LCD画面のQSPIインターフェイスの多くの利点

      QSPIとは何ですか？ SPIの拡張です。そのフルネームは、4線SPIであるQuad SPIです。従来のSPIは単一のデータライン（MOSI/MISO）であり、QSPIは4つのデータラインを使用しており、個別のクロックとチップ選択も持っている場合があります。液晶ディスプレイ（LCD）は、QSPI（Quad SPI、Four-Wire SPI）インターフェイスの設計を採用しています。これは、埋め込まれたシステムとコンシューマーエレクトロニクスにユニークな利点があり、主に高速伝送、単純化された配線、低消費電力、高い適合性、その他の側面に反映されています。以下は、技術原則と実用的なアプリケーションの観点からの「利点」の詳細な分析です。

1。高速トランスミッション：4線の平行、大幅に改善された帯域幅

従来のSPI（シリアル周辺インターフェイス）は、単一のデータライン（MOSI/MISO） +クロックライン（SCK） +チップ選択（CS）をシンプレックスまたは半過激症モードで使用し、データ送信レートは単一ラインの帯域幅によって制限されます（通常、数MBPからTENSのMBPS）。 SPIの拡張として、QSPIは4つの独立したデータライン（IO0〜IO3）を介して4線並列透過を実現し、同じクロックサイクルで（従来の1ビットのSPIではなく）4ビットのデータを送信できます。

・理論的帯域幅は4倍増加します。メインクロック周波数が同じ（50MHzなど）の場合、QSPIの帯域幅は200mbps（50MHz×4ビット）に達することがありますが、従来のSPIはわずか50mbps（50MHz×1bit）になります。

・実際の効率の向上：QSPIは、よりコンパクトなプロトコル設計（コントロール命令のオーバーヘッドの削減など）をサポートし、LCDドライバーチップの高速応答により、画面の更新時間を大幅に短縮できます。

2。単純化された配線：ピンが少なく、複雑さが少ない

組み込みシステム（MCU、SOCなど）の場合、PINリソースはしばしば限られています。 QSPIは、LCDドライバーチップとの通信を完了するために、6つのコア信号（SCK、CS、IO0〜IO3）とパワーとグラウンドのみを必要とします。従来のSPIには、双方向伝送が必要な場合（コマンドの送信や受信ステータスなど）、並列インターフェイス（8ビット/16ビットの平行バスなど）が必要であり、複雑なPCBレイアウトと領域の増加をもたらすため、並列インターフェイス（8ビット/16ビットの平行バスなど）が必要な場合、追加のピン（味oなど）が必要になる場合があります。

・PINリソースの保存：QSPIは、リソースに制約のあるマイクロコントローラー（Cortex-M0/M3シリーズなど）に適した高速データ送信をサポートするために、少数のピンのみが必要です。

・PCB設計の難易度を減らす：ピンが少ないことは、ルーティングが短く、レイアウトが短く、信号干渉の減少（EMIなど）、およびシステムの安定性が向上することを意味します。

3。低消費電力：効率的な伝送、スタンバイ時間の短縮

QSPIの高速特性は、間接的にシステムの消費を削減します：

・データ送信時間の短縮：同じ量のデータで、QSPIの送信時間は従来のSPIの1/4のみであり、MCU/LCDドライバーチップの作業時間を短縮し、動的な消費電力を削減します。

・低電力モードへの高速エントリをサポートする：QSPIプロトコルは通常、「ディープスリープ」モード（特定の指示を介してLCDドライバーチップをスリープモードにするなど）をサポートし、バッテリー駆動のデバイス（スマートウォッチ、IoTターミナルなど）に適した画面を更新する必要がある場合にのみ目覚めます。

4。高い互換性：複数のシナリオへの柔軟な適応

QSPIは、従来のSPIから完全に独立しているわけではありませんが、SPIプロトコルとの逆方向に互換性があります。作業モード（SPI/QSPI）は、構成によって切り替えることができます。

・従来のSPIデバイスと互換性がある：SPIのみをサポートするLCDドライバーを接続する場合、QSPIコントローラーをSPIモードに格下げして、ハードウェアの廃棄物を避けることができます。

・拡張機能のサポート：一部のQSPIインターフェイスは、「ダブルデータレート（DDR）」モード（つまり、データはクロックの上昇と下降エッジの両方でサンプリングされます）もサポートし、帯域幅をさらに改善します（たとえば、DDR QSPI帯域幅は800Mbpsに達する可能性があります）。

5。LCDドライバーの適応のための特別な最適化

LCDドライバーチップ（ILI9341、ST7789など）は一般にQSPIインターフェイスを統合し、プロトコルはディスプレイシナリオ用に最適化されています。

・コマンドとデータの多重化：QSPIの4行は、「コマンド」と「データ」を同時に送信できます（チップ選択信号または制御信号で区別されます）。たとえば、「ディスプレイエリアのセット」コマンドを送信した後、ピクセルデータを同じバスに連続的に直接送信して、相互作用の遅延を減らすことができます。

・パイプライン操作：QSPIは「チップセレクトホールド」（CSはすぐに高く引っ張られません）をサポートし、MCUが複数のコマンド/データを継続的に送信できるようにし、CSを頻繁に引き下げ/引き上げるオーバーヘッドを回避し、全体的な効率を改善します。

     要するに、LCDでのQSPIインターフェイスの適用は、基本的に、最小限のPINリソースを備えた高速で低遅延のデータ伝送を実現するためであり、「小型、低電力消費、高コストのパフォーマンス」の埋め込みシステムのニーズを完全に満たしています。特に、中程度の中規模のLCD（1.54インチから7インチなど）および中分の分解能（240×320、480×800など）のシナリオでは、QSPIの包括的な利点（速度、配線、消費電力）は、従来のSPI、I²Cを超えています。

      典型的なアプリケーションシナリオ：スマートウォッチ、ポータブル医療機器、産業用HMIパネル、スマートホームターミナル、教育電子デバイス、および小型の高級画面を必要とするその他のシナリオ。 Shenzhen Hongjia Technologyには、さまざまなサイズのQSPIインターフェイスディスプレイがあり、これもカスタマイズできます。顧客は相談のために私たちに電子メールを送ることができます。