Design of an SPI Interface for multimedia cards in ARM Embedded Systems

In this contribution, we design and implement an SPI hardware interface for the microprocessor to communicate with the MMC (Multi-Media Card) in an embedded system. Proposed architecture is compatible with the APB in AMBA bus architecture. Embedding OS in an embedded system means a big burden in terms of hardware and software ending up with performance decline. In this paper, we adopt the concept of SPI communication without using OS in the embedded system and implement in a form of FPGA chip. The designed SPI module was automatically synthesized, placed, and routed. Implementation was performed through the Altera FPGA and well operated at 25MHz clock frequency, which satisfied our target speed.

ARM 내장 임베디드 시스템용 멀티미디어카드를 위한 SPI 인터페이스 설계

본 연구에서는 임베디드 시스템에서 많이 사용되는 대용량 플래쉬 메모리 모듈 중 멀티미디어카드 (MMC; Multi-Media Card)와 마이크로프로세서간 데이터를 송수신 할 수 있는 SPI (serial peripheral interface) 버스 인터페이스를 설계하였다. 제안하는 구조는 AMBA 버스구조의 APB 저전력 버스에 호환되도록 설계하였다. 임베디드 시스템에 OS를 탑재하게 되면 여러 가지 주변기기들을 제어하기는 쉬워지지만 하드웨어와 소프트웨어의 덩치가 커져 결국 시스템 성능에 부담스런 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 OS를 사용하지 않는 임베디드 시스템에 멀티미디어카드를 인터페이스하기 위하여 SPI 통신 개념을 도입하였고, FPGA로 구현하였다. 설계한 SPI 모듈은 Altera QuartusII 툴을 사용하여 자동 합성하여 P&R을 수행하였다. 결과물은 Altera CycloneII FPGA로 구현하였으며 타겟으로 정한 25MHz에서 충분히 동작 가능하다.