【SPI】SPI与QSPI异同与使用

SPI及其衍生协议

SPI协议包括:标准SPI协议，Dual SPI和Queued SPI三种协议接口。

• 标准SPI协议，有4根线，分别为CS(片选)、CLK(时钟)、MISO(主入从出)和MOSI(主出从入)。支持全双工通信
• Dual SPI，针对SPI Flash，全双工并不常用，因此扩展了MISO和MOSI的语法，半双工工作，用以加倍数据传输，通过发送一个命令字节进入dual mode，这样mosi变成SIO0（serial io 0）,mosi(serial io 1)，这样一个时钟周期内就可以传输2bit数据，加倍数据传输。
• Qual SPI Flash，也是针对SPI Flash,增加两根IO线(SIO2，SIO3)，目的是一个时钟内传输4Bit，共6 wire
• Queued SPI，一种带有队列功能的SPI协议

SPI内部图：

SPI接线图：

SPI

SPI 物理层

SPI 协议层

SPI基本通讯过程

SPI通信时序：

通讯起始和停止信号

数据有效性

SPI数据和传输过程(来自https://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=96788)：

CPOL/CPHA及通讯模式

Quad SPI

Quad SPI简写QSPI，是一种专用的通信接口，连接单、双或四条数据线，SPI FLASH存储器。下面以STM32F7的QSPI接口为例，介绍QSPI，不同处理器会有差异。

QSPI支持3种工作模式：

1.间接模式：使用QSPI寄存器执行全部
2.状态轮询模式：周期性读取外部Flash状态寄存器，当标志位置1时会产生中断(如擦除或烧写完成，产生中断)
3.内存映射模式：外部Flash映射到控制器地址空间，从而系统将其视为内部存储器

QSPI接口特点：

• 支持三种工作模式：间接模式，状态轮询模式和内存映射模式
• 支持双闪存模式，可以并行访问两个Flash，可以同时发送/接收8位数据
• 支持SDR(单倍速率)和DDR(双倍率速率)模式
• 针对间接模式和内存映射模式，完全可编程操作码
• 针对间接模式和内存映射模式，完全可编程帧格式
• 集成FIFO，用于发送和接收
• 允许8、16和32位数据访问
• 具有适用于简介模式操作的DMA通道
• 在达到FIFO阈值、超时、操作完成以及访问错误时产生中断

STM32F7的QSPI接口图：

QSPI外接Flash：

SPI数据传输过程：

Queued SPI

Queued SPI简写Q-SPI，是一种带有队列功能的SPI协议，它允许在SPI总线上排队多个传输请求，并按照队列中的顺序一次处理这些请求。这种机制有助于提高系统的效率和灵活性

参考文章：
https://blog.csdn.net/wangguchao/article/details/105593303
B:\STM32\野火\A盘（资料盘）\【野火】零死角玩转STM32—F407霸天虎.pdf - 25章
B:\STM32\安富莱\STM32-V7资料盘\安富莱_STM32-V7开发板_用户手册，含BSP驱动包设计（V3.2）.pdf - 78章