QSPI Flash存储控制器(概述)

QSPI Flash存储控制器(概述)

1. 特征概述

  1. 内存映射的直接操作模式,用于Flash数据传输和执行Flash存储的代码;
  2. 软件设置的间接操作模式,用于低延迟、非计算密集Flash数据传输;
  3. 可选的DMA外设接口,用于在间接操作模式中,与外部DMA同步状态信息;
  4. 内部提供一个SRAM,用于在间接操作模式中,缓冲Flash数据;
  5. 提供FLash访问控制控制器,用于执行Flash命令;
  6. 可寻址的存储颗粒,允许一次超过8字节;
  7. 支持设备时钟频率,包括133MHz或80MHz;
  8. 支持XIP,连续模式(可能是跨设备的连续地址可执行模式);
  9. 支持DDR模式(上升沿和下降沿都可以传输数据)和DTR协议(串行流控协议);
  10. 支持单、双倍和四倍的IO指令;
  11. 可编程设备长度;
  12. 可编程写保护范围,防止系统对这些块的写操作;
  13. 可编程的访问操作间隔延迟;
  14. 传统模式,软件可直接访问底层收发FIFOs,绕过高层处理过程;
  15. 将AHB时钟和SPI时钟解耦,兼容慢系统时钟;
  16. 可编程波特率发生器,产生分频时钟;
  17. 具有高速读数据采集机制;
  18. 可调节时钟,提升读数据采集;
  19. 可编程中断发生器;
  20. 最大支持四个外部设备片选;
  21. 可编程AHB解码器,支持连续寻址模式,可以跨外部设备寻址,并自动检测设备地址边界;
  22. 支持BOOT模式;

2. 逻辑结构

        QSPI Flash存储控制器用于访问串行Flash设备.标准SPI接口兼容双倍和四倍SPI版本。

        QSPI Flash存储控制器通过AHB和APB两个总线与片上网络互连。AHB总线可以在直接模式和间接模式下传输数据:例如,直接模式用于CPU执行外部Flash存储上的代码,配置寄存器设置的间接模式用于完成数据请求操作,并通过中断或状态寄存器反馈完成情况。

        间接模式,在系统主存和外部Flash存储之间的数据传输通过内部SRAM来实现,AHB总线上的主设备(例如CPU、DMA等)可以对内部SRAM执行低延迟的读写操作。中断或状态寄存器用于通知驱动程序何时访问SRAM相关的配置和控制寄存器。可选的DMA外设总线用于优化外部AHB总线主设备和 QSPI Flash存储控制器之间的数据传输,注意此时为间接模式。     

 3. 信号接口

        这里描述的信号接口主要是芯片内部与片上网络的信号接口;QSPI串行外设接口是芯片外部的信号,主要用于连接外部FLash芯片。根据上面逻辑结构图,整个QSPI Flash存储控制器分为两个部分:SPI传输介质逻辑(右边青色)和Flash存储控制逻辑(左边红棕色)。

        从系统软件来看,信号接口主要包括:

  1. APB从设备接口,系统软件用于可编程寄存器的访问;
  2. AHB从设备接口,在直接模式下,系统软件用于数据传输;
  3. 可选的DMA外设接口,与外部DMA同步内部SDRAM状态;
  4. 内部SDRAM接口,外部DMA用该SDRAM实现与系统主存之间的数据传输。

4. 时钟域

        QSPI控制器有三个异步输入的时钟源(AHB时钟源、APB时钟源和参考时钟源)和一个输出的时钟(供外部Flash设备的时钟)。

5 QSPI寄存器表(略)

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