AT32的SPIM和QSPI功能简介

只看该作者 · 2024-2-26 10:11

雅特力的AT32，部分型号比如AT32F403/403A/413/407等，支持SPIM功能，最大支持16MB地址空间，起始地址0x08400000，占据bank3。它的作用就是把外部SPI FLASH映射到MCU的地址空间中，大大简化SPI FLASH的访问速度和便捷性。比较可惜的是SPIM接口只支持SPI FLASH，不支持PSRAM。

SPIM接口使用的管脚如下，注意这些管脚并不是某个特定的SPI接口，是专有的。幸运的是这些管脚都在PA和PB端口，小到QFN-32的AT32F413都能用。

NSS：PA8
SCK：PB1
IO0：PA11，可以映射到PB10
IO1：PA12，可以映射到PB11
IO2：PB7
IO3：PB6

其它注意事项：

只允许32位操作
使能GPIOA和GPIOB的时钟
AFIO_MAP2使能SPIM
设置FLASH_SELECT选择FLASH类型
使用KEY解锁SPIM，然后检查是否解锁成功

加密密钥地址0x1FFFF820-0x1FFFF82F，共16个字节，128位，全部为0xFF表示不加密。FLASH_DA为加密分界区，0x08400000到0x08400000+FLASH_DA为加密区，剩下的为明文区。SPIM运行频率为 AHB的一半，200M主频，SCLK就是100M了，配合4线SPI，理论速度有50MB/s，也非常快了。

参考文档：AN0042_AT32_SPIM_Application_Note_ZH.pdf

SPIM不支持PSRAM的遗憾在AT32F435得到了解决。AT32F435上升级到双QSPI，支持地址映射，可以连接SPI FLASH和PSRAM。

QSPI1的管脚分配：

QSPI1_IO3：PA1，PB3，PC5，PD13，PF6，PG14
QSPI1_IO2：PA15，PE2，PC4，PC8，PF7，PG9
QSPI1_IO1：PA7，PB10，PF9，PH3
QSPI1_IO0：PA6，PB0，PB11，PC9，PF8，PH2
QSPI1_SCK：PB1，PB2，PD3，PF10
QSPI1_CS：PB6，PB9，PB10，PC11，PG6

QSPI2的管脚分配：

QSPI2_IO3：PA3，PE10，PG11
QSPI2_IO2：PA5，PE9，PG10
QSPI2_IO1：PB7，PC3，PE8，PG12
QSPI2_IO0：PB0，PE7
QSPI2_SCK：PB1，PG13
QSPI2_CS：PB8，PG8

从管脚分配来看，由于PA和PB都影射了两个QSPI的管脚，因此LQFP-48这样的小封装也能使用QSPI接口。两个QSPI接口，一个外扩SPI FLASH，一个外扩PSRAM，从此MCU上存储空间不再是事儿。

只看该作者 · 2024-3-1 20:52

SPI和QSPI都是用于高速数据通信的同步串行接口，但它们在数据传输速率和硬件支持方面有所不同。

只看该作者 · 2024-3-1 21:50

QSPI是一种四线式串行外设接口，它比传统的SPI接口更快，并且支持更大的存储容量。QSPI接口通常用于与高速、大容量存储器进行通信，如Flash存储器、SRAM等。基于雅特力提供的BSP（板级支持包），开发者可以利用QSPI接口进行命令端口的配置及操作，也可以进行XIP（eXecute In Place）端口的配置及操作。XIP端口允许微控制器直接从外部ROM或RAM执行代码，这在一些需要大量非易失性存储空间的应用中非常有用。

只看该作者 · 2024-3-2 02:23

QSPI是Motorola公司推出的SPI接口的扩展，比SPI应用更加广泛。在SPI协议的基础上，Motorola公司对其功能进行了增强，增加了队列传输机制，推出了队列串行外围接口协议（即QSPI协议）。QSPI是一种专用的通信接口，连接单、双或四（条数据线）SPI FLASH存储器。AT32也支持QSPI功能，可以实现与外部QSPI设备的高速通信。

只看该作者 · 2024-3-2 08:20

AT32F435系列支持双QSPI接口，进一步增强了对外部存储器的扩展能力。

只看该作者 · 2024-3-2 17:29

能够将外部SPI Flash或PSRAM直接映射到MCU的地址空间中，实现如同内部RAM一样的访问速度。

只看该作者 · 2024-3-2 19:26

SPIM是一种标准的SPI接口，而QSPI是一种高速、全双工的接口，适用于高速数据传输场景。

只看该作者 · 2024-3-2 22:48

QSPI接口通常用于高速数据传输，如闪存和RAM存储器。四线接口允许更高的数据传输速率和更高效的传输，尤其是在同时进行读写操作时。

只看该作者 · 2024-3-3 09:05

在AT32 MCU中，SPIM接口是一种专门针对外部SPI Flash**体进行优化的接口。它允许MCU通过SPI协议访问外部SPI Flash存储器，以实现大容量数据存储或执行代码。AT32F435系列的SPIM功能得到增强，能够支持更灵活的地址映射，解决了之前不支持PSRAM的问题。

只看该作者 · 2024-3-3 11:13

QSPI则是SPI接口的增强版本，除了传统的单线双向数据传输之外，还支持四线制的全双工通信，可以显著提高数据传输速率。AT32 MCU中的QSPI支持更高的吞吐量和更复杂的功能，如地址映射和高速访问外部SPI Flash和PSRAM。

只看该作者 · 2024-3-3 13:06

AT32的SPIM功能特别适合需要通过SPI接口快速访问外部存储器的应用，而QSPI则提供了一种更高效的数据通信方式，适用于数据量较大的传输需求。

只看该作者 · 2024-3-3 14:57

SPIM和QSPI都是AT32提供的串行外设接口，用于与外部设备进行通信。

只看该作者 · 2024-3-3 16:58

SPI接口通常包括以下几个引脚：
SCLK（串行时钟）：用于同步数据传输。
MOSI（主设备数据输出，从设备数据输入）：用于发送和接收数据。
MISO（主设备数据输入，从设备数据输出）：用于发送和接收数据。
SS（从设备选择）：用于选择特定的从设备。

只看该作者 · 2024-3-3 18:50

QSPI是SPI（Serial Peripheral Interface）的一种变体，它在标准的SPI基础上增加了两条数据线，使得总共有四条双向数据线。这种修改允许在一个时钟周期内传输更多的数据，从而提升了数据传输的速度。QSPI通常用于需要高速数据交换的场景，如内存扩展等应用。

只看该作者 · 2024-3-3 22:44

SPIM是一种全双工、同步、串行通信接口，用于与外部SPI从设备进行通信。SPIM支持主模式（Master Mode）和从模式（Slave Mode）。在主模式下，AT32作为主设备，通过SCK（串行时钟）、MOSI（主输出从输入）和MISO（主输入从输出）引脚与从设备进行通信。SPIM还支持多种通信模式，如模式0（CPOL=0，CPHA=0）、模式1（CPOL=0，CPHA=1）、模式2（CPOL=1，CPHA=0）和模式3（CPOL=1，CPHA=1）。

只看该作者 · 2024-3-4 11:11

具体到AT32系列的MCU，它们可能具有SPI和QSPI接口，但具体的功能和特性可能因型号而异。在选择和使用AT32系列的MCU时，你应该参考特定型号的数据手册，以了解其SPI和QSPI接口的详细信息，包括支持的特性（如支持的数据位宽、时钟速率、模式选择等），以及如何配置和使用这些接口。

只看该作者 · 2024-3-4 15:42

根据实际应用需求选择合适的SPIM或QSPI设备，并确保其与AT32的兼容性。

1万 · 2024-3-5 09:34

AT32的BSP中，有两个例程operate_spim和run_in_spim演示了如何使用SPIM。用户程序可以通过简单的初始化和解锁步骤来访问SPIM存储区，并执行读、编程及擦除操作。

只看该作者 · 2024-3-5 11:34

支持将外部SPI FLASH直接映射到AT32的地址空间。这意味着对SPIM映射的地址进行操作就如同访问内部存储器一样快速便捷。部分型号如AT32F403/403A/413/407等提供此功能，支持最大16MB的地址空间，起始地址为0x08400000，并且占据bank3。该接口专用于SPI FLASH，不支持PSRAM。使用的管脚不是特定的SPI接口，而是专有的管脚，包括NSS、SCK以及IO0至IO3等。值得注意的是，SPIM接口只支持32位操作。

只看该作者 · 2024-3-5 13:37

QSPI（Quad SPI）是一种高速的SPI接口，相比于传统的4线制SPI（2根单向数据线），QSPI有6根线，其中4根为数据线。理论上，QSPI的传输速度是传统4线制SPI的4倍，但实际上可能达不到这个速度，因为需要去除命令字节。QSPI不仅可以用于高速数据传输，还可以扩展MCU的FLASH用于运行程序。

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