SPI-Single-Dual-Quad-Comparison

Single vs. Dual vs. Quad SPI | Unterschiede & Ähnlichkeiten

Master_Slave_spi

Das SPI Protocol 

SPI, Serial Peripheral Interface Bus, ist ein synchrones serielles Datenprotokoll, das in den 1970er Jahren von Motorola entwickelt wurde. Das Protokoll wurde entwickelt, um parallele Busse zu ersetzen und Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen über kurze Entfernungen bereitzustellen.

Es ist ein Vollduplex-Protokoll, das vier Signale erfordert: Takt, Master-Ausgang / Slave-Eingang, Master-Eingang / Slave-Ausgang und Slave-Auswahl. Daten werden gleichzeitig gesendet und empfangen. Mit SPI können mehrere Slave-Geräte von einem einzigen Master gesteuert werden, und jedes Slave-Gerät verfügt über eine eigene Slave-Auswahlleitung.

Die Unterschiede zwischen Single, Dual und Quad SPI

 

Single SPI

Single-Mode-SPI eignet sich für die meisten Anwendungsfälle wie Rapid Prototyping, Geräteprogrammierung und automatisierte Tests. SPI ist schnell, wobei die meisten seriellen Single-SPI-Durchsatzraten etwa 10 Mbit / s erreichen. Die parallelen Durchsatzraten für einzelne SPI liegen zwischen 10 und 24 Mbit / s. Eine einzelne Datenleitung kann jedoch keine Daten mit der schnellsten Geschwindigkeit von SPI senden.

 

Dual SPI 

Dual SPI verfügt über eine Dual-E / A-Schnittstelle, über die sich die Übertragungsraten im Vergleich zu seriellen Standard-Flash-Speichergeräten verdoppeln können. Die MISO- und MOSI-Datenpins arbeiten im Halbduplexmodus, um zwei Bits pro Taktzyklus zu senden. Die MOSI-Leitung wird zu IO0 und die MISO-Leitung wird zu IO1. Die seriellen Dual-SPI-Durchsatzraten erreichen etwa 20 Mbit / s.

 

Quad SPI

Quad SPI ähnelt Dual, verbessert jedoch den Durchsatz um das Vierfache. Es werden zwei zusätzliche Datenleitungen hinzugefügt, und bei jedem Taktzyklus werden 4 Bits übertragen. Die Datenleitungen sind jetzt IO0, IO1, IO2 und IO3. Die seriellen Quad-SPI-Durchsatzraten erreichen etwa 40 Mbit / s.

Quad_SPI_Setup

Vorteile von Dual- und Quad-SPI

Multi I / O SPI ist besonders nützlich bei speicherintensiven Daten. Im Vergleich zu klassischem SPI, bei dem nur eine Datenleitung verwendet wird, verwenden Dual- und Quad-SPI zwei und vier Datenleitungen, wodurch der Datendurchsatz zwei- oder viermal erhöht wird.

Vor der Erstellung von Dual- und Quad-SPI verwendeten frühere Lösungen parallelen Speicher. Der parallele Speicher würde 8-, 16- oder 32-polig verwenden, um das externe Speichergerät mit dem Mikrocontroller zu verbinden. Im Vergleich zu parallelen Schnittstellen können mit Dual- und Quad-SPI externe Flash-Speicherchips in kleineren Paketen geliefert werden. Diese kleinen Pakete reduzieren den Platz auf der Platine, was das PCB-Design vereinfacht und die GPIOs reduziert.

Die Entscheidung für Dual oder Quad SPI basiert auf der Pin-Anzahl und der Datenübertragungsgeschwindigkeit, die Entwickler verwenden möchten. Flash-Chips, die Quad SPI unterstützen, unterstützen im Allgemeinen Dual SPI. Single, Dual und Quad SPI sind ebenfalls Pin-kompatibel. Weitere Informationen zum Flash-Chip finden Sie im jeweiligen Datenblatt.

Die Unterschiede zwischen Single, Dual und Quad SPI

Single SPI

Single-Mode-SPI eignet sich für die meisten Anwendungsfälle wie Rapid Prototyping, Geräteprogrammierung und automatisierte Tests. SPI ist schnell, wobei die meisten seriellen Single-SPI-Durchsatzraten etwa 10 Mbit / s erreichen. Die parallelen Durchsatzraten für einzelne SPI liegen zwischen 10 und 24 Mbit / s. Eine einzelne Datenleitung kann jedoch keine Daten mit der schnellsten Geschwindigkeit von SPI senden.

Dual SPI

Dual SPI verfügt über eine Dual-E / A-Schnittstelle, über die sich die Übertragungsraten im Vergleich zu seriellen Standard-Flash-Speichergeräten verdoppeln können. Die MISO- und MOSI-Datenpins arbeiten im Halbduplexmodus, um zwei Bits pro Taktzyklus zu senden. Die MOSI-Leitung wird zu IO0 und die MISO-Leitung wird zu IO1. Die seriellen Dual-SPI-Durchsatzraten erreichen etwa 20 Mbit / s.

Tools, die verschiedene SPI-Konfigurationen unterstützen

Der Aardvark I2C / SPI-Hostadapter, der Cheetah SPI-Hostadapter und der Beagle I2C / SPI-Protokollanalysator unterstützen SPI Single I/O. Die Promira Serial Platform unterstützt je nach SPI-Anwendung Single, Dual oder Quad I / O.

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