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SPI (Serial Peripheral Interface)

Ventajas y Desventajas
by

Elio Macías Ramírez

on 13 October 2011

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Transcript of SPI (Serial Peripheral Interface)

SPI Serial periphereal interface Presión VENTAJAS
Y
DESVENTAJAS Comunicación Full-Duplex
Mayor rendimiento que I²C o SMBus
Protocolo de transferencia de bits flexible
Interfaz de Hardware Simple No limitado a 8-bits
Elección arbitraria del tamaño, contenido y propósito del mensaje. Requerimientos de potencia comunmente más bajos que I²C
Como el 'Slave' usa el reloj del 'Maestro' no es necesario osciladores de precisión.
No necesitan transmisores-receptores
Las señales unidireccionales permiten aislamiento galvánico
Sólo una señal de bus por dispositivo. Requiere más conectores que I²C
No hay reconocimiento de Esclavos por hardware
Sólo un dispositivo maestro.
Ningún protocolo de comprobación de errores.
Tiende a picos de ruido que causan fallas en la comunicación.
Útil sólo en distancias cortas. El Maestro puede estar enviando información a nada y no saberlo. CoNCLuSIONES La capacidad full-duplex del protocolo de comunicación SPI, lo hace, en la mayoría de los casos, extremadamente simple y eficiente

Por otro lado puede ser problemático ponerlo en práctica con más de un Esclavo, debido a su falta de un mejor direccionamiento; y la complejidad aumenta a medida que aumenta el número de esclavos.

Lejos de ser un simple "puerto de bytes", SPI es a menudo una solución elegante para necesidades de comunicación modestas.




Sin embargo, comprender el funcionamiento del protocolo SPI nos servirá como plataforma para comprender protocolos de nivel superior. INTRODUCCION SPI pertenece a las siglas en inglés SERIAL PERIPHEREAL INTERFACE, la cual se interpreta en español como interface serial periférical y se define un como un protocolo usado principalmente para la transferencia de información entre circuitos integrados en equipos electrónicos. Recordando Un protocolo, son reglas de comunicación que permiten el flujo de información entre equipos que manejan lenguajes distintos, pueden ser implementados por hardware, software, o una combinación de ambos. ¿QUÉ TIENE DE ESPECIAL? Es un protocolo de Maestro-Esclavo, diseñado para controlar varios periféricos utilizando un mismo bus de datos CLK. --> Clock para el control de las operaciones.
MISO. --> Master in, slave out. Bus de entrada de datos
MOSI. --> Maste out, slave in. Bus de salida de datos.
SS. --> Slave select. Señal de habilitación del esclavo. SPI es un estándar para controlar casi cualquier electrónica digital que acepte un flujo de bits serie regulado por un reloj ADEMAS para aplicaciones de un único Maestro y un único Esclavo. Un maestro es aquel que inicia la transferencia de
información sobre el bus y genera las señales de reloj y control.
Un esclavo es un dispositivo controlado por el maestro. cada esclavo es controlado sobre el bus a través de una línea selectora llamada Chip Select o Select Slave. Sistema de comunicación full Dúplex Recordando también que
full dúplex se refiere al sistema de comunicaciones que permite el envio y recepción simultáneo de información entre dos estaciones HISTORIA OPERACION Es un bus serial de comunicaciones desarrollado por Motorola Desde un principio, los programas de comunicaciones escritos personalizados permitián que una computadora hablara con otra. Si queriamos hablar con una computadora diferente, teníamos que escribir un programa nuevo Los primeros intentos de solucionar este problema fueron protocolos patentados que permitían a las computadoras del mismo fabricante hablar unas con otras. UUCP (Unix-to-Unix Copy Program) Las comunicaciones mediante el bus SPI se realizan mediante un dispositivo maestro y uno o mas dispositivos esclavos. El maestro es el encargado de proveer la señal de reloj necesaria para realizar cualquier transferencia de información; el esclavo por lo tanto es dependiente del maestro y no puede comenzar una transferencia de información por si mismo. Cada vez son más y más preferidos los buses serial que los paralelos, debido a la simpleza de su conexión. Conforme la eficiencia de los buses serial aumenta, las ventajas en velocidad de la transmisión en paralelo toma menos importancia. Protocolo en capas APLICACIONES Ahorro significativo en comparación con un BUS I/O en paralelo Por lo que ah conseguido un papel importante en sistemas embebidos System-on-a-chip Para la comunicación entre los componentes internos en FPGA's El modo duplex/full-duplex lo hacen útil para varias aplicaciones Por ejemplo:
Audio digital
DSP
Telecomunicaciones Sensores Temperatura
Presión
ADC
Touch-Screen
etc Control Códecs de audio
potenciómetros
CAD Lentes de Cámara Canon EF Comunicaciones Ethernet
USB
USART
CAN
IEEE 802.15.4
IEEE 802.11 Memoria Flash
EEPROM
MMC
SD Clocks Displays LCD TCP/IP
Gracias | Thank you | Danke schön | Merci Beaucopu | Grazie | Modos de Reloj ESPECIFICACIONES La mayoría de las instefaces SPI tienen 2 bits de configuración llamados: Bus de tres líneas, sobre el cual se transmiten paquetes de información de 8 bits.

Cada dispositivo conectado al bus puede actuar como transmisor y receptor al mismo tiempo Recontando CPOL (Clock Polarity = Polaridad de Reloj) y CPHA (Clock Phase = Fase de Reloj) CPOL determina el estado base del reloj: La señal sobre la línea de reloj (SCLK) es generada por el maestro y sincroniza la transferencia de datos.
La línea MOSI (Master Out Slave In) transporta los datos del maestro hacia el esclavo.
La línea MISO (Master In Slave Out) transporta los datos del esclavo hacia el maestro.
CS (Chip Select o SS Slave Select ) cada esclavo es seleccionado por un nivel lógico bajo (‘0’) a través de la línea Los datos sobre este bus pueden ser transmitidos a una razón de casi cero bits/segundo hasta 1 Mbits/ segundo.

Los datos son transferidos en bloques de 8 bits, en donde el bits mas significativo (MSB) se transmite primero. Podremos elejir entre las cuatro configuarciones diferentes, sin embargo, dos dispositivos SPI que desean comunicarse entre si, deberán tener la misma Polaridad de Reloj (CPOL) y la misma Fase de Reloj (CPHA) Al inicio de una comunicación, el maestro activa el reloj, a una frecuencia que comunmente se establece en el rango de los 1-70 MHz El maestro entonces, pone a nivel bajo el slave select (SS)
del dispositivo esclavo deseado y durante cada ciclo de reloj subsecuente ocurre una transmisión full-duplex de información: El maestro envia un bit por la linea MOSI; el esclavo lee dicho bit por la misma linea El esclavo envia un bit por la linea MISO; el maestro lee dicho bit por la misma linea Esta operación se repite a cada ciclo de reloj mientas exista información por transmitir, cuando la información se termina el maestro detiene la señal de reloj y normalmente deselecciona al esclavo con el cual se estaba comunicando. OJO: Solo un esclavo puede estar activo a la vez y por lo tanto, en comunicación con el maestro. Para CPOL = 0, el valor base de reloj es zero Para CPHA = 0, la información es capturada en el flanco de subida y es propagada en el flanco de bajada.
Para CPHA = 1, la información es capturada en el flanco de bajada y es propagada en el flanco de subida. Para CPOL = 1, el valor base de reloj es uno Para CPHA = 0, la información es capturada en el flanco de bajada y es propagada en el flanco de subida.
Para CPHA = 1, la información es capturada en el flanco de subida y es propagada en el flanco de bajada. Los cuatro modos antes mencionados, se ilustran a continuación:
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