ADC芯片的串行外设接口配置

所谓SPI（Serial Peripheral Interface），即串行外设接口。它是一种高速、全双工的数据通信总线，并且在芯片的管脚只占有4根线，节省了芯片的管脚，同时极大的方便了PCB的布局。正是由于这种简单、易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如我们经常使用的ADC芯片。

目前，市面上绝大多数的ADC（模数转换器）芯片都内嵌专用的SPI配置接口，通过配置其SPI接口可以对ADC内部的控制寄存器进行读、写操作，从而灵活的使用ADC芯片的各种功能。甚至对于某些ADC来说，如果不事先对其进行正确、有效的配置，则该ADC无法正常工作。

用于ADC配置的SPI接口分为4线模式（例如Analog Device 的AD9639）和3线模式（Analog Device 的AD9249）。对于4线模式来说，它有4根信号线，分别为：SDI（Serial Data In）、SDO（Serial Data Out）、SCLK（Serial Clock）以及CS（Chip Select）。3线模式与4线模式的不同之处在于SDI与SDO信号合并，称为SDIO。另外，某些ADC的三线模式较为简单，SDIO只用做输入端口SDI（例如德州仪器的ADS5281芯片），没有SDO的功能，实现起来较为简单。

4线模式：

1.      SDI—串行数据从FPGA输出，进入ADC；

2.      SDO—串行数据从ADC输出，进入FPGA；

3.      SCLK—时钟信号从FPGA输出，进入ADC；

4.      CS—ADC使能信号从FPGA输出，进入ADC；

3线模式：

1.      SDIO—当进行读操作时，SDIO作为输出口SDO，串行数据从ADC输出，进入FPGA；当进行写操作时，SDIO作为输入口SDI，串行数据从FPGA输出，进入ADC；

2.      SCLK—时钟信号从FPGA输出，进入ADC；

3.      CS—ADC使能信号从FPGA输出，进入ADC；

3线模式和4线模式相比，表面上看只是少了1根信号线，实际上在读写操作时，涉及到了ADC端与FPGA端的SDIO接口的三态转换控制，这点需要大家特别注意。