基于QSPI接口的QSPI应用图1应用应用

QSPI接口是SPI的缩写。 它来自前面提到的同一个 SPI。 QSPI在SPI的基础上做了一些增强，并向下兼容SPI。 QSPI 与 SPI 最显着的区别是增加了发送和接收数据队列，这也是它得名的原因。 这样做的好处是不需要CPU参与每次数据传输，可以减少CPU资源占用。

【QSPI应用框图】

图1 QSPI应用框图

图 1 是 QSPI 应用框图。 与SPI最明显的区别是多了四个队列和片选。 QSPI 通过片选直连最多可以连接 4 个外设。 如果外接4-16解码器，可扩展至16个外设。

【QSPI接口信号】

表1 QSPI接口信号

如表1所示，QSPI在SPI原有4个信号的基础上增加了4个外围片选信号PCS0~3，其中PCS0与SSn复用。 因此，QSPI共有7根信号线。

【QSPI新特性】

QSPI在SPI的基础上进行了扩展，包含了SPI的所有功能。 它与SPI具有相同的特性，本文不再详细描述。 有兴趣的同学请点击链接（通用数字接口（2）SPI）。 QSPI相比SPI增加了以下新功能：

1. 可编程

图2 QSPI可编程

如图 2 所示，QSPI 总共提供 80 个字节的可编程性。 其中，Tx Data为32字节，Tx CMD为16字节，Rx Data为32字节。 Rx Data 存储接收到的数据，Tx Data 缓冲区存储发送的数据。 深度为16位。 数据位宽取决于单次访问位宽配置，配置范围为8~16位。 Tx CMD 存储发送命令，深度为16，位宽为8位。

图3 QSPI Tx CMD存储命令格式

每个 Tx CMD 命令的格式如图 3 所示。

CONT：片选保持启用状态。 1'b1，本次传输完成后，PCS[3:0]输出保持本次传输的状态； 1'b0，PCS[3:0]输出与其复用的GPIO输出配置值。

BITSE：传输长度控制。 1'b1，按照配置的长度传输（8~16bit可配置）； 1'b0，固定传输长度8bit。

DT：每次传输完成后是否等待。 1'b1，本次传输完成后等待一段可配置的时间； 1'b0，别等了。

DSCK：PCS和SCK相对相位调整。 1'b1，从PCS有效到SCK有一定的时间延迟（时间可配置）； 1'b0，固定为 1/2 SCK 延迟。

PCS[3:0]：QSPI外设片选信号状态。 当PCS0~3与从设备一对一连接时，QSPI可以通过该命令选择访问4个外设中的哪一个。 当PCS0~3连接外部4-16解码器时，QSPI最多可以管理16个从设备。

Tx CMD 和 Tx Data 共享指针，即 Tx CMD 中的命令与 Tx Data 中的数据一一对应。 通过配置Tx CMD，您可以定义每次发送数据的行为，例如发送数据长度、发送间隔等进行定制。 这种为每次数据传输定义不同的访问间隔和访问长度的方法，在访问不同类型的外设时可以大大提高访问效率。

2.队列指针可编程

如图2所示，QSPI根据ENDQP（队列尾指针）和NEWQP（队列头指针）的配置，从NEWQP指定的行开始，按照中指定的行为发送Tx DATA中对应行的数据。 Tx CMD 的相应行，直到发送/执行到 ENDQP 指定的行末尾。 在这个过程中，CPU只需要在发送前编辑好内容，然后QSPI就会自动完成，不占用CPU资源。 当ENDQP小于NEWQP时，QSPI首先从NEWQP对应的行开始执行，当执行到第15行时回绕到第0行，然后递增并在ENDQP行停止执行。

3.自动倒带()函数

使能该功能后，QSPI按照EDNQP和NEWQP确定的传输队列重复发送数据。 在外围设备上执行计划扫描时，此功能非常有用。

4、连续传输方式

当启用该模式时，QSPI 在一次数据传输中最多可以执行多次数据传输。

从以上四个增强功能可以看出，QSPI的所有新功能都是围绕着尽可能减少CPU资源占用的理念。

【后记】

写这篇文章的时候，我在网上搜索了QSPI，发现大部分提到SPI的文章都在谈论Quad SPI。 Quad SPI是SPI的四线模式，一般用于SPI Flash访问，而SPI是队列SPI。 两者不是一回事。

常用数字接口（1）UART

常用数字接口（二）SPI

常用数字接口（三）I2C

常用数字接口（4）MDIO