SPI(Serial Peripheral Interface)是一种同步的串行数据通信接口,主要用于芯片之间的通信。其工作方式为,由主控芯片向从设备发送时钟信号,在时钟的控制下依次传输数据,同时每个从设备都有一个片选信号,以选择当前通信的从设备。SPI接口将数据分为多个数据位,在时钟信号的同步下逐位传输,传输顺序由主控芯片决定。
在SPI通信中,速度限制由以下几个方面因素决定。
SPI总线速度受到电容的限制。总线上的电容越大,则总线速度越慢,反之越快。因为总线上的电容会形成一个低通滤波器,阻止高频信号的传输。
SPI速度也受到传输线路的驱动能力限制。主控芯片在传输数据时需输出高低电平的信号,如果主控芯片的驱动能力不足,则不能支持很高的SPI速度。
从设备的接收能力也会影响SPI速度。从设备在接收高速数据时,需要具备足够的接收能力才能在指定时间内完成数据接收。如果从设备的接收能力不足,则会导致数据传输错误,SPI速度也会降低。
为了保证SPI通信的可靠性,需要对SPI速度进行测量。SPI速度通常使用数据传输速度(transfer rate)来表示,单位为bits/s。
测量SPI速度的方法如下:
首先,通过测量从设备所需的响应时间,计算出SPI通信的传输时间。然后,通过测试主控芯片发送数据所需的时间,计算出数据传输速度。
可以通过设置不同的SPI时钟频率(即SPI速度),测试数据传输速度。当SPI时钟频率越高,数据传输速度越快,但是在一定范围内,SPI速度不能超过芯片支持的最高速度。
根据以上因素,SPI通信的速度受到多个因素的限制。在实际应用中,SPI的速度一般设置在芯片规格书中的推荐速度范围内。以常用的SPI Flash为例,其推荐最高速度为104MHz,而通常设置在20MHz以下。因此,SPI速度限制为18的原因,主要是考虑了SPI总线电容、主控芯片驱动能力、从设备接收能力等因素,同时也考虑了芯片推荐的最高SPI速度范围。