- インの承認メカニズムが不足しています時間とともに SPIは異形と拡張を区別できます - 少しの例 ; データが送られた時のフェーズとデータが送られない時のフェーズを検出するために SSラインが十分なのでクロック信号は切れ目なく信号をトグルするように時々生成されます ; いくつかの異形は MOSIとMISOのデータラインをマージします双方向のデータラインで半二重の SPIプロトコルを実装します ( しばしば 3-wires SPI' へ参照される ); 特にフラッシュメモリにとって dual-spiとquad-spi プロトコルは利用できる帯域幅を増やすために作られましたただし彼らがパラレルで複数のデータラインを使うので dual-spiとquad-spi プロトコルはこれ以上シリアルプロトコルと厳密に思うことができません dual-spiとquad-spi プロトコルは SPIプロトコルの多かれ少なかれ標準化された拡張です彼らは以下の原則に基づきます : 標準のSPIプロトコルは dual-spiとquad-spi プロトコルスレーブによるデフォルトによって使われます ; 特定のSPI 命令は dual-spiあるいは quad-spiモードでスレーブをセットするために使われます一旦 dual-spiあるいは quad-spiモードでスレーブが構成されればデータ転送 ( リードあるいはライト ) はデータラインとしていくつかの追加の制御ラインを使います 1データ信号ラインから 2 (dual-spi) あるいは 4 (quad-spi) データラインに拡張される結果になりますもちろん目的は利用できる帯域幅を増やすことです (Figure 2 参照 ) Figure 2: Example of transition from simple SPI to quad-spi protocol Revision /07/ / 6

カスタムシリアルプロトコル ASIC SoC あるいは FPGA といったカスタム IC デザインは IC から IC へのコミュニケーションのために標準かカスタムプロトコルかを選ぶことを許します典型的なこれらのプロトコル間の違いと標準の SPI: クロックと制御ラインのより厳密な使用が必要であってより高いレベルのプロトコルスタックはそれ自身コミュニケーション

3 カスタムシリアルプロトコル ASIC SoC あるいは FPGA といったカスタム IC デザインは IC から IC へのコミュニケーションのために標準かカスタムプロトコルかを選ぶことを許します典型的なこれらのプロトコル間の違いと標準の SPI: クロックと制御ラインのより厳密な使用が必要であってより高いレベルのプロトコルスタックはそれ自身コミュニケーションプロトコルで実装されます ; クロックがあるまたはない特定のデータパルスシーケンスが特定のモードへのスレーブコンポーネントをセットするためあるいは彼らを起こすために使われます ; オープンドレイン I/Oが使われます ; Quad-SPIプロトコルのように追加のデータラインが使われます ; 他のインプリメンテーションは I/Oカウントを節約してそして双方向のデータラインを要求する傾向があります ; データのために使われるエッジは SPIに対して指定されたものと異なる生成とサンプリングです Figure 3: Example of custom protocol composed of a pulse on MOSI, and a standard SPI access. SPI Storm:Serial Peripheral Interface (SPI) を越えて SPI Storm は組込みシステムを開発しテストしデバッグしたいと思う電子工学のエンジニアに前例のない可能性を提供しますこれらのユニークな能力は以下を含みます : 標準や拡張された標準プロトコルをもつチップ / 組込みシステムへアクセスする能力 SPI Storm は明白に世界最初のUSBでの dual-spi 及びquad-SPI host adapterです標準プロトコルの範囲を越えたそしてグラフィカルユーザーインターフェースを通したアクセスのユーザー定義タイプをサポートする能力 SPI Storm はチップからチップへのコミュニケーションプロトコルがクロッキング信号ライン制御ライン挙動データサンプリング及びデータ生成に関して 'properties によって特色づけられた単純な 'segments のアセンブリとして定義することができるという原則に基づきます Revision /07/ / 6

USBフォームファクタ PCインスツルメンツのハードウェア機能についての劇的なアップグレード SPI Storm は十分な信号の完全性を保証するシングルエンド信号ラインのための合理的な上限である最大 100 MHzまでシリアルインターフェースをクロックすることができますその 32 MByteメモリバッファは広範囲のアプリケーションを越えてリアルタイムの信号生成及びデータ

4 USBフォームファクタ PCインスツルメンツのハードウェア機能についての劇的なアップグレード SPI Storm は十分な信号の完全性を保証するシングルエンド信号ラインのための合理的な上限である最大 100 MHzまでシリアルインターフェースをクロックすることができますその 32 MByteメモリバッファは広範囲のアプリケーションを越えてリアルタイムの信号生成及びデータサンプリングを保証します要するに SPI Storm はチップからチップへのコミュニケーションのために組込みシステムで一般に使われる標準及び標準的でないシリアルインターフェースを接続するためのユニークで配備するのが速いホストアダプターソリューションです以下のためにSPI ストームが理想的に使われます : デジタルデザインのトラブルシューティング ; レジスタアクセス ; シリアルポートを通してのデータ入力ストリーミング ; シリアルプロトコルを使う ICや組込みシステムの実証 ; SPI dual-spi 及びquad-SPIフラッシュメモリをプログラムすること ; 標準のSPIプロトコルを使う ADC DAC 及び他のコンポーネントへのアクセス ; プロトタイプでのIP テスト及びデザイン検証のための標準的でないプロトコルを利用したカスタムチップ (FPGA ASIC) へのアクセスユニークな機能とパフォーマンスレベル以下のテーブルは SPI Storm 機能を SPI Xpress と彼らの最も近い競争相手と比べます Revision /07/ / 6

5 SPI Storm Studio プロトコル定義エンジン標準のSPIと標準の Quad-SPI マクロは SPI Storm Studioの 'Standard SPI' タブから定義されますそれぞれのプロトコル特徴はビルト -インソフトウェアでそして単純な制御で選択されますカスタムプロトコルマクロとセグメントは SPI Storm StudioのCustom SPI tab' から定義されますセグメントはプロトコルの基礎的なビルディングブロックでありマクロは 1つ以上のセグメントから成り立っています Revision /07/ / 6

マルチプルプログラミングインターフェース一旦 SPI Storm Studio でプロトコルが定義されればユーザーはグラフィカルユーザーインターフェースあるいは提供された API から C の関数コールでセットアップし実際のアクセスシーケンスを選択することができます Figure 4: SPI Storm Studio Program Page これはタスク

6 マルチプルプログラミングインターフェース一旦 SPI Storm Studio でプロトコルが定義されればユーザーはグラフィカルユーザーインターフェースあるいは提供された API から C の関数コールでセットアップし実際のアクセスシーケンスを選択することができます Figure 4: SPI Storm Studio Program Page これはタスクオートメーションそして標準 C 関数をコールできる環境から完全なカスタムアプリケーションインターフェース構築を有効にします結論標準及びカスタムシリアルプロトコルはどこにでもあるチップからチップへのコミュニケーションのために使われます SPI Storm は FPGA ASIC SoC 及びフル組込みシステムの開発テスト及びデバッグのためにデザインエンジニアにそれらにアクセスすることを可能にする便利でパワフルなツールですそれはユーザーが今彼 / 彼女自身のシリアルプロトコルを定義しそして SPIといった標準プロトコルの特徴を微調整することができるので従来のホストアダプターソリューションの劇的な改善を提供します SPI Stormはまた dual-spi 及びquad-SPI プロトコルをサポートする最初の USBホストアダプターですより多くの高度な情報のために : Revision /07/ / 6