Quad SPIって何？：Q&Aで学ぶマイコン講座（20）（2/4 ページ）

[菅井賢（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

2クロックで8ビットのデータ通信

　ここでは例として「STM32F7シリーズ」（STマイクロエレクトロニクス製）に搭載されているQuad SPIを使って説明します。

　通常のSPI（Serial Peripheral Interface）はクロックと入力データ、出力データ、チップセレクト信号を使って、1クロックごとに1ビットを送ってデータ通信を行います。

一方、Quad SPIはデータ線を4本使い、1クロックで4ビットを1度に通信します。図2に通信プロトコル別のデータフォーマットを示します。

図2：データフォーマット （クリックで拡大）

　Quad SPIモジュールがサポートする通信プロトコルモードは、「Single SPIモード」「Dual SPIモード」「Quad SPIモード」です。

　Single SPIモードは、信号名は違いますが、全二重3線式の通常のSPI通信^＊）です。1クロックにつき1ビットを送りますので、1バイト（8ビット）通信には8クロック必要です。Dual SPIモードでは、半二重通信です。1クロックにつき2ビットを送りますので、1バイト通信を4クロックで行います。

　さらにQuad SPIモードは、これも半二重通信で、1クロックにつき4ビットを送りますので、1バイト通信を2クロックで行います。データ部だけに注目して見ると、Dual SPIは半二重通信ですが、通常のSPIよりも2倍速い通信ができることになります。Quad SPIは、信号線は4本必要ですが、通常のSPIよりも4倍速い通信ができることになります。

　Quad SPI ICとの接続図は図1に示した通りです。

• CLK：クロック出力です。
• BK1_IO0/SO：Dual／Quadモードの時は双方向のIO、Singleモードの時はシリアル出力信号。
• BK1_IO1/SI ：Dual／Quadモードの時は双方向のIO、Singleモードの時はシリアル入力信号。
• BK1_IO2 ：Quadモードの時は双方向のIO。
• BK1_IO3 ：Quadモードの時は双方向のIO。
• BK1_nCS　：チップセレクト信号。

＊）通常のSPIについては「マイコンとEEPROMを接続する方法を教えて」をご参照ください。