基础——SPI与QSPI的异同，QSPI的具体协议是什么，QSPI有什
么⽤
1. QSPI是什么？
SPI协议其实是包括：Standard SPI、Dual SPI和Queued SPI三种协议接⼝，分别对应3-wire, 4-wire, 6-wire。
（1）通常我们说的SPI就是Standard SPI，有4根信号线，分别为CLK、CS、MOSI和MISO。数据线⼯作在全双⼯。
（2）Dual SPI，它只是针对SPI Flash⽽⾔，不是针对所有SPI外设。对于SPI Flash，全双⼯并不常⽤，因此扩展了mosi和miso的⽤法，让它们⼯作在半双⼯，⽤以加倍数据传输。也就是对于Dual SPI Flash，可以发送⼀个命令字节进⼊dual mode，这样mosi变成SIO0（rial io 0），mosi变成SIO1（rial io 1），这样⼀个时钟周期内就能传输2个bit数据，加倍了数据传输。
（3）类似的，还可以扩展，与也是针对SPI Flash，Qual SPI Flash增加了两根I/O线（SIO2,SIO3），⽬的是⼀个时钟内传输4个bit环保袋英文
⽽QSPI就是Queued SPI的简写。
2. 接⼝问题
上图是某SPI FLASH的引脚接⼝⽰意图，它即⽀持SPI通信，也可以使⽤DSPI通信或者QSPI通信，
这块芯⽚⼀共有8个有⽤的管脚，其每个管脚的功能定义如下：
每个引脚的详细描述如下：
初三家长会1、Chip Select(/CS)
⽚选信号Chip Select(/CS)的作⽤是使能或者不使能设备的操作，当CS为⾼时，表⽰设备未被选中，串⾏数据输出线(DO或
IO0，IO1，IO2，IO3)均处于⾼阻态，当CS为低时，表⽰设备被选中，FPGA可以给QSPI Flash发送数据或从QSPI Flash接收数据。
2、串⾏数据输⼊信号DI以及串⾏输出信号DO
标准的SPI协议在串⾏时钟信号(SCLK)的上升沿把串⾏输⼊信号DI上的数据存⼊QSPI Flash中，在串⾏时钟信号(SCLK)的下降沿把QSPI Flash中的数据串⾏化通过单向的DO引脚输出。⽽在Dual SPI与Quad SPI中，DI与DO均为双向信号(既可以作为输⼊，也可以作为输出)。
3、Write Project(/WP)
写保护信号的作⽤是防⽌QSPI Flash的状态寄存器被写⼊错误的数据，WP信号低电平有效，但是当状态寄存器2的QE位被置1时，WP信号失去写保护功能，它变成Quad SPI的⼀个双向数据传输信号。
4、HOLD(/HOLD)
HOLD信号的作⽤是暂停QSPI Flash的操作。当HOLD信号为低，并且CS也为低时，串⾏输出信号DO将处于⾼阻态，串⾏输⼊信号DI与串⾏时钟信号SCLK将被QSPI Flash忽略。当HOLD拉⾼以后，QSPI Flash的读写操作能继续进⾏。当多个SPI设备共享同⼀组SPI总线相同的信号的时候，可以通过HOLD来切换信号的流向。和WP信号⼀样，当当状态寄存器2的QE位被置1时，HOLD信号失去保持功能，它也变成Quad SPI的⼀个双向数据传输信号。
5、串⾏时钟线
串⾏时钟线⽤来提供串⾏输⼊输出操作的时钟。
3. QSPI的使⽤others什么意思
3.1 ⼯作模式
该接⼝可以在以下三种模式下⼯作：
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①间接模式：使⽤ QSPI 寄存器执⾏全部操作
②状态轮询模式：周期性读取外部 Flash 状态寄存器，⽽且标志位置 1 时会产⽣中断（如擦除或烧写完成，会产⽣中断）
③内存映射模式：外部 Flash 映射到微控制器地址空间，从⽽系统将其视作内部存储器
采⽤双闪存模式时，将同时访问两个 Quad-SPI Flash，吞吐量和容量均可提⾼⼆倍。
QSPI功能框图，双闪存模式禁⽌：
QSPI 使⽤ 6 个信号连接Flash，分别是四个数据线BK1_IO0~BK1_IO3，⼀个时钟输出CLK，⼀个⽚选输出（低电平有效）BK1_nCS，它们的作⽤介绍如下：
BK1_nCS：⽚选输出（低电平有效），适⽤于 FLASH 1。如果 QSPI 始终在双闪存模式下⼯作，则其也可⽤于 FLASH 2从设备选择信号线。QSPI通讯以BK1_nCS线置低电平为开始信号，以BK1_nCS线被拉⾼作为结束信号。
CLK：时钟输出，适⽤于两个存储器，⽤于通讯数据同步。它由通讯主机产⽣，决定了通讯的速率，不同的设备⽀持的最⾼时钟频率不⼀样，如STM32的QSPI时钟频率最⼤为fpclk/2，两个设备之间通讯时，通讯速率受限于低速设备。
BK1_IO0：在双线 / 四线模式中为双向 IO，单线模式中为串⾏输出，适⽤于FLASH 1。
BK1_IO1：在双线 / 四线模式中为双向 IO，单线模式中为串⾏输⼊，适⽤于FLASH 1。
BK1_IO2：在四线模式中为双向 IO，适⽤于 FLASH 1。
BK1_IO3：在四线模式中为双向 IO，适⽤于 FLASH 1。
3.2 状态
我们可以通过配置，选择到底使⽤哪种⽅式与其进⾏通信传输。在进⾏四线读写操作（QSPI）之前⼀定要把寄存器中的QE(Quad Enable)位置为1，除此以外，四线读操作还需要在读数据之前等待8个du
mmy clock⽤来加快读数据的速度(详细内容请阅读芯⽚⼿册)。所以，四线操作相对于单线操作⽽⾔除了要增加四线模式读写数据的状态以外还要增加⼀个写状态寄存器的功能⽤来开启QE(Quad Enable)位以及⼀个dummy⽤来等待8个clock。
四线模式的状态为以下⼏个：
1、空闲状态：⽤来初始化各个寄存器的值
2、发送命令状态：⽤来发送8-bit的命令码
3、发送地址状态：⽤来发送24-bit的地址码
奥斯汀与艾丽4、读等待状态(单线模式)：当读数据操作正在进⾏的时候进⼊此状态等待读数据完毕
5、写数据状态(单线模式)：在这个状态FPGA往QSPI Flash⾥⾯写数据
6、写状态寄存器状态：⽤来把状态寄存器的QE(Quad Enable)置1
7、Dummy Clock状态：四线读数据之前需要等待8个dummy clock
luo8、写数据状态(四线模式)：在这个状态FPGA往QSPI Flash⾥⾯通过四线模式写数据
9、读等待状态(四线模式)：在这个状态等待FPGA从QSPI Flash⾥⾯通过四线模式读数据完成
10、结束状态：⼀条指令操作结束，并给出⼀个结束标志
其中6-9的状态是四线模式的代码在单线模式代码的基础上增加的四个状态。
3.3 命令序列强尼戴普新片
QSPI通过命令与Flash通信，每条命令包括指令、地址、交替(复⽤)字节、空指令和数据共五个阶段，⽽这五个阶段任⼀阶段均可跳过，但⾄少要包含指令、地址、交替字节或数据阶段之⼀。nCS在每条指令开始前下降，在每条指令完成后再次上升。QSPI四线模式下的读命令时序如下图所⽰。
1)指令阶段
这⼀阶段，将在QSPI_CCR[7:0]寄存器的instruction字段中配置的⼀条8位指令发送到Flash，指定待执⾏操作的类型。
尽管⼤多数Flash从IO0/SO信号（单线SPI模式）只能以⼀次1位的⽅式接收指令，但指令阶段可选择
⼀次发送2位（在双线SPI模式中通过IO0/IO1）或⼀次发送4位（在四线SPI模式中通过IO0/IO1/IO2/IO3）。这可通过QSPI_CCR[9:8]寄存器中的IMODE[1:0]字段进⾏配置。若IMODE = 00，则跳过指令阶段，命令序列从地址阶段（如果存在）开始。
2)地址阶段
在地址阶段，将1-4字节发送到Flash，指⽰操作地址。待发送的地址字节数在QSPI_CCR[13:12]寄存器的ADSIZE[1:0]字段中进⾏配置。在间接模式和⾃动轮询模式下，待发送的地址字节在QSPI_AR寄存器的ADDRESS[31:0]中指定；在内存映射模式下，则通过AHB（来⾃于内核或DMA）直接给出地址。地址阶段可⼀次发送1位（单线SPI模式通过SO）、2位（双线SPI模式中通过IO0/IO1）或4位（在四线SPI模式中通过IO0/IO1/IO2/IO3）。这可通过QUADSPI_CCR[11:10]寄存器中的ADMODE[1:0]字段进⾏配置。若ADMODE = 00，则跳过地址阶段，命令序列直接进⼊下⼀阶段（如果存在）。
3)交替字节阶段
在交替字节阶段，将1-4字节发送到Flash，⼀般⽤于控制操作模式。待发送的交替字节数在QSPI_CCR[17:16]寄存器的ABSIZE[1:0]字段中进⾏配置。待发送的字节在QSPI_ABR寄存器中指定。
交替字节阶段可⼀次发送1位（在单线SPI模式中通过SO）、2位（在双线SPI模式中通过IO0/IO1）或4位（在四线SPI模式中通过
IO0/IO1/IO2/IO3）。这可通过QSPI_CCR[15:14]寄存器中的ABMODE[1:0]字段进⾏配置。若ABMODE = 00，则跳过交替字节阶段，命令序列直接进⼊下⼀阶段（如果存在）。
交替字节阶段存在仅需发送单个半字节⽽不是⼀个全字节的情况，⽐如采⽤双线模式并且仅使⽤两个周期发送交替字节时。在这种情况下，固件可采⽤四线模式(ABMODE = 11)并发送⼀个字节，⽅法是ALTERNATE的位7和3置“1”（IO3保持⾼电平）且位6和2置“0”（IO2线保持低电平）。此时，半字节的⾼2位存放在ALTERNATE的位4:3，低2位存放在位1和0中。例如，如果半字节2 (0010)通过IO0/IO1发送，则ALTERNATE应设置为0x8A (1000_1010)。
glue stick4)空指令周期阶段
在空指令周期阶段，给定的1-31个周期内不发送或接收任何数据，⽬的是当采⽤更⾼的时钟频率时，给Flash留出准备数据阶段的时间。这⼀阶段中给定的周期数在QSPI_CCR[22:18]寄存器的DCYC[4:0]字段中指定。在SDR和DDR模式下，持续时间被指定为⼀定个数的全时钟周期。若DCYC为零，则跳过空指令周期阶段，命令序列直接进⼊数据阶段（如果存在）。空指令周期阶段的操作模式由DMODE确定。为确保数据信号从输出模式转变为输⼊模式有⾜够的“周转”时间，使⽤双线和四线模式翻译论坛
从Flash接收数据时，⾄少需要指定⼀个空指令周期。杭州考会计证
5)数据阶段
在数据阶段，可从Flash接收或向其发送任意数量的字节。在间接模式和⾃动轮询模式下，待发送/接收的字节数在QSPI_DLR寄存器中指定。在间接写⼊模式下，发送到Flash的数据必须写⼊QSPI_DR寄存器。在间接读取模式下，通过读取QSPI_DR寄存器获得从Flash接收的数据。在内存映射模式下，读取的数据通过AHB直接发送回Cortex或DMA。数据阶段可⼀次发送/接收1位（在单线SPI模式中通过SO）、2位（在双线SPI模式中通过IO0/IO1）或4位（在四线SPI模式中通过IO0/IO1/IO2/IO3）。这可通过QUADSPI_CCR[15:14]寄存器中的ABMODE[1:0] 字段进⾏配置。若DMODE = 00，则跳过数据阶段，命令序列在拉⾼nCS时⽴即完成。这⼀配置仅可⽤于仅间接写⼊模式。
