SPI ซึ่งเป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมแบบซิงโครนัสที่พัฒนาโดย Motorola (ปัจจุบันคือ Freescale) ได้กลายเป็นที่แพร่หลายในระบบฝังตัวสำหรับการเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์กับอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น เซ็นเซอร์ โมดูลหน่วยความจำ และจอแสดงผล ความนิยมนั้นมาจากความยืดหยุ่น ความสามารถความเร็วสูง และการใช้งานฮาร์ดแวร์ที่ตรงไปตรงมา
โปรโตคอล SPI มาตรฐานใช้สายสัญญาณหลักสี่เส้น:
SPI ทำงานในการกำหนดค่าหลัก-รอง โดยที่หลักเริ่มต้นการสื่อสารทั้งหมด แม้ว่าในทางทฤษฎีจะรองรับการสื่อสารฟูลดูเพล็กซ์ แต่แอปพลิเคชัน LCD/OLED ส่วนใหญ่จะใช้โหมดฮาล์ฟดูเพล็กซ์ การดำเนินการเหมือน shift-register ของโปรโตคอลช่วยให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลแบบสองทิศทางพร้อมกันได้ แม้ว่าการใช้งานจริงมักจะต้องใช้คำสั่งและเฟสข้อมูลตามลำดับ
ตัวควบคุมการแสดงผลโดยทั่วไปจะใช้ SPI สองรูปแบบ: "3-wire SPI" และ "4-wire SPI" ซึ่งมีความโดดเด่นเป็นหลักโดยวิธีการแยกแยะคำสั่งจากข้อมูล
การกำหนดค่าแบบ 4 สายแบบดั้งเดิมประกอบด้วย:
สถาปัตยกรรมนี้จำลองตัวควบคุมอินเทอร์เฟซแบบขนานที่ดูแลคำสั่งและการลงทะเบียนข้อมูลแยกกัน โดยใช้เส้น C/D (บางครั้งมีป้ายกำกับ A0) เพื่อสลับระหว่างทั้งสอง
รุ่น 3 สายที่ได้รับการปรับปรุงช่วยลดการใช้สาย C/D เฉพาะ แต่เข้ารหัสข้อมูลนี้ภายในสตรีมข้อมูลแทน:
ในที่นี้ บิตเพิ่มเติม (โดยทั่วไปคือ MSB) ระบุว่าการส่งข้อมูลมีคำสั่ง (1) หรือข้อมูล (0) ซึ่งสร้างการส่งข้อมูลแบบ 9 บิตได้อย่างมีประสิทธิภาพแทนการถ่ายโอนแบบมาตรฐาน 8 บิต
คอนโทรลเลอร์บางตัวใช้การเข้ารหัสข้อมูลแบบ 3 สายในขณะที่ทางกายภาพใช้สายไฟสี่เส้น (เพิ่ม MISO สำหรับการดำเนินการอ่าน) รูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นอาจรวมบิตที่สิบเพื่อเข้ารหัสฟังก์ชันการอ่าน/เขียน สร้างการสื่อสารแบบสองทิศทางบนสายข้อมูลเดียว
แม้ว่า SPI แบบ 3 สายจะลดการเชื่อมต่อทางกายภาพ แต่ความยาวของการส่งข้อมูลที่ไม่เป็นมาตรฐานอาจทำให้การใช้งาน SPI ของฮาร์ดแวร์ยุ่งยากขึ้น โปรเซสเซอร์สมัยใหม่ที่มีตัวควบคุม SPI ที่ยืดหยุ่นอาจรองรับการถ่ายโอนข้อมูลแบบ 9 บิต แต่ระบบดั้งเดิมจำนวนมากพบว่าการใช้งาน SPI แบบ 4 สายตรงไปตรงมามากกว่า
สถาปัตยกรรมที่คล้าย shift-register ของ SPI ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อแบบเดซี่เชน:
วิธีการนี้ทำให้ระบบหลายอุปกรณ์ง่ายขึ้น แต่แนะนำเวลาแฝงตามสัดส่วนความยาวของเชน และต้องการให้อุปกรณ์ทั้งหมดรองรับการเชื่อมต่อแบบเดซี่เชน
การใช้งาน SPI อย่างเชี่ยวชาญถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักพัฒนาแบบฝังที่ทำงานกับเทคโนโลยีการแสดงผล ตัวเลือกระหว่าง SPI แบบ 3 สายและ 4 สายขึ้นอยู่กับความสามารถของฮาร์ดแวร์เฉพาะและข้อกำหนดของคอนโทรลเลอร์ แม้ว่าการเชื่อมต่อแบบ 3 สายจะประหยัดการเชื่อมต่อ แต่แบบ 4 สายจะรักษาความเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์ SPI มาตรฐาน การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรวมจอแสดงผลที่เหมาะสมที่สุดในโปรเจ็กต์แบบฝัง
