en seriell buss kan være mer effektiv enn den tradisjonelle parallellbussen. Men det er utfordringer i å representere og gjøre følelse av seriell dataflyt i sammenheng med klokke timing. Disse vanskelighetene kan løses ved hjelp av flerkanals evner av avanserte oscilloskop som Tektronix Serien 3000 instrumenter.
nøkkelen til å forstå og tolke serielle data og klokke strømmer ligger i å forstå den indre driften av hver enkelt type databuss. Se Nærmere På serial Peripheral Interface (SPI) – bussen. Det ligner i2c-bussen, men det er betydelige forskjeller. Begge er organisert rundt master / slave arkitekturer. Men ledningene mellom master og slaver er radikalt annerledes.
Vanligvis opererer SPI med en enkelt mesterenhet og et antall slaver, selv om så få som en slave er mulig. Linjene er som følger:
* en seriell klokkelinje går fra mesteren til hver slave. Klokken finnes i master og et kvadratbølge klokke signal blir formidlet til slaven som er aktiv. Klokkefrekvensen er valgt av brukeren, men den kan ikke være raskere enn tillatt for den tregeste slaveenheten. Så individuelle slave data ark bør konsulteres i å sette opp systemet.
• Master-ut, slave-inn (MOSI). Dette er linjen som formidler data som overføres av master til hva slave er aktiv. Linjen går til alle slaver, men de som ikke er aktive ignorerer det.
* Master – in, slave-ut (MISO). Denne linjen overfører data fra den aktive slaven til mesteren. FORDI MOSI og MISO er separate linjer, kan data overføres i begge retninger samtidig, til skade for verken.
* Slave velg (SS)• En egen linje kjøres til hver slave. Normalt, når systemet slås opp, er en logisk høyspenning fra mesteren tilstede ved SS-pinnen til hver slaveenhet. For å aktivere en slave, bytter masteren spenningen på DEN SS-linjen til logikk lav. Denne metoden for slavevalg er i stedet for adresseringskonseptet som implementert i I2C-bussen.
spi-bussen kalles noen ganger en tre-tråds ordning, eller en fire-tråds ordning hvis du teller EN SS-linje for en enkelt slave. Unødvendig å si, hver av disse ledningene er faktisk en to-tråds krets, så en jordreturlinje er nødvendig, men det vurderes ikke i den numeriske nomenklaturen. En enkelt jordet leder vil være tilstrekkelig til å fullføre alle disse kretsene.
Tektronix Mdo Demo 1 Styret gir mange utganger, inkludert I2C og SPI buss klokke og datasignaler. Det er ment å gå Med Tektronix MDO4000 serien oscilloskop, men det fungerer også godt MED mdo3000 Serien instrumenter.
Tektronix Mdo Demo 1 Styret mottar strøm via en uvanlig T-TYPE USB-kabel som har to USB Type a-kontakter i den ene enden. De setter inn I DE to oscilloskop USB-sporene. Begrunnelsen er at strømkravene Til Demokortet 1 er slik at hvis en standard USB-kabel skulle brukes, ville den overbelaste en ENKELT USB-utgang på oscilloskopet.
en rød Og to grønne Lysdioder indikerer mottak av strøm fra oscilloskopet og at styret er klar til å gå. Det er mange utgangsterminaler på brettet. De er egnet for sonde tilkobling ved hjelp av sonde krok tips og bakken retur bly alligator klipp.
for å vise SPI bus-signaler, tpp 1000 10:1 prober koble til analoge kanalinnganger En, To og Tre. Alle jordreturledninger kobles til en av styrets jordterminaler, og de tre sondespissene er hekta PÅ SPI-klokken, MISO – og MOSI-signalterminaler. Som alltid skal bakkenreturledningene kobles først, før sondespissene.
man kan bruke en fjerde oscilloskop kanal for å vise en slave-select signal. Men fordi dette signalet bare er en logikk-høy eller logikk-lav spenning, kan den verifiseres i begge ender AV SPI-bussen ved hjelp av en standard høyimpedans multimeter eller logikkprobe.
oscilloskopet viser DERETTER SPI-data og klokkesignaler. Ved Hjelp Av Channel One, Channel Two Og Channel Three scale knapper etterfulgt Av Autoset, kan pulsene forstørres for lesbarhet, og oppkjøpet kan stoppes for å gjøre skjermen mer stabil. Wave Inspektør knotter kan brukes til å panorere og zoome spor for en nærmere titt. Da er det en enkel sak å sammenligne poeng på klokken og datastrømmene for å fastslå logikktilstanden (høy eller lav) når som helst. Den vertikale markøren, flyttet ved å dreie Multifunksjonsknapp a, er nyttig for å se hvordan disse sporene står opp i forhold til tid.
Vi har sett HVORDAN SPI serielle bussdata og klokkesignaler kan visualiseres ved hjelp av et oscilloskop. Sondene kan kobles til lignende terminaler i et fungerende (eller ikke-fungerende) stykke elektronisk utstyr. (Husk å snu oppkjøpet tilbake Til Å Kjøre.)
I Motsetning TIL I2C er DET ingen enkelt standard FOR SPI. På 1980-tallet ble Det utviklet Av Motorola for bruk av 68000-serien mikrokontroller. SPI er en de facto snarere enn offisiell standard, og som sådan forblir den organisk og kan endres.
Andre produsenter har introdusert SPI med variasjoner. Så ved implementering av designet er det nødvendig å konsultere datablad. For eksempel krever noen slaveenheter en fallende kant I SS-signalet for å starte kommunikasjon. Når det er flere slavetyper, er det nødvendig med forskjellige initieringssignaler fra mesteren. SOM I2C ER SPI en kortdistanse seriell buss. På grunn av det lave strømbehovet, brukes det ofte i mobiltelefoner, personlige digitale assistenter og lignende mobilt utstyr for å implementere samspill MELLOM CPU, skjerm, tastatur og integrerte kretser.
Variasjoner inkluderer utelatelse AV MISO-linjen når kommunikasjon fra slave til mester er unødvendig. SS-linjen er heller ikke nødvendig når DET bare er en enkelt slave, og slave-select-pinnen er jordet slik at den alltid er aktiv.
SELV om DET er sant AT SPI er et synkront serielt grensesnitt (SSI), adskiller DET seg radikalt fra SSI-protokollen, som er preget av differensial signalering og en enkelt simplex kommunikasjonskanal.
det er full dupleks overføring, BÅDE MOSI og MISO, under hvert klokkesignal. En bit sendes i hver retning på de to separate linjene. Den vanlige prosedyren benytter to skiftregistre, en i mesteren og en i slaven. Tosidig overføring fortsetter gjennom et tilstrekkelig antall klokkesykluser for å fullføre overføringen. På denne måten, master og slave erverve registre som formidles over de to linjene. Hvis flere data forblir, blir skiftregistrene lastet på nytt og overføringen starter på nytt.
denne prosessen fortsetter gjennom så mange klokkesykluser som nødvendig, hvorpå mesteren lar select-signalet gå til logic high, oppheve valget av slaven. Overføringer er ofte 8-bit, men det finnes variasjoner som 12-bit for Mange Dac og Adc, og 16-bit for berøringsskjermkontrollere.
på grunn av maskinvare og de facto protokollforskjeller har SPI-bussen et spekter av fordeler og ulemper med hensyn til I2C og andre busstyper. Fordeler inkluderer full dupleks evne bare ved å legge til en annen linje. Videre er det god signalintegritet, høyhastighetsoverføring og mer potensiell dataoverføring sammenlignet med I2C. meldingsinnholdet er også ubegrenset og ikke begrenset til 8-biters dataenheter. Generelt er strømkravet mindre enn I I2C fordi pull-up motstander er unødvendige. SPI er også pålitelig fordi den trenger ingen voldgift, og det er ikke behov for unike slave adresser. Fordi det er ingen maksimal klokkehastighet bortsett fra slave enhet begrensninger, er det potensial for høyhastighets drift.
som i enhver teknologi er det ulemper med hensyn til noen andre protokoller. Fordi det er ingen slave anerkjennelse, i tilfelle slave eller kabling svikt, master, uvitende om at noe er galt, kan snakke inn i et tomrom uten lytteren. Mangelen på en enkelt formalisert standard kan også gjøre samsvarsvalidering upraktisk. Også eksistensen av mange uregulerte si-variasjoner kan gjøre oppkjøpet av maskinvare problematisk.
Nedover veien er DET tenkelig AT SPI kunne se en større grad av kodifisering. Denne utviklingen vil bety ytterligere SPI forbedringer som kan redusere forvirringen som nå eksisterer. NÅR DET er sagt, SOM for tiden implementert, ER SPI ganske brukervennlig, spesielt i kravet om lite strøm.