SPI 格式 - 帶奇偶校驗

SDI 輸入數據的字長為 24 位，包含以下格式：

• 1 個讀取或寫入位，W（位 B23）
• 6 個地址位，A（位 B22 至 B17）
• 奇偶校驗位，P（位 B16）
• 15 個數據位和 1 個奇偶校驗位，D（位 B15 到 B0）

SDO 輸出數據字長為 24 位。最高有效位是狀態位，最低有效 16 位是所訪問寄存器的數據內容。

tSPI 格式 - 帶奇偶校驗

SDI 輸入數據的字長為 32 位，包含以下格式：

• 1 個讀取或寫入位，W（位 B31）
• 4 個次級器件 ID 位，AD（位 B30 至 B27）
• 8 個地址位，A（位 B26 至 B19）
• 2 個保留位，0（位 B18、位 B17）
• 奇偶校驗位，P（位 B16）
• 15 個數據位和 1 個奇偶校驗位，D（位 B15 到 B0）

SDO 輸出數據字長為 24 位。前 8 位是狀態位，后 16 位是所訪問寄存器的數據內容。格式與表 7-8 中所示的標準 SPI 相同

下面詳細介紹了 SPI 和 tSPI 幀格式中使用的各個位。

讀取/寫入位 (R/W)：R/W (W0) 位為 0 表示 SPI/tSPI 寫入事務。對于讀取操作，RW 位需要為 1。

次級器件 ID 位 (AD)：同一片選信號上的每個 tSPI 次級器件都應具有唯一標識符。次級器件 ID 字段是 tSPI 次級器件的 4 位唯一標識符。要成功執行讀取/寫入事務，次級器件 ID 字段需要與次級器件地址匹配。在 DRV8311P/S-Q1 中，次級器件地址的兩個最高有效位設置為 00。次級器件地址的兩個最低有效位可以使用 AD1 和 AD0 引腳進行配置。次級器件地址 15 (0xF) 保留用于通用廣播，當次級器件 ID 字段設置為 15 時，同一總線上的所有器件都將接受寫入操作。因此，DRV8311P/S-Q1 的有效 tSPI 次級器件地址范圍為 0 至 3 和 15（通用廣播地址）。

地址位 (A)：tSPI 次級器件采用 8 位寄存器地址，而 SPI 次級器件采用 6 位寄存器地址。每個 tSPI 次級器件都有兩個專用的 8 位地址指針，一個用于讀取，一個用于寫入。在順序讀取事務期間，讀取地址指針自動遞增。在順序寫入事務期間，寫入地址指針和讀取地址指針都將自動遞增。

奇偶校驗位 (P)：SPI/tSPI 輸入數據幀的標頭和數據字段都包含用于單比特錯誤檢測的奇偶校驗位。使用的奇偶校驗機制是偶校驗，例如 16 位塊（包括奇偶校驗位）中 1 的數量是偶數。僅當奇偶校驗成功時，數據才會寫入內部寄存器。在讀取操作期間，tSPI 次級器件在所讀取數據的 MSB 上插入一個奇偶校驗位。可通過配置 SYS_CTRL 寄存器的 SPI_PEN 位來啟用或禁用奇偶校驗。默認情況下會禁用奇偶校驗。

錯誤處理

奇偶校驗錯誤：檢測到奇偶校驗錯誤時，次級器件會通過以下方式做出響應。鎖存奇偶校驗錯誤并在 nFAULT 上報告。錯誤狀態可在 SYS_STS 寄存器的 SPI_PARITY 字段上讀取。標頭中的奇偶校驗錯誤不會阻止次級器件使用數據進行響應。SDO 將由所指向的次級器件驅動。檢測到奇偶校驗錯誤時，對寫入地址指針和器件寄存器的更新將被忽略。對于順序寫入，檢測到奇偶校驗錯誤時，任何后續寄存器寫入都將被忽略。

幀錯誤：任何不完整的 tSPI 幀都將報告為幀錯誤。如果 tSPI 時鐘周期數不是 16 的倍數，則傳輸視為不完整。幀錯誤將鎖存在 SYS_STS 寄存器的 FRM_ERR 字段中并在 nFAULT 上指示。

SPI 讀取/寫入序列

SPI 讀取序列：SPI 讀取事務包含一個 8 位標頭（R/W - 1 位，地址 - 6 位和相關方 - 1 位），后跟 16 位虛擬數據字。接收到標頭的第一個字節后，次級器件會返回 8 位的器件狀態信息作為響應。接收到標頭的地址字段后，讀取地址指針會立即更新。標頭中的讀取地址用作寄存器讀取的起始地址。16 位傳輸完成后，讀取地址指針自動遞增。數據傳輸長度不受次級器件限制。只要初級器件傳輸虛擬字，次級器件就會返回數據作為響應。如果啟用了奇偶校驗錯誤檢查，則讀取數據的 MSB 將替換為計算出的奇偶校驗位

SPI 寫入序列：SPI 寫入事務包含一個 8 位標頭，后跟要寫入寄存器組的 16 位數據字。與讀取事務類似，被尋址的次級器件在接收到標頭的第一個字節時返回 8 位的器件狀態信息作為進行響應。接收到標頭字節后，寫入地址指針就會更新。標頭中的寫入地址用作順序寄存器寫入的起始地址。讀取地址指針將保留前一個 tSPI 事務中讀取的寄存器的地址。數據傳輸長度不受次級器件限制。16 位傳輸完成后，讀取和寫入地址指針都將自動遞增。從初級器件接收數據時，SDO 將由讀取地址指針所指向的寄存器數據驅動。

tSPI 通信序列

tSPI 的功能與常規 SPI 類似，但在同一片選信號 (nSCS) 下增加了對多個器件的支持。任何現有的 SPI 初級器件都能夠通過修改幀格式來實現與 tSPI 次級器件通信。有效的 tSPI 幀必須滿足以下條件（類似于 SPI 接口）：

• 當 nSCS 引腳從高電平轉換為低電平，以及從低電平轉換為高電平時，SCLK 引腳應該為低電平。nSCS 引腳從高電平切換到低電平表示幀開始，幀結束時從低電平切換到高電平。
• 當 nSCS 引腳被拉為高電平時，SCLK 和 SDI 引腳上的任何信號都將被忽略，并且 SDO 引腳處于高阻態。
• 數據會在 SCLK 信號的下降沿捕捉，并在 SCLK 信號的上升沿被驅動。
• 最高有效位 (MSB) 最先移入和移出。
• 必須至少發生 16 個 SCLK 周期，事務才有效，單個事務中的 SCLK 周期數必須是 16 的倍數。
• 如果發送到 SDI 引腳的數據字位數不是 16 的倍數，則會發生幀錯誤并會忽略多余的 SCLK 周期。

圖 7-34 同一片選信號上有多個器件的 tSPI 方框圖

圖 7-35 具有 PWM_SYNC 的 tSPI

tSPI 讀取序列：tSPI 讀取事務具有一個 16 位標頭（R/W - 1 位，次級器件 ID - 4 位，地址 - 8 位，保留 - 2 位和相關方 - 1 位），后跟 16 位虛擬數據字。接收到標頭的第一個字節后，匹配的次級器件 ID 字段（使用 AD0 和 AD1 引腳配置）所指向的次級器件會返回 8 位器件狀態信息作為響應。標頭中的讀取地址用作寄存器讀取的起始地址。16 位傳輸完成后，該地址自動遞增。數據傳輸長度不受次級器件限制。只要初級器件傳輸虛擬字，次級器件就會返回數據作為響應。如果啟用了奇偶校驗錯誤檢查，則讀取數據的 MSB 將替換為計算出的奇偶校驗位。

tSPI 寫入序列：tSPI 寫入事務具有一個 16 位標頭，后跟要寫入寄存器組的 16 位數據字。與讀取事務類似，被尋址的次級器件在接收到標頭的第一個字節時返回 8 位的器件狀態信息作為進行響應。標頭中的寫入地址用作順序寄存器寫入的起始地址。數據傳輸長度不受次級器件限制。16 位傳輸完成后，寫入和讀取地址指針都將自動遞增。從初級器件接收數據時，SDO 將由讀取地址指針所指向的寄存器數據驅動

tSPI 讀取地址更新序列：次級器件中的獨立讀寫地址指針允許在將數據寫入一組寄存器的同時從另一組寄存器讀取數據。為實現這一點，初級器件應在 tSPI 寫入事務之前首先發送一個讀取地址更新幀。讀取地址幀只是帶有標頭的 tSPI 讀取序列。第一個 tSPI 事務將讀取地址指針更新為所需的寄存器地址。第二個 tSPI 事務是寄存器寫入序列。在此序列期間，次級器件通過 SDO 發送的數據將來自在上一個 tSPI 讀取序列中初始化的讀取地址指針所指向的寄存器。

帶奇偶校驗的 tSPI 讀取/寫入序列如圖 7-36 所示。SPI 幀標頭標記為 CMD[15:8] 和 CMD[7:0]。