Mỗi khung dữ liệu dài từ 4 - 16 bit, tùy thuộc vào kích thước của dữ liệu được lập trình, và truyền bắt đầu với bit MSB. Có ba loại hình cơ bản mà có thể được chọn:
■ Nối tiếp đồng bộ Texas Instruments ■ Freescale SPI
■ MICROWIRE
Đối với cả ba định dạng, clock nối tiếp (SSIClk) không hoạt động trong khi SSI được nhàn rỗi, và SSIClk chuyển tiếp vào các tần số được lập trình chỉ hoạt động trong quá trình truyền hoặc nhận dữ liệu. Các giai đoạn rảnh của SSIClk được sử dụng để cung cấp một dấu hiệu cho thấy thời gian chờ nhận quá hạn xảy ra khi FIFO nhận vẫn còn chứa dữ liệu sau một thời gian quá hạn.
Đối với các định dạng khung Freescale SPI và MICROWIRE, pin khung nối tiếp (SSIFss) hoạt động mức thấp, và được duy trì (pulled down) trong suốt quá trình truyền tải toàn bộ khung.
Đối với định dạng khung nối tiếp đồng bộ Texas Instruments, các pin SSIFss tạo xung clock nối tiếp bắt đầu tại sườn lên, trước khi truyền của mỗi khung. Đối với các định dạng khung, cả SSI và thiết bị slave off-chip điều khiển dữ liệu đầu ra ở sườn lên của SSIClk, và chốt dữ liệu tại sườn xuống
Không giống như truyền dẫn song công của hai định dạng khung khác, các định dạng MICROWIRE sử dụng kỹ thuật tin nhắn master – slave đặc biệt, hoạt động bán song công. Trong chế độ này, khi một khung bắt đầu, một thông báo điều
khiển 8-bit được truyền đến các slave off-chip. Trong thời gian truyền, không có dữ liệu gửi được nhận bởi các SSI. Sau khi tin nhắn đã được gửi đi, các slave off-chip giải mã tin nhắn và sau khi chờ một xung đồng hồ nối tiếp sau khi bit cuối cùng của tin nhắn điều khiển 8bit đã được gửi đi, đáp trả với các yêu cầu dữ liệu. Các dữ liệu trả về có thể dài 4-16 bit, làm cho độ dài của khung ở bất cứ nơi nào là 13-25 bit.
4.2.4.1 Định dạng khung nối tiếp đồng bộ Texas Instruments
Hình 4-2 cho thấy định dạng khung nối tiếp đồng bộ Texas Instruments cho một khung truyền đơn
Hình 4-2. TI đồng bộ Serial Frame Format (đơn chuyển giao)
Trong chế độ này, SSIClk và SSIFss ở mức thấp, và các dòng dữ liệu truyền SSITx là tristate bất cứ khi nào SSI nhàn rỗi. SSIFss là xung cao trong 1 chu kỳ SSIClk. Giá trị được truyền cũng được truyền từ FIFO truyền tới thanh ghi chuyển đổi nối tiếp của logic truyền. Trên sườn lên kế tiếp của SSIClk, MSB của khung 4- 16-bit dữ liệu được dịch ra trên chân SSITx. Tương tự như vậy, MSB của dữ liệu nhận được được chuyển lên chân SSIRx bởi các thiết bị slave off-chip nối tiếp.
Cả SSI và các thiết bị slave off-chip nối tiếp sau xung clock mỗi bit dữ liệu vào bộ dịch nối tiếp trên sườn của mỗi SSIClk. Các dữ liệu nhận được được chuyển từ các bộ dịch nối tiếp đến FIFO nhận trên sườn lên đầu tiên của SSIClk sau khi LSB đã được chốt.
Hình 4-3 cho thấy định dạng khung nối tiếp đồng bộ Texas Instruments khi khung trước đã được truyền đi.
Hình 4-3. Định dạng khung nối tiếp đồng bộ TI (truyền liên tục)
4.2.4.2 Định dạng khung Freescale SPI
Các giao diện Freescale SPI là một giao diện bốn dây đối, tín hiệu SSIFss dùng để chọn slave. Tính năng chính của các định dạng Freescale SPI là trạng thái không hoạt động và pha của tín hiệu SSIClk được lập trình thông qua các bit SPO và SPH trong thanh ghi điều khiển SSISCR0.
SPO Clock Polarity Bit
Khi bit điều khiển phân cực SPO là thấp, nó tạo ra một giá trị trạng thái thấp ổn định trên SSIClk pin. Nếu bit SPO là cao, một trạng thái giá trị cao ổn định được đặt trên chân SSIClk khi dữ liệu được không được truyền.
SPH Phase Control Bit
Bit điều khiển pha SPH chọn các sườn xung đồng hồ để chụp dữ liệu và cho phép nó thay đổi trạng thái. Nó có ảnh hưởng nhất trên các bit đầu tiên truyền đi bằng cách cho phép hoặc không cho phép một sự chuyển đổi xung nhịp đồng hồ trước khi sườn dữ liệu đầu tiên được chụp. Khi bit SPH là thấp, dữ liệu được thu về trên sườn xung nhịp chuyển đổi đầu tiên. Nếu bit SPH là cao, dữ liệu được thu trên sườn xung nhịp chuyển đổi thứ hai.
4.2.4.7 Định dạng khung MICROWIRE
Hình 4-4 định dạng khung MICROWIRE truyền đơn
Hình 4-4.Định dạng MICROWIRE (Single Frame)
Định dạng MICROWIRE tương tự như định dạng SPI, trừ cách truyền là bán song thay vì song công, sử dụng kỹ thuật tin nhắn master - slave. Truyền nối tiếp bắt đầu với một từ điều khiển 8-bit được truyền đi từ SSI đến thiết bị slave off-chip. Trong thời gian truyền nay, không có dữ liệu được nhận bởi các SSI. Sau khi tin nhắn đã được gửi đi, các slave off-chip giải mã nó, sau khi chờ đợi một xung đồng hồ nối tiếp sau khi bit cuối cùng của tin nhắn kiểm soát 8-bit được gửi đi, đáp ứng những dữ liệu yêu cầu. Các dữ liệu trả về là từ 4-16 bit, làm cho tổng chiều dài khung từ 13-25 bit.
Trong cấu hình này, trong thời gian nhàn rỗi: ■ SSIClk ở mức thấp
■ SSIFss ở mức cao
■ Các đường truyền dữ liệu SSITx là tùy tiện ở mức thấp
Việc truyền được kích hoạt bằng cách ghi một byte điều khiển tới FIFO truyền. Sườn xuống của SSIFss tạo giá trị chứa trong các mục dưới cùng của FIFO truyền được truyền cho thanh ghi dịch của logic truyền, và MSB của khung điều khiển 8- bit được dịch chuyển ra ở chân SSITx. SSIFss vẫn còn ở mức thấp trong thời gian truyền khung. Pin SSIRx là tristate trong quá trình truyền này.
Thiết bị slave off-chip nối tiếp chốt mỗi bit điều khiển vào bộ ghi dịch nối tiếp trên sườn lên của mỗi SSIClk. Sau khi bit cuối cùng được chốt bởi các thiết bị slave, các byte điều khiển được giải mã trong một xung đồng hồ trạng thái chờ, và slave đáp ừng bằng cách truyền dữ liệu trở lại SSI. Mỗi bit được đưa vào đường SSIRx trên sườn xuống của SSIClk. SSI lần lượt chốt mỗi bit trên sườn lên của SSIClk. Khi kết thúc của khung, với truyền đơn, tín hiệu SSIFss được kéo lên cao trong một xung clock sau khi bit cuối cùng đã được chốt trong bộ dịch nối tiếp nhận, là nguyên nhân để dữ liệu được truyền cho FIFO nhận.
Lưu ý: Thiết bị slave có thể tristate các đường nhận hoặc trên sườn xuống của SSIClk sau khi đã chốt LSB do bộ ghi dịch nhận, hoặc khi pin SSIFss ở mức cao.
Đối với truyền liên tục, truyền dữ liệu bắt đầu và kết thúc theo cách thức giống như là truyền đơn. Tuy nhiên, đường SSIFss liên tục ở mức thấp và truyền dữ liệu liên tục. Các byte điều khiển của frame kế tiếp theo sau, sau khi LSB của dữ liệu
nhận được từ khung hiện hành. Mỗi giá trị nhận được truyền từ bộ ghi dịch nhận trên sườn xuống của SSIClk, sau khi LSB của khung đã được chốt vào SSI.
Hình 4-5. MICROWIRE Frame Format (liên tục chuyển giao)