SPI接口通信协议.doc

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1、密级：国网电力科学研究院通信与用电技术分公司芯片产业中心项目名称（项目名称全称）项目编号（技术管理给出，规则见《项目编号规范》）文件名称安全芯片SPI接口通信协议文件编号（规则见《项目文件编号规范》）拟制人：刘国华审核人：苏伟批准人：日期：目录1编写目的12适用范围13SPI物理层13.1SPI传输模式13.2安全芯片SPI传输模式23.3SPI通信流程43.4设计要点43.4.1命令的结构和处理63.4.2发送数据结构63.4.3接收数据结构63.4.4状态字节63.5数据重发机制7图表目录图表1SPI接口时序（CPOL=0，CPHA=0）1图表2SPI接口

2、时序（CPOL=0，CPHA=1）2图表3SPI接口时序（CPOL=1，CPHA=0）2图表4SPI接口时序（CPOL=1，CPHA=1）2表格目录未找到图形项目表。版本历史版本号作者项目角色修改日期修改内容及原因V1.0刘国华2013-3-20初稿V1.1刘国华2013-4-24将协议改为与终端安全芯片协议一致V1.2苏伟2013-5-28对T-ESAM错误返回码进行补充，返回SW1SW2Len1Len2DATALRC21编写目的规范电表安全芯片的SPI接口。2适用范围电表安全芯片的SPI主设备和SPI从设备均须遵守本协议。3SPI物理层3.1SPI传输模式

3、SPI有四种通信模式，如下表所示：表格1SPI模式模式CPOLCPHA第一个数据的驱动源其它数据的驱动源采样数据MODE0CPOL=0,CPHA=0SSN下降沿SCK下降沿SCK上升沿MODE1CPOL=0,CPHA=1第一个SCK上升沿SCK上升沿SCK下降沿MODE2CPOL=1,CPHA=0SSN下降沿SCK上升沿SCK下降沿MODE3CPOL=1,CPHA=1第一个SCK下降沿SCK下降沿SCK上升沿图表1SPI接口时序（CPOL=0，CPHA=0）图表2SPI接口时序（CPOL=0，CPHA=1）图表3SPI接口时序（CPOL=1，CPHA=0）图表

4、4SPI接口时序（CPOL=1，CPHA=1）1.1安全芯片SPI传输模式总线工作方式采用MODE3，时钟极性(CPOL=1)，串行同步时钟的空闲状态为高电平，时钟相位(CPHA=1)，在串行同步时钟的下降沿转换数据，上升沿采样数据。1、接口设备发送数据，T-ESAM接收数据：图1T-ESAM接收数据信号图注：接口设备在发送数据时，MISO引脚需保持接收态，MISO引脚上的数据为无效数据，接口设备无需做处理，直接舍弃或不接收。2、接口设备接收数据，T-ESAM发送数据：图2T-ESAM发送数据信号图注：接口设备在接收数据时，MOSI引脚应始终保持低电平。1.1

5、SPI通信流程图3SPI通信流程1.2设计要点l芯片上电期间，SSN引脚保持高电平。lSSN=0：将SSN置低；SSN=1：将SSN置高。lLen1代表长度的高字节，Len2代表长度的低字节。lLRC1的计算方法：对CLAINSP1P2Len1Len2DATA数据，每个字节的异或值，再取反。lLRC2的计算方法：对SW1SW2Len1Len2DATA数据，每个字节的异或值，再取反。lLen1Len2代表DATA域的长度，不包括LRC1或LRC2。l接口设备接收BUSY状态字的最长等待时间为3s。l严格按照流程中对SSN信号的处理方式，禁止在数据传输中，将SSN

6、置高。lSCK推荐速率5MHz。l接口设备发送/接收数据完成后，建议在10μs内将SSN置高。l发送数据、接收数据字节间延时设为3μs。l在市电供电的情况下，为了保证T-ESAM和主站会话通道的连续性，正常情况下不建议接口设备对T-ESAM断电。l在SSN置高后，T-ESAM将进入低功耗状态，高电平保持时间至少10μs以上（见图7），才能置低。接口设备将SSN再次置低后，需等待50μs以上时间（见图8），才能开始发送数据。图4SSN高电平保持时间图5SSN再次置低后，需等待时间1.1.1命令的结构和处理命令由接口设备发起，T-ESAM应答。1.1.1发送数据结

7、构发送数据的结构为：55CLAINSP1P2Len1Len2DATALRC1，其中：（1）55为发送命令结构的命令头；（2）CLA是命令类别；（3）INS是命令类别中的指令代码；（4）P1、P2是一个完成指令代码的参考符号；（5）Len1Len2是后续DATA的长度，不包含LRC1，由两字节表示；（6）DATA是由T-ESAM来处理的数据输入；（7）LRC1是发送数据的校验值，计算方法见SPI通信流程说明。1.1.2接收数据结构接收数据的结构为：SW1SW2Len1Len2DATALRC2，其中：（1）SW1SW2是指令执行完毕后，从设备返回的状态字；（2）L

8、en1Len2是后续DATA的长度，不