SPI接口的LCD

小分辨率的LCD，比如QQVGA，QCIF，QVGA等，广泛应用于功能手机和穿戴设备（比如手表）上。这类小分辨率的LCD，除了支持并行接口（比如i80），一般也会支持串行接口。在实际产品中广泛运用的串行接口就是SPI，由于其频率一般可以达到几十MHz，可以满足小分辨率LCD的性能要求。
SPI接口应用在LCD上，主要是以下两种模式：

• wire 9-bit 模式
• wire 8-bit 模式

比如G9306的 LCD datasheet 中有如下描述：

说明该 LCD 支持 3-wire 9-bit 和 4-wire 8-bit 模式，而两种模式下又分别有两种不同的接口，构成四种接口方式：

• 3-wire 9-bit 接口 I，数据输入输出共用一根线（SDA）。
• 4-wire 8-bit 接口 I，数据输入输出共用一根线（SDA）。
• 3-wire 9-bit 接口 II，数据输入（SDI ）和 输出（SDO） 是独立的线。
• 4-wire 8-bit 接口 II，数据输入（SDI ）和 输出（SDO） 是独立的线。

其中后两种接口，3-wire 用到了 SCL / SDI / SDO / CSX 四根线，4-wire 用到了 SCL / SDI / SDO / CSX / DCX 五根线，所以所谓的 3-wire，4-wire 并不是指信号线的总数目，而是指有没有 DCX 线。LCD 用 DCX 来区分传输的数据是 Data 还是 Command。
4-wire 模式下，用 DCX 信号线的电平高低来指示；
3-wire 模式下，用 SDA 信号线上的 D/C bit 来表示，传输实际数据前会先传输一个 D/C bit 数据位，比 8-bit 多了一个bit，所以称作 9-bit。

3-wire 9-bit 模式
3-wire 9-bit 模式下，D/C bit 包含在数据流中，如果 SPI 控制器直接支持3-wire 9-bit 模式，会自动产生 D/C bit。D/C bit 为0时，表示Command；D/C bit 为1时，表示 Data。

3-wire Serial Interface Protocol

4-wire Serial Interface Protocol

SPI LCD 性能预估
假定主控SPI clock最高为48MHz，驱动一款QQVGA、RGB565格式的屏幕，接口为3-wire 9-bit。

QQVGA，分辨率120×160，实际产品以128×160常见；RGB565格式，每个像素占用16 bit；3-wire 9-bit 每传输一个16 bit的像素数据，额外需要两次D/C bit；算起来每传输一个像素数据需要18 bit。

这样算下来 48000000 / (12816018) = 130 fps

理论刷屏可以达到130帧每秒，帧率很高了

但是还需要结合具体LCD的datasheet去确认该LCD所能支持的最大SPI clock。如下是某款LCD的 Timing Characteristics，表明它支持的SPI clock最小周期为10ns，换算成支持的最大频率大约为100MHz。

所以实际情况应该是：

100000000 / (12816018) = 270 fps

270帧每秒的刷屏效果也是不错的。计算出来的是理论值，实际数据会有一定偏差。

同样的clock指标下，对于QVGA屏来说，就有些吃力；再大的分辨率，就基本不能胜任了。

打赏作者