ما هي الواجهة الطرفية التسلسلية؟

الواجهة الطرفية التسلسلية (SPI) هي واجهة دفق بيانات اتصال تسلسلي متزامن ذات أربعة أسلاك ومنخفضة التكلفة تعمل في علاقة السيد والعبد. يحدث نقل البيانات في الأجهزة التسلسلية بتة واحدة في كل مرة ، مما يجعل SPI واجهة منخفضة السرعة. يتم استخدامه بشكل شائع كحلقة وصل بين الدوائر المتكاملة مع الأجهزة الطرفية البطيئة الموجودة على متن الطائرة والتي يتم الوصول إليها بشكل متقطع. إنه يتنافس مع أجهزة نقل البيانات المتوازية ، ولكن مع زيادة كفاءة SPI ، تقل ميزة الأولى. يشار إلى SPI أحيانًا باسم “سلك صغير” ، على الرغم من أن هذا يعتبر بروتوكول مجموعة فرعية من SPI.

تحدث عمليات نقل البيانات بواسطة واجهة طرفية تسلسلية عبر بروتوكول مزدوج الاتجاه. يتم نقل البيانات واستلامها في كلا الاتجاهين في نفس الوقت. تكتسب التطبيقات التي تستخدم SPI كفاءة كبيرة في هذا الوضع ؛ أحد هذه التطبيقات هو بين وحدة فك التشفير (الترميز) ومعالج الإشارة الرقمية (DSP). تشمل التطبيقات الأخرى مستشعرات درجة الحرارة والضغط ، بالإضافة إلى ذاكرة فلاش.

عند اتصال جهازي واجهة طرفية تسلسلية ، يُشار إلى أحد الأجهزة باسم “الرئيسي” ، بينما يُشار إلى الجهاز الآخر “بالعبد”. يبدأ الجهاز الرئيسي جميع الاتصالات عن طريق إرسال إشارات إلى الجهاز التابع. يمكن لناقل الواجهة الطرفية التسلسلي توصيل عدة أجهزة تابعة بسيد واحد.

تستخدم أجهزة الواجهة الطرفية التسلسلية ثلاثة سجلات – سجل التحكم (SPCR) ، وسجل الحالة (SPSR) ، وسجل البيانات (SPDR) – في إرسال البيانات ، جنبًا إلى جنب مع أربع إشارات مختلفة. تسمى الإشارة الأولى الساعة التسلسلية (SCLK) ، والتي يولدها الجهاز الرئيسي فقط. يتبع ذلك Master-out slave-in (MOSI) ، و master-in slave-out (MISO) ، و slave select (SSn) ، حيث “n” هو عدد الأجهزة التابعة التي يتصل بها الجهاز الرئيسي.

في تكوين نموذجي وحيد الرقيق ، يقوم المهندس الذي يتطلع إلى استخدام واجهة طرفية تسلسلية بتوصيل SCLK بإدخال جهاز تابع. ثم تنقل MOSI البيانات من الجهاز الرئيسي إلى الجهاز التابع بينما ينقل MISO البيانات من العبد إلى السيد. لتحديد أي جهاز رئيسي وأي جهاز تابع ، يربط الأول Master SSn بـ Slave SSn ويولد إشارة إدخال / إخراج منفصلة للأغراض العامة إلى الأخير.

لتوصيل العديد من العبيد بسيد واحد في واجهة طرفية تسلسلية ، يتم توصيل إشارات SSn منفصلة من الجهاز الرئيسي لفصل العبيد. على سبيل المثال ، SS1 متصل بـ Slave 1 ، SS2 متصل بـ Slave 2 ، وهكذا. على غرار التكوين الفردي ، يتم توصيل SCLK من الجهاز الرئيسي إلى العبيد المتعددين. يتم توصيل MOSI من السيد إلى العبيد ، وكذلك MISO من العبيد إلى السيد.