อินเตอร์เฟสอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรมคืออะไร?

อินเตอร์เฟสอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรม (SPI) เป็นอินเตอร์เฟสสตรีมข้อมูลการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมแบบซิงโครนัสแบบต้นทุนต่ำแบบสี่สายแบบเพล็กซ์ที่ทำงานในความสัมพันธ์แบบมาสเตอร์ทาส การถ่ายโอนข้อมูลในอุปกรณ์อนุกรมนั้นเกิดขึ้นทีละหนึ่งบิตทำให้ SPI เป็นอินเตอร์เฟสที่ความเร็วต่ำ โดยทั่วไปจะใช้เป็นตัวเชื่อมโยงระหว่างวงจรรวมกับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ช้าบนกระดานซึ่งเข้าถึงได้เป็นระยะ มันแข่งขันกับอุปกรณ์ส่งข้อมูลแบบขนาน แต่เมื่อ SPI เพิ่มประสิทธิภาพความได้เปรียบของอดีตจะลดลง SPI บางครั้งเรียกว่า "microwire" แม้ว่าจะถือเป็นโปรโตคอลย่อยของ SPI

การถ่ายโอนข้อมูลโดยอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรมเกิดขึ้นผ่านโปรโตคอล full-duplexed ข้อมูลจะถูกถ่ายโอนและรับทั้งสองทิศทางในเวลาเดียวกัน แอปพลิเคชันที่ใช้ SPI จะได้รับประสิทธิภาพมากในโหมดนี้ แอปพลิเคชันดังกล่าวอยู่ระหว่าง coder-decoder (codec) และ Digital Signal Processor (DSP) แอปพลิเคชั่นอื่น ๆ ได้แก่ เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความดันรวมถึงหน่วยความจำแฟลช

เมื่อใดก็ตามที่อุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรมสองชุดติดต่อกันอุปกรณ์หนึ่งจะถูกเรียกว่า "ปรมาจารย์" ในขณะที่อุปกรณ์อีกชิ้นหนึ่งเรียกว่า "บ่าว" อุปกรณ์หลักเริ่มต้นการสื่อสารทั้งหมดโดยการส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์ทาส บัสอินเตอร์เฟสต่อพ่วงแบบอนุกรมสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์สลาฟหลายตัวเข้ากับอุปกรณ์หลักเดียวได้

อุปกรณ์อินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรมใช้การลงทะเบียนสามรายการ - ลงทะเบียนควบคุม (SPCR), ลงทะเบียนสถานะ (SPSR) และลงทะเบียนข้อมูล (SPDR) - ในการส่งข้อมูลพร้อมกับสัญญาณที่แตกต่างกันสี่รายการ สัญญาณแรกเรียกว่า serial clock (SCLK) ซึ่งมีเฉพาะอุปกรณ์หลักที่สร้างขึ้น ตามด้วย master-out slave-in (MOSI), master-in slave-out (MISO) และ slave select (SSn) โดยที่ "n" คือจำนวนอุปกรณ์ทาสที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์หลัก

ในการกำหนดค่าแบบทาสเดี่ยวโดยทั่วไปวิศวกรที่ต้องการใช้อินเตอร์เฟสอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรมจะเชื่อมต่อ SCLK กับอินพุตของอุปกรณ์สลาฟ จากนั้น MOSI จะนำข้อมูลจากอุปกรณ์หลักไปยังอุปกรณ์สลาฟในขณะที่ MISO จะถ่ายโอนข้อมูลจากอุปกรณ์สลาไปยังอุปกรณ์หลัก ในการพิจารณาว่าอุปกรณ์ใดเป็นอุปกรณ์หลักและเป็นอุปกรณ์รองอุปกรณ์เดิมจะเชื่อมต่อ Master SSn กับ Slave SSn และสร้างสัญญาณอินพุต / เอาท์พุตแบบแยกส่วนเพื่อวัตถุประสงค์ทั่วไป

ในการเชื่อมต่อทาสหลายคนเข้ากับนายหนึ่งคนในอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบอนุกรมสัญญาณ SSn ที่แยกจากกันจะเชื่อมต่อจากอุปกรณ์หลักไปยังทาสที่แยกออกจากกัน ตัวอย่างเช่น SS1 เชื่อมต่อกับ Slave 1, SS2 เชื่อมต่อกับ Slave 2 และอื่น ๆ คล้ายกับการกำหนดค่าแบบทาสเดียว SCLK เชื่อมต่อจากอุปกรณ์หลักไปยังหลายทาส MOSI จากต้นแบบไปยังทาสเชื่อมต่อรวมถึง MISO จากทาสไปยังต้นแบบ