SPI to パラレル変換モジュールを自作する

SPI to 8080-system bus bridge using GreenPAK. (緑豆壱拾漆號)

SPIをパラレル変換したいなぁ。でもそんなIC手元にないし、探してもちょうどいいのはなさそう。
運良く見つかっても、機能が多すぎて使いこなせないかも。
それに買うのは時間もお金もかかる。
はんだづけだってめんどうだし、モジュールなんて売ってない。

そうだ！DIP版GreenPAKでつくってみよう。
これからはハードウェアも欲しいときに自作する時代かもしれません。

SPI信号を8080-systen 8bitバス形式に変換します。
リード及びライトが可能です。

部品名	型番等	数量	備考
GreenPAK	SLG46826V-DIP	1	Dialog直販で購入

まず、SPIフォーマットと8bit BUSフォーマットの間の基本的なタイミングチャートを検討しました。
8bit BUSフォーマットではライトとリードが可能です。また、LEDパネルにアクセスしたかったので、アドレスをライトしてすぐリードする使い方も想定されます。そこでタイミングチャートを3種類作成しました。

GreenPAKはCPLDのようなプログラマブルデバイスです。汎用ロジックIC数個で組めるような回路の置き換えに適しており、簡単な回路がこれ一個で実現できます。今回はDIP版であるSLG46826V-DIPを使いました。

回路図とピン配を示します。

回路図の上に並んでいるのが、ライト用のシリパラ変換回路です。
Dフリップフロックが直列につながっており、最後は3個分のフリップフロップをPipeDelayで代用しています。
また、SS入力がHighの時にリセットされるようになっています。

中段がリード用のパラシリ変換回路です。2入力マルチプレクサをツリー状につないで、カウンタを使った選択信号によりMSBから順にMISO端子に出力するように構成しています。

下段の回路が8ビットバスのRXWやRDXを生成する回路で、PGENを使ったタイミング回路とゲートにより信号を生成しています。また、リード時以外はMISO端子をHi-Zにする信号も生成しています。

DIP版のSLG46826V-DIPは購入時に最初から足がついています。
設計をI2Cで書き込むだけで、基板設計もはんだ付けも一切省略してオレオレモジュールが作れてしまいます。
ブレッドボードにさして書き込んだら、すぐにマイコン用インタフェースとして使えます。

誰でもお試しいただけるように設計データをGitHubに公開しています。
https://github.com/AoiSaya/GreenPAK_SPI2BUS
オレオレモジュール作成のご参考になれば幸いです。

今回は既存のICをマイコンでたたいて動かすような記事ではなく、このまま販売できそうなハードウェア作品としてのオレオレモジュールの作成についてご紹介しました。
この設計を書き込んだDIP基板を本当に販売して欲しい方がいらしたらご相談ください。

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