소규모 LCD 화면에 대한 SPI 인터페이스 및 QSPI 인터페이스의 장점 및 단점

     일부 고객 엔지니어는 소규모 LCD 화면의 SPI 인터페이스 및 QSPI 인터페이스에 익숙하지 않으며 설계에 어려움을 겪게됩니다. 다음은 양측의 장점과 단점에 대한 간단한 소개입니다. 우선, SPI는 일반적으로 SCLK (클럭), MOSI (Mas QSPI는 SPI의 확장 인 큐 SPI 인 반면 핀 수를 줄이거 나 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 양측의 장점과 단점은 다음과 같습니다.

1. 물리적 핀 및 연결 방법

· SPI 인터페이스 :

표준 SPI는 4 개의 독립적 인 신호 라인을 사용합니다 (전력/접지 제외) :

· SCLK (클록 신호) : 마스터 장치에서 제공하는 동기 시계;

· MOSI (Master Out Slave In) : 마스터 → 슬레이브 데이터 전송 라인;

· MISO (Master in Slave Out) : 슬레이브 → 마스터 데이터 전송 라인;

· SS (슬레이브 선택, Chip Select) : 마스터 장치는 슬레이브 장치를 선택합니다 (여러 SS는 여러 슬레이브에 필요합니다).

소규모 스크린의 경우 드라이버 IC가 SPI 만 지원하는 경우 일반적으로 PCB 레이아웃에 대한 특정 요구 사항이있는 4 개의 IO 포트 (단일 슬레이브 시나리오)를 차지해야합니다.

· QSPI 인터페이스 :

QSPI는 SPI의 확장 프로토콜 (일부 제조업체는이를 "Quad-Spi"또는 "Fast SPI"라고 부름)으로, 다중화 데이터 핀을 통해 물리적 인터페이스의 수를 줄입니다. 일반적인 QSPI는 3 개의 핵심 신호 라인 만 유지합니다 (일부 시나리오는 더 단순화 할 수 있음) :

· SCLK (클럭);

· IO0/IO1/IO2/IO3 (입력/출력으로 유연하게 구성 할 수있는 4 와이어 데이터 버스);

· SS (칩 선택, 선택 사항, 일부 시나리오에서 타이밍으로 대체 됨).

    실제 응용 분야에서 소규모 스크린의 QSPI 드라이버 IC는 종종 MOSI/MISO 기능을 4 와이어 데이터 버스 (예 : 지침을 통한 데이터 방향 제어)로 병합하며, 양방향 통신을 완료하기 위해 3 ~ 4 줄만 필요하며 핀 점유를 크게 줄이려면 3 줄만 필요합니다. SCLK+3 IO).

2. 커뮤니케이션 프로토콜 및 효율성

· SPI의 통신 특성 :

· 전이중 모드 : 마스터 장치가 데이터 (MOSI)를 보내는 동안 슬레이브 장치는 데이터 (MISO)를 반환 할 수 있습니다. 이론적으로, 클록 사이클 당 1 비트의 양방향 전송이 완료됩니다.

· 명령/데이터 분리 : 각 커뮤니케이션에는 먼저 명령어를 보내야합니다 (예 : "쓰기 등록"및 "디스플레이 데이터 보내기") 다음 해당 데이터를 전송해야합니다. 과정은 고정되어 있습니다.

· 큐 메커니즘 없음 : 마스터 장치는 다음 통신을 시작하기 전에 슬레이브 장치가 현재 작업 (예 : 데이터 수신/처리)을 완료 할 때까지 기다려야합니다. 지연은 슬레이브 장치의 응답 시간에 의해 제한됩니다.

· QSPI의 커뮤니케이션 기능 :

· 큐 전송 (Queue) : 마스터 장치를 지원하여 여러 명령/데이터를 QSPI 내부의 FIFO 큐에 예압하고 이전 명령이 완료되기를 기다리지 않고 순서대로 자동 실행합니다 ( "명령 파이프 라인과 유사).

· 유연한 데이터 방향 : "명령 단계"및 "데이터 단계"의 구성을 통해 동일한 데이터 버스는 다른 단계에서 입력/출력 방향을 전환 할 수 있습니다 (예 : 먼저 쓰기 명령어를 보내고 디스플레이 데이터를 지속적으로 보냅니다).

· 더 높은 유효 대역폭 : QSPI의 클럭 주파수 (일반적으로 10 ~ 50MHz)는 SPI와 유사하지만 실제 데이터 전송 효율은 제어 신호의 오버 헤드 (예 : 추가 SS 스위칭 없음)를 줄임으로써 더 높습니다. 특히 작은 화면을 자주 새로 고쳐야하는 시나리오 (예 : 그래픽 인터페이스의 동적 업데이트)에서 QSPI의 큐 메커니즘은 CPU 개입의 빈도를 줄일 수 있습니다.

3. 복잡성 및 적용 가능한 시나리오 제어

· SPI의 적용 가능한 시나리오 :

· 드라이버 IC는 SPI 프로토콜 (구형 또는 저비용 솔루션) 만 지원합니다.

· 화면 기능은 간단합니다 (예 : 텍스트 표시 만, 복잡한 명령어 큐가 필요하지 않음).

· 주요 제어 IO 리소스가 충분합니다 (핀을 절약 할 필요가 없습니다).

단점 : 많은 핀이 점유되고 복잡한 시나리오에는 자주 지침/데이터를 전환해야하며 CPU는 각 통신 단계를 적극적으로 관리해야합니다.

· QSPI의 적용 가능한 시나리오 :

· 소규모 스크린의 드라이버 IC (예 : 0.96 ~ 2.8 인치)는 QSPI (ILI9341, ST7735 등의 주류 솔루션 등)를 지원합니다.

· PCB 설계를 단순화해야합니다 (저장 IO 포트, 소형 장치에 적합);

· 실시간 또는 동적 디스플레이 (예 : GUI 인터페이스, 애니메이션)가 필요하며 CPU와 화면 간의 통신 대기 시간을 줄여야합니다.

장점 : 자원 제한 마이크로 컨트롤러 (예 : MCU)와 작은 화면 간의 효율적인 상호 작용에 적합한 핀, 유연한 프로토콜, 소수의 핀, 유연한 프로토콜.

      요컨대, 소규모 LCD 스크린의 경우 QSPI는 더 나은 선택입니다. 핀 멀티플렉싱 및 큐 메커니즘을 통해 충분한 전송 속도를 유지하는 동시에 PCB 설계 및 마스터 제어 리소스 사용량을 크게 단순화하여 동적 디스플레이 및 제한된 공간이 필요한 시나리오에 적합합니다. SPI는 드라이버 IC가 QSPI를 지원하지 않거나 매우 간단한 기능을 갖는 극한의 경우에만 적용됩니다. 실제로 선택할 때는 먼저 화면 드라이버 IC의 인터페이스 사양을 확인해야합니다 (일부 화면은 SPI 및 QSPI를 모두 지원하며 핀 구성으로 전환 할 수 있음). Shenzhen Hongjia Technology는 12 년의 전문 연구 및 개발, 생산 및 판매량 1.14 인치 ~ 12.1 인치 LCD 화면과 일치하는 터치 스크린을 보유하고 있습니다. 다양한 크기의 SPI 인터페이스 및 QSPI 인터페이스 LCD 화면이 있으며 사용자 정의 할 수도 있습니다. 고객은 이메일 상담을 환영합니다.