De många fördelarna med QSPI -gränssnittet på LCD -skärmen

      Vad är QSPI? Det är en förlängning av SPI. Dess fulla namn är Quad SPI, som är fyra-ledars SPI. Den traditionella SPI är en enda datalinje (MOSI/MISO), medan QSPI använder fyra datalinjer och kan också ha separata klockor och chipval. Liquid Crystal Display (LCD) antar designen av QSPI (Quad SPI, Four-Wire SPI) -gränssnittet, som har unika fördelar i inbäddade system och konsumentelektronik, främst återspeglas i höghastighetsöverföring, förenklad ledning, låg kraftförbrukning, hög kompatibilitet och andra aspekter. Följande är en detaljerad analys av dess "fördelar" ur perspektivet av tekniska principer och praktiska tillämpningar:

1. Höghastighetsöverföring: Fyra-ledars parallell, förbättrad bandbredd kraftigt

Det traditionella SPI (Serial Periferal Interface) använder en enda datalinje (MOSI/MISO) + klocklinje (SCK) + CHIP Select (CS) i Simplex eller halv duplex-läge, och dataöverföringshastigheten begränsas av bandbredden för enstaka linjen (vanligtvis några MBP: er till TENS av MBP). Som en förlängning av SPI inser QSPI fyra-ledars parallellöverföring genom fyra oberoende datalinjer (IO0 ~ IO3) och kan överföra 4 bitar av data i samma klockcykel (istället för 1 bit av traditionell SPI).

· Teoretisk bandbredd ökas med fyra gånger: om huvudklockfrekvensen är densamma (såsom 50MHz) kan bandbredden för QSPI nå 200 Mbps (50 MHz × 4bit), medan den traditionella SPI bara är 50 Mbps (50 MHz × 1bit).

· Bättre faktisk effektivitet: QSPI stöder mer kompakt protokolldesign (som att minska kontrollinstruktionskostnaden), och med höghastighetsresponsen från LCD-drivrutiner kan det förkortas avsevärt skärmuppdateringstiden, särskilt lämplig för scener som kräver dynamisk skärm (som animation, video) eller hög upplösning (t.ex. QVGA, WVGA).

2. Förenklad ledningar: Färre stift, låg komplexitet

För inbäddade system (som MCU, SOC) är PIN -resurserna ofta begränsade. QSPI behöver endast 6 kärnsignaler (SCK, CS, IO0 ~ IO3), plus kraft och mark, för att slutföra kommunikation med LCD -drivrutinen; Medan traditionell SPI kan kräva ytterligare stift (som MISO) om dubbelriktad överföring krävs (till exempel att skicka kommandon och ta emot status samtidigt), och parallella gränssnitt (såsom 8-bitars/16-bitars parallella bussar) kräver fler stift (såsom 8 datalinjer + kontrolllinjer), vilket resulterar i komplexa PCB-layout och ökade områden.

· Spara PIN-resurser: QSPI behöver endast ett litet antal stift för att stödja höghastighetsdataöverföring, vilket är lämpligt för resursbegränsade mikrokontroller (som Cortex-M0/M3-serien).

· Minska PCB -konstruktionssvårigheter: Färre stift betyder kortare routing, enklare layout, reducerad signalstörning (såsom EMI) och förbättrad systemstabilitet.

3. Låg effektförbrukning: effektiv överföring, reducerad standbytid

Höghastighetsegenskaperna för QSPI minskar indirekt systemkraftsförbrukningen:

· Förkortad dataöverföringstid: Under samma mängd data är överföringstiden för QSPI endast 1/4 av den för traditionella SPI, vilket minskar arbetstiden för MCU/LCD -driverchips och minskar dynamisk strömförbrukning.

· Stöd snabbt inträde i lågeffektläge: QSPI-protokollet stöder vanligtvis "Deep Sleep" -läget (till exempel att sätta LCD-drivrutinen i viloläge genom specifika instruktioner) och vaknar endast när skärmen behöver uppdateras, vilket är lämpligt för batteridrivna enheter (såsom smarta klockor, IoT-terminaler).

4. Hög kompatibilitet: Flexibel anpassning till flera scenarier

QSPI är inte helt oberoende av traditionell SPI, men är bakåtkompatibel med SPI -protokollet. Arbetsläget (SPI/QSPI) kan växlas med konfiguration:

· Kompatibel med traditionella SPI -enheter: När du ansluter en LCD -drivrutin som bara stöder SPI kan QSPI -styrenheten nedgraderas till SPI -läge för att undvika hårdvaruavfall.

· Support Extended -funktioner: Vissa QSPI -gränssnitt stöder också "dubbel datahastighet (DDR)" -läget (det vill säga data samplas på både stigande och fallande kanter på klockan), vilket ytterligare förbättrar bandbredden (till exempel högre återhastighet.

5. Särskild optimering för LCD -drivrutinanpassning

LCD -driverchips (såsom ILI9341, ST7789, etc.) integrerar vanligtvis QSPI -gränssnitt, och protokollet är optimerat för visningsscenarier:

· Kommando- och datamultiplexering: QSPI: s fyra rader kan överföra "kommandon" och "data" samtidigt (kännetecknas av ChIP Select eller styrsignaler), utan behov av ytterligare kontrollstift, förenkla kommunikationsprocessen. Till exempel, efter att ha skickat kommandot "Set Display Area", kan Pixel -data direkt överföras kontinuerligt på samma buss för att minska interaktionsförseningar.

· Pipeline Operation: QSPI stöder "Chip Select Hold" (CS dras inte omedelbart högt), vilket gör att MCU kontinuerligt kan skicka flera uppsättningar av kommandon/data, undvika omkostnaderna för att ofta dra ner/dra upp CS och förbättra den totala effektiviteten.

     Kort sagt är tillämpningen av QSPI-gränssnittet i LCD i huvudsak för att uppnå höghastighet, låg-latensdataöverföring med minimala stiftresurser, som perfekt uppfyller behoven hos inbäddade system för "liten storlek, låg effektförbrukning och hög kostnadsprestanda". Speciellt i scenarierna för små och medelstora LCD-skivor (såsom 1,54 tum till 7 tum) och medelstora och låga upplösningar (såsom 240 × 320, 480 × 800), QSPI: s omfattande fördelar (hastighet, ledningar, kraftförbrukning) överskrider traditionella SPI, I²C och till och med några parallella gränssnitt.

      Typiska applikationsscenarier: Smartklockor, bärbara medicinska apparater, industriella HMI-paneler, smarta hemterminaler, utbildningselektroniska enheter och andra scenarier som kräver små storlekar med hög röda skurar. Shenzhen Hongjia Technology har QSPI -gränssnittsskärmar i olika storlekar, som också kan anpassas. Kunderna är välkomna att maila oss för samråd.