[发明专利]自动搬运且适应器件的多线SPI-Flash控制器

说明书

本发明公开了一种自动搬运且适应器件的多线SPI Flash控制器，包括总线从机接口模块、寄存器模块、中断产生模块、时钟信号产生模块、状态机模块、先进先出队列、移位控制模块、dma接口模块。本发明的SPI flash控制器除支持标准的单线SPI flash外，同样也支持此类多线SPI flash，在时钟频率较低时，相比标准的SPI flash控制器，该多线SPI flash控制器能够大大提高数据传输效率。本发明的SPI flash控制器还包含DMA请求/响应及数据通道，利用系统中的通用DMA来搬运数据，这不仅可以大大减少CPU的负担、提高数据的传输效率，还充分利用了系统资源。

技术领域.

本发明涉及SPI Flash控制器领域，具体是一种自动搬运且适应器件的多线SPIFlash控制器。

背景技术

标准的串行外围设备接口闪存控制器（简称SPI flash controller）均只支持单线对flash进行读写擦除等操作。如图1所示，在一个实际系统中，SPI Flash芯片一般用于存放程序或者数据等内容，且其容量往往比较大。在系统启动的时候，需要将SPI flash中的内容读取到片内存储器（memory）供使用。在此大批量数据传输的情况下，SPI flash控制器内的发送和接收缓存器（简称RX FIFO和TX FIFO）深度有限，需要处理器（CPU）在每一次FIFO满了之后进行读取和重新配置，大大加重了CPU的负担。

SPI flash广泛应用于电子设备中用来进行数据的存储。传统的SPI flash一般主要包括时钟引脚（SCLK）、片选引脚（CS）、发送数据引脚(SI)、接收数据引脚(SO)、写保护引脚(WP)和保持引脚(HOLD)。如图2、图3所示是标准的SPI flash读操作、写操作时序，在读操作中，SPI flash控制器先从高位到低位发送一个8比特的指令和若干比特的地址，然后数据就按高位到低位从flash器件中输出，当CS拉高后，读操作结束；在写操作中，SPI flash控制器先从高位到低位发送一个8比特的指令和若干比特的地址，然后数据从高位到低位传送到flash器件中，当CS拉高后，写操作结束。这类SPI flash的特点是引脚数目少，且都是单向的，控制简单，但是其传输效率较低，特别是在时钟频率较低时尤为明显。

由于标准SPI flash器件的上述缺点，Macronix等半导体供应商推出了另外一种SPI flash器件，与标准的单线SPI flash相比，其特点是大部分引脚是双向的，如发送数据引脚同时又是串行数据输入输出引脚0（即SI/SIO0），接收数据引脚同时又是串行数据输入输出引脚1（即SO/SIO1），写保护引脚同时又是串行数据输入输出引脚2（即WP/SIO2），保持引脚同时又是串行数据输入输出引脚3（即HOLD/SIO3），因此这类SPI flash器件均支持1/2/4线的读写擦除等操作。

但是现有技术中缺少一种对标准SPI flash和多线SPI flash的读写擦除等操作的兼容控制的控制器。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种自动搬运且适应器件的多线SPI Flash控制器，包括总线从机接口模块、寄存器模块、中断产生模块、时钟信号产生模块、状态机模块、先进先出队列、移位控制模块、dma接口模块，

所述总线从机接口模块，作为处理器以及通用DMA等总线主机访问SPI flash控制器的通道，用于控制器与外部总线和内部FIFO和寄存器模块进行对接；并控制寄存器模块的读写；

寄存器模块，用于接收总线从机接口发过来的配置信息，并存储；通过控制信号线C1~C5对各个模块进行配置和控制；

状态机模块，用于所述SPI flash控制器的调度，其接收寄存器模块的控制信息以及FIFO的状态信息，利用这些控制信息产生相应的动作和信号；