ข้อดีมากมายของอินเทอร์เฟซ QSPI ของหน้าจอ LCD

      QSPI คืออะไร? มันเป็นส่วนขยายของ SPI ชื่อเต็มของมันคือ Quad SPI ซึ่งเป็นสี่สาย SPI SPI แบบดั้งเดิมเป็นสายข้อมูลเดียว (MOSI/MISO) ในขณะที่ QSPI ใช้สายข้อมูลสี่สายและอาจมีนาฬิกาแยกต่างหากและการเลือกชิป Liquid Crystal Display (LCD) ใช้การออกแบบของอินเทอร์เฟซ QSPI (Quad SPI, Four-Wire SPI) ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ในระบบฝังตัวและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในการส่งผ่านความเร็วสูง ต่อไปนี้เป็นการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับ "ข้อดี" จากมุมมองของหลักการทางเทคนิคและการใช้งานจริง:

1. การส่งความเร็วสูง: แบนด์วิดท์สี่สายคู่ขนาน, ปรับปรุงอย่างมาก

SPI แบบดั้งเดิม (อินเทอร์เฟซต่อพ่วงต่อพ่วงแบบอนุกรม) ใช้สายข้อมูลเดียว (MOSI/MISO) + สายนาฬิกา (SCK) + ชิปเลือก (CS) ในโหมด SimpleX หรือ Half-Duplex และอัตราการส่งข้อมูลจะถูก จำกัด โดยแบนด์วิดท์ของบรรทัดเดียว ในฐานะที่เป็นส่วนขยายของ SPI, QSPI ตระหนักถึงการส่งแบบขนานสี่สายผ่านสายข้อมูลอิสระสี่สาย (IO0 ~ IO3) และสามารถส่งข้อมูล 4 บิตในวงจรนาฬิกาเดียวกัน (แทนที่จะเป็น SPI แบบดั้งเดิม 1 บิต)

·แบนด์วิดธ์เชิงทฤษฎีเพิ่มขึ้น 4 เท่า: หากความถี่สัญญาณนาฬิกาหลักเหมือนกัน (เช่น 50MHz) แบนด์วิดท์ของ QSPI สามารถเข้าถึง 200Mbps (50MHz × 4bit) ในขณะที่ SPI ดั้งเดิมเป็นเพียง 50Mbps (50MHz × 1 บิต)

·ประสิทธิภาพที่แท้จริงที่ดีกว่า: QSPI รองรับการออกแบบโปรโตคอลขนาดกะทัดรัดมากขึ้น (เช่นการลดค่าใช้จ่ายในการควบคุมค่าใช้จ่ายในการควบคุม) และด้วยการตอบสนองความเร็วสูงของชิปไดรเวอร์ LCD มันสามารถทำให้เวลาการรีเฟรชหน้าจอสั้นลงอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับฉากที่ต้องใช้การแสดงแบบไดนามิก

2. การเดินสายแบบง่าย: พินน้อยลงความซับซ้อนต่ำ

สำหรับระบบฝังตัว (เช่น MCU, SOC) ทรัพยากร PIN มักจะถูก จำกัด QSPI ต้องการเพียง 6 สัญญาณหลัก (SCK, CS, IO0 ~ IO3), บวกพลังงานและพื้นดินเพื่อการสื่อสารกับชิปไดรเวอร์ LCD ให้เสร็จสมบูรณ์ ในขณะที่ SPI แบบดั้งเดิมอาจต้องใช้พินเพิ่มเติม (เช่น MISO) หากต้องการการส่งแบบสองทิศทาง (เช่นการส่งคำสั่งและสถานะการรับในเวลาเดียวกัน) และอินเทอร์เฟซแบบขนาน (เช่นรถบัสขนาน 8 บิต/16 บิต) ต้องใช้พินมากขึ้น

·บันทึกทรัพยากร PIN: QSPI ต้องการหมุดจำนวนเล็กน้อยเพื่อรองรับการส่งข้อมูลความเร็วสูงซึ่งเหมาะสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ จำกัด ทรัพยากร (เช่นซีรีย์ Cortex-M0/M3)

·ลดความยากลำบากในการออกแบบ PCB: พินน้อยลงหมายถึงการกำหนดเส้นทางที่สั้นลงเค้าโครงที่ง่ายขึ้นการรบกวนสัญญาณลดลง (เช่น EMI) และความเสถียรของระบบที่ดีขึ้น

3. การใช้พลังงานต่ำ: การส่งที่มีประสิทธิภาพลดเวลาสแตนด์บาย

ลักษณะความเร็วสูงของ QSPI ลดการใช้พลังงานของระบบโดยอ้อม:

·ลดเวลาในการส่งข้อมูล: ภายใต้ข้อมูลจำนวนเท่ากันเวลาส่งของ QSPI เป็นเพียง 1/4 ของ SPI แบบดั้งเดิมลดเวลาทำงานของชิปไดรเวอร์ MCU/LCD และลดการใช้พลังงานแบบไดนามิก

·สนับสนุนการเข้าสู่โหมดพลังงานต่ำอย่างรวดเร็ว: โปรโตคอล QSPI มักจะรองรับโหมด "การนอนหลับลึก" (เช่นการใส่ชิปไดรเวอร์ LCD เข้าสู่โหมดสลีปผ่านคำแนะนำเฉพาะ) และตื่นขึ้นมาเมื่อจำเป็นต้องอัปเดตหน้าจอซึ่งเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ (เช่นนาฬิกาอัจฉริยะ

4. ความเข้ากันได้สูง: การปรับตัวที่ยืดหยุ่นกับหลาย ๆ สถานการณ์

QSPI ไม่ได้เป็นอิสระจาก SPI แบบดั้งเดิมอย่างสมบูรณ์ แต่เข้ากันได้กับโปรโตคอล SPI โหมดการทำงาน (SPI/QSPI) สามารถเปลี่ยนได้โดยการกำหนดค่า:

·เข้ากันได้กับอุปกรณ์ SPI แบบดั้งเดิม: เมื่อเชื่อมต่อไดรเวอร์ LCD ที่รองรับ SPI เท่านั้นคอนโทรลเลอร์ QSPI สามารถลดระดับเป็นโหมด SPI เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียฮาร์ดแวร์

·สนับสนุนฟังก์ชั่นเพิ่มเติม: อินเทอร์เฟซ QSPI บางตัวยังรองรับโหมด "อัตราข้อมูลสองเท่า (DDR)" (นั่นคือข้อมูลจะถูกสุ่มตัวอย่างทั้งที่ขอบที่เพิ่มขึ้นและลดลงของนาฬิกา) ปรับปรุงแบนด์วิดท์เพิ่มเติม (เช่นที่นาฬิกา 100MHz

5. การเพิ่มประสิทธิภาพพิเศษสำหรับการปรับไดรเวอร์ LCD

ชิปไดรเวอร์ LCD (เช่น ILI9341, ST7789 ฯลฯ ) โดยทั่วไปจะรวมอินเทอร์เฟซ QSPI และโปรโตคอลได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับสถานการณ์การแสดงผล:

·คำสั่งและข้อมูลมัลติเพล็กซ์: สี่บรรทัดของ QSPI สามารถส่ง "คำสั่ง" และ "ข้อมูล" ในเวลาเดียวกัน (แยกแยะโดยชิปเลือกหรือควบคุมสัญญาณ) โดยไม่จำเป็นต้องใช้พินควบคุมเพิ่มเติมทำให้กระบวนการสื่อสารง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่นหลังจากส่งคำสั่ง "Set Display Area" ข้อมูลพิกเซลสามารถส่งโดยตรงอย่างต่อเนื่องบนบัสเดียวกันเพื่อลดความล่าช้าในการโต้ตอบ

·การทำงานของท่อ: QSPI รองรับ "ชิปเลือก Hold" (CS ไม่ได้ดึงสูงทันที) ทำให้ MCU สามารถส่งคำสั่ง/ข้อมูลหลายชุดได้อย่างต่อเนื่องหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายในการดึง/ดึง CS บ่อยครั้งและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

     ในระยะสั้นการประยุกต์ใช้อินเทอร์เฟซ QSPI ใน LCD นั้นเป็นหลักเพื่อให้ได้การส่งข้อมูลความเร็วสูงและความหน่วงต่ำพร้อมทรัพยากร PIN น้อยที่สุดซึ่งตรงกับความต้องการของระบบฝังตัวสำหรับ "ขนาดเล็กการใช้พลังงานต่ำและประสิทธิภาพที่มีต้นทุนสูง" โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ของ LCD ขนาดเล็กและขนาดกลาง (เช่น 1.54 นิ้วถึง 7 นิ้ว) และความละเอียดปานกลางและต่ำ (เช่น 240 × 320, 480 × 800), ข้อได้เปรียบที่ครอบคลุมของ QSPI

      สถานการณ์แอพพลิเคชั่นทั่วไป: นาฬิกาอัจฉริยะ, อุปกรณ์การแพทย์แบบพกพา, แผงควบคุม HMI อุตสาหกรรม, เทอร์มินัลบ้านอัจฉริยะ, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การศึกษาและสถานการณ์อื่น ๆ ที่ต้องใช้หน้าจอที่มีขนาดเล็กขนาดเล็ก เทคโนโลยีเซินเจิ้น Hongjia มีการแสดงอินเตอร์เฟส QSPI ที่มีขนาดต่าง ๆ ซึ่งสามารถปรับแต่งได้ ลูกค้าสามารถส่งอีเมลถึงเราเพื่อขอคำปรึกษา