SPI-4．2總線應用和調試經(jīng)驗談
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除了數(shù)據(jù)包中最后一段不滿16字節(jié)的數(shù)據(jù)(EOP)之外，SPI-4．2總線的數(shù)據(jù)實行突發(fā)傳輸，以16字節(jié)為單位(稱為一個數(shù)據(jù)塊)，每次傳輸多個數(shù)據(jù)塊。因為數(shù)據(jù)寬度是16位，所以一次突發(fā)傳輸至少需要4個時鐘周期。數(shù)據(jù)的高地址位字節(jié)先發(fā)送(MSB)，低地址位字節(jié)后發(fā)送，數(shù)據(jù)塊傳輸過程中不會被中斷。每次突發(fā)傳輸?shù)拈g隔期間傳送控制包或者訓練序列。圖2中，TDAT表示數(shù)據(jù)塊，TCTRL表示控制塊。控制包長度為16位，包含了前次傳輸和下次傳輸?shù)臓顟B(tài)信息：包開始標志、包結束標志、邏輯端口地址和DIP-4交織校驗碼等。數(shù)據(jù)鏈路遵循有限狀態(tài)機進行工作，狀態(tài)包括5種：控制包傳輸、數(shù)據(jù)包傳輸、空閑包傳輸、訓練序列傳輸以及訓練序列控制。
因為狀態(tài)鏈路的寬度是2位，所以每次突發(fā)傳輸至少傳輸16位數(shù)據(jù)(4個時鐘周期)。反映FIFO隊列的狀態(tài)信息有3種：飽(Satisfied)、餓(Hungry)、極餓(Starving)，分別對應二進制數(shù)字10、01和00。11表示鏈路處于失步狀態(tài)，正在同步過程中。當狀態(tài)是“飽”時，說明隊列幾乎滿了，只接收當前正在傳送的數(shù)據(jù)包，其他數(shù)據(jù)包只有等狀態(tài)更新后才能接收。當狀態(tài)是“餓”時，可以接收最大MaxBurst2個數(shù)據(jù)塊。當狀態(tài)是“極餓”時，說明隊列幾乎空了，可以接收最大MaxBurst1個數(shù)據(jù)塊。MaxBurst1和MaxBurst2是SPI-4．2總線初始化時設定的參數(shù)，MaxBurst1不得小于MaxBurst2。
2 SPI-4．2總線的初始化和同步
SPI-4．2總線初始化時必須設定一些基本參數(shù)，如表1所列。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156544.htm
SPI-4．2總線協(xié)議定義了一個叫“日歷”的數(shù)據(jù)結構CALENDAR[i](i=1，…，CALENDAR_LEN)。CALENDAR_LEN(日歷長度)參數(shù)規(guī)定了邏輯端口(或稱為虛擬通道)的數(shù)目，該數(shù)值不能小于實際的邏輯端口數(shù)目。例如，如果SPI-4．2總線用于10 Gb／s以太網(wǎng)口，那么日歷長度是1(即CALENDAR_LEN=1)；如果SPI-4．2總線用于10個1 Gb／s以太網(wǎng)口，那么日歷長度是10(CALENDAR_LEN=10)，CALENDAR[i]=1，2，…，10，代表了10個以太網(wǎng)端口。CALENDAR[i]中承載的數(shù)據(jù)被周而復始地依次傳輸，重復次數(shù)是CALENDAR_M次。圖3為日歷長度和重復次數(shù)都是4的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。SPI-4．2總線被初始化時，必須確保接口兩端的CALENDAR_LEN和CALENDAR_M分別相等。從這個角度看，SPI-4．2是一種時分復用的總線：總帶寬是固定的，“日歷”數(shù)據(jù)結構決定了帶寬和邏輯端口的分配。
當SPI-4．2正常工作時，數(shù)據(jù)和狀態(tài)鏈路會不定期地發(fā)送訓練序列。在數(shù)據(jù)鏈路，訓練序列至少應該在DATA_MAX_T個時鐘周期內發(fā)送一次。在狀態(tài)鏈路，訓練序列至少應該在FIFO_MAX_T個時鐘周期內發(fā)送一次。設置DATA_MAX_T或FIFO_MAX_T為0將取消各自鏈路的訓練序列，一般情況下不推薦這種設置。
圖4以XLR732為參照描述了SPI-4．2總線的收發(fā)同步過程。啟動之后，在發(fā)送方向，發(fā)送模塊(TX)通過數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送連續(xù)的訓練序列，對端的接收模塊成功收到訓練序列后，會設置本端的接收同步標志；然后通過狀態(tài)鏈路發(fā)送訓練序列給對端，一旦發(fā)送模塊成功接收到訓練序列后，就設置本端的發(fā)送同步標志。
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