SPI串行外圍設(shè)備接口總線，它是摩托羅拉在1970年代開發(fā)的同步串行數(shù)據(jù)協(xié)議。英銳恩單片機開發(fā)工程師表示，該協(xié)議的開發(fā)目的是代替并行總線，并在短距離內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)傳輸。

SPI是一種全雙工協(xié)議，需要四個信號：時鐘，主機輸出/從機輸入，主機輸入/從機輸出和從機選擇。數(shù)據(jù)同時發(fā)送和接收。SPI允許多個從機設(shè)備由一個主機控制，每個從機設(shè)備都有單獨的從機選擇線。

那么，單線、雙線和四線SPI之間的差異在哪里？

1.單線SPI

英銳恩單片機開發(fā)工程師介紹，單線SPI適用于大多數(shù)情況，例如快速原型設(shè)計、設(shè)備編程和自動測試。SPI速度很快，大多數(shù)單個SPI串行吞吐速率達到10 Mbps左右。單個SPI并行吞吐速率范圍為10–24 Mbps。但是，一條數(shù)據(jù)線將無法以SPI最快的速度發(fā)送數(shù)據(jù)。

多I/O SPI能夠支持單個設(shè)備的更高吞吐量。英銳恩單片開發(fā)工程師解釋，SPI本身是全雙工的，由于使用2-4引腳進行發(fā)送和接收，因此雙線和四線SPI均為半雙工。在Single SPI中，通過發(fā)送命令字節(jié)來切換到Dual或Quad SPI。命令字節(jié)將以雙模式或四模式請求響應(yīng)。

2.雙線SPI

雙SPI具有雙I/O接口，與標(biāo)準(zhǔn)串行閃存設(shè)備相比，其傳輸速率可提高一倍。MISO和MOSI數(shù)據(jù)引腳以半雙工模式運行，每個時鐘周期發(fā)送兩個位。MOSI線變?yōu)镮O0，而MISO線變?yōu)镮O1。雙SPI串行吞吐量速率達到20 Mbps左右。

3.四線SPI

Quad SPI與Dual SPI類似，但吞吐量提高了四倍。添加了兩條額外的數(shù)據(jù)線，每個時鐘周期傳輸4位。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)線為IO0、IO1、IO2和IO3。Quad SPI串行吞吐速率達到約40 Mbps。

4.雙線和四線SPI的優(yōu)勢

英銳恩單片機開發(fā)工程師表示，多I/O SPI對內(nèi)存密集型數(shù)據(jù)特別有用。與僅使用一條數(shù)據(jù)線的傳統(tǒng)SPI相比，雙線和四線SPI使用2條和4條數(shù)據(jù)總線，這將使數(shù)據(jù)吞吐量提高2倍或4倍。

在創(chuàng)建雙線和四線SPI之前，較早的解決方案使用并行存儲器。并行存儲器將使用8、16或32引腳將外部存儲設(shè)備連接到單片機。與并行接口相比，雙線和四線SPI允許外部閃存芯片采用較小的封裝。這些小封裝可減少板上的PCB空間，從而有助于簡化PCB設(shè)計并減少GPIO。

英銳恩單片機開發(fā)工程師介紹，使用雙線或四線SPI的決定取決于引腳數(shù)和開發(fā)人員希望使用的數(shù)據(jù)傳輸速度。支持Quad SPI的閃存芯片通常支持Dual SPI，而且單、雙和四線SPI也是引腳兼容的。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的SPI協(xié)議：單線，雙線，四線SPI的區(qū)別。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運放芯片和模擬開關(guān)。