Voordelen en nadelen van SPI-interface en QSPI-interface voor klein LCD-scherm

     Sommige klantingenieurs zijn niet bekend met de SPI-interface en de QSPI-interface van een klein LCD-scherm en ze zullen problemen ondervinden in het ontwerp. Hier is een korte inleiding tot de voor- en nadelen van beide partijen. Allereerst is SPI een seriële perifere interface, die meestal vier regels heeft: SCLK (klok), MOSI (Master Send Slave ontvangen), miso (master ontvangen slave -verzending), SS (chip select); Terwijl QSPI wachtrij SPI is, een uitbreiding van SPI, die het aantal pinnen kan verminderen of de efficiëntie kan verbeteren. De voor- en nadelen van beide zijden zijn als volgt:

1. Fysieke pinnen en verbindingsmethoden

· SPI -interface:

Standard SPI gebruikt 4 onafhankelijke signaallijnen (exclusief vermogen/grond):

· SCLK (kloksignaal): synchrone klok geleverd door het masterapparaat;

· MOSI (Master Out Slave In): Master → Slave Data Transmission Line;

· Miso (master in slave out): Slave → Master Data Transmission Line;

· SS (Slave Select, Chip Select): Het masterapparaat selecteert het slave -apparaat (meerdere SS zijn vereist voor meerdere slaven).

Voor kleine schermen, als de driver IC alleen SPI ondersteunt, moet het meestal 4 IO-poorten bezetten (single slavenscenario), die bepaalde vereisten heeft voor PCB-lay-out.

· QSPI -interface:

QSPI is een uitgebreid protocol van SPI (sommige fabrikanten noemen het "quad-spi" of "Fast SPI"), wat het aantal fysieke interfaces vermindert door gegevenspennen te multiplexen. Typische QSPI behoudt slechts 3 kernsignaallijnen (sommige scenario's kunnen verder worden vereenvoudigd):

· SCLK (klok);

· IO0/IO1/IO2/IO3 (vierdraads gegevensbus, die flexibel kan worden geconfigureerd als invoer/uitvoer);

· SS (chip select, optioneel, vervangen door timing in sommige scenario's).

    In daadwerkelijke toepassingen versmolten QSPI-stuurprogramma's voor kleine schermen vaak MOSI/MISO-functies in de vierdraads gegevensbus (zoals het beheersen van de gegevensrichting door middel van instructies), en slechts 3 ~ 4 lijnen zijn nodig om bidirectionele communicatie te voltooien, het aanzienlijk reduceren van de bezettingsgraad van de pin (bijvoorbeeld, gemeenschappelijke kleine screen QSPI QSPI alleen 3 lijnen: SCLK+3 IO).

2. Communicatieprotocol en efficiëntie

· Communicatiekenmerken van SPI:

· Full-duplex-modus: terwijl het masterapparaat gegevens (MOSI) verzendt, kan het slave-apparaat gegevens retourneren (MISO). Theoretisch wordt 1 bit bidirectionele transmissie voltooid per klokcyclus;

· Instructie/gegevensscheiding: elke communicatie vereist eerst instructies (zoals "Write Register" en "Display Gegevens verzenden") en vervolgens de bijbehorende gegevens verzenden. Het proces is vastgesteld;

· Geen wachtrijmechanisme: het masterapparaat moet wachten tot het slave -apparaat de huidige bewerking (zoals gegevensontvangst/verwerking) voltooit voordat de volgende communicatie wordt geïnitieerd. De vertraging wordt beperkt door de responstijd van het slavenapparaat.

· Communicatiekenmerken van QSPI:

· Queue Transmission (wachtrij): ondersteunt het masterapparaat om meerdere instructies/gegevens in de FIFO -wachtrij in QSPI te laden en ze automatisch in volgorde uit te voeren zonder te wachten op de eerdere instructie om te voltooien (vergelijkbaar met "Instructiepijplijn");

· Flexibele gegevensrichting: door de configuratie van "instructiefase" en "datafase" kan dezelfde gegevensbus de invoer-/uitvoerrichting in verschillende fasen schakelen (bijvoorbeeld eerst schrijfinstructies verzenden en vervolgens continu display -gegevens verzenden);

· Hogere effectieve bandbreedte: hoewel de klokfrequentie van QSPI (meestal 10 ~ 50 MHz) vergelijkbaar is met SPI, is de werkelijke data -transmissie -efficiëntie hoger door de overhead van controlesignalen te verminderen (zoals geen extra SS -schakelen); Vooral in scenario's waar kleine schermen vaak moeten worden vernieuwd (zoals dynamische update van grafische interfaces), kan het wachtrijmechanisme van QSPI de frequentie van CPU -interventie verminderen.

3. Controle complexiteit en toepasselijke scenario's

· Toepasselijke scenario's voor SPI:

· De bestuurder IC ondersteunt alleen het SPI-protocol (oude of goedkope oplossingen);

· De schermfunctie is eenvoudig (zoals alleen tekstweergave, er is geen complexe instructiefwachtrij vereist);

· De belangrijkste besturings -IO ​​-bronnen zijn voldoende (niet nodig om pins te besparen).

Nadelen: veel pennen zijn bezet, complexe scenario's vereisen frequente omschakeling van instructies/gegevens, en de CPU moet elke stap van communicatie actief beheren.

· Toepasselijke scenario's voor QSPI:

· Driver ICS voor kleine schermen (zoals 0,96 ~ 2,8 inch) ondersteunen QSPI (reguliere oplossingen zoals ILI9341, ST7735, enz. Alle ondersteunen QSPI-modus);

· Moet het PCB -ontwerp vereenvoudigen (IO -poorten opslaan, geschikt voor geminiaturiseerde apparaten);

· Vereisen een hoog realtime of dynamisch display (zoals GUI-interface, animatie) en moet de wachttijd van de communicatie tussen de CPU en het scherm verminderen.

Voordelen: weinig pennen, flexibele protocollen, geschikt voor efficiënte interactie tussen microcontrollers met behulp van hulpbronnen (zoals MCU) en kleine schermen.

      Kortom, voor kleine LCD-schermen is QSPI een betere keuze: door pin-multiplexing- en wachtrijmechanisme, met behoud van voldoende transmissiesnelheid, PCB-ontwerp en masterbesturingsresource zijn sterk vereenvoudigd, wat vooral geschikt is voor scenario's die dynamisch display en beperkte ruimte vereisen. SPI is alleen van toepassing op extreme gevallen waarin het bestuurder IC geen QSPI ondersteunt of extreem eenvoudige functies heeft. Wanneer het daadwerkelijk selecteert, is het noodzakelijk om eerst de interface -specificaties van het scherm Driver IC te bevestigen (sommige schermen ondersteunen zowel SPI als QSPI, die kunnen worden geschakeld door pinnen te configureren). Shenzhen Hongjia Technology heeft 12 jaar professioneel onderzoek en ontwikkeling, productie en verkoop van 1,14-inch tot 12,1-inch LCD-schermen en bijpassende aanraakschermen. Er zijn verschillende maten SPI -interface en QSPI -interface LCD -schermen, die ook kunnen worden aangepast. Klanten zijn welkom bij e -mailadvies.