AN 486: 采用 Altera MAX 系列实现 SPI 至 I2C 的接口

ID 683611
日期 9/22/2014
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1. 采用 Altera MAX 系列实现 SPI 至 I2C 的接口

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Altera® MAX® II、MAX V 和 MAX 10 FPGA 器件起桥接作用,使串行外设接口 (SPI) 主机能够与通过 I2C 总线连接的器件进行通信。

I2C 是串行双线式低带宽行业标准协议,用于嵌入式系统中各种低速外设器件之间的通信。 SPI 是使用广泛的快速四线式全双工串行通信接口。

现在许多嵌入式系统都采用 SPI 接口,因此将它们与 I2C 式外设器件连接有一定的困难。 通过修改系统可以实现这种连接,但这种做法不符合经济效益。 最佳方法是使用 Altera 器件桥接这两种接口。

可以使用 MAX II、MAX V 或 MAX 10 FPGA 器件实现这一桥接功能。 Altera 器件灵活性更高,功耗更低,能够以经济合算的方式集成到嵌入式系统中。 对主机(SPI 主器件)而言,MAX II、MAX V 或 MAX 10 FPGA 器件是 SPI 从器件;而对于 I2C 总线,它们是主器件。

所提供的设计可使配备 SPI 的主机能够控制通往采用 I2C 接口的其他器件的数据流,这些器件包括模数 (AD) 转换器、LED 控制器、用于读取温度传感器的音频处理器、硬件监视器和诊断传感器等。

图 1. 使用 MAX II CPLD 实现 SPI 至 I2C 的接口下图显示了使用 MAX II 器件的设计实例的结构图。

桥接器件作为 SPI 从器件使用以下 4 种信号线与 SPI 主机进行交互:用于控制的 SSSCLK 信号;用于数据的 MISOMOSI 信号。 I2C 总线一侧接口有两条信号线:SCLKSDA 信号。