SPIインターフェイスと小型LCD画面のQSPIインターフェイスの利点と短所

     一部の顧客エンジニアは、SPIインターフェイスと小型LCDスクリーンのQSPIインターフェイスに精通しておらず、設計の困難に遭遇します。双方の利点と欠点の簡単な紹介を以下に示します。まず、SPIはシリアル周辺のインターフェイスであり、通常は4行があります。SCLK（クロック）、MOSI（マスター送信スレーブ受信）、味o（マスター受信スレーブセンド）、SS（チップセレクト）。 QSPIはSPIの拡張であるキューSPIであり、ピンの数を減らすか、効率を向上させる可能性があります。双方の利点と短所は次のとおりです。

1。物理的なピンと接続方法

・SPIインターフェイス：

標準SPIは、4つの独立した信号線（電力/地面を除く）を使用します。

・SCLK（クロック信号）：マスターデバイスが提供する同期クロック。

・MOSI（マスターアウトスレーブイン）：マスター→スレーブデータ送信ライン。

・MISO（スレーブのマスター）：スレーブ→マスターデータ送信ライン。

・SS（スレーブセレクト、チップセレクト）：マスターデバイスはスレーブデバイスを選択します（複数の奴隷には複数のSSが必要です）。

小型の画面の場合、ドライバーICがSPIのみをサポートする場合、通常、PCBレイアウトの特定の要件がある4つのIOポート（単一のスレーブシナリオ）を占有する必要があります。

・QSPIインターフェイス：

QSPIはSPIの拡張プロトコルであり（一部のメーカーはそれを「Quad-SPI」または「高速SPI」と呼ぶ）。これは、データピンを多重化することで物理インターフェイスの数を減らす。典型的なQSPIは、3つのコア信号線のみを保持します（一部のシナリオはさらに簡素化できます）：

・SCLK（クロック）;

・io0/io1/io2/io3（4線式データバス。これは、入力/出力として柔軟に構成できます）;

・ss（chip select、オプション、いくつかのシナリオでのタイミングに置き換えられます）。

    実際のアプリケーションでは、小型画面用のQSPIドライバーICSは、MOSI/MISO機能を4線データバス（命令を介してデータ方向を制御するなど）にマージすることがよくあり、ピンの占有率を大幅に削減するために3〜4行のみが必要です（たとえば、一般的な小型QSPIのみが必要です：SCLK+3 IO）。

2。通信プロトコルと効率

・SPIの通信特性：

・フルダプレックスモード：マスターデバイスがデータ（MOSI）を送信する間、スレーブデバイスはデータ（MISO）を返すことができます。理論的には、クロックサイクルごとに1ビットの双方向伝送が完了します。

・命令/データ分離：各通信には、最初に指示（「書き込み登録」や「ディスプレイデータの送信」など）を送信してから、対応するデータを送信する必要があります。プロセスは固定されています。

・キューメカニズムなし：マスターデバイスは、次の通信を開始する前に、スレーブデバイスが現在の操作（データ受信/処理など）を完了するのを待つ必要があります。遅延は、スレーブデバイスの応答時間によって制限されます。

・QSPIの通信機能：

・キュー送信（キュー）：マスターデバイスをサポートして、QSPI内のFIFOキューに複数の命令/データをプリロードし、以前の命令が完了するのを待つことなく順番に自動的に実行します（「命令パイプライン」と同様）。

・柔軟なデータ方向：「命令フェーズ」と「データフェーズ」の構成を通じて、同じデータバスは異なる段階で入出力方向を切り替えることができます（たとえば、最初に書き込み手順を送信してから、ディスプレイデータを継続的に送信します）。

・より高い有効帯域幅：QSPIのクロック周波数（通常は10〜50MHz）はSPIに似ていますが、実際のデータ送信効率は、制御信号のオーバーヘッド（追加のSSスイッチングなど）を減らすことで高くなります。特に、小さな画面を頻繁に更新する必要があるシナリオ（グラフィカルインターフェイスの動的な更新など）では、QSPIのキューメカニズムはCPU介入の頻度を減らすことができます。

3。複雑さと適用可能なシナリオを制御します

・SPIの該当するシナリオ：

・ドライバーICは、SPIプロトコル（古いソリューションまたは低コストソリューション）のみをサポートしています。

・画面関数は単純です（テキスト表示のみ、複雑な命令キューは必要ありません）。

・メインコントロールIOリソースで十分です（ピンを保存する必要はありません）。

短所：多くのピンが占有されており、複雑なシナリオでは指示/データの頻繁な切り替えが必要であり、CPUは通信の各ステップを積極的に管理する必要があります。

・QSPIの該当するシナリオ：

・小型画面（0.96〜2.8インチなど）のドライバーICSはQSPI（ILI9341、ST7735などの主流ソリューションなどをサポートします。すべてサポートQSPIモード）。

・PCB設計を簡素化する必要があります（小型化されたデバイスに適したIOポートを保存）。

・高いリアルタイムまたはダイナミックディスプレイ（GUIインターフェイス、アニメーションなど）が必要であり、CPUと画面間の通信待機時間を短縮する必要があります。

利点：リソース制約のマイクロコントローラー（MCUなど）と小さなスクリーン間の効率的な相互作用に適した、ピン、柔軟なプロトコルはほとんどありません。

      要するに、小型のLCD画面の場合、QSPIはより良い選択です。ピンの多重化とキューメカニズムを通じて、十分な伝送速度を維持しながら、PCB設計とマスター制御リソースの使用が大幅に簡素化されます。これは、動的な表示と限られたスペースを必要とするシナリオに特に適しています。 SPIは、ドライバーICがQSPIをサポートしていないか、非常に単純な機能を備えている極端なケースにのみ適用できます。実際に選択するときは、最初にスクリーンドライバーICのインターフェイス仕様を確認する必要があります（一部のスクリーンは、SPIとQSPIの両方をサポートします。これは、ピンを構成することで切り替えることができます）。 Shenzhen Hongjia Technologyには、1.14インチから12.1インチのLCDスクリーン、マッチングタッチスクリーンの12年間の専門的な研究開発、生産、販売があります。 SPIインターフェイスとQSPIインターフェイスLCD画面にはさまざまなサイズがあり、カスタマイズすることもできます。顧客は電子メール相談を歓迎します。