As muitas vantagens da interface Qspi da tela LCD

      O que é Qspi? É uma extensão do SPI. Seu nome completo é Quad Spi, que é o SPI de quatro fios. O SPI tradicional é uma única linha de dados (MOSI/MISO), enquanto o QSPI usa quatro linhas de dados e também pode ter relógios e chips separados. A tela de cristal líquido (LCD) adota o design da interface Qspi (Quad SPI, SPI de quatro fios), que tem vantagens únicas em sistemas incorporados e eletrônicos de consumo, refletidos principalmente na transmissão de alta velocidade, fiação simplificada, consumo de baixa energia, alta compatibilidade e outros aspectos. A seguir, é apresentada uma análise detalhada de suas "vantagens" da perspectiva dos princípios técnicos e aplicações práticas:

1. Transmissão de alta velocidade: largura de banda paralela e muito aprimorada de quatro fios

O SPI tradicional (interface periférica serial) usa uma única linha de dados (MOSI/MISO) + linha de relógio (SCK) + Chip Select (CS) no modo simplex ou semi-duplex, e a taxa de transmissão de dados é limitada pela largura de banda da linha única (geralmente alguns Mbps para TENs de MBPS). Como uma extensão do SPI, o QSPI realiza a transmissão paralela de quatro fios através de quatro linhas de dados independentes (io0 ~ io3) e pode transmitir 4 bits de dados no mesmo ciclo do relógio (em vez de 1 bit do SPI tradicional).

· A largura de banda teórica é aumentada 4 vezes: se a frequência principal do relógio for a mesma (como 50MHz), a largura de banda do QSPI pode atingir 200 Mbps (50MHz × 4bit), enquanto o SPI tradicional é de apenas 50Mbps (50MHz × 1 bit).

· Melhor eficiência real: o QSPI suporta mais design de protocolo compacto (como reduzir a sobrecarga da instrução de controle) e, com a resposta de alta velocidade das lascas de driver LCD, pode reduzir significativamente o tempo de atualização da tela, especialmente adequado para cenas que requerem exibição dinâmica (como animação, vídeo) ou alta resistência (como QVGA, WVGA).

2. Fiação simplificada: menos pinos, baixa complexidade

Para sistemas incorporados (como MCU, SOC), os recursos do PIN são frequentemente limitados. O QSPI precisa apenas de 6 sinais principais (SCK, CS, IO0 ~ io3), além de energia e terra, para concluir a comunicação com o chip de driver LCD; Embora o SPI tradicional possa exigir pinos adicionais (como miso) se for necessária transmissão bidirecional (como enviar comandos e receber status ao mesmo tempo) e interfaces paralelas (como barramentos paralelos de 8 bits/16 bits) requerem mais pinos (como 8 linhas de dados + linhas de controle), resultando em layout de PCB complexo e área aumentada.

· Salvar recursos PIN: o QSPI precisa apenas de um pequeno número de pinos para suportar a transmissão de dados de alta velocidade, adequada para microcontroladores restritos a recursos (como a série Cortex-M0/M3).

· Reduza a dificuldade do design da PCB: menos pinos significa roteamento mais curto, layout mais simples, interferência de sinal reduzida (como EMI) e maior estabilidade do sistema.

3. Baixo consumo de energia: transmissão eficiente, tempo de espera reduzido

As características de alta velocidade do QSPI reduzem indiretamente o consumo de energia do sistema:

· Encurne o tempo de transmissão de dados: na mesma quantidade de dados, o tempo de transmissão do QSPI é apenas 1/4 do SPI tradicional, reduzindo o tempo de trabalho dos chips de driver MCU/LCD e reduzindo o consumo dinâmico de energia.

· Suporte a entrada rápida no modo de baixa potência: o protocolo Qspi geralmente suporta o modo de "sono profundo" (como colocar o chip de driver LCD no modo de suspensão através de instruções específicas) e acorda apenas quando a tela precisa ser atualizada, adequada para dispositivos de bateria (como relógios inteligentes, terminais IoT).

4. Alta compatibilidade: adaptação flexível a vários cenários

O QSPI não é completamente independente do SPI tradicional, mas é compatível com o protocolo SPI. O modo de trabalho (spi/qspi) pode ser alterado por configuração:

· Compatível com os dispositivos SPI tradicionais: Ao conectar um driver LCD que suporta apenas SPI, o controlador QSPI pode ser rebaixado ao modo SPI para evitar o desperdício de hardware.

· Funções estendidas de suporte: algumas interfaces QSPI também suportam o modo "Taxa de dados duplos (DDR)" (ou seja, os dados são amostrados nas bordas de ascensão e queda do relógio), melhorando ainda mais a largura de banda (por exemplo, em um relógio de 100MHz, o Relógio de Relógio DDR qspi pode atingir 800 Mbps), atender às necessidades de 100MHz, o relógio de 30MHz, o Relógio de Relógio de 100 MHz, o Relógio de 100 MHz, as necessidades de mais de 100 MHz, as necessidades de Relógio de 100 MHz, o que pode ser atingido por 100 MHz de Relógio.

5. Otimização especial para adaptação para driver LCD

Chips de driver LCD (como ILI9341, ST7789, etc.) geralmente integram interfaces QSPI, e o protocolo é otimizado para cenários de exibição:

· Multiplexação de comando e dados: as quatro linhas do QSPI podem transmitir "comandos" e "dados" ao mesmo tempo (distinguidos por sinais de seleção de chip ou controle), sem a necessidade de pinos de controle adicionais, simplificando o processo de comunicação. Por exemplo, depois de enviar o comando "Set Display Area", os dados do pixel podem ser transmitidos diretamente continuamente no mesmo barramento para reduzir os atrasos na interação.

· Operação do pipeline: o Qspi suporta "chip selecionar hold" (o CS não é puxado imediatamente), permitindo que o MCU envie continuamente vários conjuntos de comandos/dados, evitando a sobrecarga de puxar/puxar o CS frequentemente e melhorar a eficiência geral.

     Em suma, a aplicação da interface QSPI no LCD é essencialmente para obter transmissão de dados de baixa velocidade e baixa latência com recursos mínimos de pinos, que atendem perfeitamente às necessidades dos sistemas incorporados para "tamanho pequeno, baixo consumo de energia e desempenho de alto custo". Especially in the scenarios of small and medium-sized LCDs (such as 1.54 inches to 7 inches) and medium and low resolutions (such as 240×320, 480×800), QSPI's comprehensive advantages (speed, wiring, power consumption) far exceed traditional SPI, I²C and even some parallel interfaces, becoming the preferred solution in consumer electronics, IoT devices, industrial instruments and other fields.

      Cenários de aplicação típicos: relógios inteligentes, dispositivos médicos portáteis, painéis de HMI industrial, terminais domésticos inteligentes, dispositivos eletrônicos educacionais e outros cenários que requerem telas de alta resfriamento de pequeno porte. A tecnologia Shenzhen Hongjia possui exibições de interface QSPI de vários tamanhos, que também podem ser personalizados. Os clientes podem nos enviar um e -mail para consulta.