Vor- und Nachteile der SPI-Schnittstelle und der QSPI-Schnittstelle für kleine LCD-Bildschirm

     Einige Kundeningenieure sind mit der SPI-Schnittstelle und der QSPI-Schnittstelle des kleinen LCD-Bildschirms nicht vertraut und haben Schwierigkeiten im Design. Hier finden Sie eine kurze Einführung in die Vor- und Nachteile beider Seiten. Erstens ist SPI eine serielle periphere Schnittstelle, die normalerweise vier Zeilen hat: SCLK (Uhr), MOSI (Master Send Slave Empfang), Miso (Master -Empfangs -Slave -Senden), SS (Chip -Select); Während QSPI die Warteschlange SPI ist, eine Erweiterung von SPI, die die Anzahl der Stifte verringern oder die Effizienz verbessern kann. Die Vor- und Nachteile beider Seiten sind wie folgt:

1. Physikalische Stifte und Verbindungsmethoden

· SPI -Schnittstelle:

Standard -SPI verwendet 4 unabhängige Signallinien (mit Ausnahme von Leistung/Masse):

· SCLK (Taktsignal): Synchrone Uhr, die vom Master -Gerät bereitgestellt wird;

· Mosi (Master -Sklave in): Master → Slave -Datenübertragungslinie;

· Miso (Master in Sklave Out): Slave → Stammdatenübertragungslinie;

· SS (Slave -Select, Chip Select): Das Master -Gerät wählt das Slave -Gerät aus (für mehrere Sklaven sind mehrere SS erforderlich).

Bei kleinen Bildschirmen muss der Fahrer-IC nur SPI unterstützt, normalerweise müssen 4 IO-Anschlüsse (ein Sklavenszenario) belegen, was bestimmte Anforderungen für das Layout von PCB enthält.

· QSPI -Schnittstelle:

QSPI ist ein erweitertes Protokoll von SPI (einige Hersteller nennen es "Quad-SPI" oder "Fast SPI"), wodurch die Anzahl der physikalischen Schnittstellen durch Multiplex-Datenstifte reduziert wird. Typische QSPI behält nur 3 Kernsignallinien bei (einige Szenarien können weiter vereinfacht werden):

· Sclk (Uhr);

· IO0/IO1/IO2/IO3 (Vier-Draht-Datenbus, der flexibel als Eingang/Ausgabe konfiguriert werden kann);

· SS (Chip auswählen, optional, ersetzt durch das Timing in einigen Szenarien).

    In den tatsächlichen Anwendungen verschmelzen QSPI-Treiber-ICs für kleine Bildschirme häufig MOSI/MISO-Funktionen in den Vier-Draht-Datenbus (z. B. die Steuerung der Datenrichtung durch Anweisungen), und nur 3 ~ 4 Zeilen werden benötigt, um die bidirektionale Kommunikation vollständig zu vervollständigen, wesentlich reduzieren die Belegung von PINs (z.

2. Kommunikationsprotokoll und Effizienz

· Kommunikationseigenschaften von SPI:

· Full-Duplex-Modus: Während das Master-Gerät Daten (MOSI) sendet, kann das Slave-Gerät Daten (MISO) zurückgeben. Theoretisch wird 1 Bit bidirektionaler Übertragung pro Taktzyklus abgeschlossen.

· Anweisung/Datenabteilung: Jede Kommunikation erfordert zuerst Anweisungen (z. B. "Register" und "Anzeigedaten") und dann das Senden der entsprechenden Daten. Der Prozess ist festgelegt;

· Kein Warteschlangenmechanismus: Das Master -Gerät muss darauf warten, dass das Slave -Gerät den aktuellen Betrieb (z. B. Datenempfang/-verarbeitung) abschließt, bevor die nächste Kommunikation initiiert wird. Die Verzögerung ist durch die Reaktionszeit des Sklavengeräts begrenzt.

· Kommunikationsmerkmale von QSPI:

· Warteschlangenübertragung (Warteschlange): Unterstützt das Master -Gerät, um mehrere Anweisungen/Daten in die FIFO -Warteschlange innerhalb von QSPI aufzuladen, und führen Sie sie automatisch nacheinander aus, ohne auf die vorherige Anweisung zu warten (ähnlich wie "Anweisungspipeline").

· Flexible Datenrichtung: Durch die Konfiguration der "Anweisungsphase" und "Datenphase" kann derselbe Datenbus die Eingabe-/Ausgabegrichtung in verschiedenen Stadien wechseln (z. B. zuerst Schreibanweisungen senden und dann kontinuierlich Anzeigedaten senden).

· Höhere effektive Bandbreite: Obwohl die Taktfrequenz von QSPI (normalerweise 10 ~ 50 MHz) der SPI ähnlich ist, ist die tatsächliche Datenübertragungseffizienz höher, indem der Overhead der Kontrollsignale reduziert wird (z. B. keine zusätzlichen SS -Schaltungen). Insbesondere in Szenarien, in denen kleine Bildschirme häufig aktualisiert werden müssen (z. B. dynamische Aktualisierung grafischer Schnittstellen), kann der Warteschlangenmechanismus von QSPI die Häufigkeit der CPU -Intervention verringern.

3.. Kontrollkomplexität und anwendbare Szenarien

· Anwendbare Szenarien für SPI:

· Der Treiber-IC unterstützt nur das SPI-Protokoll (alte oder kostengünstige Lösungen).

· Die Bildschirmfunktion ist einfach (z. B. nur Textanzeige, keine komplexe Anweisungswarteschlange ist erforderlich).

· Die Hauptsteuerungs -IO ​​-Ressourcen sind ausreichend (keine Notwendigkeit, Stifte zu sparen).

Nachteile: Viele Stifte sind besetzt, komplexe Szenarien erfordern häufige Wechsel von Anweisungen/Daten, und die CPU muss jeden Kommunikationsschritt aktiv verwalten.

· Anwendbare Szenarien für QSPI:

· Treiber-ICs für kleine Bildschirme (z. B. 0,96 ~ 2,8 Zoll) unterstützen QSPI (Mainstream-Lösungen wie ILI9341, ST7735 usw. Alle unterstützen den QSPI-Modus);

· Müssen das PCB -Design vereinfachen (speichern IO -Anschlüsse, geeignet für miniaturisierte Geräte);

· Erfordern Sie eine hohe Echtzeit- oder dynamische Anzeige (z. B. GUI-Schnittstelle, Animation) und müssen die Wartezeit zwischen der CPU und dem Bildschirm verkürzen.

Vorteile: Nur wenige Stifte, flexible Protokolle, geeignet für eine effiziente Wechselwirkung zwischen ressourcenbeschränkten Mikrocontrollern (wie MCU) und kleinen Bildschirmen.

      Kurz gesagt, für kleine LCD-Bildschirme ist QSPI eine bessere Wahl: Durch Pin-Multiplex- und Warteschlangenmechanismus sind die Nutzung der Übertragungsrate, des PCB-Designs und der Master-Steuerungsressourcenverbrauch stark vereinfacht, was besonders für Szenarien geeignet ist, für die dynamisches Display und begrenzter Raum geeignet sind. SPI gilt nur für Extremfälle, in denen der Treiber -IC QSPI nicht unterstützt oder über äußerst einfache Funktionen verfügt. Bei der Auswahl müssen zunächst die Schnittstellenspezifikationen des Bildschirm -Treiber -IC bestätigt werden (einige Bildschirme unterstützen sowohl SPI als auch QSPI, die durch Konfigurieren von Pins umgeschaltet werden können). Die Shenzhen Hongjia Technology hat 12 Jahre professionelle Forschung und Entwicklung, Produktion und Verkauf von 1,14 Zoll bis 12,1-Zoll-LCD-Bildschirmen und passenden Touchscreens. Es gibt verschiedene Größen der SPI -Schnittstelle und der QSPI -Schnittstelle LCD -Bildschirme, die ebenfalls angepasst werden können. Kunden sind herzlich eingeladen bei der E -Mail -Beratung.