STM32F7 14 Quad-SPI interface (QUADSPI)

14 Quad-SPI interface (QUADSPI)

14.1 Introduction

The QUADSPI คือ a specialized communication อินเตอร์เฟสเป้าหมาย single, dual หรือ quad SPI Flash memories. มันสามารถทำงานหนึ่่งใน the three following modes:
•   indirect mode: ทุก the operations ถูกดำเนินการโดยใช้ the QUADSPI registers
•   status polling mode: the external Flash memory status register จะถูกอ่านเป็นระยะๆและ an interrupt สามารถถูกสร้างใน
     กรณีที่มีการเซ็ต flag
•   memory-mapped mode: the external Flash memory ถูกแม็ปเข้ากับ the microcontroller address space และถูกมอง
     โดย the system ราวกับว่ามันเป็น an internal memory

ทั้งปริมาณงานและความจุสามารถถูกเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าโดยใช้ dual-flash mode, โดยที่ two Quad-SPI Flash memories ถูกเข้าถึงพร้อมกัน.

14.2 QUADSPI main features

•   Three functional modes: indirect, status-polling, and memory-mapped
•   Dual-flash mode, โดยที่ 8 bits สามารถถูกส่ง/รับพร้อมกันโดยการเข้าถึง two Flash memories ขนานกันไป.
•   SDR and DDR support
•   Fully programmable opcode สำหรับทั้ง indirect and memory mapped mode
•   Fully programmable frame format สำหรับทั้ง indirect and memory mapped mode
•   Integrated FIFO สำหรับ reception and transmission
•   8, 16, and 32-bit data accesses ถูกอนุญาต
•   DMA channel สำหรับ indirect mode operations
•   Interrupt generation บน FIFO threshold, timeout, operation เสร็จสิ้น, และ access error

14.3.2 QUADSPI pins

Table 90 แสดงรายการ the QUADSPI pins, หกสำหรับการอินเตอร์เฟสกับ a single Flash memory, หรือ 10 ถึง 11 สำหรับการอินเตอร์เฟสกับ two Flash memories (FLASH 1 and FLASH 2) ใน dual-flash mode.

14.3.3 QUADSPI command sequence

The QUADSPI สื่อสารกับ the Flash memory โดยใช้ commands. แต่ละ command สามารถประกอบด้วย 5 phases: instruction, address, alternate byte, dummy, data. ใดๆของ phases เหล่านี้สามารถถูกกำหนดค่าเพื่อที่จะถูกข้าม, แต่อย่างน้อยหนึ่งของ the instruction, address, alternate byte, หรือ data phase ต้องมีอยู่.

nCS จะตกก่อนการสตาร์ทของแต่ละ command และพุ่งขึ้นอีกครั้งหลังจากแต่ละ command เสร็จสิ้น.

Instruction phase

ในระหว่าง phase นี้, an 8-bit instruction, ที่กำหนดค่าใน INSTRUCTION field ของ QUADSPI_CCR[7:0] register, จะถูกส่งไปยัง the Flash memory, ระบุประเภทของการทำงานที่จะถูกดำเนินการ.

แม้ว่า Flash memories ส่วนใหญ่สามารถรับ instructions หนึ่งบิตในแต่ละครั้งจาก the IO0/SO signal (single SPI mode), the instruction phase สามารถมีทางเลือกส่ง 2 bits ในแต่ละครั้ง (บน IO0/IO1 ใน dual SPI mode) หรือ 4 bits ในแต่ละครั้ง (บน IO0/IO1/IO2/IO3 ใน quad SPI mode). นี้สามารถถูกกำหนดค่าโดยใช้ the IMODE[1:0] field ของ QUADSPI_CCR[9:8] register.

เมื่อ IMODE = 00, the instruction phase จะถูกข้าม, และ the command sequence จะสตาร์ทด้วย the address phase, ถ้ามีอยู่.

Address phase

ใน the address phase, 1-4 bytes ถูกส่งไปยัง the Flash memory เพื่อระบุ the address of the operation. จำนวนของ address bytes ที่จะถูกส่งถูกกำหนดค่าใน the ADSIZE[1:0] field of QUADSPI_CCR[13:12] register. ใน indirect and automatic-polling modes, the address bytes ที่จะถูกส่งถูกระบุใน the ADDRESS[31:0] field of QUADSPI_AR register, ในขณะที่ใน memory-mapped mode the address ถูกให้โดยตรงโดยทาง the AHB (จาก the Cortex® หรือจาก a DMA).

The address phase สามารถส่ง 1 bit ในแต่ละครั้ง (บน SO ใน single SPI mode), 2 bits ในแต่ละครั้ง(บน IO0/IO1 ใน dual SPI mode), หรือ 4 bits ในแต่ละครั้ง (บน IO0/IO1/IO2/IO3 ใน quad SPI mode). นี้สามารถถูกกำหนดค่าโดยใช้ the ADMODE[1:0] field of QUADSPI_CCR[11:10] register.

เมื่อ ADMODE = 00, the address phase จะถูกข้าม, และ the command sequence จะดำเนินการต่อโดยตรงไปยังเฟสถัดไป ถ้ามี

Alternate-bytes phase

ใน the alternate-bytes phase, 1-4 bytes จะถูกส่งไปยัง the Flash memory, โดยทั่วไปเพื่อควบคุม the mode of operation. จำนวนของ alternate bytes ที่จะถูกส่งถูกกำหนดค่าใน the ABSIZE[1:0] field of QUADSPI_CCR[17:16] register. The bytes ที่จะถูกส่งถูกระบุใน the QUADSPI_ABR register.

The alternate-bytes phase สามารถส่ง 1 bit ในแต่ละครั้ง (บน SO ใน single SPI mode), 2 bits ในแต่ละครั้ง (บน IO0/IO1 ใน dual SPI mode), หรือ 4 bits ในแต่ละครั้ง (บน IO0/IO1/IO2/IO3 ใน quad SPI mode). นี้สามารถถูกกำหนดค่าโดยใช้ the ABMODE[1:0] field of QUADSPI_CCR[15:14] register.

เมื่อ ABMODE = 00, the alternate-bytes phase จะถูกข้าม, และ the command sequence จะดำเนินการต่อโดยตรงไปยังเฟสถัดไป ถ้ามี.

อาจมีบางครั้งที่เฉพาะ a single nibble จำเป็นต้องถูกส่งในระหว่าง the alternate-byte phase แทนที่จะเป็น a full byte, อย่างเช่นเมื่อ dual-mode ถูกใช้และมีเพียง two cycles ถูกใช้สำหรับ the alternate bytes. ในกรณีนี้, firmware สามารถใช้ quad-mode (ABMODE = 11) และส่ง a byte ที่มี bits 7 and 3 of ALTERNATE ถูกเซ็ตเป็น ‘1’ (ทำให้ the IO3 line high), และ bits 6 and 2 ถูกเซ็ตเป็น ‘0’ (ทำให้ the IO2 line low). ในกรณีนี้ the upper two bits ของ the nibble ที่จะถูกส่งถูกวางใน bits 4:3 ของ ALTERNATE ในขณะที่ the lower two bits จะถูกวางใน bits 1 and 0. ตัวอย่างเช่น, ถ้า the nibble 2 (0010) จะถูกส่งบน IO0/IO1, ดังนั้น ALTERNATE ควรถูกเซ็ตเป็น 0x8A (1000_1010).