LPC独家秘笈之SPIFI

技术范儿

  激动人心的LPC546XX系列就要上市了，此款芯片保留了LPC的独家秘笈SPIFI功能，最近正在玩LPC43XX结合收集到的知识给各位宝宝普及一下知识。

  1.SPIFI是什么

  SPIFI（SPI FLASH INTERFACE）是SPI闪存接口专利技术的缩写，可以帮助32位嵌入式微片器使用小尺寸、低成本的 串行闪存替代大尺寸、高成本的并行闪存。利用SPIFI技术，外部 串行闪存可以映射到微控制器内存中，达到片上内存读取效果。SPIFI为设计人员提供了一种创新解决方案，在保持系统性能的同时达到简化配置、缩小封装体积、减少板载空间占用和节约系统成本的目的。

  2.SPIFI工作原理

  SPIFI功能块与微控制器应用的高速 总线(AHB)矩阵连接，后者主要用于处理器内核和片上内存。SPIFI将外部SPI闪存内容映射到微控制器内存中。当片上ROM启动代码激活SPIFI接口后，外部SPI内存与核心处理单元上的片上内存功能完全相似。

  3.SPIFI启动

  对于需要微控制器从外部 串行闪存启动的系统，恩智浦LPC1800/LPC43XX/LPC546XX微控制器已配置了SPIFI启动功能。启动源的选择有两种方法：第一种是使用微控制器 引脚确定启动源的接口；第二种由用户在 非易失性内存中 编程选择启动接口。使用 非易失性内存 编程可保留 引脚的双重功能。

  4.独立于CPU的运行

  SPIFI软件可读取外部闪存数据，并将其写入RAM或外设，无需CPU支持。比如，对于集成LCD控制器的微控制器，此功能可以提高系统性能，节约功耗。外部闪存可以保存图像并通过LCD控制器读取。由于LCD控制器大多数按地址顺序读取数据，SPIFI外设可根据需要预先获取地址，无需等待。整个操作无需CPU参与，也不用将图像加载到片上RAM，而由LCD控制器直接获取。因此，系统对微控制器片上RAM的容量要求不高，或者可将现有RAM释放出来用于完成其他任务。由于LCD控制器直接获取图像，LCD显示屏图像刷新速度更快，简单的开关窗口等操作显得更加平滑流畅。另外，为降低功耗，系统还可以使用低时钟速率运行，不会对显示性能有太大影响。

  5.直接执行代码

  从软件的角度看，微控制器可以直接执行外部SPI闪存中的代码。直接执行代码有利于在线升级或者更新片上闪存的出厂功能。外部闪存可以存放通过验证的升级代码。例如，如果系统功能地址保存在片上闪存的表单中，通过外部闪存的例程地址即可对该表单重新 编程。或者，如果包含原始例程起始信息的内存页保存在片上闪存中，通过外部分支长跳转到外部闪存的新例程即可更新内存页。对于上述两例，由于SPIFI 外设可以实现外部闪存代码直接执行，因此新代码无需加载到片上RAM。
  通过外部闪存执行代码的速度远不及片上内存。SPIFI外设设计并非针对需要峰值性能的实时运行功能，但是对于执行非关键代码序列，SPIFI具有很大的吸引力。

  6.写/执行并行操作功能

  SPIFI支持写功能和执行功能同时进行，换句话说，即使处理器正在执行片上闪存代码，也可以快速方便地对外部闪存进行 编程和擦除。由于SPIFI 外设可以独立运行，不受CPU影响，因此在外部 串行闪存 编程的同时，系统可以继续执行相关任务。
  由于系统在执行关键应用代码的同时可以对外部闪存进行写操作，因此该功能可用于在线软件更新。例如，智能电表即使在更新软件时也需要不间断工作。利用SPIFI，公用工程公司可以配置系统，向外部闪存写入任何代码，无需中断智能电表的计量工作，最后再将新代码集成到系统中。同样，对于使用USB端口的系统，新代码可以先保存在便携式USB驱动器中，再传输到外部闪存，无需中断重要操作。

  7.总结

  SPIFI外设为设计人员提供了一种新的解决方案，可以利用低成本 串行闪存替代昂贵的并行闪存，在缩小尺寸的同时仍能保证系统性能。 串行闪存的低成本、小尺寸和简化配置等众多优势从此得以应用，而对系统性能的影响非常小。利用SPIFI，设计人员还可以选择无并行接口的微控制器，以小型低成本设计实现所需性能。

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小恩GG

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技术范儿

小恩GG 发表于 2016-12-16 16:03
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多谢恩哥支持

nothingelse

前排支持

andrewz

好文,顶一下.

缘来有你

好文，必须顶上去

wushenyue

请问有例程供参考么？

okwh

微控制器可以直接执行外部SPI闪存中的代码  号称 XIP技术，  希望早日看到例程， 学习外部SPI闪存代码选择执行、动态加载执行的奥秘！！

8zhangben

谢谢分享

modena

谢谢分享！