[发明专利]一种基于FPGA平台的SPI接口信号消除毛刺的方法

说明书

本发明公开一种基于FPGA平台的SPI接口信号消除毛刺的方法，主要是SPI从机对MOSI、SCLK、CS信号进行固定电平设定时长去进行消抖，若信号沿来了只有达到消抖延时才能判定为信号的跳变，否则就判定为信号线上的毛刺而忽略掉，从而实现了SPI接口信号毛刺的消除，使得数据能够被正确接收。本发明可以通过动态设定延时参数的值去解决复杂环境下主机SPI发出的信号受干扰产生毛刺导致从机接收数据出现错误的问题，并且能解决相对较大毛刺的影响。由此使得SPI接口在传输数据的时候工作系统可靠，灵活、稳定性高。

技术领域

本发明属于基于FPGA平台的高速数据采集和板间通信等技术领域，具体涉及了一种基于FPGA平台的SPI接口信号消除毛刺的方法。

背景技术

SPI接口的全称是“Serial Peripheral Interface”，即串行外围接口。SPI通信以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，单向传输时需要至少3根线，双向传输时需要至少4根线，四根线的主要功能为MISO（主设备数据输入）、MOSI（主设备数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器、摄像头，还有数字信号处理和数字信号解码器之间。SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达几十Mbps。在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显的简单高效。尽管SPI总线有这么多优点，但是该总线最大的一个缺点就是没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，一旦信号受到干扰就会接收不到正确的数据。

因此目前各个领域都需要得到更精确的数据，获得更准确的信息，如果接收到错误的配置信息器件是不会正常工作的甚至误操作，由此带来的损失是不可估量的。尤其在现在日益复杂的系统中，SPI接口通常都是板间或者器件之间通信甚至是一个主器件和N多个从器件通信，这就避免不了各种干扰导致信号出现毛刺，对能够正确接收到数据提出非常大的挑战。

发明内容

本发明针对现有基于FPGA平台的SPI接口在数据传输时从机在接收主机发出的信号时存在毛刺的问题，提供了一种消除该毛刺的方法。

本发明是这样实现的：

一种基于FPGA平台的SPI接口信号消除毛刺的方法，主要是SPI从机对MOSI、SCLK、CS信号进行固定电平设定时长去进行消抖，若信号沿来了只有达到消抖延时才能判定为信号的跳变，否则就判定为信号线上的毛刺而忽略掉，从而实现了SPI接口信号毛刺的消除，使得数据能够被正确接收；具体包括：

首先，正确连接从机和主机的SPI接口信号，并且尽可能保证接口所有信号线等长；

其次，在SPI从机上使用VIVADO软件设置DEBUG在线调试逻辑，即设定消抖时长N，N值小于一个SCLK的周期；当SPI从机在检测到主机发出的片选信号CS的某一个跳边沿后持续一个消抖时长N都没有跳变的话，就认为该跳边沿是个稳定的跳边沿，SPI从机开始接收数据或者停止接收数据，直至检测到片选信号CS的下一个稳定的跳边沿；否则就认为出现了一个毛刺忽略该跳边沿，保持当前工作状态。

本发明进一步说明，所述的消抖时长N值通过FPGA在线逻辑分析仪中插入VIO（虚拟I/O）通过动态设置N值去查看SPI从机接收到数据的正确性去判断确定N值的大小。使用VIVADO软件设置DEBUG在线调试逻辑，将消除时长N值设定为VIO（虚拟I/O）并在线抓取主机的数据观测是否正确，若不正确就调整N值直到获取的数据正确即可。

本发明的优点：

本发明可以通过动态设定延时参数的值去解决复杂环境下主机SPI发出的信号受干扰产生毛刺导致从机接收数据出现错误的问题，并且能解决相对较大毛刺的影响。由此使得SPI接口在传输数据的时候工作系统可靠，灵活、稳定性高。

附图说明

图1是SPI接口的系统框图。