SPI, một giao thức liên lạc hàng loạt đồng bộ ban đầu được phát triển bởi Motorola (nay là Freescale),đã trở nên phổ biến trong các hệ thống nhúng để kết nối vi điều khiển với các thiết bị ngoại vi như cảm biếnSự phổ biến của nó xuất phát từ tính linh hoạt, khả năng tốc độ cao và việc triển khai phần cứng đơn giản.
Giao thức SPI tiêu chuẩn sử dụng bốn đường tín hiệu chính:
SPI hoạt động trong cấu hình master-slave, trong đó master khởi động tất cả các giao tiếp.Hoạt động giống như đăng ký thay đổi của giao thức cho phép chuyển dữ liệu song phương đồng thời, mặc dù các triển khai thực tế thường yêu cầu các giai đoạn lệnh và dữ liệu liên tục.
Các bộ điều khiển màn hình thường thực hiện hai biến thể SPI: "3-wire SPI" và "4-wire SPI", được phân biệt chủ yếu bởi cách tiếp cận của họ để phân biệt các lệnh từ dữ liệu.
Cấu hình 4 dây truyền thống bao gồm:
Kiến trúc này phản ánh các bộ điều khiển giao diện song song duy trì lệnh riêng biệt và đăng ký dữ liệu, sử dụng đường C / D (đôi khi được gắn nhãn A0) để chuyển đổi giữa chúng.
Phiên bản 3 dây hợp lý loại bỏ đường C / D chuyên dụng, thay vào đó mã hóa thông tin này trong luồng dữ liệu:
Ở đây, một bit bổ sung (thường là MSB) chỉ ra liệu việc truyền có chứa lệnh (1) hoặc dữ liệu (0), hiệu quả tạo ra các truyền 9 bit thay vì chuyển 8 bit tiêu chuẩn.
Một số bộ điều khiển sử dụng mã hóa dữ liệu 3 dây trong khi vật lý sử dụng bốn dây (thêm MISO cho các hoạt động đọc). Các biến thể phức tạp hơn có thể kết hợp một bit thứ mười để mã hóa chức năng đọc / ghi,tạo giao tiếp hai chiều qua một đường dữ liệu duy nhất.
Trong khi SPI 3 dây làm giảm kết nối vật lý, chiều dài truyền không chuẩn của nó có thể làm phức tạp việc triển khai SPI phần cứng.Các bộ vi xử lý hiện đại với bộ điều khiển SPI linh hoạt có thể chứa chuyển giao 9 bit, nhưng nhiều hệ thống truyền thống tìm thấy 4-wire SPI đơn giản hơn để thực hiện.
Kiến trúc giống như đăng ký chuyển động của SPI làm cho nó đặc biệt phù hợp với các thiết bị xích chuỗi:
Cách tiếp cận này đơn giản hóa các hệ thống đa thiết bị nhưng giới thiệu độ trễ tỷ lệ thuận với chiều dài chuỗi và yêu cầu tất cả các thiết bị hỗ trợ xích chuỗi.
Làm chủ các triển khai SPI là điều cần thiết cho các nhà phát triển nhúng làm việc với các công nghệ hiển thị.Sự lựa chọn giữa SPI 3 dây và 4 dây phụ thuộc vào khả năng phần cứng cụ thể và yêu cầu bộ điều khiểnTrong khi 3-wire cung cấp nền kinh tế kết nối, 4-wire duy trì tính tương thích với phần cứng SPI tiêu chuẩn. Hiểu những sắc thái này đảm bảo tích hợp hiển thị tối ưu trong các dự án nhúng.
