Vantagens e desvantagens da interface SPI e interface QSPI para tela LCD de pequeno porte

     Alguns engenheiros de clientes não estão familiarizados com a interface SPI e a interface QSPI da tela LCD de pequeno porte e encontrarão dificuldades no design. Aqui está uma breve introdução às vantagens e desvantagens de ambos os lados. Primeiro de tudo, o SPI é uma interface periférica em série, que geralmente possui quatro linhas: sclk (relógio), mosi (mestre envio de escravo), miso (mestre recebimento de escravo envia), ss (chip select); Enquanto o Qspi é a fila SPI, que é uma extensão do SPI, que pode reduzir o número de pinos ou melhorar a eficiência. As vantagens e desvantagens de ambos os lados são as seguintes:

1. Pinos físicos e métodos de conexão

· Interface SPI:

O SPI SPIL usa 4 linhas de sinal independentes (excluindo o poder/terra):

· SCLK (sinal do relógio): relógio síncrono fornecido pelo dispositivo mestre;

· Mosi (mestre de escravo): Mestre → Linha de transmissão de dados de escravos;

· MISO (Mestre em escravo): escravo → linha de transmissão de dados mestre;

· SS (Selecionar escravo, selecionar chip): O dispositivo mestre seleciona o dispositivo escravo (vários Ss são necessários para vários escravos).

Para telas de pequeno porte, se o IC do motorista suportar apenas SPI, ele geralmente precisará ocupar 4 portas de IO (cenário de escravo único), que possui certos requisitos para o layout da PCB.

· Interface Qspi:

O QSPI é um protocolo estendido de SPI (alguns fabricantes chamam de "quad-spi" ou "fast spi"), o que reduz o número de interfaces físicas por pinos de dados multiplexando. O QSPI típico mantém apenas 3 linhas de sinal de núcleo (alguns cenários podem ser mais simplificados):

· Sclk (relógio);

· Io0/io1/io2/io3 (barramento de dados de quatro fios, que pode ser configurado com flexibilidade como entrada/saída);

· SS (Selecionar chip, opcional, substituído pelo tempo em alguns cenários).

    Em aplicações reais, o QSPI Driver ICS para telas de pequeno porte geralmente mesclia o MOSI/MISO funções no barramento de dados de quatro fios (como controlar a direção dos dados através de instruções) e apenas 3 ~ 4 linhas são necessárias para concluir a comunicação bidirecional, reduzindo significativamente a ocupação da palheta (por exemplo, comuns em pequena tela.

2. Protocolo de comunicação e eficiência

· Características de comunicação do SPI:

· Modo Full-Duplex: Enquanto o dispositivo mestre envia dados (MOSI), o dispositivo escravo pode retornar dados (miso). Teoricamente, 1 bit de transmissão bidirecional é concluído por ciclo do relógio;

· Separação de instrução/dados: Cada comunicação requer instruções de envio (como "Write Register" e "Enviar Dados de Exibição") primeiro e depois o envio dos dados correspondentes. O processo é corrigido;

· Sem mecanismo de fila: o dispositivo mestre precisa aguardar o dispositivo escravo concluir a operação atual (como recepção/processamento de dados) antes de iniciar a próxima comunicação. O atraso é limitado pelo tempo de resposta do dispositivo escravo.

· Recursos de comunicação de Qspi:

· Transmissão de fila (fila): suporta o dispositivo mestre para pré -carregar várias instruções/dados na fila FIFO dentro do QSPI e executá -los automaticamente em sequência sem esperar que a instrução anterior seja concluída (semelhante ao "pipeline de instruções");

· Direção de dados flexíveis: Através da configuração da "fase de instrução" e da "fase de dados", o mesmo barramento de dados pode alternar a direção de entrada/saída em diferentes estágios (por exemplo, enviar instruções de gravação primeiro e enviar dados de exibição continuamente);

· Largura de banda efetiva mais alta: embora a frequência do relógio de Qspi (geralmente 10 ~ 50MHz) seja semelhante ao SPI, a eficiência real da transmissão de dados é maior, reduzindo a sobrecarga dos sinais de controle (como sem comutação SS adicional); Especialmente em cenários em que as telas pequenas precisam ser atualizadas com frequência (como atualização dinâmica de interfaces gráficas), o mecanismo de fila da QSPI pode reduzir a frequência da intervenção da CPU.

3. Complexidade de controle e cenários aplicáveis

· Cenários aplicáveis ​​para SPI:

· O IC do motorista suporta apenas o protocolo SPI (soluções antigas ou de baixo custo);

· A função de tela é simples (como exibição de texto apenas, nenhuma fila de instruções complexa é necessária);

· Os principais recursos de IO de controle são suficientes (não há necessidade de salvar pinos).

Desvantagens: Muitos pinos estão ocupados, cenários complexos requerem troca frequente de instruções/dados, e a CPU precisa gerenciar ativamente cada etapa da comunicação.

· Cenários aplicáveis ​​para Qspi:

· ICS de driver para telas de pequeno porte (como 0,96 ~ 2,8 polegadas) suportam QSPI (soluções convencionais como ILI9341, ST7735, etc. Todos suportam o modo QSPI);

· Precisa simplificar o design da PCB (salve portas de IO, adequadas para dispositivos miniaturizados);

· Requer exibição em tempo real ou dinâmica em tempo real (como interface da GUI, animação) e precisa reduzir o tempo de espera da comunicação entre a CPU e a tela.

Vantagens: poucos pinos, protocolos flexíveis, adequados para interação eficiente entre microcontroladores com restrição de recursos (como MCU) e telas pequenas.

      Em resumo, para telas de LCD de pequeno porte, o QSPI é uma escolha melhor: através do mecanismo de multiplexação e fila de pinos, mantendo a taxa de transmissão suficiente, o design da PCB e o uso de recursos de controle mestre são bastante simplificados, o que é especialmente adequado para cenários que requerem exibição dinâmica e espaço limitado. O SPI é aplicável apenas a casos extremos em que o IC do motorista não suporta QSPI ou possui funções extremamente simples. Ao realmente selecionar, é necessário primeiro confirmar as especificações da interface do IC do driver de tela (algumas telas suportam SPI e QSPI, que podem ser alternadas configurando pinos). A tecnologia Shenzhen Hongjia possui 12 anos de pesquisa e desenvolvimento profissional, produção e vendas de telas LCD de 1,14 polegada a 12,1 polegadas e telas de toque correspondentes. Existem vários tamanhos da interface SPI e das telas LCD da interface QSPI, que também podem ser personalizadas. Os clientes são bem -vindos à consulta por e -mail.