Експандер SPI-FSMC з підтримкою режиму DMA

Анотація

Надано подальшого розвитку апаратним та програмним рішенням для побудови повнофункціональних систем IIoT на базі швидкісного SPI. Досліджено можливість подолання перешкод, спричинених обмеженістю набору ліній введення/виведення (GPIO), до більш повного використання надлишкового поза забезпеченням інформаційного обміну «точка доступу – станція» обчислювального ресурсу WiFi-модулів для вирішення задач, пов’язаних з іншими аспектами функціонування вбудованої системи. Актуальним є розширення базових можливостей компонентів вбудованої системи із врахуванням забезпечення комплексного доступу до шини SPI за всім функціоналом типових IIoT-систем. Реалізацію запропонованих апаратних та програмних рішень виконано у форматі модуля-експандера базових можливостей шини SPI, призначеного для інтенсифікації інформаційного обміну по WiFi-каналу між SoC-контролером та периферією: IO та LCD розширеннями, SD-картами, DRAM і SPI-Flash файловими сховищами. Розроблено апаратний драйвер SPIExpander та програмний драйвер MultySwitcher для управління ним. В розробці програмного драйвера застосовано парадигму HAL та використано методи RTOS задля запобігання нештатних ситуацій множинного доступу до шини. Переваги застосування швидкісного SPI на противагу інтерфейсу STM-FSMC продемонстровано на прикладі реалізації HMI-компонентів вбудованих систем. SPIExpander застосовано в якості системного проксі-драйвера для реалізації функції мережевого комутатора, до одного з послідовних портів якого підключається керований програмним драйвером DrvLoadBlock апаратний драйвер-адаптер DrvSPI2LCD для перетворення DMA-пакетів у потік 16-розрядних слів. Апаратно підвищено стабільність та мінімізовано набір вхідних ліній генерації системних сигналів управління LCD і проведення DMA-блочних операцій. Представлено програмну модель драйвера для реалізації поліядерного та мультипотокового інформаційного обміну. Надано рекомендації щодо використання експандера SPI-FSMC.