背景
〈SPI 通訊協定〉是一種4線同步序列資料協定，為主從式同步串列通訊,可分為單工、半雙工、全雙工。通常用在資料傳輸量相對較低的電路板、或小型電子裝置上進行的短距離通訊使用。例如：感測器、記憶體裝置、時鐘、和液晶顯示器、車輪胎壓感測器、和影音遊戲控制器等。
SPI 若使用全雙工通訊，可以同時支援多個從機，快速發出多種不同回應來配合不同裝置。SPI 的缺點在於，由於匯流排上有多條線路，線路之間存在干擾（例如串音 cross talk 或雜訊 noise）的可能性很高。不過，這個問題可以透過電路板設計來解決。
Total Phase 提供的〈SPI 系列工具〉是真正的跨平台解決方案，包括：Aardvark 和 Cheetah 封包產生器、Beagle 分析儀和 Promira 協定分析平台等等，可在 Windows、Linux 和 Mac OS 等主要作業系統上運行。
技術除錯情境示範：
本次來自《Total Phase》的 技術QA 中，使用 Cheetah SPI 封包產生器 和 Beagle I2C/SPI 協定分析儀 ，來分析 SPI 設備之間的通訊；透過使用者連接通訊中，可能出現的潛在錯誤情形，示範：
如何連接 Beagle I2C/SPI 協定分析儀和 Cheetah SPI 封包產生器來監控 SPI 資料。
如何批次讓 Cheetah 封包產生器執行 XML 命令。
SPI 通訊設定模式
主機 Master：Microcontroller
從機 Slave：ASIC
主機連接 Beagle I2C/SPI 協定分析儀 時，Beagle I2C/SPI 上會顯示 SPI 通訊情形。
連接 Cheetah SPI 封包產生器 和 ASIC 時，會看到 Cheetah 上的通訊。
分別將 Cheetah 的 MOSI、MSIO 訊號連接到 Beagle I2C/SPI 的 MOSI 和 MISO 訊號。
SPI 通訊除錯情境
在使用者介面上，無法檢顯示波器上的訊號，如下圖1、圖2 中的畫面：
Cheetah 和 Microcontroller 的通訊正常，並在 資料中心軟體 中正確顯示：（圖1）
然而，當連接 Microcontroller、ASIC 和 Beagle I2C/SPI 時，Beagle I2C/SPI 在 Data Center 中會顯示不正確、不完整的資料，如以下：（圖2）
SPI 通訊中的錯誤代碼對照
上（圖2）中，「Err」欄位中顯示的錯誤診斷資訊有：
T：表示逾時錯誤。在等待其他資料時，任務擷取逾時。（超過 250ms）。
M：表示封包中間錯誤。（TM）表示錯誤是在資料收集封包時開始發生的。
P：（P1, P2, P3 .... P7）表示部分最後位元組（P）錯誤。由於分析儀在位元組層級運行，P 錯誤意味著分析儀無法捕獲整個位元組。 P 後面的數字表示捕獲到的最後一個位元組的位數。
Beagle I2C/SPI 使用 SPI 從機的傳輸線路來建構每個任務。例如，如果分析儀顯示 1，然後看到傳輸變為非活躍狀態，則它會以 0 填入該位元組的其餘部分。當緩衝區中的最後一個位元組不完整時，就會出現部分最後一個位元組，而捕獲的資料位數會與預期資料大小不符。
Total Phase 除錯方式建議
我們建議：重新分析系統和設計，以找出顯示錯誤的根本原因。
一、先提高取樣率
首先為找出是哪個環節出錯，我們可以增加相似但不完全相同的情形做取樣。
Total Phase 共有三種不同的取樣頻率可用於監控 SPI 匯流排。根據經驗，建議採取樣頻率比出錯的匯流排的資料速率快 4 倍的頻率做樣本。
二、使用批次代碼進行通訊分析
Total Phase 《Data Center Software User Manual》提供有關 XML 命令的資訊，可透過按下「Help →Batch Commands Help System」使用，如以下：
三、批次程式碼範例
控制中心串行軟體提供了批次程式碼的功能範例，可以按原樣使用，或根據需求進行修改。
以下是 SPI 腳本清單（I2C 腳本也可用）：
spi-eeprom-read
spi-eeprom-write
spi-flash-25P32-read
spi-flash-25P342-sector()-erase
spi-flash-25P32-write
示範程式碼如何應用
以下影片使用 Promira I2C/SPI/eSPI 多用協定分析平台 監測 SPI 通訊過程。（連接過程與 Cheetah 封包產生器 類似。）
如何連接封包產生器和協定分析儀
以下影片示範使用 Aardvark I2C&SPI 封包產生器 與 Beagle I2C/SPI 協定分析儀 來評測 I2C 裝置。（製 Cheetah 分析 SPI 設備時類似。）
其他參考資源：
Total Phase 是全球領先的嵌入式系統解決方案供應商，提供簡單、易用、易於整合的高品質產品，夠提供深入洞察和掌握嵌入式系統的運行狀態和行為。
《翔宇科技》代理 Total Phase 全產品線，包含I2C / SPI / CAN、USB Protocol Analyzer 等模擬和除錯工具，如果您對Total Phase的產品有更多問題，請隨時與我們聯繫。
