SPI ( Serial Peripheral Interface一一串列外設接口）匯流排是Mototola公司推出的一種同步串列接口技術。SPI匯流排系統是一種同步串列外接口，允許MCU與各種外圍設備以串列方式進行通信，數據交換。外圍設備包括FLASHRAM、A/D轉換器、網路控制器、MCU等。SPI是一種高速的，全雙工，同步的通信匯流排。
基本介紹
- 中文名：SPI理論
- 外文名：Serial Peripheral Interface
- 性質：首字母
- 類型：計算機算法
基本概念,系統結構,接口特性,數據傳輸,評價,
基本概念
SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信匯流排，並且在晶片的管腳上只占用四根線，節約了晶片的管腳，同時為PCB的布局上節省空間，提供方便，正是出於這種簡單易用的特性，越來越多的晶片集成了這種通信協定。其工作模式有兩種：主模式和從模式。SPI是一種允許一個主設備啟動一個從設備的同步通訊的協定，從而完成數據的交換。也就是SPI是一種規定好的通訊方式。這種通信方式的優點是占用連線埠較少，一般4根就夠基本通訊了（不算電源線）。同時傳輸速度也很高。一般來說要求主設備要有SPI控制器（也可用模擬方式），就可以與基於SPI的晶片通訊。
系統結構
SPI系統可直接與各個廠家生產的多種標準外圍器件直接接口,一般使用4條線:串列時鐘線(SCK)、主機輸 入/從機輸出數據線MISO（DO）、主機輸出/從機輸入數據線MOSI（DI）和低電平有效的從機選擇線CS。MISO和MOSI用於串列接收和傳送數據，先為MSB(高位)，後為LSB(低位)。在SPI設定為主機方式時，MISO是主機數據輸入給，MOSI是主機數據輸出線。SCK用於提供時鐘脈衝將數據一位位地傳送。
接口特性
利用SPI匯流排可在軟體的控制下構成各種系統。如1個主MCU和幾個從MCU、幾個從MCU相互連線構成多 主機系統（分散式系統）、1個主MCU和1個或幾個從I/O設備所構成的各種系統等。在大多數套用場合，可使用1個MCU作為主控機來控制數據，並向1個或幾個從外圍器件傳送該數據。從器件只有在主機發命令時才能接收或傳送數據。其數據的傳輸格式是高位（MSB）在前，低位（LSB）在後。
當一個主控機通過SPI與幾種不同的串列I/O晶片相連時，必須使用每片的允許控制端，這可通過MCU的I/O連線埠輸出線來實現。但應特別注意這些串列I/O晶片的輸入輸出特性：首先是輸入晶片的串列數據輸出是否有三態控制端。平時未選中晶片時，輸出端應處於高阻態。若沒有三態控制端，則應外加三態門。否則MCU的MISO端只能連線1個輸入晶片。其次是輸出晶片的串列數據輸入是否有允許控制端。因為只有在此晶片允許時，SCK脈衝才把串列數據移入該晶片；在禁止時，SCK對晶片無影響。若沒有允許控制端，則應在外圍用門電路對SCK進行控制，然後再加到晶片的時鐘輸入端；當然，也可以只在SPI匯流排上連線1個晶片，而不再連線其它輸入或輸出晶片。
數據傳輸
SPI是一個環形匯流排結構，其時序其實很簡單，主要是在SCK的控制下，兩個雙向移位暫存器進行數據交換。SPI數據傳輸原理很簡單，它需要至少4根線，事實上3根也可以。也是所有基於SPI的設備共有的，它們是SDI（數據輸入），SDO（數據輸出），SCK（時鐘），CS（片選）。其中CS是控制晶片是否被選中的，也就是說只有片選信號為預先規定的使能信號時（高電位或低電位），對此晶片的操作才有效。這就允許在同一匯流排上連線多個SPI設備成為可能。在SPI方式下數據是一位一位的傳輸的。這就是SCK時鐘線存在的原因，由SCK提供時鐘脈衝，SDI，SDO則基於此脈衝完成數據傳輸。數據輸出通過SDO線，數據在時鐘上沿或下沿時改變，在緊接著的下沿或上沿被讀取。完成一位數據傳輸，輸入也使用同樣原理。這樣，在至少8次時鐘信號的改變（上沿和下沿為一次），就可以完成8位數據的傳輸。
假設8位暫存器內裝的是待傳送的數據10101010，上升沿傳送、下降沿接收、高位先傳送。那么第一個上升沿來的時候數據將會是高位數據SDO=1。下降沿到來的時候，SDI上的電平將被存到暫存器中去，那么這時暫存器=0101010SDI，這樣在8個時鐘脈衝以後，兩個暫存器的內容互相交換一次。這樣就完成里一個SPI時序。
評價
作為一個抽象的模型，SPI模型沒有說明不同系統的神經解剖結構，但它認為多重記憶系統並行的存在於不容的腦區中。研究者的發現越來越支持了這一觀點。例如，斯奎瑞（Squire，1992）通過對實驗動物、遺忘症病人和正常被試的陳述性記憶和程式性記憶進行了大量研究，結果發現，這兩種記憶不僅存在著非常顯著的分離現象，並且它們相對應的腦解剖區域也不同。例如，新紋狀體損傷的病人和內側顳葉受損的遺忘症病人相比，前者的陳述性記憶要好於後者，但是其機能作業方面則要遠遜於後者。
