串行外设接口(SPI)是一种格外快速并行总线。SPI总线同时带有一个时钟信号和数据信号,利用这个时钟信号进行同步传输。SPI总线通常被用于嵌入式系统中,用于连接外设芯片,例如存储器和数字信号处理器。
在STM32芯片中,SPI总线使用的时钟信号是脉冲信号。一种可能的原因是脉冲信号可以通过单纯翻转信号线的电平来实现,所以这种信号传输方式不需要使用全双工通信方式。这使得SPI总线更容易设计和布线。
此外,SPI总线的使用非常广泛,而脉冲信号也是电子设备中最常见的一种信号。 STM32芯片同时还提供了很多其他的无线通信功能,包括I2C和CAN总线以及信号发生器和ADC等功能,因此在许多电路板上都需要同时使用多个不同类型的通信模块。
由于SPI总线使用的是脉冲信号,因此时钟脉冲的频率非常高,可以达到数百千赫(kHz)甚至数兆赫(MHz)级别。这种高频率的时钟信号使得SPI总线可以快速进行数据传输,从而提高了系统的实际性能。
此外,时钟脉冲的性质可以通过GPIO口的特定寄存器进行修改,实现对SPI时钟信号的调节,从而在不同系统中实现不同的数据传输速率和带宽。这种可间接调控时钟的方式比较简单,意味着工程师可以在系统中快速实现快速性和流线型性等设计目标。
虽然SPI通信模块已经成为了嵌入式系统中最常用的通信模块之一,但是SPI技术的需求却在不断演变。相对于单用于存储器芯片的低带宽,嵌入式系统需要更高的带宽和更短的数据传输周期。
为了满足这种需求,业界引入了新的SPI技术,例如Quad-SPI等。这些技术的主要作用是,使用4条数据线同时传输数据以及使用DMA控制器降低CPU使用率,从而提高SPI的数据传输速度和效率。