SPI(Serial Peripheral Interface)

１．SPIとは

・Serial Peripheral Interface　の略

※メーカーの呼び方でSSI(Serial Synchronous Interface)とも呼ばれることもあるが，
SPIの方が一般的です．

SPIは、米国モトローラ社（現在フリースケール社）が提唱する3線式の同期式シリアル通信インターフェースです。

・方式

(1)同期シリアル通信，３線式

※データ出力信号SDO、データ入力信号SDI、クロック信号SCKの3本の信号で通信します。

※シリアル・クロックSCKは単方向の信号で、マスタは出力、スレーブは入力です。
データの入出力信号はSDI（入力）とSDO（出力）の2つあり、それぞれ単方向の信号です。したがって、マスタとスレーブを接続する際は、マスタのSDIはスレーブのSDO、マスタのSDOはスレーブのSDIというようにクロス結線にする必要があります。
　その他、スレーブ・セレクト信号SSはマスタが出力、スレーブが入力で、“L”レベルでアクティブ（選択状態）となります。複数のスレーブを接続する場合はマスタには複数のSS信号出力が必要で、スレーブ選択時は複数の中の一つだけがアクティブになります。


(2)通信機器同士がマスタ・スレーブという主従関係にあり，同一バス上に
複数のデバイスが容易に接続できる．

※基本的にはマスタ・デバイス一つに対してスレーブ・デバイスが一つが接続されるような形になりますが、スレーブ選択する信号(SS)をマスタからスレーブへ与えることで、複数のスレーブをバス接続することもできます。

・仕組み

SPIの原理はシフト・レジスタの原理そのものです。送信出力部はパラレル→シリアル変換型のシフト・レジスタで作られていて、マスタが生成するシフト・クロック（SCK；シリアル・クロック）でパラレル・データがシリアル信号に変換されます。一つのクロックで1ビット分の信号が出力されます。
　受信部は、シリアル→パラレル変換型のシフト・レジスタで作られています。送信側から送られてきたシリアル信号を、マスタが生成するシフト・クロックでサンプリングして、パラレル・データに変換します。
※シフトレジスタのMSBから出力する．

・通信速度

通信レートの規定はないようです．Max.1.5Mbpsほど．

・他の方式との比較

I2Cも，SPIと同様に同期式シリアルです．ただこっちは，スレーブのセレクトに
アドレス指定で行います．あと，データ線（SDA）が双方向です．

通信レートには、標準モード(最大100kbps)とファースト・モード(最大400kbps)、高速モード(最大3.4Mbps)の三つが規定されています。