новости компании о Освоение выбора интерфейса: оптимизация производительности и стоимости с использованием параллельного интерфейса MCU против SPI для дисплеев среднего размера

При интеграции дисплея среднего разрешения типа 2,8-дюймового 240x320 TFT в встроенную систему, одним из первых и наиболее важных решений, которые принимает инженер, является выбор коммуникационного интерфейса.Этот выбор диктует нагрузку процессора, скорость обновления, стоимость системы, сложность PCB и, в конечном счете, пользовательский опыт.как выбрать подходящий для вашего проекта?

В этой статье рассматривается критическая задача проектированиявыбор и оптимальная реализация интерфейса отображенияМы проведем сравнительный анализMCU Parallel (серия 8080) и Serial SPI интерфейсы, используя универсальныйSFTO280PY-7422AN Трансфлекторный модуль TFTотSaef Technology Limited (Сайф Технология Лимитед)в качестве практического тематического исследования, с приложением анализа сроков из его таблицы данных.

Основная проблема: узкое место для пропускной способности в встроенной графике

SFTO280PY-7422AN имеет разрешение 240 x 320 x 18-битный цвет (262K).240 * 320 * 18 бит = 1,382,400 бит (≈172.8 КБ)Задача состоит в том, чтобы быстро и эффективно переместить эти данные с хост-микроконтроллера в каркасную память дисплея, чтобы достичь адаптивного пользовательского интерфейса.

В таблице данных показано, что модуль поддерживает три основных режима через IM[2:0] конфигурацию пин:

1. 8/16-битный параллельный интерфейс MCU (серия 8080):Традиционный автобус с высокой пропускной способностью.

2. 4-линейный SPI:Серийный интерфейс с отдельной строкой команды/данных.

3. 3-линейный SPI:Еще один оптимальный серийный интерфейс.

Эти компромиссы значительны и часто неправильно понимаются.

Сравнительный анализ: MCU Parallel vs SPI

Рассмотрим решение с использованием количественных данных из листа SFTO280PY-7422AN (характеристики AC, раздел 7).

Сценарий 1: Максимизация частоты кадров и плавности пользовательского интерфейса (выбор параллельного MCU)

Случай использования:Промышленные HMI со сложной графикой, анимированными габаритами или быстро обновляемыми панелями управления данными.

• Расчет пропускной способности:

  • 16-разрядный Параллельный (Запись):Минимальное время записи (T_WC) =66 нсДля 16-битовых (2-байтовых) передач один пиксель занимает один цикл. Время на полный кадр = 240 * 320 * 66ns =50,07 мсЭто предполагает теоретический максимумчастота кадров > 190 Гц(хотя и ограничена внутренней скоростью записи на диспетчерском интерфейсе).

  • 4-линейный SPI (Запись):Минимальный серийный цикл часов (T_SCYCW) =16 нс. Передача 18 бит на пиксель (требует 3 байта) на 16 нс на кромку часов (2 кромки на цикл часов) дает время пикселя ~ 24 * 16 нс =384 нсВремя на полный кадр = 240 * 320 * 384ns =29.5 мсТеоретическая максимальная частота кадров ≈34 Гц.

• Приговор по делу:Это...параллельный интерфейс ~ 5,8x быстрееЭто позволяет создавать более плавные анимации и более быстро реагировать. Это значительно снижает нагрузку на MCU хоста, поскольку передача данных является простой записью в памяти.

• Примечания к применению:Используйте 16-битную шину данных (DB0-DB15) для наилучшей производительности.CS,РС,WR,РД(FMC/FMC) или GPIO-бит-банкинг может соответствовать строгому сроку (T_AS,T_AH,T_WRLКоличество пин высоко (до 21 сигнала), увеличивая количество слоев ПКБ и размер/стоимость соединителя.

Сценарий 2: Минимизация количества, стоимости и сложности штифтов (выберите SPI)

Случай использования:Переносные инструменты, носимые устройства, конструкции ПКБ с ограниченным пространством или системы, где MCU имеет ограниченные В/В или отсутствует параллельный интерфейс.

• Преимущество подсчета штифтов:

  • 4-линейный SPI:Требуется только 4-6 булавок:CS,SCL,SDA,RS/D/C, (плюс необязательно)ПерезагрузкаЭто огромная экономия по сравнению с параллельным.

  • 3-линейный SPI:Дальнейшее сокращение до ~ 4 штифтов путем устранения отдельныхRS/D/Cлиния, встраивая команды/данные в серийный поток.

• Стратегия оптимизации SPI:Вы не можете достичь 60 Гц полноэкранных обновлений, но вам не нужно.

  • Частичные обновления ключевые:Изменение числа в поле данных может потребовать обновления всего нескольких сотен пикселей, что делает задержку SPI незначительной.

  • Использовать буфер кадров в оперативной памяти MCU:Для более сложной графики, поддерживайте буфер полного экрана во внутренней оперативной памяти вашего MCU. Используйте DMA для потоковой передачи данных на дисплей через SPI в фоновом режиме.Это освобождает процессор для выполнения других задач после составления кадра.

  • Устройства для отображения рычага:Драйвер ST7789T3 имеет встроенную каркасную память. Используйте встроенные команды чертежа (например, для рисования линий, заполнения прямоугольников), отправленные через короткие команды SPI, чтобы позволить управляющему интерфейсу обрабатывать графические операции,минимизация передачи данных.

Практическое руководство по применению

1. Конфигурация оборудования:УстановитеIM0, IM1, IM2Для SPI убедитесь, что периферийное устройство SPI вашего MCU может управлять требуемыми частотами часов (до 1 /T_SCYCW≈ 62,5 МГц для записи).VDDI(IOVCC) может быть 1,8 В, что позволяет соответствовать уровню с низковольтными MCU.

2. Силовая последовательность:Следуйте следующей последовательности:ВКК(2,8 В) иОВВСК(1.8V/3.3V), затем пульсируйтеПерезагрузкаПин низкий для > 10us (см. Время перезагрузки,T_RW) ждать > 120 мс (T_RTдля режима выключения сна) перед отправкой команд инициализации.

3. Целостность сигнала:Дляпараллельные интерфейсы, сохраняют длину и краткость маршрутов данных.высокоскоростной SPI(> 20 МГц), лечитьSCLиSDAлинии как следы контролируемого импеданса, особенно если кабель FPC длинный.

Улучшение с помощью прикосновения: размышления

Включенный 4-проводной резистивный сенсор (RTP) использует отдельные булавки и не влияет на выбор интерфейса дисплея.Saef Technology Limited (Сайф Технология Лимитед)может предоставить полностью интегрированные решения CTP, где сенсорный контроллер предварительно подключен и требует только питания и I2C-линий от вашего хоста.

Заключение: согласование интерфейса с философией применения

Не существует универсального "лучшего" интерфейса. Оптимальный выбор зависит от приоритетов вашей системы:

• Выберите MCU Parallel для критически важных графических приложенийгде текучесть имеет первостепенное значение, а недвижимость для ПКБ доступна.

• Выберите SPI для дешевых, миниатюризированных или низкоупорных конструкцийгде скорость обновления умеренная и может быть оптимизирована с помощью умного программного обеспечения.

Это...SFTO280PY-7422ANЕго подробные спецификации времени переменного тока позволяют инженерам принимать обоснованные решения и проверять свои проекты.

С трудом выбираете правильный интерфейс для вашего встроенного проекта? Загрузить полныйSFTO280PY-7422AN Данные.pdfВот так.чтобы проанализировать спецификации для вашего конкретного MCU.Saef Technology Limited (Сайф Технология Лимитед)Чтобы обсудить ваши требования к приложению, мы можем помочь вам выбрать оптимальную конфигурацию модуля с вашей предпочтительной сенсорной технологией или без нее.