Многие преимущества интерфейса QSPI экрана ЖК -дисплеев

      Что такое QSPI? Это расширение SPI. Его полное название-Quad Spi, который является четырехпроводным SPI. Традиционный SPI - это отдельная линия данных (MOSI/MISO), в то время как QSPI использует четыре линии данных, а также может иметь отдельные часы и выбора чипов. Жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей) принимает конструкцию интерфейса QSPI (Quad SPI, четырехпроводной SPI), который имеет уникальные преимущества в встроенных системах и потребительской электронике, в основном отраженные в высокоскоростной передаче, упрощенной проводке, низкой энергопотреблении, высокой совместимости и других аспектах. Ниже приведен подробный анализ его «преимуществ» с точки зрения технических принципов и практических применений:

1. Высокоскоростная коробка передач: четырехпроводная параллельная, значительно улучшенная полоса пропускания

Традиционный SPI (последовательный периферический интерфейс) использует одну линию данных (MOSI/MISO) + часовой линии (SCK) + Select (CS) в режиме простого или полудуплекса, а скорость передачи данных ограничена полосой пропускания одной линии (обычно несколько Мбит/с до десятков MBP). В качестве расширения SPI QSPI реализует четырехпроводную параллельную передачу через четыре независимые линии передачи данных (IO0 ~ IO3) и может передавать 4 бита данных в одном и том же таксовом цикле (вместо 1 бит традиционного SPI).

· Теоретическая пропускная способность увеличивается в 4 раза: если основная тактовая частота такая же (например, 50 МГц), пропускная способность QSPI может достигать 200 Мбит / с (50 МГц × 4 бит), в то время как традиционный SPI составляет всего 50 Мбит / с (50 МГц × 1 бит).

· Лучшая фактическая эффективность: QSPI поддерживает более компактную конструкцию протокола (например, уменьшение инструкции по управлению), а также с высокоскоростной реакцией ЖК-чипов драйверов, он может значительно сократить время обновления экрана, особенно подходящее для сцен, которые требуют динамического дисплея (например, анимация, видео) или высокое разрешение (например, QVGA, WVGA).

2. Упрощенная проводка: меньше булавок, низкая сложность

Для встроенных систем (таких как MCU, SOC) ресурсы PIN часто ограничены. QSPI требуется только 6 основных сигналов (SCK, CS, IO0 ~ IO3), а также мощность и земля, чтобы завершить связь с чипом драйвера ЖК -дисплеев; В то время как для традиционного SPI может потребоваться дополнительные контакты (такие как MISO), если требуется двунаправленная передача (например, команды отправки и статус приема одновременно), а также параллельные интерфейсы (такие как 8-битные/16-битные параллельные шины) требуют больше контактов (таких как 8 линий данных + линии управления), что приводит к сложной компоновке PCB и увеличению области.

· Сохранить ресурсы PIN: QSPI требуется только небольшое количество контактов для поддержки высокоскоростной передачи данных, что подходит для микроконтроллеров с ограниченным ресурсом (например, серия Cortex-M0/M3).

· Уменьшая сложность дизайна печатной платы: меньше штифтов означает более короткую маршрутизацию, более простой макет, снижение интерференции сигнала (например, EMI) и улучшенная стабильность системы.

3. Низкое энергопотребление: эффективная передача, сокращение времени ожидания

Высокоскоростные характеристики QSPI косвенно снижают энергопотребление системы:

· Сокращение времени передачи данных: при одинаковом объеме данных время передачи QSPI составляет всего 1/4 от традиционного SPI, что сокращает время рабочего времени чипов драйверов MCU/LCD и снижает динамическое энергопотребление.

· Поддержка быстрого входа в режим низкой мощности: протокол QSPI обычно поддерживает режим «глубокого сна» (например, помещение чипа драйвера ЖК-дисплея в режим сна посредством конкретных инструкций) и просыпается только тогда, когда необходимо обновлять экран, что подходит для устройств с батареи (например, интеллектуальные часы, термины IoT).

4. Высокая совместимость: гибкая адаптация к нескольким сценариям

QSPI не полностью независимо от традиционного SPI, но обратно совместим с протоколом SPI. Рабочий режим (SPI/QSPI) может быть переключен по конфигурации:

· Совместим с традиционными устройствами SPI: при подключении драйвера ЖК -дисплея, который поддерживает только SPI, контроллер QSPI может быть понижен до режима SPI, чтобы избежать аппаратных отходов.

· Поддержка расширенных функций: некоторые интерфейсы QSPI также поддерживают режим «двойной скорости данных (DDR)» (то есть данные отображаются как на растущих, так и по падению краев часов), что еще больше улучшает пропускную способность (например, на часах 100 МГц, полосу QSPI DDR может достигать 800 Мбит / с), отвечающих потребностям более высокой разрешения или обновления.

5. Специальная оптимизация для адаптации водителя ЖК -дисплеев

ЖК -кипы драйверов (такие как ILI9341, ST7789 и т. Д.) Обычно интегрируют интерфейсы QSPI, а протокол оптимизирован для сценариев отображения:

· Мультиплексирование команды и данных: четыре строки QSPI могут передавать «команды» и «данные» одновременно (отличается от выбора чипа или контрольных сигналов) без необходимости дополнительных контрольных контактов, упрощая процесс связи. Например, после отправки команды «Установить область отображения» данные Pixel могут непрерывно передаваться на одну и ту же шину для уменьшения задержек взаимодействия.

· Работа трубопровода: QSPI поддерживает «Hold Hold» чипа »(CS не сразу же поднимается высоко), что позволяет MCU непрерывно отправлять несколько наборов команд/данных, избегая накладных расходов часто вытягивания/стягивания CS и повышения общей эффективности.

     Короче говоря, применение интерфейса QSPI в ЖК-дисплее, по сути, для достижения высокоскоростной передачи данных с низкой задержкой с минимальными ресурсами PIN, что идеально отвечает потребностям встроенных систем для «небольшого размера, низкого энергопотребления и высокой стоимости производительности». Особенно в сценариях ЖК-дисплеев из малых и средних размеров (например, от 1,54 до 7 дюймов) и средних и низких разрешений (такие как 240 × 320, 480 × 800), комплексные преимущества QSPI (скорость, проводка, энергопотребление) далеко превосходят традиционные SPI, I²C и даже некоторые параллельные интерфейсы, становятся предпочтительными в промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, промышленных, и даже некоторых параллельных интерфейсов, промышленных, промышленных, промышленных и даже некоторых параллельных интерфейсов, в промышленных, промышленных, промышленных, и даже некоторых параллельных интерфейсах. поля.

      Типичные сценарии приложений: интеллектуальные часы, портативные медицинские устройства, промышленные панели HMI, терминалы интеллектуального дома, образовательные электронные устройства и другие сценарии, которые требуют небольшого размера экранов. Technology Shenzhen Hongjia имеет интерфейс QSPI различных размеров, которые также могут быть настроены. Клиенты могут по электронной почте по электронной почте для консультации.