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哪位大神可以分享Quad-SPI命令序列?

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Quad-SPI简介  Quad-SPI命令序列  
新建工程
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2020-11-6 06:11:45   评论 分享淘帖 邀请回答
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Quad-SPI简介
在第十章和第十一章中,我们介绍了标准的SPI总线,SPI由四根线控制,NSS为片选,SCK为时钟信号线。MISO,MOSI为数据线,一根作为输入,一根作为输出。

Quad-SPI,即四线SPI,由此可知其数据线比标准的SPI接口要多,最多支持四条数据线同时传输。
连接单、双或四(条数据线) SPI Flash 存储介质。Quad-SPI总共有6根控制线:CS为片选,CLK为时钟信号线。IO0~IO3为数据线,可以发送数据也可以接收数据。


2020-11-6 16:10:33 评论

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Quad-SPI 命令序列
QUADSPI 通过命令与 Flash 通信 每条命令包括指令、地址、交替字节、空指令和数据这五个阶段 任一阶段均可跳过,但至少要包含指令、地址、交替字节或数据阶段之一。
nCS 在每条指令开始前下降,在每条指令完成后再次上升。


指令阶段
这一阶段将发送一条8位指令到flash,指定待执行的类型。指令可以单线,双线或四线传输。
地址阶段
在地址阶段,将1-4字节发送到flash,指示操作地址,地址阶段可一次发送 1 位(在单线 SPI 模式中通过 IO0)、2 位(在双线 SPI 模式中通过 IO0/IO1 )或 4 位(在四线 SPI 模式中通过 IO0/IO1/IO2/IO3)。
交替字节阶段
在交替字节阶段,将 1-4 字节发送到 Flash,一般用于控制操作模式。可以通过可以单线,双线或四线传输。
空指令周期阶段
在空指令周期阶段,给定的 1-31个周期内不发送或接收任何数据,目的是当采用更高的时钟频率时,给 Flash 留出准备数据阶段的时间。
数据阶段
在数据阶段,可从 Flash 接收或向其发送任意数量的字节。数据阶段如果发送数据IO口为输出,如果是接收数据则IO切换为输入,一次可发送 1 位(在单线 SPI 模式中通过 IO0)、2 位(在双线 SPI 模式中通过 IO0/IO1 )或 4 位(在四线 SPI 模式中通过 IO0/IO1/IO2/IO3)。
2020-11-6 16:11:21 评论

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新建工程
复制串口printf的工程,修改文件夹名。击STM32F746I.ioc打开STM32cubeMX的工程文件重新配置,QuadSPI模式选择Bank1四线SPI。

此时QUADSPI对应的IO口会被选中。



QUADSPI配置如下。时钟分频设置为2,故QSPI时钟 = 216M / (2+ 1) = 72MHz
FIFO深度设置为4个字节,配置QSPI 在Flash 驱动信号后过半个CLK 周期才对Flash 驱动的数据采样。
Flash Size设置外部存储器大小,本实验以W25Q128FV芯片为例,大小为16MB(使用24位寻址),则设置为23。
2020-11-6 16:12:52 评论

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应用程序


        生成报告以及代码,编译程序。在quadspi.c文件中可以看到初始化函数。在stm32f7xx_hal_qspic.h头文件中可以看到QSPI的操作函数。分别对应轮询,中断和DMA三种控制方式。
下面为W25QXX的驱动文件。下载并添加进工程中。(操作方式参照第十一章)
stm32746g_qspi.zip
在main.c文件中添加头文件
1/* USER CODE BEGIN Includes */
2#include <string.h>
3#include &quot;stm32746g_qspi.h&quot;
4/* USER CODE END Includes */</string.h>


声明变量: s_command为QSPI命令结构体,配置命令;pData存储读取ID值,rData,wData作为读写数据缓存

01/* USER CODE BEGIN PV */
02/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
03QSPI_CommandTypeDef s_command;
04uint8_t pData[3];
05
06uint8_t wData[0x100];
07uint8_t rData[0x100];
08
09uint32_t i;
10/* USER CODE END PV */


在main函数中添加应用程序,第一部分初始化W25Q128FV芯片,第二部分分别用单线,双线和四线三种模式读设备ID。第三部分则是读写擦除芯片操作实验。

001/* USER CODE BEGIN 2 */
002    printf(&quot;W25Q128FV QuadSPI Test ....\r\n\r\n&quot;);
003
004    /*##-1- Initialize W25Q128FV  ###########################################*/
005    BSP_QSPI_Init();
006
007    /*##-2-Read Device ID Test    ###########################################*/
008    /* Read Manufacture/Device ID */
009    s_command.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
010    s_command.Instruction       = READ_ID_CMD;
011    s_command.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_1_LINE;
012    s_command.AddressSize       = QSPI_ADDRESS_24_BITS;
013    s_command.Address           = 0x000000;
014    s_command.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
015    s_command.DataMode          = QSPI_DATA_1_LINE;
016    s_command.DummyCycles       = 0;
017    s_command.NbData            = 2;
018    s_command.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
019    s_command.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
020    s_command.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
021
022    if (HAL_QSPI_Command(&hqspi, &s_command, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
023    {
024        Error_Handler();
025    }
026    if (HAL_QSPI_Receive(&hqspi, pData, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
027    {
028        Error_Handler();
029    }
030    printf(&quot;SPI  I/0 Read Device ID : 0x%2X 0x%2X\r\n&quot;,pData[0],pData[1]);
031
032
033    /* Read Manufacture/Device ID Dual I/O*/
034    s_command.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
035    s_command.Instruction       = DUAL_READ_ID_CMD;
036    s_command.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_2_LINES;
037    s_command.AddressSize       = QSPI_ADDRESS_24_BITS;
038    s_command.Address           = 0x000000;
039    s_command.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_2_LINES;
040    s_command.AlternateBytesSize= QSPI_ALTERNATE_BYTES_8_BITS;
041    s_command.AlternateBytes    = 0;
042    s_command.DataMode          = QSPI_DATA_2_LINES;
043    s_command.DummyCycles       = 0;
044    s_command.NbData            = 4;
045    s_command.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
046    s_command.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
047    s_command.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
048
049    if (HAL_QSPI_Command(&hqspi, &s_command, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
050    {
051        Error_Handler();
052    }
053    if (HAL_QSPI_Receive(&hqspi, pData, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
054    {
055        Error_Handler();
056    }
057    printf(&quot;Dual I/O Read Device ID : 0x%2X 0x%2X\r\n&quot;,pData[0],pData[1]);
058
059    /* Read Manufacture/Device ID Quad I/O*/
060    s_command.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
061    s_command.Instruction       = QUAD_READ_ID_CMD;
062    s_command.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_4_LINES;
063    s_command.AddressSize       = QSPI_ADDRESS_24_BITS;
064    s_command.Address           = 0x000000;
065    s_command.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_4_LINES;
066    s_command.AlternateBytesSize= QSPI_ALTERNATE_BYTES_8_BITS;
067    s_command.AlternateBytes    = 0x00;
068    s_command.DataMode          = QSPI_DATA_4_LINES;
069    s_command.DummyCycles       = 4;
070    s_command.NbData            = 2;
071    s_command.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
072    s_command.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
073    s_command.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
074
075    if (HAL_QSPI_Command(&hqspi, &s_command, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
076    {
077        Error_Handler();
078    }
079    if (HAL_QSPI_Receive(&hqspi, pData, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
080    {
081        Error_Handler();
082    }
083    printf(&quot;Quad I/O Read Device ID : 0x%2X 0x%2X\r\n&quot;,pData[0],pData[1]);
084
085    /* Read JEDEC ID */
086    s_command.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
087    s_command.Instruction       = READ_JEDEC_ID_CMD;
088    s_command.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_NONE;
089    s_command.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE;
090    s_command.DataMode          = QSPI_DATA_1_LINE;
091    s_command.DummyCycles       = 0;
092    s_command.NbData            = 3;
093    s_command.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
094    s_command.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
095    s_command.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
096
097    if (HAL_QSPI_Command(&hqspi, &s_command, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
098    {
099        Error_Handler();
100    }
101    if (HAL_QSPI_Receive(&hqspi, pData, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
102    {
103        Error_Handler();
104    }
105    printf(&quot;Read JEDEC ID :  0x%2X 0x%2X 0x%2X\r\n\r\n&quot;,pData[0],pData[1],pData[2]);
106
107
108    /*##-3-QSPI Erase/Write/Read Test    ###########################################*/
109    /* fill buffer */
110    for(i =0;i<0x100;i ++)
111    {
112        wData = i;
113        rData = 0;
114    }
115
116    if(BSP_QSPI_Erase_Block(0) == QSPI_OK)
117        printf(&quot; QSPI Erase Block ok\r\n&quot;);
118    else
119        Error_Handler();
120
121    if(BSP_QSPI_Write(wData,0x00,0x100)== QSPI_OK)
122        printf(&quot; QSPI Write ok\r\n&quot;);
123    else
124        Error_Handler();
125
126    if(BSP_QSPI_Read(rData,0x00,0x100)== QSPI_OK)
127        printf(&quot; QSPI Read ok\r\n\r\n&quot;);
128    else
129        Error_Handler();
130
131    printf(&quot;QSPI Read Data : \r\n&quot;);
132    for(i =0;i<0x100;i++)
133        printf(&quot;0x%02X  &quot;,rData);
134    printf(&quot;\r\n\r\n&quot;);
135
136    for(i =0;i<0x100;i++)
137        if(rData != wData)printf(&quot;0x%02X 0x%02X &quot;,wData,rData);
138    printf(&quot;\r\n\r\n&quot;);
139    /* check date */
140    if(memcmp(wData,rData,0x100) == 0 )
141        printf(&quot; W25Q128FV QuadSPI Test OK\r\n&quot;);
142    else
143        printf(&quot; W25Q128FV QuadSPI Test False\r\n&quot;);
144  /* USER CODE END 2 */


        将W25QXX DataFlash Board模块插入到Open746I开发板I2C1中,编译程序并下载到开发板。打开串口调试助手。设置波特率为115200。串口助手上会显示如下信息。



五.程序讲解

        现在以四线读设备ID为例讲解QSPI如何进行一次读写操作。如下为四线读制造商/设备ID命令(94H)





程序中先根据上面时序配置s_command命令结构体,

  • 命令为1线,命令为QUAD_READ_ID_CMD,在w25q128fv.h头文件中宏定义为0x94。
  • 地址为4线,地址长度为24位,地址为0x000000。
  • 交替字节阶段设置为4线,长度为8位,备用字节为0x00。
  • 空指令阶段为4个时钟周期
  • 数据为4线,字节为两个字节。


程序中先通过HAL_QSPI_Command()将命令发送出去,然后通过HAL_QSPI_Receive()命令接收数据。即完成一次读操作,如果是写操作,同样是先配置命令结构体,然后发送命令,最后通过HAL_QSPI_Transmit()命令发送数据。




01/* Read Manufacture/Device ID Quad I/O*/
02s_command.InstructionMode   = QSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
03s_command.Instruction       = QUAD_READ_ID_CMD;
04s_command.AddressMode       = QSPI_ADDRESS_4_LINES;
05s_command.AddressSize       = QSPI_ADDRESS_24_BITS;
06s_command.Address           = 0x000000;
07s_command.AlternateByteMode = QSPI_ALTERNATE_BYTES_4_LINES;
08s_command.AlternateBytesSize= QSPI_ALTERNATE_BYTES_8_BITS;
09s_command.AlternateBytes    = 0x00;
10s_command.DataMode          = QSPI_DATA_4_LINES;
11s_command.DummyCycles       = 4;
12s_command.NbData            = 2;
13s_command.DdrMode           = QSPI_DDR_MODE_DISABLE;
14s_command.DdrHoldHalfCycle  = QSPI_DDR_HHC_ANALOG_DELAY;
15s_command.SIOOMode          = QSPI_SIOO_INST_EVERY_CMD;
16
17if (HAL_QSPI_Command(&hqspi, &s_command, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
18{
19    Error_Handler();
20}
21if (HAL_QSPI_Receive(&hqspi, pData, HAL_QPSI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK)
22{
23    Error_Handler();
24}
25printf(&quot;Quad I/O Read Device ID : 0x%2X 0x%2X\r\n&quot;,pData[0],pData[1]);
2020-11-6 16:13:38 评论

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