Zbernica SPI: jedno riadiace (Master) a jedno podriadené (Slave) zariadenieZbernica SPI: jedno riadiace (Master) a tri podriadené (Slave) zariadenia
Serial Peripheral Interface (skratka SPI) je synchrónne sériové periférne rozhranie, primárne využívané v rámci vstavaných systémov pre komunikáciu na krátke vzdialenosti medzi riadiacimi mikrokontrolérmi a ostatnými integrovanými obvodmi resp. modulmi (EEPROM, A/D prevodníky, pamäťové karty, displeje, a pod.). Vyvinuté bolo na prelome 70. a 80. rokov 20. storočia spoločnosťou Motorola a v krátkom čase sa stalo de facto štandardom. Obojsmerná full-duplex komunikácia prebieha na spoločnej zbernici, adresácia obvodov je riešená prostredníctvom samostatných vodičov, ktoré zmenou stavu na logickú nulu aktivujú príjem a vysielanie zvoleného zariadenia (vývody SS alebo CS).[1]
vyberá, s ktorým zariadením na zbernici bude komunikácia prebiehať pomocou signálu SS – Slave Select (niekedy CS – Chip Select)
Slave
prijíma/vysiela podľa hodinového signálu, pokiaľ je aktivovaný pomocou SS/CS
Priebeh komunikácie
Master nastaví log. 0 na SS zariadenia, s ktorým chce komunikovať.
Následne začne generovať hodinový signál na SCLK v ktorého takte vyšlú obe zariadenia svoje dáta, pričom MOSI (Master Out, Slave In) vývody zariadení figurujú ako výstup na strane Mastra a vstup na strane Slave a MISO (Master In, Slave Out) naopak ako vstup na strane Mastra a výstup na strane Slave.
Akonáhle sú dáta odoslané, môže komunikácia buď ďalej pokračovať (Master ďalej dodáva hodinový signál, hodnota SS sa nemení) alebo skončiť (Master prestane generovať hodinový signál a vráti SS na log. 1).
Dĺžka prenášaných dát je typicky buď 8 bitov (bajt) alebo celočíselný násobok 8 bitov.
Polarita, fáza a frekvencia hodinového signálu
Časový diagram zobrazujúci polaritu a fázu hodinového signálu
Vzťah medzi hodinovým signálom a dátami sa určuje dvomi konfiguračnými bitmi, ktoré sa v pôvodnej dokumentácii k SPI označujú ako CPOL a CPHA. Túto konvenciu definuje firma Freescale Semiconductor (pôvodne Motorola) v dokumente „SPI Block Guide“.[2]
CPOL = 0; pokojová úroveň hodinového signálu je log. 0
CPOL = 1; pokojová úroveň hodinového signálu je log. 1
CPHA = 0; vysielajúci mení hodnotu pri zostupnej hrane (predošlého cyklu), prijímajúci číta hodnotu pri nábehovej hrane hodinového signálu
CPHA = 1; vysielajúci mení hodnotu pri nábehovej hrane, prijímajúci číta hodnotu pri zostupnej hrane hodinového signálu
Niektoré logické analyzátory, vývojové nástroje alebo katalógové listy súčiastok používajú namiesto samostatných CPOL a CPHA príznakov číselný režim (Mode) podľa nasledovnej tabuľky:
Mode
CPOL
CPHA
0
0
0
1
0
1
2
1
0
3
1
1
64 kB (512 kb) sériová flash pamäť 25F512AN spoločnosti Atmel s 33 MHz SPI rozhraním
Maximálna frekvencia hodinového signálu, určujúca dátovú priepustnosť zbernice, závisí od limitov komunikujúcich obvodov, zvlášť Slave zariadení (Master môže pre komunikáciu s jednotlivými Slave zariadeniami používať rôzne hodinové takty). Limity sú spravidla uvedené v katalógových listoch obvodov a bývajú v praxi v rádoch jednotiek až desiatok MHz, existujú však aj periférie umožňujúce hodinové takty SPI do 100 MHz.[3]
Referencie
↑Introduction to I²C and SPI protocols [online]. byteparadigm.com, [cit. 2020-11-20]. Dostupné online. Archivované 2020-10-10 z originálu.
