---
jupytext:
formats: md:myst
text_representation:
extension: .md
format_name: myst
format_version: 0.13
jupytext_version: 1.11.5
kernelspec:
display_name: Python 3
language: python
name: python3
---
% # level 1
% ## level 2
% ### level 3
% {dropdown} Text
# Vlastnosti
**SPI** (Serial Peripheral Interface) je synchrónne sériové rozhranie používané na komunikáciu na krátke vzdialenosti medzi procesorom a periférnymi obvodmi (prevodníky, pamäte, displeje). Vyvinuté bolo na prelome 70. a 80. rokov 20. storočia spoločnosťou Motorola a umožňuje obojsmernú *full-duplex* komunikáciu na spoločnej zbernici. Podrobný popis rozhrania *SPI* je uvedený v [dokumentácii](./doc/an_1248.pdf)
Zariadenia na zbernici:
* **Master**
* riadi časovanie prenášaných dát generovaním hodinového signálu SCLK (System Clock)
* určuje, s ktorým zariadením bude komunikácia prebiehať pomocou signálu SS (Slave Select)
* vysiela dáta pomocou signálu MOSI (Master Out Slave In)
* prijíma dáta pomocou signálu MISO (Master In Slave Out)
* **Slave**
* ak je aktivovaný pomocou signálu SS, potom prijíma alebo vysiela dáta synchronizované na signál SCLK
```{code-cell} ipython3
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *
data = r'''
include(lib_base.ckt)
include(lib_stm32.ckt)
include(lib_user.ckt)
log_init
command "\sf"
define(`SPI_Master', `[
BX: box wid 2.5 ht 7*lg_pinsep;
lg_pin(BX.ne - (0, 1*lg_pinsep), SCLK, Pin8, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 2*lg_pinsep), MOSI, Pin7, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 3*lg_pinsep), MISO, Pin6, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 4*lg_pinsep), lg_bartxt(SS1), Pin5, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 5*lg_pinsep), lg_bartxt(SS2), Pin4, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 6*lg_pinsep), lg_bartxt(SS3), Pin3, e,,0 );
]')
define(`SPI_Slave', `[
BX: box wid 2 ht 5*lg_pinsep;
lg_pin(BX.nw - (0, 1*lg_pinsep), SCLK, Pin1, w,,0);
lg_pin(BX.nw - (0, 2*lg_pinsep), MOSI, Pin2, w,, 0);
lg_pin(BX.nw - (0, 3*lg_pinsep), MISO, Pin3, w,, 0);
lg_pin(BX.nw - (0, 4*lg_pinsep), lg_bartxt(SS), Pin4, w,,0 );
]')
M: SPI_Master(); "SPI" at M.c +(-0.3,0) above; "Master" at M.c +(-0.3,0) below;
line from M.Pin8 right 1.5; DT1: dot;
line from M.Pin7 right 1.25; DT2: dot;
line <-from M.Pin6 right 1.; DT3: dot;
line from DT1-> right 1;
S1: SPI_Slave() with .Pin1 at last line .end;
"SPI" at S1.c +(0.3,0) above; "Slave" at S1.c +(0.3,0) below;
line -> from DT2 to S1.Pin2
line from DT3 to S1.Pin3
line -> from M.Pin5 to S1.Pin4
line from DT1 down_ 2.5; DT5: dot;line -> to (S1.Pin1, Here)
right_
S2: SPI_Slave() with .Pin1 at last line .end
"SPI" at S2.c +(0.3,0) above; "Slave" at S2.c +(0.3,0) below;
line from DT2 to (DT2, S2.Pin2); DT6: dot;line -> to S2.Pin2
line from DT3 to (DT3, S2.Pin3); DT7: dot;line to S2.Pin3
line from DT5 down_ 2.5; ;line -> to (S1.Pin1, Here)
right_
S3: SPI_Slave() with .Pin1 at last line .end
"SPI" at S3.c +(0.3,0) above; "Slave" at S3.c +(0.3,0) below;
line from DT6 to (DT6, S3.Pin2); line -> to S3.Pin2
line from DT7 to (DT7, S3.Pin3); line to S3.Pin3
X: 0.3 between M.Pin4 and S2.Pin4;
line -> from M.Pin4 to (X, M.Pin4) then to (X, S2.Pin4) then to S2.Pin4
Y: 0.2 between M.Pin3 and S3.Pin4;
line -> from M.Pin3 to (Y, M.Pin3) then to (Y, S3.Pin4) then to S3.Pin4
'''
_ = cm_compile('img_0250b', data, dpi=600)
```
```{figure} ./src/img_0250b.png
:width: 400px
:name: img_0255b
Základné zapojenie zariadení na zbernici *SPI* (Multi-subnode).
```
V niektorých prípadoch môžu byť zariadenia zapojené v konfigurácii reťazového zapojenia (*daisy chain*), kde je výstup predchádzajúceho *Slave* zariadenia pripojený na vstup nasledujúceho *Slave* zariadenia. Výstup posledného *Slave* zariadenia je pripojený nazad k *Master* zariadeniu. Posuvné registre jednotlivých zariadení takto tvoria jeden veľký posuvný register, v ktorom sa dáta posúvajú medzi jednotlivými zariadeniami. Táto konfigurácia vyžaduje len jeden signál SS a nie samostatné signály pre každé *Slave* zariadenie.
```{code-cell} ipython3
:tags: ["remove-cell"]
from src.utils import *
data = r'''
include(lib_base.ckt)
include(lib_stm32.ckt)
include(lib_user.ckt)
include(lib_color.ckt)
log_init
command "\sf"
define(`SPI_Master', `[
BX: box wid 2.5 ht 5*lg_pinsep;
lg_pin(BX.ne - (0, 1*lg_pinsep), SCLK, PinCLK, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 2*lg_pinsep), MOSI, PinMOSI, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 3*lg_pinsep), MISO, PinMISO, e,,0 );
lg_pin(BX.ne - (0, 4*lg_pinsep), lg_bartxt(SS), PinSS, e,,0 );
]')
define(`SPI_Slave', `[
BX: box wid 2 ht 5*lg_pinsep;
lg_pin(BX.nw - (0, 1*lg_pinsep), SCLK, PinCLK, w,,0);
lg_pin(BX.nw - (0, 2*lg_pinsep), MOSI, PinMOSI, w,, 0);
lg_pin(BX.nw - (0, 3*lg_pinsep), MISO, PinMISO, w,, 0);
lg_pin(BX.nw - (0, 4*lg_pinsep), lg_bartxt(SS), PinSS, w,,0 );
]')
M: SPI_Master(); "SPI" at M.c +(-0.3,0) above; "Master" at M.c +(-0.3,0) below;
line from M.PinCLK right 0.8; DT1: dot;
line from DT1-> right 1.5;
S1:SPI_Slave() with .PinCLK at last line .end;
"SPI" at S1.c +(0.3,0) above; "Slave" at S1.c +(0.3,0) below;
line from DT1 down_ 2.5; DT5: dot; line -> to (S1.PinCLK, Here)
right_
S2: SPI_Slave() with .PinCLK at last line .end
"SPI" at S2.c +(0.3,0) above; "Slave" at S2.c +(0.3,0) below;
line from DT5 down_ 2.5; ;line -> to (S1.PinCLK, Here)
right_
S3: SPI_Slave() with .PinCLK at last line .end
"SPI" at S3.c +(0.3,0) above; "Slave" at S3.c +(0.3,0) below;
# select
color_blue;
line from M.PinSS right_ 0.45; DS: dot; line -> to S1.PinSS
line from DS down_ to (DS, S2.PinSS); dot; {line -> to S2.PinSS; }
line -> down_ to (DS, S3.PinSS) then to S3.PinSS
# chain
color_red;
line -> from M.PinMOSI to S1.PinMOSI
line from S1.PinMISO left_ 0.75; line -> to (Here, S2.PinMOSI) then to S2.PinMOSI;
line from S2.PinMISO left_ 0.75; line -> to (Here, S3.PinMOSI) then to S3.PinMOSI;
line from S3.PinMISO left_ 1; line -> to (Here, M.PinMISO) then to M.PinMISO;
'''
_ = cm_compile('img_0250c', data, dpi=600)
```
```{figure} ./src/img_0250c.png
:width: 400px
:name: img_0255c
Reťazenie zariadení na zbernici *SPI* (Daisy-Chain).
```
Komunikácia a spracovanie dát pomocou posuvných registrov pre riadenie LED displeja je popísaná v kapitole [Modul Funduino](0505_funduino_01).
## Časovanie zbernice
Konfigurácii parametrov zbernice je určená parametrami
* CPOL - polarita hodinového signálu
* CPOL=0 aktívna úroveň signálu je H
* CPOL=1 aktívna úroveň signálu je L
* CPHA - určuje okamžik zmeny hodnoty dát pri vysielaní
* CPHA=0 signál mení hodnotu pri zostupnej hrane a číta sa pri nábežnej hrane hodinového signálu
* CPHA=1 signál mení hodnotu pri nábežnej hrane a číta sa pri zostupnej hrane hodinového signálu
```{figure} ./img/SPI_timing.png
:width: 650px
:name: img_0250a
Základné módy časovania zbernice SPI.
```
```{figure} ./img/spi_daisy.png
:width: 350px
:name: img_0250d
Časovanie SPI zbernice v móde daisy-chain.
```