Vantaggi e svantaggi dell'interfaccia SPI e dell'interfaccia QSPI per lo schermo LCD di piccole dimensioni

     Alcuni ingegneri dei clienti non hanno familiarità con l'interfaccia SPI e l'interfaccia QSPI dello schermo LCD di piccole dimensioni e incontreranno difficoltà nel design. Ecco una breve introduzione ai vantaggi e agli svantaggi di entrambe le parti. Prima di tutto, SPI è un'interfaccia periferica seriale, che di solito ha quattro righe: SCLK (orologio), MOSI (Master Invia Slave Ricetta), Miso (Master Riceve Slave Send), SS (CHIP Select); Mentre QSPI è coda SPI, che è un'estensione di SPI, che può ridurre il numero di pin o migliorare l'efficienza. I vantaggi e gli svantaggi di entrambe le parti sono i seguenti:

1. Pin fisiche e metodi di connessione

· Interfaccia SPI:

SPI standard utilizza 4 linee di segnale indipendenti (escluse potenza/terra):

· SCLK (segnale di clock): orologio sincrono fornito dal dispositivo principale;

· MOSI (Master Out Slave in): Master → Linea di trasmissione dei dati degli slave;

· Miso (Master in Slave Out): Slave → Linea di trasmissione dei dati master;

· SS (Slave Select, CHIP Select): il dispositivo master seleziona il dispositivo slave (sono richiesti più SS per più schiavi).

Per gli schermi di piccole dimensioni, se il driver IC supporta solo SPI, di solito deve occupare 4 porte IO (scenario a singolo slave), che ha determinati requisiti per il layout PCB.

· Interfaccia QSPI:

QSPI è un protocollo esteso di SPI (alcuni produttori lo chiamano "quad-spi" o "SPI veloce"), che riduce il numero di interfacce fisiche mediante pin di dati multiplexing. QSPI tipico mantiene solo 3 linee di segnale centrale (alcuni scenari possono essere ulteriormente semplificati):

· SCLK (clock);

· IO0/IO1/IO2/IO3 (bus dati a quattro fili, che può essere configurato in modo flessibile come input/output);

· SS (CHIP Select, opzionale, sostituito da tempi in alcuni scenari).

    Nelle applicazioni reali, ICS Driver QSPI per schermi di piccole dimensioni spesso uniscono le funzioni di MOSI/Miso nel bus dati a quattro fili (come il controllo della direzione dei dati attraverso le istruzioni) e sono necessarie solo 3 ~ 4 linee per completare la comunicazione bidirezionale, riducendo in modo significativo l'occupazione dei perni (ad esempio, ad esempio, ad esempio, comune QSPI per piccoli schermi richiede 3 linee: SCLK+3 IO).

2. Protocollo di comunicazione ed efficienza

· Caratteristiche di comunicazione di SPI:

· Modalità full-duplex: mentre il dispositivo principale invia dati (MOSI), il dispositivo slave può restituire i dati (miso). Teoricamente, 1 bit di trasmissione bidirezionale è completato per ciclo di clock;

· Istruzioni/separazione dei dati: ogni comunicazione richiede l'invio di istruzioni (come "Registro di scrittura" e "Invia dati di visualizzazione") e quindi l'invio dei dati corrispondenti. Il processo è fisso;

· Nessun meccanismo di coda: il dispositivo principale deve attendere che il dispositivo slave completi l'attuale operazione (come la ricezione/elaborazione dei dati) prima di avviare la comunicazione successiva. Il ritardo è limitato dal tempo di risposta del dispositivo slave.

· Caratteristiche di comunicazione di QSPI:

· Trasmissione della coda (coda): supporta il dispositivo principale per precaricare più istruzioni/dati nella coda FIFO all'interno di QSPI e eseguirli automaticamente in sequenza senza aspettare che le istruzioni precedenti siano completate (simile a "Pipeline di istruzioni");

· Direzione dei dati flessibili: attraverso la configurazione di "Fase di istruzioni" e "Fase dei dati", lo stesso bus dati può cambiare la direzione di input/output in diverse fasi (ad esempio, inviare prima le istruzioni di scrittura e quindi inviare i dati di visualizzazione in modo continuo);

· Larghezza di banda efficace più elevata: sebbene la frequenza di clock di QSPI (di solito 10 ~ 50 MHz) sia simile a SPI, l'efficienza effettiva di trasmissione dei dati è maggiore riducendo il sovraccarico dei segnali di controllo (come nessuna commutazione SS aggiuntiva); Soprattutto negli scenari in cui le piccole schermi devono essere aggiornate frequentemente (come l'aggiornamento dinamico delle interfacce grafiche), il meccanismo di coda di QSPI può ridurre la frequenza dell'intervento della CPU.

3. Controllo complessità e scenari applicabili

· Scenari applicabili per SPI:

· Il driver IC supporta solo il protocollo SPI (soluzioni vecchie oa basso costo);

· La funzione dello schermo è semplice (come solo la visualizzazione del testo, non è richiesta una coda di istruzioni complesse);

· Le principali risorse di controllo IO sono sufficienti (non è necessario salvare i pin).

Svantaggi: molti pin sono occupati, gli scenari complessi richiedono una frequente commutazione di istruzioni/dati e la CPU deve gestire attivamente ogni fase di comunicazione.

· Scenari applicabili per QSPI:

· ICS driver per schermi di piccole dimensioni (come 0,96 ~ 2,8 pollici) supportano QSPI (soluzioni tradizionali come ILI9341, ST7735, ecc. Tutti i supportano la modalità QSPI);

· È necessario semplificare la progettazione di PCB (salva le porte IO, adatti per dispositivi miniaturizzati);

· Richiede un display elevato in tempo reale o dinamico (come interfaccia GUI, animazione) e deve ridurre i tempi di attesa della comunicazione tra la CPU e lo schermo.

Vantaggi: pochi perni, protocolli flessibili, adatti a un'interazione efficiente tra microcontrollori limitati dalle risorse (come MCU) e piccoli schermi.

      In breve, per gli schermi LCD di piccole dimensioni, QSPI è una scelta migliore: attraverso il multiplexing PIN e il meccanismo di coda, pur mantenendo una velocità di trasmissione sufficiente, il design del PCB e l'utilizzo delle risorse di controllo principale sono notevolmente semplificati, il che è particolarmente adatto per scenari che richiedono display dinamico e spazio limitato. SPI è applicabile solo a casi estremi in cui il driver IC non supporta QSPI o ha funzioni estremamente semplici. Quando effettivamente si seleziona, è necessario confermare prima le specifiche dell'interfaccia del driver Schermo IC (alcune schermate supportano sia SPI che QSPI, che possono essere cambiate configurando i pin). Shenzhen Hongjia Technology ha 12 anni di ricerca e sviluppo professionale, produzione e vendite da 1,14 pollici a schermi LCD da 12,1 pollici e touch screen abbinati. Esistono varie dimensioni di interfaccia SPI e schermate LCD dell'interfaccia QSPI, che possono anche essere personalizzate. I clienti sono invitati a consultare e -mail.