Fördelar och nackdelar med SPI-gränssnitt och QSPI-gränssnitt för LCD-skärm i liten storlek

     Vissa kundtekniker är inte bekanta med SPI-gränssnittet och QSPI-gränssnittet på LCD-skärmen i liten storlek, och de kommer att stöta på svårigheter i design. Här är en kort introduktion till fördelarna och nackdelarna med båda sidor. Först och främst är SPI ett seriellt perifert gränssnitt, som vanligtvis har fyra rader: SCLK (klocka), MOSI (Master Send Slave Mottagning), MISO (Master Mottagning Send), SS (Chip Select); Medan QSPI är kö SPI, vilket är en förlängning av SPI, vilket kan minska antalet stift eller förbättra effektiviteten. Fördelarna och nackdelarna med båda sidor är följande:

1. Fysiska stift och anslutningsmetoder

· SPI -gränssnitt:

Standard SPI använder 4 oberoende signallinjer (exklusive kraft/mark):

· SCLK (klocksignal): Synkron klocka tillhandahålls av masterenheten;

· Mosi (Master Out Slave i): Master → Slave Data Transmission Line;

· Miso (Master in Slave Out): Slave → Master Data Transmission Line;

· SS (Slave Select, Chip Select): Master -enheten väljer slavenheten (flera SS krävs för flera slavar).

För små skärmar, om förarens IC endast stöder SPI, måste den vanligtvis ockupera 4 IO-portar (enstaka slavscenario), som har vissa krav för PCB-layout.

· QSPI -gränssnitt:

QSPI är ett utökat protokoll av SPI (vissa tillverkare kallar det "quad-SPI" eller "Fast SPI"), vilket minskar antalet fysiska gränssnitt genom att multiplexera datapins. Typisk QSPI behåller endast 3 kärnsignallinjer (vissa scenarier kan förenklas ytterligare):

· SCLK (klocka);

· IO0/IO1/IO2/IO3 (Four-Wire Data Bus, som kan konfigureras flexibelt som ingång/utgång);

· SS (Chip Select, valfritt, ersatt av tidpunkten i vissa scenarier).

    I faktiska applikationer sammanfogar QSPI-drivrutin för småstora skärmar ofta MOSI/MISO-funktioner i den fyra-lediga databussen (till exempel att kontrollera datningsriktningen genom instruktioner), och endast 3 ~ 4 rader behövs för att komplettera dubbelriktad kommunikation, avsevärt reducerande PIN-beläggning (till exempel vanligt lilla skärm QSPI kräver endast 3 rader: SCLK+3 IO).

2. Kommunikationsprotokoll och effektivitet

· SPI: s kommunikationsegenskaper:

· Full-duplexläge: Medan huvudenheten skickar data (MOSI) kan slavenheten returnera data (MISO). Teoretiskt slutförs 1 bit av dubbelriktad överföring per klockcykel;

· Instruktion/dataseparation: Varje kommunikation kräver att skicka instruktioner (t.ex. "skrivregister" och "skicka visningsdata") först och sedan skicka motsvarande data. Processen är fast;

· Ingen kö -mekanism: Masterenheten måste vänta på att slavenheten slutför den aktuella operationen (t.ex. datamottagning/bearbetning) innan du inleder nästa kommunikation. Förseningen begränsas av slavenhetens responstid.

· Kommunikationsfunktioner i QSPI:

· Könöverföring (kö): Stöder masterenheten för att ladda flera instruktioner/data till FIFO -köet inuti QSPI och utföra dem automatiskt i följd utan att vänta på att den tidigare instruktionen ska slutföra (liknande "instruktionsrörledning");

· Flexibel datariktning: Genom konfigurationen av "instruktionsfas" och "datafas" kan samma databuss växla inmatnings-/utgångsriktningen i olika steg (till exempel skicka skrivinstruktioner först och sedan skicka visningsdata kontinuerligt);

· Högre effektiv bandbredd: Även om klockfrekvensen för QSPI (vanligtvis 10 ~ 50MHz) liknar SPI, är den faktiska dataöverföringseffektiviteten högre genom att minska omkostnaderna för kontrollsignaler (såsom ingen ytterligare SS -växling); Speciellt i scenarier där små skärmar måste uppdateras ofta (till exempel dynamisk uppdatering av grafiska gränssnitt) kan QSPI: s kö -mekanism minska frekvensen av CPU -intervention.

3. Kontrollkomplexitet och tillämpliga scenarier

· Tillämpliga scenarier för SPI:

· Förarens IC stöder endast SPI-protokollet (gamla eller billiga lösningar);

· Skärmfunktionen är enkel (t.ex. textvisning, ingen komplex instruktionskö krävs);

· Huvudkontrollen IO -resurser är tillräckliga (inget behov av att spara stift).

Nackdelar: Många stift är ockuperade, komplexa scenarier kräver ofta växling av instruktioner/data, och CPU måste aktivt hantera varje kommunikationssteg.

· Tillämpliga scenarier för QSPI:

· Förarens ICS för småstora skärmar (såsom 0,96 ~ 2,8 tum) stöder QSPI (mainstream-lösningar som ILI9341, ST7735, etc. Alla stöder QSPI-läge);

· Behöver förenkla PCB -design (spara IO -portar, lämpliga för miniatyriserade enheter);

· Kräva hög realtid eller dynamisk display (som GUI-gränssnitt, animering) och måste minska kommunikationens väntetid mellan CPU och skärmen.

Fördelar: Få stift, flexibla protokoll, lämpliga för effektiv interaktion mellan resursbegränsade mikrokontroller (som MCU) och små skärmar.

      Kort sagt, för små LCD-skärmar är QSPI ett bättre val: genom PIN-multiplexering och kömekanism, samtidigt som man upprätthåller tillräckligt med överföringshastighet, PCB-design och masterkontrollresursanvändning är mycket förenklade, vilket är särskilt lämpligt för scenarier som kräver dynamisk skärm och begränsat utrymme. SPI är endast tillämpligt på extrema fall där förarens IC inte stöder QSPI eller har extremt enkla funktioner. När du faktiskt väljer är det nödvändigt att först bekräfta gränssnittsspecifikationerna för skärmdrivrutinen (vissa skärmar stöder både SPI och QSPI, som kan växlas genom att konfigurera stift). Shenzhen Hongjia Technology har 12 års professionell forskning och utveckling, produktion och försäljning på 1,14-tums till 12,1-tums LCD-skärmar och matchande pekskärmar. Det finns olika storlekar på SPI -gränssnitt och QSPI -gränssnitt LCD -skärmar, som också kan anpassas. Kunderna är välkomna till e -postkonsultation.