SPIは、元々Motorola（現Freescale）が開発した同期シリアル通信プロトコルで、マイクロコントローラーをセンサー、メモリモジュール、ディスプレイなどの周辺機器に接続するために、組み込みシステムで普及しています。その人気は、柔軟性、高速性、および簡単なハードウェア実装に起因しています。
標準的なSPIプロトコルは、4つの主要な信号線を使用します。
ディスプレイコントローラーは、一般的に「3線式SPI」と「4線式SPI」の2つのSPIバリアントを実装しており、主にコマンドとデータの区別方法によって区別されます。
SPIは、マスターがすべての通信を開始するマスター・スレーブ構成で動作します。理論的には全二重通信をサポートしていますが、ほとんどのLCD/OLEDアプリケーションでは半二重モードが使用されます。プロトコルのシフトレジスタのような動作により、双方向データ転送を同時に行うことができますが、実際の実装では、多くの場合、コマンドフェーズとデータフェーズを順番に実行する必要があります。
従来の4線式構成には、次のものが含まれます。
このアーキテクチャは、C/Dライン（A0とラベル付けされる場合もあります）を使用してコマンドレジスタとデータレジスタを切り替える、パラレルインターフェースコントローラーを反映しています。
合理化された3線式バージョンは、専用のC/Dラインを排除し、代わりにこの情報をデータストリーム内でエンコードします。
ここでは、追加のビット（通常はMSB）が、送信にコマンド（1）が含まれているかデータ（0）が含まれているかを示し、標準の8ビット転送ではなく、9ビット転送を効果的に作成します。
一部のコントローラーは、3線式データエンコーディングを使用しながら、物理的に4本のワイヤを使用します（読み取り操作のためにMISOを追加）。より複雑なバリアントでは、10番目のビットを組み込んで読み取り/書き込み機能をエンコードし、単一のデータラインを介して双方向通信を作成する場合があります。
3線式SPIは物理的な接続を減らしますが、その非標準の送信長は、ハードウェアSPIの実装を複雑にする可能性があります。柔軟なSPIコントローラーを備えた最新のプロセッサーは9ビット転送に対応できますが、多くの従来のシステムでは、4線式SPIの方が実装が簡単です。
SPIのシフトレジスタのようなアーキテクチャは、デイジーチェーン接続されたデバイスに特に適しています。
このアプローチは、マルチデバイスシステムを簡素化しますが、チェーン長に比例した遅延が発生し、すべてのデバイスがデイジーチェーンをサポートする必要があります。
ディスプレイ技術を扱う組み込み開発者にとって、SPI実装を習得することは不可欠です。3線式と4線式SPIの選択は、特定のハードウェア機能とコントローラーの要件によって異なります。3線式は接続の節約を提供しますが、4線式は標準のSPIハードウェアとの互換性を維持します。これらのニュアンスを理解することで、組み込みプロジェクトにおける最適なディスプレイ統合が保証されます。
