Co to jest szeregowy interfejs peryferyjny?
Szeregowy interfejs peryferyjny (SPI) to tani, czteroprzewodowy, pełnodupleksowy interfejs synchronicznego strumienia danych komunikacji szeregowej, który działa w relacji master-slave. Transfer danych w urządzeniach szeregowych odbywa się po jednym bicie, co czyni SPI interfejsem o niskiej prędkości. Jest powszechnie stosowany jako połączenie między obwodami scalonymi z wolnymi urządzeniami peryferyjnymi na pokładzie, do których dostęp jest przerywany. Współzawodniczy z równoległymi urządzeniami do transmisji danych, ale wraz ze wzrostem wydajności SPI zmniejsza się przewaga twórcy. SPI jest czasami określany jako „mikroprzewod”, chociaż jest to uważane za podzbiór protokołu SPI.
Przesyłanie danych przez szeregowy interfejs peryferyjny odbywa się za pomocą protokołu pełnego dupleksu. Dane są przesyłane i odbierane jednocześnie w obu kierunkach. Aplikacje korzystające z SPI zyskują dużą wydajność w tym trybie; jedna taka aplikacja znajduje się między koderem-dekoderem (kodekiem) a cyfrowym procesorem sygnałowym (DSP). Inne zastosowania obejmują czujniki temperatury i ciśnienia, a także pamięć flash.
Za każdym razem, gdy komunikują się dwa szeregowe urządzenia peryferyjne, jedno urządzenie nazywane jest „master”, a drugie „slave”. Urządzenie nadrzędne inicjuje całą komunikację, przesyłając sygnały do urządzenia podrzędnego. Szeregowa magistrala interfejsu urządzeń peryferyjnych może łączyć wiele urządzeń podrzędnych z jednym urządzeniem głównym.
Szeregowe urządzenia peryferyjne używają trzech rejestrów - rejestru kontrolnego (SPCR), rejestru stanu (SPSR) i rejestru danych (SPDR) - do wysyłania danych, wraz z czterema różnymi sygnałami. Pierwszy sygnał nazywa się zegarem szeregowym (SCLK), który generuje tylko urządzenie główne. Następnie następuje master-out slave-in (MOSI), master-in slave-out (MISO) i slave select (SSn), gdzie „n” oznacza liczbę urządzeń slave, do których podłączone jest urządzenie master.
W typowej konfiguracji z jednym urządzeniem podrzędnym inżynier, który chce użyć szeregowego interfejsu peryferyjnego, podłącza SCLK do wejścia urządzenia podrzędnego. MOSI następnie przenosi dane z urządzenia nadrzędnego do urządzenia podrzędnego, podczas gdy MISO przesyła dane z urządzenia podrzędnego do urządzenia nadrzędnego. Aby określić, które urządzenie jest urządzeniem nadrzędnym, a które podrzędne, urządzenie pierwsze łączy urządzenie Master SSn z urządzeniem Slave SSn i generuje dyskretny sygnał wejściowy / wyjściowy ogólnego przeznaczenia do drugiego.
Aby podłączyć wiele urządzeń podrzędnych do jednego urządzenia nadrzędnego w szeregowym interfejsie peryferyjnym, oddzielne sygnały SSn są podłączone z urządzenia nadrzędnego do oddzielnych urządzeń podrzędnych. Na przykład SS1 jest podłączony do Slave 1, SS2 jest podłączony do Slave 2 i tak dalej. Podobnie do konfiguracji z jednym urządzeniem podrzędnym, SCLK jest podłączony z urządzenia nadrzędnego do wielu urządzeń podrzędnych. Podłączone są MOSI od master do slave, a także MISO od slave do master.