SPI自动调整采样相位的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种SPI自动调整采样相位的方法和装置，在首次正常工作模式前对PCB板的自适应训练，测试时测试激励数据被选通，并按照预先存储的数据序列的传输时钟频率送出，经两级寄存器延迟后送出主控芯片的数据引脚端口，然后经过PCB导线传输至SPI器件的数据pin脚；同时SPI的数据传输时钟依次经过相位延迟和寄存器延迟后输出至主控芯片的时钟引脚端口,然后经过PCB导线传输至SPI器件的时钟pin脚；通过控制相位延迟和寄存器延迟，直至找到最佳匹配PCB板级相位延迟的芯片内部相位延迟配置供主控芯片在正常工作时使用。本发明专利技术可以在默认情况下达到最佳的时钟相位适应性,还可以针对不同的外部电路板进行自适应调整,可以和不同PCB电气条件达到最佳的匹配效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种SPI时钟的设计，特别涉及一种SPI自动调整采样相位的方法及装置。
技术介绍
SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)是一种高速的、全双工、同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议。SPI是当前常用的数据通信接口,广泛应用于各种芯片之间的通信，但是由于SPI传输速度高,同时数据接收端需要使用接收到的时钟来采样接收到的数据,所以这就对PCB布板有很高的要求,需要非常注意时钟和数据导线的走线长度,否则很容易导致发送端发送出来的时钟和数据相位不正确,但是经过PCB走线延时后到达接收端时,接收时钟和接收数据相位发生变化而不满足采样时序要求,最终造成错误采样，同时由于不同的芯片的SPI输出相位不同,针对不同的芯片的SPI接口需要设计不同的PCB走线,不能做到一块电路板通用适配不同芯片的SPI，造成很大的物质资源和人力资源浪费。也就是说，目前在芯片的SPI设计中,SPI接口输出的相位是固定的,因而对PCB布板有很高的要求,需要非常注意时钟和数据导线的走线长度,否则很容易导致发送端发送出来的时钟和数据相位不正确,但是经过PCB走线延时后到达接收端时,接收时钟和接收数据相位发生变化而不满足采样时序要求，最终造成错误采样。而且，由于不同的芯片的SPI输出相位不同,针对不同的芯片的SPI接口需要设计不同的PCB走线,不能做到一块电路板通用适配不同芯片的SPI，造成很大的物质资源和人力资源浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种SPI自动调整采样相位的方法及装置,可以在默认情况下达到最佳的时钟相位适应性,还可以针对不同的外部电路板进行自适应调整,可以和不同PCB电气条件达到最佳的匹配效果。本专利技术SPI自动调整采样相位的方法是这样实现的：一种SPI自动调整采样相位的方法，包括：(1)在首次正常工作模式前对PCB板的自适应训练，首先控制测试模式信号设置为有效；(2)测试激励数据被选通，并按照预先存储的数据序列的传输时钟频率送出，经两级寄存器延迟后送出主控芯片的数据引脚端口.然后经过PCB导线传输至SPI器件的数据pin脚；同时SPI的数据传输时钟依次经过相位延迟和寄存器延迟后输出至主控芯片的时钟引脚端口,然后经过PCB导线传输至SPI器件的时钟pin脚；(3)通过控制所述相位延迟和寄存器延迟，直至找到最佳匹配PCB板级相位延迟的芯片内部相位延迟配置，完成训练；(4)训练完成后,主控芯片在正常工作时,按照训练得到的最佳延迟配置进行SPI数据传输。其中，所述步骤(3)具体过程如下：(31)控制所述相位延迟和寄存器延迟为起始延迟配置；(32)将经过所述相位延迟和寄存器延迟的时钟送往SPI器件,然后通过等长的数据反馈线和时钟反馈线连接回来时钟和数据，然后使用连接回来的时钟和数据进行采样并存储；(31)当采样数据达到指定长度后，从测试激励数据单元读取原始的序列进行对比；如果对比正确，则表明PCB板上的SPI器件端采样没有问题,此时适应训练结束，把测试模式信号置为无效，并将当前的时钟延迟配置作为这个PCB板的最佳适应延迟配置；如果对比不正确,则控制所述相位延迟和寄存器延迟为下一个延迟配置的训练流程,回到(32)继续训练，如此不断配置直到所有配置结束或者找到最延迟配置退出适应训练。进一步的，所述相位延迟包括0度、90度、180度和270度的相位延迟配置；所述寄存器延迟包括零级、一级、二级和三级的寄存器延迟配置；则所述相位延迟和寄存器延迟的延迟配置包括下列几种：相位延迟配置为0度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为0度，寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为0度，寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为0度，寄存器延迟配置为三级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为三级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为三级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为三级。本专利技术SPI自动调整采样相位的装置是这样实现的：一种SPI自动调整采样相位的装置，包括测试激励数据单元、数据通路选择单元、两级寄存器延迟单元、采样和对比单元、时钟产生单元、相位延迟单元、相位延迟通路选择单元、寄存器延迟单元、寄存器延迟通路选择单元以及相位调整控制单元；所述测试激励数据单元、数据通路选择单元、两级寄存器延迟单元依次连接至主控芯片的数据引脚端口，并由主控芯片的数据引脚端口通过PCB导线连接至SPI器件的数据pin脚；所述数据通路选择单元还连接测试模式信号；所述时钟产生单元、相位延迟单元、相位延迟通路选择单元、寄存器延迟单元、寄存器延迟通路选择单元依次连接至主控芯片的时钟引脚端口，并由主控芯片时钟引脚端口通过PCB导线连接至SPI器件的时钟pin脚；所述SPI器件的数据pin脚和时钟pin脚分别引出一等长的数据反馈线和时钟反馈线至所述采样和对比单元，所述采样和对比单元还分别连接内部存储器、所述测试激励数据单元和相位调整控制单元，该相位调整控制单元再分别连接所述相位延迟通路选择单元和寄存器延迟通路选择单元。其中，在首次正常工作模式前，测试模式信号被设置为有效；数据通路选择单元选通测试激励数据单元，测试激励数据单元按照预先存储的数据序列的传输时钟频率送出，经过通路选择单元后达到两级寄存器延迟单元后送出主控芯片的数据引脚端口.然后经过PCB导线传输至SPI器件的数据pin脚；同时，所述时钟产生单元负责产生SPI的数据传输时钟在相位延迟通路选择单元和寄存器延迟通路选择单元的控制下，依次经过或不经过相位延迟单元和寄存器延迟单元后输出至主控芯片的时钟引脚端口,然后经过PCB导线传输至SPI器件的时钟pin脚；所述相位调整控制单元通过控制所述相位延迟单元和寄存器延迟单元的配置，直至找到最佳匹配PCB板级相位延迟的芯片内部相位延迟配置，以供主控芯片在正常工作时使用。具体是：所述相位调整控制单元控制所述相位延迟单元和寄存器延迟单元为起始延迟配置；将经过所述相位延迟单元和寄存器延迟单元的时钟送往SPI器件,然后通过等长的数据反馈线和时钟反馈线连接回来时钟和数据至所述采样和对比单元，然后所述采样和对比单元使用连接回来的时钟和数据进行采样并存储至所述内部存储器；当采样数据达到指定长度后，所述采样和对比单元从测试激励数据单元读取原始的测试激励数据序列进行对比；如果对比正确，则表明PCB板上的SPI器件端采样没有问题,此时适应训练结束，把测试模式信号置为无效，并将当前的时钟延迟配置作为这个PCB板的最佳适应延迟配置；如果对比不正确,则相位调整控制单元控制所述相位延迟和寄存器延迟为下一个延迟配置的训本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SPI自动调整采样相位的方法，其特征在于：(1)在首次正常工作模式前对PCB板的自适应训练，首先控制测试模式信号设置为有效；(2)测试激励数据被选通，并按照预先存储的数据序列的传输时钟频率送出，经两级寄存器延迟后送出主控芯片的数据引脚端口.然后经过PCB导线传输至SPI器件的数据pin脚；同时SPI的数据传输时钟依次经过相位延迟和寄存器延迟后输出至主控芯片的时钟引脚端口,然后经过PCB导线传输至SPI器件的时钟pin脚；(3)通过控制所述相位延迟和寄存器延迟，直至找到最佳匹配PCB板级相位延迟的芯片内部相位延迟配置，完成训练；(4)训练完成后,主控芯片在正常工作时,按照训练得到的最佳延迟配置进行SPI数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种SPI自动调整采样相位的方法，其特征在于：(1)在首次正常工作模式前对PCB板的自适应训练，首先控制测试模式信号设置为有效；(2)测试激励数据被选通，并按照预先存储的数据序列的传输时钟频率送出，经两级寄存器延迟后送出主控芯片的数据引脚端口.然后经过PCB导线传输至SPI器件的数据pin脚；同时SPI的数据传输时钟依次经过相位延迟和寄存器延迟后输出至主控芯片的时钟引脚端口,然后经过PCB导线传输至SPI器件的时钟pin脚；(3)通过控制所述相位延迟和寄存器延迟，直至找到最佳匹配PCB板级相位延迟的芯片内部相位延迟配置，完成训练；(4)训练完成后,主控芯片在正常工作时,按照训练得到的最佳延迟配置进行SPI数据传输。2.根据权利要求1所述的SPI自动调整采样相位的方法，其特征在于：所述步骤(3)具体过程如下：(31)控制所述相位延迟和寄存器延迟为起始延迟配置；(32)将经过所述相位延迟和寄存器延迟的时钟送往SPI器件,然后通过等长的数据反馈线和时钟反馈线连接回来时钟和数据，然后使用连接回来的时钟和数据进行采样并存储；(33)当采样数据达到指定长度后，读取原始的测试激励数据序列进行对比；如果对比正确，则表明PCB板上的SPI器件端采样没有问题,此时适应训练结束，把测试模式信号置为无效，并将当前的时钟延迟配置作为这个PCB板的最佳适应延迟配置；如果对比不正确,则控制所述相位延迟和寄存器延迟为下一个延迟配置的训练流程,回到(32)继续训练，如此不断配置直到所有配置结束或者找到最延迟配置退出适应训练。3.根据权利要求2所述的SPI自动调整采样相位的方法，其特征在于：所述相位延迟包括0度、90度、180度和270度的相位延迟配置；所述寄存器延迟包括零级、一级、二级和三级的寄存器延迟配置；则所述相位延迟和寄存器延迟的延迟配置包括下列几种：相位延迟配置为0度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为零级；相位延迟配置为0度，寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为一级；相位延迟配置为0度，寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为二级；相位延迟配置为0度，寄存器延迟配置为三级；相位延迟配置为90度,寄存器延迟配置为三级；相位延迟配置为180度,寄存器延迟配置为三级；相位延迟配置为270度,寄存器延迟配置为三级。4.一种SPI自动调整采样相位的装置，其特征在于：包括测试激励数据单元、数据通路选择单元、两级寄存器延迟单元、采样和对比单元、时钟产生单元、相位延迟单元、相位延迟通路选择单元、寄存器延迟单元、寄存器延迟通路选择单元以及相位调整控制单元；所述测试激励数据单元、数据通路选择单元、两级寄存器延迟单元依次连接至主控芯片的数据引脚端口，并由主控芯片的数据引脚端口通过PCB导线连接至SPI器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖裕民，吴占敏，
申请(专利权)人：福州瑞芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35