Fordele og ulemper ved SPI-interface og QSPI-interface til LCD-skærm i små størrelser

     Nogle kundeingeniører er ikke bekendt med SPI-interface og QSPI-interface på LCD-skærm med små størrelse, og de vil støde på vanskeligheder i design. Her er en kort introduktion til fordele og ulemper ved begge sider. Først og fremmest er SPI en seriel perifer grænseflade, som normalt har fire linjer: SCLK (ur), MOSI (Master Send Slave Modtag), Miso (Master Modtag Slave Send), SS (Chip Select); Mens QSPI er kø SPI, som er en udvidelse af SPI, hvilket kan reducere antallet af stifter eller forbedre effektiviteten. Fordelene og ulemperne ved begge sider er som følger:

1. fysiske stifter og forbindelsesmetoder

· SPI -interface:

Standard SPI bruger 4 uafhængige signallinjer (eksklusive effekt/jord):

· SCLK (ursignal): synkron ur leveret af masterenheden;

· MOSI (Master Out Slave In): Master → Slavedatatransmissionslinje;

· Miso (Master in Slave Out): Slave → Master Data Transmission Line;

· Ss (Slave Select, Chip Select): Masterenheden vælger slaveenheden (flere SS er påkrævet for flere slaver).

For små skærme, hvis driveren IC kun understøtter SPI, skal den normalt besætte 4 IO-porte (enkelt slavescenarie), som har visse krav til PCB-layout.

· QSPI -interface:

QSPI er en udvidet protokol af SPI (nogle producenter kalder det "Quad-SPI" eller "Fast SPI"), hvilket reducerer antallet af fysiske grænseflader ved multiplexing-datapins. Typisk QSPI bevarer kun 3 kernesignallinjer (nogle scenarier kan forenkles yderligere):

· Sclk (ur);

· Io0/io1/io2/io3 (fire-lednings databus, som kan være fleksibelt konfigureret som input/output);

· Ss (Chip Select, Valgfrit, erstattet af timing i nogle scenarier).

    I faktiske applikationer fletter QSPI-driver ICS til skærme i små størrelser ofte MOSI/MISO-funktioner i fire-ledningsdatabussen (såsom styring af datasetningen gennem instruktioner), og kun 3 ~ 4 linjer er nødvendige for at komplet tovejs kommunikation, hvilket reducerer pin-besættelsen (for eksempel almindelig lille-screen QSPI kun kræver 3 linjer: Sclk+3 io).

2. Kommunikationsprotokol og effektivitet

· Kommunikationskarakteristika for SPI:

· Fuld-duplex-tilstand: Mens masterenheden sender data (MOSI), kan slaveenheden returnere data (MISO). Teoretisk er 1 bit tovejs transmission afsluttet pr. Urcyklus;

· Instruktion/dataadskillelse: Hver kommunikation kræver først at sende instruktioner (f.eks. "Skrivregister" og "Send displaytata") og derefter sende de tilsvarende data. Processen er fast;

· Ingen køstemekanisme: Masterenheden skal vente på, at slaveenheden skal gennemføre den aktuelle operation (f.eks. Data modtagelse/-behandling), før den næste kommunikation indledes. Forsinkelsen er begrænset af responstiden for slaveenheden.

· Kommunikationsfunktioner af QSPI:

· Køoverførsel (kø): Understøtter masterenheden til at forudindlæse flere instruktioner/data i FIFO -køen inde i QSPI og udfører dem automatisk i rækkefølge uden at vente på, at den forrige instruktion skal afsluttes (svarende til "Instruktionsrørledning");

· Fleksibel datasretning: Gennem konfigurationen af ​​"Instruktionsfase" og "Datafase" kan den samme databus skifte input/outputretning på forskellige trin (for eksempel sende skriveinstruktioner først og derefter sende displaydata kontinuerligt);

· Højere effektiv båndbredde: Selvom urfrekvensen af ​​QSPI (normalt 10 ~ 50MHz) ligner SPI, er den faktiske datatransmissionseffektivitet højere ved at reducere styresignalernes overhead (såsom ingen yderligere SS -switching); Især i scenarier, hvor små skærme skal opdateres ofte (såsom dynamisk opdatering af grafiske grænseflader), kan QSPIs køstemekanisme reducere hyppigheden af ​​CPU -intervention.

3. Kontrolkompleksitet og relevante scenarier

· Gældende scenarier for SPI:

· Driveren IC understøtter kun SPI-protokollen (gamle eller lave omkostningsopløsninger);

· Skærmfunktionen er enkel (f.eks. Tekstvisning, ingen kompleks instruktionskø er påkrævet);

· De vigtigste kontrol -IO -ressourcer er tilstrækkelige (ingen grund til at gemme stifter).

Ulemper: Mange stifter er optaget, komplekse scenarier kræver hyppig skift af instruktioner/data, og CPU'en skal aktivt styre hvert kommunikationstrin.

· Gældende scenarier for QSPI:

· Driver ICS til skærme i små størrelser (såsom 0,96 ~ 2,8 tommer) understøtter QSPI (mainstream-løsninger såsom ILI9341, ST7735 osv. Alle understøtter QSPI-tilstand);

· Brug for at forenkle PCB -design (Gem IO -porte, egnet til miniaturiserede enheder);

· Kræv høje realtids- eller dynamiske display (såsom GUI-interface, animation) og er nødt til at reducere kommunikationens ventetid mellem CPU og skærmen.

Fordele: Få stifter, fleksible protokoller, der er egnede til effektiv interaktion mellem ressourcebegrænsede mikrokontrollere (såsom MCU) og små skærme.

      Kort sagt, for LCD-skærme i små størrelser, er QSPI et bedre valg: gennem PIN-multiplexing og kømekanisme, mens man opretholder tilstrækkelig transmissionshastighed, er PCB-design og master kontrolressourceforbrug meget forenklet, hvilket er især egnet til scenarier, der kræver dynamisk visning og begrænset plads. SPI er kun anvendelig i ekstreme tilfælde, hvor driver IC ikke understøtter QSPI eller har ekstremt enkle funktioner. Når det faktisk vælger, er det nødvendigt først at bekræfte grænsefladespecifikationerne for skærmdriver IC (nogle skærme understøtter både SPI og QSPI, som kan skiftes ved at konfigurere stifter). Shenzhen HonGjia Technology har 12 års professionel forskning og udvikling, produktion og salg på 1,14 tommer til 12,1-tommer LCD-skærme og matchende berøringsskærme. Der er forskellige størrelser af SPI -interface og QSPI -interface LCD -skærme, som også kan tilpasses. Kunder er velkomne til e -mail -konsultation.