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전이중 통신, SPI 통신이란?

안녕하세요, 주식회사 #한국전자기술 입니다.

제어기 안에는 IC(Integrated Chip)라는 칩들이 있습니다. 그 칩끼리 정보를 전달받기 위한 통신 방식으로는 크게 SPI와 I2C 방식으로 나누어지는데 이 중 SPI 통신이란 양방향성을 가지는 통신방법입니다.

 

SPI 통신이란?

SPI(Serial Peripheral Interface)

 

#SPI통신 이란 1:N로 통신할 수 있는 동기식 통신 프로토콜입니다.

통신방식은 크게 SPI와 I2C가 있다고 말씀드렸는데, 이 두가지 방법의 가장 큰 차이점은 I2C의 경우 한쪽에서 정보를 보내고 있을 때 다른 쪽에서는 수신만 가능하고 SPI 통신은 한쪽에서 정보를 전송중이더라도 다른쪽에서도 정보를 보낼 수 있다는 점이 가장 큰 차이점이 아닐까 싶습니다.

단, 양방향에서 동시에 정보를 보내려면 별도의 통신선을 통해 동작해야하기 때문에 SPI 통신에서는 총 4개의 선을 사용하게 됩니다.

SCK / MOSI / MISO / SS 최소 본 네 개의 선이 필요한데, 하나씩 살펴보면 아래와 같습니다.

SCK : Clock 신호 선

MOSI : Master Out Slave In으로 마스터에서 출력, 슬레이브에서 송신받는 신호 선

MISO : Master In Slave Out으로 마스터로 들어오고 슬레이브에서 데이터가 나가는 신호 선

SS : Slave select로, 슬레이브를 선택하는 선

SS 선은 간혹 CS(Chip Select)로 표시된 것이 있으니 주의하시고 MOSI와 MISO는 반대방향으로 전송된다는 것을 확인해주세요.

선을 살펴보면 Master와 Slave가 반복적으로 보입니다.

마스터란, 송수신을 결정짓는 장치로 MCU 등이 해당됩니다. 반대로 슬레이브는 EEPROM이나 SD 카드 등이 해당될 수 있습니다. 마스터는 여러 슬레이브와 SS를 통해 연결해 각각의 통신이 가능합니다.

 

그림을 보시면 SCK 선은 SCK끼리, MOSI는 MOSI끼리, MISO는 MISO끼리 연결되어있는 것을 볼 수 있습니다.

단 SS는 슬레이브를 선택할 수 있는 스위치 역할을 하기 때문에 마스터의 SS를 각 슬레이브와 연결하여 위쪽 슬레이브와의 통신 여부, 아래쪽 슬레이브와의 통신여부를 결정할 수 있습니다.​

SPI 통신은 최대 Clock에 대한 제한이 없어 속도가 빠르고 양방향 통신이 가능하다는 장점이 있습니다. I2C 대비 소비 전력도 낮고 인터페이스 처리 과정이 간단하여 손쉽게 사용할 수 있습니다.

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