14、QSPI

1 QSPI基本情况

1.1 SPI分类

标准SPI（Standard SPI）：全双工，通信线包含片选CS、时钟线CLK、输入DI、输出DO

双线SPI（Dual SPI）：半双工，对标准SPI进行改进将DO与DI变为IO0和IO1，成为双向IO口，一个周期传输两位数据

四线SPI（Qual SPI）：半双工，对Dual SPI改进，将写保护WR和维持HOLD引脚复用为IO口，为IO2和IO3，一个周期传输四位数据

1.2 QSPI简介

Queued SPI，简称SPI，是SPI接口的拓展。QSPI可支持1线、2线和4线通信，数据吞吐量大。

1.3 QSPI三种操作模式

间接模式：使用QSPI寄存器执行全部操作（标准SPI）

状态轮询模式：周期读取FLASH状态寄存器（中断产生）

内存映射模式：外部FLASH映射到MCU地址空间

1.4 QSPI命令序列

QSPI最多包含以下五段命令序列：

1、指令：告诉FLASH怎么操作（读、写、擦除等）

2、地址：操作的目标地址

3、交替字节：连续发送备用字节，以保持设备处于工作模式（一般省略）

4、空指令周期：等待周期，用于FLAH设备准备数据的时间

5、数据：存放发送或接收的数据

2 QSPI配置

2.1 QSPI寄存器

寄存器名称	作用	位	功能
CR	控制QSPI	0	0：禁用QSPI 1：使能QSPI
		1	0：保留 1：强制终止传输
		6	0：禁用双闪存模式 1：使用双闪存模式
		7	选择FLASH，仅位6置0时有效
		24 ~ 31	设置时钟分频系数
CCR	编排命令序列	0 ~ 7	指令码
		8 ~ 9	00：保留 01：单线 10：双线 11：四线
		10 ~ 11	地址模式，与位8 ~ 9含义相同
		12 ~ 13	地址长度设置 00：8位 01：16位 10：24位 11：32位
		14 ~ 15	交替字节模式，与位8 ~ 9含义相同
		16 ~ 17	交替字节长度，与位12 ~ 13含义相同
		18 ~ 22	空指令周期数0 ~ 31
		24 ~ 25	数据模式，与位8 ~ 9含义相同
		26 ~ 27	功能模式 00：间接写入 01：间接读取 10：自动轮询 11：内存映射

2.2 配置步骤

1、初始化QSPI：HAL_QSPI_Init()

2、配置QSPI MSP：HAL_QSPI_MspInit()

3、在操作前发送命令序列：HAL_QSPI_Command()

4、传输数据：HAL_QSPI_Transmit()/HAL_QSPI_Receive()

2.3 QSPI初始化配置

QSPI的初始化配置由结构体QSPI_InitTypeDef完成，关键成员如下

成员	功能	参数
ClockPrescaler	设置时钟分频系数	0 ~ 255
FifoThreshold	设置FIFO阈值（仅间接模式）	1 ~ 32
SampleShifting	设置采样移位	无位移:QSPI_SAMPLE_SHIFTING_NONE 半周期：QSPI_SAMPLE_SHIFTING_HALFCYCLE
FlashSize	定义FLASH地址的位数	值为FLASH地址位数-1，范围为0 ~ 31
ChipSelectHighTime	设置片选高电平时间	设置片选信号在两次命令间保持高电平的最短SCLK周期，x范围为1 ~ 8 QSPI_CS_HIGH_TIME_x_CYCLE
ClockMode	设置时钟模式	空闲低：QSPI_CLOCK_MODE_0 空闲高：QSPI_CLOCK_MODE_3
FlashID	选择FLASH	QSPI_FLASH_ID_1或QSPI_FLASH_ID_2
DualFlash	开启双FLASH模式	QSPI_DUALFLASH_DISABLE或QSPI_DUALFLASH_ENABLE

2.4 QSPI命令序列配置

QSPI的命令序列配置由结构QSPI_CommandTypeDef完成，关键成员如下

成员	功能	参数
Instruction	设置指令码	8位指令码
InstructionMode	设置指令发送模式	QSPI_INSTRUCTION_NONE QSPI_INSTRUCTION_1_LINE QSPI_INSTRUCTION_2_LINES QSPI_INSTRUCTION_4_LINES
Address	设置要访问的地址	32位地址
AddressMode	设置地址发送模式	QSPI_ADDRESS_NONE QSPI_ADDRESS_1_LINE QSPI_ADDRESS_2_LINES QSPI_ADDRESS_4_LINE
AddressSize	设定地址的字节数	QSPI_ADDRESS_8_BITS QSPI_ADDRESS_16_BITS QSPI_ADDRESS_24_BITS QSPI_ADDRESS_32_BITS
AlternateBytes	设置交替字节值	32位数据
AlternateByteMode	设置交替字节发送模式	QSPI_ALTERNATE_BYTES_NONE QSPI_ALTERNATE_BYTES_1_LINE QSPI_ALTERNATE_BYTES_2_LINES QSPI_ALTERNATE_BYTES_4_LINES
DummyCycles	设置空指令周期数	0 ~ 31
DataMode	设置数据收发模式	QSPI_DATA_NONE QSPI_DATA_1_LINE QSPI_DATA_2_LINES QSPI_DATA_4_LINES
NbData	设置数据字节数	0 ~ 2^32-1