摘 要:SPI(Serial Peripheral Bus)是美国摩托罗拉公司，于20世纪90年代，最先提出的一种串行传输规范，也是一种高速的、全双工的、同步的通信总线．因其简单易用的特性，随着集成电路设计向系统级的方向发展，且越强调模块化的设计，现在的芯片基本都集成了这种通信协议．

　　　本论文的设计任务来源是工程生产实际．本论文首先介绍了SPI研究的背景，研究的目的及研究的意义，涉及芯片的发展，IP核，数据的传输．也研究了SPI的信号，读写时序，功能结构的特点．在此基础上，确定了论文的研究内容和框架，研究的基本类容，技术方案．首先，对SPI的工作原理进行了学习和分析，其中包括（SPI通信总线，SPI简介，SPI工作模式，SPI总线协议）．然后，在学习的基础上，用Verilog语言设计关于SPI模块仿真与验证的程序，进一步规范仿真方案．最后，在仿真软件Modelsim中运行和调试．仿真的结果表明基于总线上的SPI模块功能正确，设计达到要求．

关键词：SPI；仿真；验证；串行

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题的目的及意义-1

1.2 SPI研究的研究背景-2

1.3 相关概念及技术的介绍-2

1.3.1 MODELSIM软件-2

1.3.2 Verilog HDL-3

1.4 论文的主要工作-4

1.5 论文的结构安排-4

第2章 SPI原理分析-5

2.1 SPI介绍-5

2.1.1 SPI总线具有以下特点：-5

2.1.2 SPI通信原理-5

2.2 SPI的工作模式和传输模式-6

2.2.1 SPI的工作方式-6

2.2.2 SPI的传输模式-7

2.3 SPI总线协议-8

2.3.1 SPI总线协议简介-8

2.3.2 技术性能-9

2.4 SPI各部分具体实现-10

2.4.1 SPI设计管脚简介-10

2.4.2 SPI速率控制-10

2.4.3 SPI系统中所用的寄存器-11

第3章 SPI的电路设计-13

3.1 SPI接口的典型应用-13

3.1.1 SPI控制器的功能模块介绍-13

3.1.2 内部寄存器-15

3.2 SPI的实现-16

3.2.1 SPI模块的Verilog实现-16

3.2.2 SPI程序设计流程图-16

3.3 在MODELSIM上的仿真与验证-17

3.3.1 在MODELSIM仿真工作过程-17

3.3.2 仿真结果-18

第4章 结论与展望-23

4.1 结论与展望-23

参考文献-25

致    谢-27

附录A： 主程序-29

附录B： 测试程序-31