บน 21/06/2024 467

SPI demystified สำรวจพื้นฐานของส่วนต่อพ่วงต่อพ่วงอนุกรม

โปรโตคอลส่วนต่อพ่วงต่อพ่วงแบบอนุกรม (SPI) ปรากฏเป็นรากฐานที่สำคัญในขอบเขตของการสื่อสารดิจิตอลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบฝังตัวที่ต้องการการแลกเปลี่ยนข้อมูลความเร็วสูงที่แข็งแกร่งเดิมทีพัฒนาขึ้นเพื่ออำนวยความสะดวกในการไหลของข้อมูลที่ไร้รอยต่อระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง SPI แยกแยะตัวเองด้วยความสามารถแบบเต็มเพล็กซ์แบบซิงโครนัสเพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารแบบสองทิศทางพร้อมกันโปรโตคอลนี้ใช้สถาปัตยกรรมสแลฟหลักโดยใช้สี่บรรทัดหลัก-นายทหารออก, ทาสใน (mosi);Master in, Slave Out (MISO);นาฬิกา (SCK);และ Slave Select (SS) - เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ควบคุมและมีประสิทธิภาพสำหรับการส่งข้อมูลด้วยการสนับสนุนโหมดการปฏิบัติงานและการกำหนดค่าที่หลากหลายรวมถึงการตั้งค่า 3 สายและหลาย II, SPI ปรับให้เข้ากับความต้องการทางเทคโนโลยีที่หลากหลายซึ่งสนับสนุนการใช้งานที่กว้างขวางในภาคต่างๆเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ระบบควบคุมอุตสาหกรรมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของผู้บริโภคการสำรวจเชิงลึกนี้นำไปสู่ความซับซ้อนทางเทคนิคของ SPI หารือเกี่ยวกับการกำหนดค่าประเภทการทำธุรกรรมและการเขียนโปรแกรมควบคู่ไปกับบทบาทสำคัญในการออกแบบและระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: บัสอินเทอร์เฟซต่อพ่วงอนุกรม (SPI)

ความสามารถและลักษณะของ SPI

บัสอินเทอร์เฟซต่อพ่วงแบบอนุกรม (SPI) เป็นกุญแจสำคัญสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลที่รวดเร็วเต็มรูปแบบการถ่ายโอนข้อมูลแบบซิงโครนัสระหว่างอุปกรณ์หลักและอุปกรณ์ทาสหลายตัวซึ่งแตกต่างจากโปรโตคอลอื่น ๆ SPI ใช้สี่บรรทัดหลัก: Master Out, Slave in (MOSI), Master In, Slave Out (MISO), นาฬิกา (SCK) และ Slave Select (SS)การตั้งค่านี้ช่วยให้การจัดการข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ

รูปที่ 2: การกำหนดค่า Master-Slave

ในระบบ SPI ข้อมูลจะไหลไปพร้อมกันทั้งสองทิศทางช่วยให้การสื่อสารแบบเรียลไทม์ต้นแบบส่งข้อมูลไปยังทาสผ่านสาย MOSI และรับข้อมูลจากทาสผ่านสายมิโซะในเวลาเดียวกันอุปกรณ์ SPI สามารถส่งข้อมูลเริ่มต้นด้วยบิตที่สำคัญที่สุด (MSB) หรือบิตที่สำคัญน้อยที่สุด (LSB)สิ่งนี้ต้องใช้การกำหนดค่าอย่างระมัดระวังตามแผ่นข้อมูลของอุปกรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าลำดับบิตที่ถูกต้องตัวอย่างเช่นในโครงการ Arduino การปฏิบัติตามแนวทางการกำหนดค่าพอร์ต SPI โดยละเอียดจำเป็นต้องใช้เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดของอุปกรณ์เฉพาะตามที่ระบุไว้ในการอ้างอิงทางเทคนิคและแผ่นข้อมูล

รูปที่ 3: ขั้วนาฬิกาและเฟส

ความแม่นยำของการถ่ายโอนข้อมูลใน SPI ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าโพลาไรซ์นาฬิกา (CPOL) และเฟส (CPHA) อย่างถูกต้องซึ่งกำหนดวิธีการจัดตำแหน่งบิตข้อมูลและถูกจับในระหว่างการสื่อสารSPI รองรับสี่โหมดเพื่อรองรับความต้องการเวลาที่แตกต่างกัน:

•โหมด 0 (cpol = 0, cpha = 0)

นาฬิกาไม่ได้ใช้งานต่ำบิตข้อมูลจะถูกจับบนขอบที่เพิ่มขึ้นของนาฬิกาและส่งบนขอบที่ตกลงมาข้อมูลจะต้องพร้อมก่อนชีพจรนาฬิกาที่เพิ่มขึ้นครั้งแรก

•โหมด 1 (CPOL = 0, CPHA = 1)

นาฬิกาไม่ได้ใช้งานต่ำบิตข้อมูลจะถูกจับที่ขอบที่ตกลงมาและส่งบนขอบที่เพิ่มขึ้นถัดไป

•โหมด 2 (CPOL = 1, CPHA = 0)

นาฬิกาไม่ได้ใช้งานสูงข้อมูลถูกบันทึกไว้ที่ขอบที่ตกลงมาและส่งบนขอบที่เพิ่มขึ้นข้อมูลจะต้องพร้อมก่อนชีพจรนาฬิกาที่ตกลงมาครั้งแรก

•โหมด 3 (CPOL = 1, CPHA = 1)

นาฬิกาไม่ได้ใช้งานสูงบิตข้อมูลจะถูกจับที่ขอบที่เพิ่มขึ้นและส่งบนขอบที่ตกลงมา

แต่ละโหมดช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของข้อมูลโดยจัดตำแหน่งบิตข้อมูลอย่างแม่นยำกับการเปลี่ยนนาฬิกาป้องกันการทุจริตข้อมูลและสร้างความมั่นใจว่าการแลกเปลี่ยนที่เชื่อถือได้ระหว่างอุปกรณ์หลักและอุปกรณ์ทาส

อภิธานศัพท์คำสำคัญ

เพื่อให้เข้าใจโปรโตคอล SPI จำเป็นต้องทราบคำสำคัญต่อไปนี้ที่กำหนดการโต้ตอบของอุปกรณ์:

CLK (นาฬิกาอนุกรม): นี่คือสัญญาณเวลาที่ควบคุมโดยอุปกรณ์หลักซึ่งกำหนดว่าจะสุ่มตัวอย่างบิตข้อมูลและเลื่อนระหว่างการสื่อสารมันตั้งค่าจังหวะสำหรับการส่งข้อมูลข้ามบัส SPI

SSN (Slave Select): สัญญาณควบคุมที่ใช้งานอยู่ต่ำนี้จัดการโดย Master เลือกอุปกรณ์ Slave ที่ใช้งานอยู่สำหรับการสื่อสารเมื่อสัญญาณนี้ต่ำแสดงว่าอุปกรณ์ทาสพร้อมที่จะรับข้อมูลจากหรือส่งข้อมูลไปยังต้นแบบ

Mosi (Master Out, Slave In): ช่องข้อมูลนี้ส่งข้อมูลจากต้นแบบไปยังทาสข้อมูลไหลผ่านบรรทัดนี้ตามสัญญาณนาฬิกาเพื่อให้แน่ใจว่าบิตจะถูกส่งตามลำดับจากต้นแบบไปยังทาสหนึ่งหรือมากกว่า

MISO (Master In, Slave Out): นี่คือเส้นทางข้อมูลสำหรับการส่งข้อมูลจากทาสกลับไปที่อาจารย์มันเติมเต็มสาย MOSI ทำให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลสองทางภายในกรอบ SPI

CPOL (ขั้วนาฬิกา): การตั้งค่านี้กำหนดว่าสายนาฬิกาสูงหรือต่ำเมื่อไม่มีการส่งข้อมูลเกิดขึ้นมันมีผลต่อความเสถียรของสถานะว่างและความพร้อมสำหรับการส่งข้อมูลครั้งต่อไป

CPHA (เฟสนาฬิกา): สิ่งนี้ระบุว่าควรสุ่มตัวอย่างข้อมูลเมื่อใด - ทั้งบนขอบนาฬิกาที่จุดเริ่มต้นของรอบหรือขอบที่เกิดขึ้นในช่วงกลางของรอบมันเป็นกุญแจสำคัญในการจัดตำแหน่งบิตข้อมูลอย่างแม่นยำกับพัลส์นาฬิกา

การเชื่อมต่อการควบคุมด้วยวิธีการ Slave Select และ Daisy Chain

รูปที่ 4: การกำหนดค่าหลายสลาฟ-เลือก

เมื่ออุปกรณ์ Master SPI สื่อสารกับทาสหลายตัวทาสแต่ละตัวจะมีบรรทัด Slave Select (SS) ของตัวเองการตั้งค่านี้ป้องกันการชนกันของข้อมูลและทำให้มั่นใจได้ว่าคำสั่งหรือข้อมูลที่ส่งโดยต้นแบบเข้าถึงเฉพาะทาสที่ตั้งใจไว้เพียงหนึ่งบรรทัด SS ควรใช้งานทีละเส้นเพื่อหลีกเลี่ยงความขัดแย้งกับอาจารย์ในบรรทัด Slave Out (MISO) ซึ่งอาจทำให้ข้อมูลเสียหายหากไม่จำเป็นต้องใช้การสื่อสารกลับจากทาสหลักสามารถเปิดใช้งานหลายบรรทัด SS เพื่อออกอากาศคำสั่งหรือข้อมูลไปยังหลายทาสพร้อมกัน

สำหรับระบบที่ต้องการอุปกรณ์ทาสมากกว่าพิน I/O ที่มีอยู่ในหลักการขยายตัว I/O โดยใช้ฮาร์ดแวร์เช่นตัวถอดรหัสหรือ demultiplexer (เช่นใช้ 74hc (t) 238)สิ่งนี้ช่วยให้ต้นแบบคนเดียวสามารถจัดการทาสจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการถอดรหัสสายควบคุมสองสามเส้นลงในสาย SS หลายสาย

รูปที่ 5: การกำหนดค่า Daisy-Chain

การกำหนดค่า Daisy-Chain

โทโพโลยี Daisy-Chain เชื่อมต่ออุปกรณ์ทาสหลายตัวในซีรีส์โดยใช้สาย SS เดียวต้นแบบส่งข้อมูลไปยังทาสคนแรกซึ่งประมวลผลและส่งผ่านไปยังทาสคนต่อไปสิ่งนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งทาสคนสุดท้ายซึ่งสามารถส่งข้อมูลกลับไปยังต้นแบบผ่านทางสายมิโซะการกำหนดค่านี้ทำให้การเดินสายง่ายขึ้นและมีประโยชน์ในแอพพลิเคชั่นเช่นอาร์เรย์ LED ที่ควบคุมตามลำดับซึ่งอุปกรณ์แต่ละตัวต้องการข้อมูลที่ส่งผ่านรุ่นก่อน

วิธีนี้ต้องใช้เวลาและการจัดการข้อมูลที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละทาสตีความและส่งต่อข้อมูลอย่างถูกต้องSPI Master จะต้องจัดการนาฬิกาและการไหลของข้อมูลอย่างพิถีพิถันเพื่อรองรับความล่าช้าในการแพร่กระจายและเวลาการตั้งค่าสำหรับแต่ละทาสในห่วงโซ่

กลยุทธ์สำหรับการเขียนโปรแกรมที่มีประสิทธิภาพใน SPI

การเขียนโปรแกรมสำหรับ SPI เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์กับอุปกรณ์ต่อพ่วง SPI ในตัวเพื่อเปิดใช้งานการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงสำหรับผู้ใช้ Arduino มีสองวิธีหลักในการใช้การสื่อสาร SPI:

ใช้คำสั่ง Shift

วิธีแรกใช้คำสั่ง shiftin () และ shiftout ()คำสั่งที่ขับเคลื่อนด้วยซอฟต์แวร์เหล่านี้ช่วยให้มีความยืดหยุ่นในการเลือกพินและสามารถใช้กับหมุด I/O ดิจิตอลใด ๆความเก่งกาจนี้มีประโยชน์สำหรับการตั้งค่าฮาร์ดแวร์ต่างๆอย่างไรก็ตามเนื่องจากวิธีนี้ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์ในการจัดการกับการจัดการบิตและเวลาจึงทำงานด้วยความเร็วที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ SPI ที่ขับเคลื่อนด้วยฮาร์ดแวร์

ใช้ห้องสมุด SPI

วิธีที่สองมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเกี่ยวข้องกับการใช้ไลบรารี SPI ซึ่งเข้าถึงฮาร์ดแวร์ Onboard SPI ของ Arduino โดยตรงส่งผลให้อัตราแลกเปลี่ยนข้อมูลเร็วขึ้นมากอย่างไรก็ตามวิธีนี้ จำกัด การใช้กับพินที่ออกแบบโดยเฉพาะที่กำหนดโดยสถาปัตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร์

เมื่อการเขียนโปรแกรมการสื่อสาร SPI มีความสำคัญที่จะทำตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจากแผ่นข้อมูลซึ่งรวมถึงการตั้งค่าบิตลำดับที่ถูกต้อง (MSB หรือ LSB ก่อน) และการกำหนดค่าเฟสนาฬิกา (CPHA) และขั้ว (CPOL) อย่างแม่นยำไลบรารี SPI ใน Arduino มีฟังก์ชั่นเช่น setBitOrder (), setDatamode () และ setClockDivider () เพื่อปรับพารามิเตอร์เหล่านี้เพื่อให้มั่นใจว่าการโต้ตอบที่ราบรื่นและเข้ากันได้กับอุปกรณ์ SPI ต่างๆ

สำหรับบอร์ด Arduino การจัดการพินชิปเลือก (CS) เป็นสิ่งจำเป็นบอร์ดรุ่นเก่าเช่น Arduino Uno ต้องการการควบคุมด้วยตนเองของ PIN นี้เพื่อเริ่มต้นและสิ้นสุดการสื่อสารในความแตกต่างรุ่นใหม่เช่น Arduino เนื่องจากข้อเสนอการควบคุม CS อัตโนมัติทำให้การดำเนินการ SPI ง่ายขึ้นและเชื่อถือได้มากขึ้น

การกำหนดค่า SPI Bus: การตั้งค่า 3 สายและ multi-io

โปรโตคอล SPI ปรับให้เข้ากับความต้องการในการปฏิบัติงานที่หลากหลายผ่านการกำหนดค่าที่แตกต่างกันรวมถึงการตั้งค่า 4 สายมาตรฐานรวมถึงรูปแบบเฉพาะเช่นโหมด 3 สายและหลายโหมด

รูปที่ 6: การกำหนดค่า 3 สาย

การกำหนดค่า 3 สาย

โหมด 3 สายรวมหลักออกไปทาสใน (MOSI) และหลักในบรรทัด Slave Out (MISO) ลงในสายข้อมูลแบบสองทิศทางเดียวสิ่งนี้จะช่วยลดจำนวนหมุดที่ต้องการทั้งหมดเป็นสาม: สายข้อมูลรวมสายนาฬิกา (CLK) และ Slave Select Line (SS)การทำงานในโหมด Half-Duplex การตั้งค่านี้สามารถส่งหรือรับข้อมูลได้ในเวลาใดก็ได้ แต่ไม่ใช่ทั้งคู่พร้อมกันในขณะที่การลดจำนวนพินเป็นประโยชน์สำหรับอุปกรณ์ที่มีความพร้อมใช้งาน GPIO ที่ จำกัด การตั้งค่านี้ยัง จำกัด ปริมาณงานเหมาะสำหรับการใช้งานที่การอนุรักษ์พื้นที่และความเรียบง่ายของฮาร์ดแวร์เป็นลำดับความสำคัญและการส่งข้อมูลความเร็วสูงมีความเสี่ยงน้อยกว่า

รูปที่ 7: การกำหนดค่าแบบ multi-io

การกำหนดค่าแบบหลาย io

การกำหนดค่า Multi-IO รวมถึงโหมด Dual และ Quad I/O ขยายสายข้อมูลเกินบรรทัดเดียวที่เห็นใน SPI แบบดั้งเดิมโหมดเหล่านี้ใช้สองหรือสี่บรรทัดสำหรับการส่งข้อมูลช่วยให้อัตราข้อมูลที่เร็วขึ้นมากโดยการเปิดใช้งานการไหลของข้อมูลแบบสองทิศทางพร้อมกันความสามารถนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งความเร็วกำลังตกตะกอน

ual i/o: ใช้สองสายข้อมูลเพิ่มอัตราการถ่ายโอนข้อมูลเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับการตั้งค่าบรรทัดเดียวมาตรฐาน

Quad I/O: ใช้สายข้อมูลสี่สายเพิ่มปริมาณงานและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโหมดนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินการดำเนินการในสถานที่ (XIP) โดยตรงจากอุปกรณ์หน่วยความจำที่ไม่ระเหยเช่นที่เก็บแฟลชซึ่งสามารถส่งข้อมูลบนทั้งสี่บรรทัดพร้อมกัน

โหมด I/O ที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านี้เชื่อมช่องว่าง ระหว่างอินเทอร์เฟซแบบขนานแบบดั้งเดิมซึ่งโดยทั่วไปจะต้องใช้พินมากขึ้นสำหรับ อัตราข้อมูลที่เทียบเคียงได้และการตั้งค่าอนุกรมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการเพิ่มไฟล์ จำนวนบรรทัดข้อมูลการกำหนดค่า multi-io ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในขณะที่ รักษาสมดุลระหว่างจำนวนพินและประสิทธิภาพการดำเนินงานทำให้พวกเขา เหมาะสำหรับแอพพลิเคชั่นข้อมูลความเร็วสูงที่หลากหลาย

ดำเนินการทำธุรกรรมการเขียน SPI อย่างง่าย

การดำเนินการทำธุรกรรมการเขียนไปยังหน่วยความจำ SPI Flash เกี่ยวข้องกับลำดับคำสั่งที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์ของข้อมูลและการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพระหว่างต้นแบบและอุปกรณ์ทาสการดำเนินการเริ่มต้นด้วยการเปิดใช้งานบรรทัด Slave Select (SS) ส่งสัญญาณอุปกรณ์ Slave เป้าหมายเพื่อเริ่มเซสชันการสื่อสารขั้นตอนนี้เป็นหลักเนื่องจากเตรียมอุปกรณ์ทาสเฉพาะเพื่อรับข้อมูล

หลังจากเปิดใช้งานสาย SS มาสเตอร์จะส่งคำสั่งการเขียนพร้อมกับไบต์ข้อมูลที่ต้องการคำสั่งนี้มักจะระบุการกระทำที่จะดำเนินการเช่น 'การลงทะเบียนสถานะการเขียน' ตามด้วยข้อมูลไบต์ที่กำหนดเนื้อหาใหม่ของการลงทะเบียนความแม่นยำในขั้นตอนนี้เป็นแบบไดนามิกข้อผิดพลาดใด ๆ ในคำสั่งหรือข้อมูลสามารถนำไปสู่การกำหนดค่าที่ไม่ถูกต้องหรือการทุจริตของข้อมูลในช่วงนี้สาย MISO ยังคงอยู่ในสถานะที่มีความต้านทานสูงเพื่อป้องกันไม่ให้ข้อมูลใด ๆ ถูกส่งกลับไปยังอาจารย์การตั้งค่านี้ทำให้การทำธุรกรรมง่ายขึ้นโดยมุ่งเน้นที่การส่งข้อมูลไปยังทาสเท่านั้น

เมื่อการส่งข้อมูลเสร็จสมบูรณ์หลักจะปิดการใช้งานสาย SS ซึ่งทำเครื่องหมายสิ้นสุดการทำธุรกรรมการปิดใช้งานนี้บอกอุปกรณ์ทาสว่าเซสชันการสื่อสารสิ้นสุดลงทำให้สามารถกลับไปที่สแตนด์บายและประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ

วิธีการทำธุรกรรมการอ่าน SPI?

การทำธุรกรรมการอ่านจากหน่วยความจำ SPI Flash เกี่ยวข้องกับกระบวนการทีละขั้นตอนเพื่อแยกข้อมูลออกจากอุปกรณ์ทาสอย่างแม่นยำการดำเนินการนี้ต้องส่งคำสั่งอ่านเฉพาะไปยังทาสตามด้วยการดึงข้อมูลตามลำดับกระบวนการเริ่มต้นด้วยการเปิดใช้งานบรรทัด Slave Select (SS)แยกและกำหนดเป้าหมายอุปกรณ์ทาสเฉพาะสำหรับการสื่อสารเพื่อให้มั่นใจว่าคำสั่งนั้นจะถูกส่งไปยังทาสที่ตั้งใจไว้โดยเฉพาะ

ขั้นตอนที่ 1: ส่งคำสั่งอ่าน

เมื่อเลือกทาสแล้วต้นแบบจะส่งคำแนะนำการอ่านคำสั่งนี้เริ่มต้นการถ่ายโอนข้อมูลจากทาสไปยังต้นแบบความแม่นยำในคำสั่งนี้เป็นกุญแจสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าทาสเข้าใจว่ามีการร้องขอข้อมูลใด

ขั้นตอนที่ 2: การดึงข้อมูล

หลังจากส่งคำแนะนำทาสจะเริ่มส่งข้อมูลที่ร้องขอกลับไปยังอาจารย์ผ่านสายหลัก Slave Out (MISO)การส่งข้อมูลนี้เกิดขึ้นในรอบนาฬิกาหลายรอบควบคุมโดยนาฬิกาของมาสเตอร์ต้นแบบอ่านไบต์ข้อมูลตามลำดับโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับจำนวนไบต์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าตามข้อกำหนดของคำสั่ง

รูปที่ 8: ธุรกรรม Quad IO SPI

เพิ่มการถ่ายโอนข้อมูลด้วยธุรกรรม Quad IO SPI

โหมด Quad IO SPI ช่วยเพิ่มการสื่อสารหน่วยความจำแฟลชโดยใช้สายข้อมูลสองทิศทางการตั้งค่านี้ช่วยเพิ่มอัตราการถ่ายโอนข้อมูลอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการกำหนดค่า SPI แบบเดี่ยวหรือคู่

รายละเอียดของโหมด Quad IO

ธุรกรรมเริ่มต้นเมื่ออุปกรณ์หลักส่งคำสั่ง 'อ่านเร็ว'คำสั่งนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยเฉพาะเพื่อเพิ่มความเร็วในกระบวนการอ่านซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการเข้าถึงข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็วเช่นในการคำนวณประสิทธิภาพสูงและระบบฝังตัวขั้นสูง

หลังจากส่งคำสั่งมาสเตอร์ส่งที่อยู่ 24 บิตที่อยู่นี้ระบุตำแหน่งที่แน่นอนในหน่วยความจำแฟลชซึ่งต้องอ่านข้อมูลตามที่อยู่จะส่งบิตโหมด 8 บิตบิตโหมดเหล่านี้กำหนดค่าพารามิเตอร์การอ่านของอุปกรณ์ทาสโดยปรับการดำเนินการเพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจง

เมื่อตั้งค่าคำสั่งและพารามิเตอร์อุปกรณ์ทาสจะเริ่มส่งข้อมูลกลับไปยังต้นแบบข้อมูลจะถูกส่งในหน่วย 4 บิต (nibbles) ในสี่บรรทัดโดยมีการจัดสรรปริมาณการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับโหมด SPI มาตรฐาน

ข้อดีของโหมด quad io

การใช้สี่บรรทัด I/O ในโหมด Quad IO ไม่เพียง แต่เพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมและประสิทธิภาพของอินเทอร์เฟซการกำหนดค่านี้ช่วยลดเวลาที่จำเป็นสำหรับการเข้าถึงข้อมูลและการดำเนินการอย่างมีนัยสำคัญทำให้เหมาะสำหรับการดำเนินการหน่วยความจำแฟลชขั้นสูง

การใช้ SPI แบบฝึกหัดสำหรับการทำธุรกรรม Quad IO

เครื่องมือออกกำลังกาย SPI นั้นมีค่าสำหรับการจัดการธุรกรรมที่ซับซ้อนเหล่านี้รองรับภาษาคำสั่งที่มีประสิทธิภาพทำให้การเปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่นระหว่างโหมดการทำงานที่แตกต่างกันเช่นการสลับจากการตั้งค่า 4 สายมาตรฐานเป็นโหมด Quad IO-ในการทำธุรกรรมเดียวความยืดหยุ่นนี้อำนวยความสะดวกในการทดสอบและการดีบักของการกำหนดค่า SPI อย่างมีประสิทธิภาพทำให้ระบบสามารถใช้ประโยชน์จากความสามารถของเทคโนโลยี Quad IO ได้อย่างเต็มที่

ภาพรวมของการทำธุรกรรมรถบัส SPI

โปรโตคอลบัส SPI (ต่อพ่วงต่อพ่วง) ในขณะที่ไม่ได้มาตรฐานในโครงสร้างสตรีมข้อมูลโดยทั่วไปจะใช้รูปแบบ de พฤตินัยที่ทำให้มั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้และการทำงานร่วมกันในอุปกรณ์จากผู้ผลิตที่แตกต่างกันความยืดหยุ่นนี้ทำให้ SPI เป็นตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ตั้งแต่การรวบรวมข้อมูลเซ็นเซอร์อย่างง่ายไปจนถึงหน่วยความจำที่ซับซ้อนและงานการสื่อสาร

รูปแบบการทำธุรกรรมทั่วไป

อุปกรณ์ SPI ส่วนใหญ่ปฏิบัติตามรูปแบบทั่วไปในกระบวนการแลกเปลี่ยนข้อมูลโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนเหล่านี้:

•ขั้นตอนคำสั่ง

อุปกรณ์หลักเริ่มการทำธุรกรรมโดยส่งคำสั่งคำสั่งนี้ระบุประเภทของการดำเนินการที่จะดำเนินการเช่นการอ่านหรือเขียนไปยังอุปกรณ์ทาส

•ขั้นตอนที่อยู่

สำหรับการดำเนินการที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งหน่วยความจำเฉพาะหรือการลงทะเบียนอาจารย์จะส่งที่อยู่ที่อยู่นี้บอกทาสว่าจะอ่านหรือเขียนถึงที่ไหน

•ขั้นตอนข้อมูล

ขึ้นอยู่กับคำสั่งข้อมูลจะถูกส่งจากต้นแบบไปยังทาสหรือในทางกลับกันในการดำเนินการเขียนต้นแบบจะส่งข้อมูลที่จะเก็บไว้ที่ตำแหน่งที่ระบุในอุปกรณ์ทาสในการดำเนินการอ่านทาสจะส่งข้อมูลที่ร้องขอกลับไปยังอาจารย์

แอปพลิเคชันอเนกประสงค์

การรวมเซ็นเซอร์: ความสามารถของ SPI ในการจัดการข้อมูลระยะสั้นของข้อมูลความเร็วสูงทำให้เหมาะสำหรับเซ็นเซอร์ที่ต้องการการอัปเดตข้อมูลอย่างรวดเร็วเช่นในระบบความปลอดภัยยานยนต์

การเข้าถึงหน่วยความจำ: SPI ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำงานของหน่วยความจำแฟลชการจัดการการส่งข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพไปและกลับจากชิปหน่วยความจำโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่ประสิทธิภาพและความเร็วมีความเสี่ยง

โมดูลการสื่อสาร: อุปกรณ์เช่นโมเด็มและอะแดปเตอร์เครือข่ายใช้ SPI สำหรับการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ใช้ประโยชน์จากความเร็วและประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารที่ราบรื่น

สำรวจข้อดีของ SPI: ทำไมมันถึงสำคัญ?

โปรโตคอลต่อพ่วงต่อพ่วงแบบอนุกรม (SPI) มีประโยชน์สำคัญหลายประการที่ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลายเหล่านี้รวมถึงการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ที่เรียบง่ายและการจัดการที่มีประสิทธิภาพของอุปกรณ์ต่อพ่วงหลาย

ข้อดีของ SPI
อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูง	SPI รองรับการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงขึ้นมาก อัตรามากกว่าการสื่อสารอนุกรมแบบอะซิงโครนัสมาตรฐานความเร็วสูงนี้ จำเป็นต้องมีความสามารถสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการอัปเดตข้อมูลอย่างรวดเร็วหรือ การประมวลผลแบบเรียลไทม์เช่นการสตรีมเสียงและอุปกรณ์วิดีโอความเร็วสูงความเร็วสูง ระบบเก็บข้อมูลและการสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และ อุปกรณ์ต่อพ่วงเช่นเซ็นเซอร์และโมดูลหน่วยความจำ
ฮาร์ดแวร์ง่ายๆ	การรับข้อมูลผ่าน SPI ต้องใช้น้อยที่สุด ฮาร์ดแวร์มักจะเป็นเพียงแค่การลงทะเบียนกะความเรียบง่ายนี้ลดลง ความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายทำให้ SPI เหมาะสำหรับระบบที่มีพื้นที่และงบประมาณ ข้อ จำกัดShift Registers อำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนข้อมูลโดยตรงเข้าและออก การลงทะเบียนดิจิตอลมาตรฐานทำให้การรวมการรวมของ SPI เข้ากับที่มีอยู่ ระบบดิจิตอล
การจัดการที่มีประสิทธิภาพของหลาย ๆ อุปกรณ์ต่อพ่วง	SPI มีประสิทธิภาพสูงในการจัดการ อุปกรณ์ต่อพ่วงหลายอุปกรณ์ต่างจากโปรโตคอลอื่น ๆ ที่ต้องการรถบัสที่ซับซ้อน การจัดการหรือการส่งสัญญาณเพิ่มเติมสำหรับแต่ละอุปกรณ์ SPI ใช้ Slave Select (SS) บรรทัดในการจัดการอุปกรณ์หลายเครื่องอุปกรณ์ทาสแต่ละตัวบนรถบัส SPI สามารถทำได้ ส่งผ่านเส้น SS ของตัวเองเป็นรายบุคคลช่วยให้สามารถขยายได้ง่าย รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงเพิ่มเติมโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญกับแกนกลาง โปรโตคอลการสื่อสาร
ความหลากหลายในแอปพลิเคชัน	ความเก่งกาจของ SPI นั้นเห็นได้ชัดใน การยอมรับอย่างกว้างขวางในหลายสาขาจากระบบฝังตัวใน แอพพลิเคชั่นยานยนต์และอุตสาหกรรมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและ โทรคมนาคม SPI ให้วิธีการที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ การสื่อสารระยะสั้นระหว่างตัวควบคุมกลางและ อุปกรณ์ต่อพ่วงความสามารถในการทำงานที่ความถี่นาฬิกาที่แตกต่างกันและ การกำหนดค่า (เช่นจำนวนสายข้อมูลที่แตกต่างกัน) ช่วยเพิ่มเพิ่มเติม การปรับตัวให้เข้ากับข้อกำหนดของโครงการเฉพาะ

ความท้าทายและข้อเสียของการใช้ SPI

ในขณะที่โปรโตคอลต่อพ่วงต่อพ่วง (SPI) มีข้อได้เปรียบมากมาย แต่ก็มีข้อ จำกัด บางประการที่อาจส่งผลกระทบต่อความเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะการพิจารณาข้อเสียเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการออกแบบระบบและเลือกโปรโตคอลการสื่อสารที่เหมาะสม

ข้อเสียของ SPI
ข้อกำหนดของสายสัญญาณที่เพิ่มขึ้น	SPI ต้องการสายสัญญาณมากกว่า วิธีการสื่อสารที่ง่ายกว่าเช่นI²Cหรือ UARTความต้องการการตั้งค่า SPI ทั่วไปที่ อย่างน้อยสี่บรรทัด: นาฬิกา (CLK), master out slave in (mosi), master in slave ออก (มิโซะ) และ Slave Select (SS)ความต้องการหลายบรรทัดนี้เพิ่มขึ้น ความซับซ้อนของการเดินสายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีอุปกรณ์ต่อพ่วงมากมายสิ่งนี้สามารถนำไปสู่ ปัญหาเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของสัญญาณและข้อ จำกัด การจัดวางทางกายภาพ
โปรโตคอลการสื่อสารที่กำหนดไว้ล่วงหน้า	SPI ต้องการความชัดเจนและ โปรโตคอลการสื่อสารที่มีโครงสร้างก่อนการใช้งานไม่รองรับ การส่งข้อมูลแบบ ad-hoc หรือ on-the-fly จำกัดความยืดหยุ่นในไดนามิก ระบบที่ความต้องการการสื่อสารอาจเปลี่ยนแปลงหลังจากการปรับใช้แต่ละ การทำธุรกรรมจะต้องเริ่มต้นและควบคุมอย่างชัดเจนโดยอุปกรณ์หลัก ด้วยคำสั่งและคำตอบที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งสามารถทำให้ซอฟต์แวร์ซับซ้อนขึ้นได้ ความสามารถในการปรับขนาดของค่าใช้จ่ายและระบบ
การสื่อสารที่ควบคุมหลัก	ในการตั้งค่า SPI อุปกรณ์หลัก ควบคุมการสื่อสารทั้งหมดโดยไม่มีการสนับสนุนแบบดั้งเดิมสำหรับเพียร์ทูเพียร์โดยตรง การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ทาสการควบคุมส่วนกลางนี้อาจทำให้เกิด ความไร้ประสิทธิภาพและคอขวดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่ซับซ้อนที่มีหลาย อุปกรณ์จำเป็นต้องโต้ตอบอย่างอิสระโดยไม่เกี่ยวข้องกับอาจารย์
การจัดการสาย SS หลายสาย	การจัดการบรรทัด Slave Select (SS) หลายสาย กลายเป็นเรื่องยุ่งยากเมื่อจำนวนอุปกรณ์ต่อพ่วงเพิ่มขึ้นอุปกรณ์ทาสแต่ละตัว บนรถบัส SPI ต้องใช้สาย SS ที่ไม่ซ้ำกันซึ่งควบคุมโดยอาจารย์ ทำให้ GPIO ของอุปกรณ์หลักมีความซับซ้อน (อินพุต/เอาต์พุตอเนกประสงค์ทั่วไป) การกำหนดค่าและซอฟต์แวร์การจัดการสายเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อปรับขนาดระบบเพื่อรวมอุปกรณ์มากขึ้นสามารถเพิ่มการออกแบบและ ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

แอปพลิเคชันของอินเทอร์เฟซต่อพ่วงอนุกรม (SPI) ในเทคโนโลยี

ความยืดหยุ่นของ SPI และอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมตั้งแต่เครือข่ายเซ็นเซอร์ไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์นี่คือการดูอย่างใกล้ชิดว่า SPI ใช้ในภาคต่าง ๆ อย่างไร:

รูปที่ 9: เครือข่ายเซ็นเซอร์

SPI กำลังตั้งรกรากอยู่ในเครือข่ายเซ็นเซอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ใช้ข้อมูลมากเช่นสถานีอากาศช่วยให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และเซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบอุณหภูมิความชื้นและความดันบรรยากาศช่วยให้สามารถรวบรวมข้อมูลและการประมวลผลแบบเรียลไทม์

รูปที่ 10: อุปกรณ์หน่วยความจำ

ในที่เก็บหน่วยความจำ SPI ใช้กันอย่างแพร่หลายกับชิปหน่วยความจำแฟลชและ EEPROMSรองรับการอ่านและเขียนข้อมูลความเร็วสูงทำให้ระบบฝังตัวสามารถดำเนินการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพซึ่งเป็นแบบไดนามิกสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการอัปเดตข้อมูลบ่อยครั้งหรือการดึงข้อมูล

รูปที่ 11: แสดงโมดูล

เทคโนโลยีการแสดงผลเช่น LCD และแผง OLED ใช้ SPI เพื่อรับข้อมูลจากไมโครคอนโทรลเลอร์สิ่งนี้จะช่วยให้การอัปเดตเนื้อหาการแสดงผลแบบไดนามิกซึ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการการโต้ตอบของผู้ใช้และการตอบรับด้วยภาพเช่นนาฬิกาดิจิตอลเครื่องเล่น MP3 และอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ

รูปที่ 12: โมดูลการสื่อสาร

SPI ช่วยเพิ่มโมดูลการสื่อสารเช่น Wi-Fi, Bluetooth และ RF Transceiversช่วยให้อุปกรณ์เหล่านี้สามารถจัดการสตรีมข้อมูลที่ซับซ้อนที่จำเป็นสำหรับการสร้างและบำรุงรักษาลิงก์การสื่อสารไร้สายซึ่งเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อระหว่างกันที่ทันสมัย

รูปที่ 13: การควบคุมมอเตอร์

ในแอพพลิเคชั่นควบคุมมอเตอร์ SPI สื่อสารกับไอซีไดรเวอร์มอเตอร์เพื่อควบคุมพารามิเตอร์เช่นความเร็วและทิศทางสิ่งนี้มีความสำคัญในหุ่นยนต์ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและระบบยานพาหนะซึ่งการควบคุมมอเตอร์ที่แม่นยำส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

รูปที่ 14: อินเทอร์เฟซเสียง

สำหรับระบบเสียงดิจิตอล SPI เชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์กับตัวแปลงสัญญาณเสียงหรือตัวแปลงดิจิตอลเป็นอะนาล็อก (DACs) เพื่อให้มั่นใจว่าส่งสัญญาณเสียงดิจิตอลที่ไร้รอยต่อ

รูปที่ 15: ระบบควบคุมอุตสาหกรรม

SPI รองรับระบบควบคุมอุตสาหกรรมโดยเชื่อมโยงตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLCs) กับเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์นี่เป็นแบบไดนามิกสำหรับการตรวจสอบและควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรมแบบเรียลไทม์เพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงานและความปลอดภัย

รูปที่ 16: ระบบเก็บข้อมูล

ในระบบการเก็บข้อมูลข้อมูลอินเตอร์เฟส SPI กับตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADCs) และตัวแปลงดิจิตอลเป็นอะนาล็อก (DACs) สำหรับการแปลงสัญญาณที่แม่นยำสิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการตรวจสอบและควบคุมกระบวนการทางกายภาพที่แม่นยำผ่านระบบดิจิตอล

รูปที่ 17: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์

ในเทคโนโลยียานยนต์ SPI ช่วยให้การสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และระบบย่อยยานพาหนะต่างๆรวมถึงเซ็นเซอร์แอคทูเอเตอร์และหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECUs)การรวมนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการจัดการฟังก์ชั่นเครื่องยนต์การวินิจฉัยและระบบสาระบันเทิงซึ่งมีส่วนทำให้ความปลอดภัยโดยรวมและการทำงานของยานพาหนะสมัยใหม่

รูปที่ 18: ระบบฝังตัว

ความเรียบง่ายและประสิทธิภาพของ SPI ทำให้เหมาะสำหรับระบบฝังตัวซึ่งพื้นที่และประสิทธิภาพพลังงานมักเป็นข้อ จำกัดความสามารถในการเชื่อมต่ออย่างราบรื่นกับอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆรองรับการใช้งานอย่างกว้างขวางในแอปพลิเคชันที่ฝังตัวในหลายอุตสาหกรรม

บทสรุป

ในการกล่าวสั้น ๆ โปรโตคอลต่อพ่วงต่อพ่วงแบบอนุกรม (SPI) นั้นโดดเด่นเป็นเครื่องมือที่จำเป็นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ซึ่งขับเคลื่อนด้วยความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงและตัวเลือกการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นตั้งแต่เครือข่ายเซ็นเซอร์อย่างง่ายไปจนถึงหน่วยความจำที่ซับซ้อนและงานสื่อสารสถาปัตยกรรมของ SPI นั้นเหมาะกับแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับนักออกแบบที่ต้องการโซลูชั่นการสื่อสารข้อมูลที่มีประสิทธิภาพปรับขนาดได้และเชื่อถือได้ในขณะที่มันเผชิญกับความท้าทายเช่นความต้องการสัญญาณสัญญาณที่เพิ่มขึ้นและความจำเป็นสำหรับการสื่อสารที่ควบคุมต้นแบบที่แม่นยำ แต่ประโยชน์ของ SPI รวมถึงความเรียบง่ายในความต้องการฮาร์ดแวร์และความสามารถในการจัดการอุปกรณ์ต่อพ่วงหลาย ๆ อันมีประสิทธิภาพมากเกินไปในขณะที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยังคงพัฒนาไปสู่ความซับซ้อนที่มากขึ้นและความต้องการประสิทธิภาพที่สูงขึ้นบทบาทของ SPI นั้นพร้อมที่จะขยายตัวโดยฝังตัวต่อไปเป็นองค์ประกอบที่ไม่ปลอดภัยในการพัฒนาโซลูชั่นเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมในอุตสาหกรรมการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในการกำหนดค่า SPI เช่นโหมด Quad IO เน้นย้ำถึงความสามารถในการปรับตัวของโปรโตคอลและศักยภาพในการตอบสนองความท้าทายทางเทคโนโลยีในอนาคต

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. โปรโตคอล SPI 4 โหมดคืออะไร?

โปรโตคอล SPI ทำงานในสี่โหมดซึ่งแตกต่างจากการตั้งค่าของนาฬิกา (CPOL) และการตั้งค่านาฬิกา (CPHA):

โหมด 0 (CPOL = 0, CPHA = 0): นาฬิกาไม่ได้ใช้งานที่ต่ำและข้อมูลจะถูกจับบนขอบที่เพิ่มขึ้นของนาฬิกาและแพร่กระจายบนขอบที่ตกลงมา

โหมด 1 (CPOL = 0, CPHA = 1): นาฬิกาไม่ได้ใช้งานที่ต่ำ แต่ข้อมูลจะถูกบันทึกไว้ที่ขอบที่ตกลงมาและแพร่กระจายบนขอบที่เพิ่มขึ้น

โหมด 2 (CPOL = 1, CPHA = 0): นาฬิกาไม่ได้ใช้งานที่สูงพร้อมข้อมูลที่บันทึกไว้ที่ขอบที่ตกลงมาและแพร่กระจายบนขอบที่เพิ่มขึ้น

โหมด 3 (CPOL = 1, CPHA = 1): นาฬิกาไม่ได้ใช้งานที่สูงและข้อมูลจะถูกจับที่ขอบที่เพิ่มขึ้นและแพร่กระจายบนขอบที่ตกลงมา

2. รูปแบบอินเตอร์เฟส SPI คืออะไร?

โดยทั่วไปอินเตอร์เฟส SPI ประกอบด้วยสี่บรรทัดหลัก:

Master Out Slave in (MOSI): บรรทัดที่ใช้โดยอุปกรณ์หลักเพื่อส่งข้อมูลไปยังทาส

Master in Slave Out (MISO): บรรทัดที่ทาสส่งข้อมูลกลับไปที่อาจารย์

นาฬิกา (SCK): ควบคุมโดยต้นแบบบรรทัดนี้ซิงโครไนซ์การส่งข้อมูล

Slave Select (SS): บรรทัดนี้ขับเคลื่อนโดยต้นแบบเลือกอุปกรณ์ Slave ที่ใช้งานอยู่

3. ความแตกต่างระหว่างอนุกรมและ SPI คืออะไร?

ความแตกต่างหลักระหว่างการสื่อสารแบบอนุกรม (เช่น UART) และ SPI อยู่ในการกำหนดค่าและความซับซ้อนโดยทั่วไปแล้วการสื่อสารแบบอนุกรมจะใช้สองสาย (ส่งและรับ) และไม่จำเป็นต้องใช้สายนาฬิกาเนื่องจากการซิงโครไนซ์ข้อมูลถูกฝังอยู่ในสตรีมข้อมูลในทางตรงกันข้าม SPI เป็นโครงสร้างคล้ายบัสที่มีสายนาฬิกาแยกต่างหาก (SCK) และสายข้อมูลที่แตกต่างกันสำหรับการส่งและรับ (MOSI และ MISO)สิ่งนี้ทำให้ SPI เร็วขึ้น แต่ต้องใช้สายมากขึ้นและการจัดการอุปกรณ์ทาสอย่างระมัดระวังด้วยสาย SS

4. มีการใช้สายกี่สายในการสื่อสาร SPI?

การสื่อสาร SPI ใช้สายไฟสี่สาย:

Mosi (Master Out Slave In)

MISO (Master in Slave Out)

SCK (นาฬิกาอนุกรม)

SS (Slave Select)

5. วิธีเชื่อมต่ออุปกรณ์ SPI?

หากต้องการเชื่อมต่ออุปกรณ์ SPI ให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้:

เชื่อมต่อ mosi ของอาจารย์กับ mosi ของทาสแต่ละคน

เชื่อมต่อมิโซะของอาจารย์กับมิโซะของทาสแต่ละคน

เชื่อมต่อ SCK ของอาจารย์กับ SCK ของทาสแต่ละคน

PIN SS ของทาสแต่ละตัวจะต้องเชื่อมต่อเป็นรายบุคคลกับเอาต์พุต SS ที่ไม่ซ้ำกันบนต้นแบบ

สายพื้นดินควรเป็นเรื่องธรรมดาในอุปกรณ์ทั้งหมดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์ของสัญญาณ