一、功能
（1）支持 SPI 模式 0 和模式 3（关于 SPI 模式的介绍网上有很多，这里不再赘述。重点注意一下：对于模式 0 和模式 3，发送端在 SPI 时钟下降沿发送数据，接收端在 SPI 时钟上升沿采样数据）； （2）支持 Standard SPI，Dual SPI，Quad SPI 模式； （3）支持 XIP 模式（支持 W25Q、N25Q、MX25L 等系列 SPI Flash）； 对于 XIP 模式的定义，每一款 Flash 器件的说法似乎有些细微的差异。本文的理解就是，在 XIP 模式下，Flash 器件可以看作一块类似于 sram 的存储设备，只需要通过地址即可读取 Flash 的存储内容。不需要像 SPI 接口读 Flash 时那样，需要先发送 flash 专用的读命令，其次发送读地址，以及可能需要发送的 dummy cycle，然后 Flash 才会返回读数据。本文设计的 SPI 主控器的 AHB path 能够将 AHB 读操作直接转换成 SPI 读 Flash 操作，因此从 AHB 接口端来看，Flash 就像一个普通的 sram 一样，通过地址即可读取 Flash 中的数据。 （4）SPI 控制器时钟频率为 50MHz 时（SPI 接口时钟 sclk 频率最高为 25MHz），AHB 接口地址连续读 W25QXX Flash 带宽最高约为 12.5MB/s，随机地址读带宽约 4.3MB/s； （5）支持对 AHB 接口读取的数据计算 CRC32 校验码（目的：验证 Flash Device 中的数据是否被正确传输到 SPI 主控制器端）；
二、架构设计
![图片：SPI 架构设计]
三、接口介绍
（1）AMBA3 AHB-Lite 接口 （2）AMBA4 APB 接口 （3）SPI 接口
| Name | IO Type | description |
|---|---|---|
| cs_n | output | SPI 片选信号 |
| sclk | output | SPI 时钟信号 |
| io_0 | inout | SPI 数据线 0，MOSI |
| io_1 | inout | SPI 数据线 1，MISO |
| io_2 | inout | SPI 数据线 2 |
| io_3 | inout | SPI 数据线 3 |
（4）中断电平信号 在以下情况时会产生中断： i. 发送 buffer 为空； ii. 接收 buffer 非空； iii. 在 AHB path 检测到写操作（AHB path 为 XIP 模式，只支持读操作）；
四、寄存器介绍
![图片：寄存器映射]
五、APB 接口读写 W25Q128 Flash
APB 读写 Flash 需要通过多次访问寄存器来实现。
5.1 APB 写 Flash
以 W25Q128 Flash 中写 Flash 的命令 Page Program (02h）为例，只需要通过访问寄存器依次将 1byte 命令、3byte 地址和若干待写入的数据以 byte 为单位发送出去即可。W25Q128 的 Page Program 命令的 sequence 如下图所示：
![图片：Page Program 序列]
5.1.1 寄存器访问具体流程（以向地址 24'h123456 写入 8'hA0 为例）
(1) 向寄存器地址 8'h20 写入 32'h02（即把命令 8'h02 写入 tx_buf）； (2) 向寄存器地址 8'h0 写入 32'h1（即 abort=0, last_byte=0, op_mode=0, rx_trig=0, tx_trig=1）； (3) 循环读寄存器地址 8'h10，直到读数据的 bit0 为 1（即 tx_buf_empty=1）； (4) 向寄存器地址 8'h20 写入 32'h12（即把地址的高 8bit 写入 tx_buf）； (5) 向寄存器地址 8'h0 写入 32'h1； (6) 循环读寄存器地址 8'h10，直到读数据的 bit0 为 1； (7) 向寄存器地址 8'h20 写入 32'h34（即把地址的中间 8bit 写入 tx_buf）； (8) 向寄存器地址 8'h0 写入 32'h1； (9) 循环读寄存器地址 8'h10，直到读数据的 bit0 为 1； (10) 向寄存器地址 8'h20 写入 32'h56（即把地址的低 8bit 写入 tx_buf）； (11) 向寄存器地址 8'h0 写入 32'h1； (12) 循环读寄存器地址 8'h10，直到读数据的 bit0 为 1； (13) 向寄存器地址 8'h20 写入 32'hA0（即把要写入 Flash 的数据写入 tx_buf）； (14) 向寄存器地址 8'h0 写入 32'h11（即 abort=0, last_byte=1, op_mode=0, rx_trig=0, tx_trig=1）； 循环读寄存器地址 8'h10，直到读数据的 bit0 为 1；
