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I2C，SPI，SMI，SMBus串行接口实现方法
作者：康宾周玉娟来源：《中国科技纵横》2014年第04期
【摘要】I2C、SPI、SMI（MDC、MDIO）、SMBus等接口受时钟频率的限制，相对于高速运行的CPU芯片来说接口运行速度较慢。但并不是所有CPU芯片都支持这些串行接口，在很多系统中需要解决CPU芯片与串行接口芯片的互联问题。本文提出三种CPU芯片与串行接口互联方案，其中方案一使用CPU芯片的GPIO接口与串行接口芯片互联，方案二CPU芯片通过FPGA芯片与串行接口芯片间接互联，方案三FPGA的SOPC技术代替CPU芯片与串行接口芯片互联。
【关键词】I2CSPISMI（MDC、MDIO）SMBusFPGASOPC
【Abstract】I2C，SPI，SMI（MDC、MDIO）a
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【Keywords】I2CSPISMISMBusFPGASOPC
为了减小芯片的体积，减小布线的复杂度，提高系统的可靠性以及集成度，越来越多的芯片采用串行I2C接口、SPI接口、SMI（MDC、MDIO）接口、SMBus接口等；例如EEPROM、FLASH、以太网PHY芯片，锁相环芯片，温度测量芯片、光电转换模块等。
串行接口使用简单，用2到4根信号就可以完成芯片初始化、配置、运行状态查询等操作。但在各种系统中，串行接口运行速率较慢，串行接口芯片与高速的CPU芯片如何互联是一个亟待解决的问题。
1I2C、SPI、SMI、SMBus串行接口简介
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I2C接口也就是通常所说的I2C串行总线，一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有I2C设备串行数据SDA都接到总线SDA上，各设备时钟线SCL接到总线SCL上。
SPI接口的全称是“SerialPeripheralI
terface”，是一种高速、全双工、同步的通信总线。SPI接口信号主要包括SDO（主设备数据输出，从设备数据输入）、SDI（主设备数据输入，从设备数据输出），SCLK（时钟信号，由主设备产生）、CS（从设备使能信号，由主设备控制）等信号。
SMI（MDC、MDIO）接口在以太网PHY芯片上比较常见，主要由MDC、MDIO两个信号组成。CUP或以太网MAC芯片通过该r