初始化序列：SPFI接口的所有驅(qū)動程序全部保存在ROM中。對于讀取操作，只需一個例程調(diào)用指令即可啟動SPIFI外設。初始化序列結(jié)束后，整個SPI閃存可以象正常內(nèi)存一樣由處理器和/或DMA通道按字節(jié)、半字、整字訪問。擦除和編程通過簡單的API指令訪問ROM命令調(diào)用即可，因此，使用外部SPI閃存與片上內(nèi)存幾乎沒有差別。

　　從SPIFI啟動：對于需要微控制器從外部串行閃存啟動的系統(tǒng)，恩智浦LPC1800微控制器已配置了SPIFI啟動功能。啟動源的選擇有兩種方法：第一種是使用微控制器引腳確定啟動源的接口；第二種由用戶在非易失性內(nèi)存中編程選擇啟動接口。使用非易失性內(nèi)存編程可保留引腳的雙重功能。

　　物理接口：下圖給出了SPIFI外設的物理接口。本示例對于傳統(tǒng)SPI閃存采用了標準的4引腳配置，如果是四信道SPI閃存，還需要增加兩個引腳以支持四信道功能。

　　
圖 SPIFI外設物理接口

　　不同的串行閃存廠商和產(chǎn)品需要不同的命令和命令格式。SPIFI外設為此提供了足夠的支持，可兼容大部分SPI閃存及衍生產(chǎn)品，確保今后產(chǎn)品的兼容性。

　　小寄存器組：SPIFI外設小寄存器組既保證了接口的功能又簡化了操作，通過8個寄存器控制SPIFI功能，連接外部SPI閃存，保存和檢索數(shù)據(jù)以及監(jiān)控操作。由于設置、編程、擦除等工作均由集成的ROM API處理，因此外部SPI內(nèi)存操作只需要幾個簡單的調(diào)用命令。總體來看，SPIFI外設配置簡單，應用方便。

　　軟件命令：當軟件讀取內(nèi)存映射的串行閃存內(nèi)容時，外部閃存可以識別并接受微控制器軟件發(fā)送的和SPIFI外設自動發(fā)送的命令。這些命令可分為操作代碼、地址、中間和數(shù)據(jù)等字段，其中。地址、中間和數(shù)據(jù)字段為可選字段，這主要取決于操作代碼。部分閃存支持“讀”命令解釋操作代碼模式，以提高系統(tǒng)性能。根據(jù)操作代碼不同，數(shù)據(jù)字段可進一步分為輸入和輸出數(shù)據(jù)字段。所有發(fā)送到外部SPI閃存的命令都可以通過調(diào)用ROM API指令進行處理。SPIFI ROM API驅(qū)動器允許通過簡單的加載命令訪問外部SPI閃存內(nèi)容，保證應用操作代碼延續(xù)其緊湊和易寫的特點。

　　獨立于CPU的運行：SPIFI軟件可讀取外部閃存數(shù)據(jù)，并將其寫入RAM或外設，無需CPU支持。比如，對于集成LCD控制器的微控制器，此功能可以提高系統(tǒng)性能，節(jié)約功耗。外部閃存可以保存圖像并通過LCD控制器讀取。由于LCD控制器大多數(shù)按地址順序讀取數(shù)據(jù)，SPIFI外設可根據(jù)需要預先獲取地址，無需等待。整個操作無需CPU參與，也不用將圖像加載到片上RAM，而由LCD控制器直接獲取。因此，系統(tǒng)對微控制器片上RAM的容量要求不高，或者可將現(xiàn)有RAM釋放出來用于完成其他任務。由于LCD控制器直接獲取圖像，LCD顯示屏圖像刷新速度更快，簡單的開關窗口等操作顯得更加平滑流暢。另外，為降低功耗，系統(tǒng)還可以使用低時鐘速率運行，不會對顯示性能有太大影響。

　　直接執(zhí)行代碼：從軟件的角度看，微控制器可以直接執(zhí)行外部SPI閃存中的代碼。直接執(zhí)行代碼有利于在線升級或者更新片上閃存的出廠功能。外部閃存可以存放通過驗證的升級代碼。例如，如果系統(tǒng)功能地址保存在片上閃存的表單中，通過外部閃存的例程地址即可對該表單重新編程?；蛘?，如果包含原始例程起始信息的內(nèi)存頁保存在片上閃存中，通過外部分支長跳轉(zhuǎn)到外部閃存的新例程即可更新內(nèi)存頁。對于上述兩例，由于SPIFI外設可以實現(xiàn)外部閃存代碼直接執(zhí)行，因此新代碼無需加載到片上RAM。

　　通過外部閃存執(zhí)行代碼的速度遠不及片上內(nèi)存。SPIFI外設設計并非針對需要峰值性能的實時運行功能，但是對于執(zhí)行非關鍵代碼序列，SPIFI具有很大的吸引力。

　　寫/執(zhí)行并行操作功能：SPIFI支持寫功能和執(zhí)行功能同時進行，換句話說，即使處理器正在執(zhí)行片上閃存代碼，也可以快速方便地對外部閃存進行編程和擦除。由于SPIFI外設可以獨立運行，不受CPU影響，因此在外部串行閃存編程的同時，系統(tǒng)可以繼續(xù)執(zhí)行相關任務。

　　由于系統(tǒng)在執(zhí)行關鍵應用代碼的同時可以對外部閃存進行寫操作，因此該功能可用于在線軟件更新。例如，智能電表即使在更新軟件時也需要不間斷工作。利用SPIFI，公用工程公司可以配置系統(tǒng)，向外部閃存寫入任何代碼，無需中斷智能電表的計量工作，最后再將新代碼集成到系統(tǒng)中。同樣，對于使用USB端口的系統(tǒng)，新代碼可以先保存在便攜式USB驅(qū)動器中，再傳輸?shù)酵獠块W存，無需中斷重要操作。

　　恩智浦LPC1800 ARM Cortex-M3微控制器首次采用的SPI閃存接口技術可以將外部閃存映射到微控制器內(nèi)存中，實現(xiàn)片上內(nèi)存功能。此項技術為設計人員帶來更多的外置閃存選擇機會，同時降低系統(tǒng)成本，縮小封裝尺寸。SPIFI外設為設計人員提供了一種新的解決方案，可以利用低成本串行閃存替代昂貴的并行閃存，在縮小尺寸的同時仍能保證系統(tǒng)性能。串行閃存的低成本、小尺寸和簡化配置等眾多優(yōu)勢從此得以應用，而對系統(tǒng)性能的影響非常小。利用SPIFI，設計人員還可以選擇無并行接口的微控制器，以小型低成本設計實現(xiàn)所需性能。恩智浦的SPIFI技術可以推廣到其他Cortex-M產(chǎn)品上，包括低端Cortex-M0和即將上市的Cortex-M4數(shù)字信號控制器（DSC）。