前言

談完最簡單的UART，再來就是SPI和I2C了，相對於UART只有一根訊號線，SPI有四根訊號線(有機會只用到三根)，I2C則是有兩根訊號線，雖然多出來的訊號線不多，但資料傳輸方向則有增強，UART只能從master傳資料給slave，兩個裝置要用UART達成READ/WRITE能力就要掛上兩組master-slave UART介面，再架上一層協定來規範兩組UART如何互動，SPI和I2C則不同，一組介面就能讓master對slave做READ/WRITE動作，而SPI雖然有四根訊號線，但訊號方向是固定的，軟體人比較好理解，先解說這個。

SPI簡介 (Serial Peripheral Interface)

1. INPUT/OUTPUT

master端有3個output、1個input，slave端就是反過來的3個input、1個output，名字類似下面，以master觀點介紹:

• CS:
  chip select，也可能看到叫SS(slave select)，當master要對slave做動作，或是master要求slave做反應時就致能(activate)這一根訊號，動作完成再還原(de-activate)這訊號
• CLK:
  clock，不像UART是master和slave各有自己的clock，slave自己解碼訊號線，所以稱非同步(Asynchronous)，SPI是由master提供clock給slave來解碼訊號線，
• MOSI:
  master output slave input，相當於UART的TX，但從高位元送到低位元。
• MISO:
  master input slave output，和MOSI差不多，只是slave吐data給master，如果在只有master write slave的應用根本不用做這根。

2. CLOCK

雖然已經有CLK這個訊號線了，但slave如果老實用CLK當作自己的clock通常會出事，也許有隻貓經過一下就讓CLK訊號有個變化(glitch)，通常還是要用比較高的頻率的clock輔助濾掉不必要的雜訊，因此slave也會規範最高能支援到多快。

3. handshake

可以先這麼想，SPI基本的就是WRITE和READ兩個動作，之後再用WRITE/READ動作做出應用上的意義。

Write動作

master先拉CS，因為是active low所以是由1變0，名稱也會帶個N或是B，同時間準備好write data bit 7，再來做出CLK的上升緣讓slave知道該取樣(sample)訊號，然後等半個週期再造出CLK的下降緣，再來準備write data bit 6，重複這些動作到bit 0也送出，再取消CS。

read動作

類似write動作，一樣master先拉CS，因為要read所以再造CLK的上升緣讓slave知道要吐read data bit7到MISO，master可能再CLK下降緣取樣，一樣重複這動作到read data bit0收完為止。

簡單應用

例如一顆SPI ROM作為slave，可以規範自己的行為是先write動作取得ROM_address，再來持續有read動作就會吐出ROM_data_byte_offset0，ROM_data_byte_offset1，....，ROM_data_byte_offsetN，這樣要讀取ROM內容的master就可以write動作、read動作、read動作、read動作....直到不想讀為止，或是打出新的address換個起點開始讀。

以上簡單介紹了軟體人怎麼去認識SPI，明天再來講比較特別的I2C。