QSPI(Quad SPI) 사용 이유

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서론

SoC 데이터 시트의 인터페이스 쪽에 QSPI(Quad Serial Peripheral Interface, Quad SPI)를 볼 수 있는 경우가 있다. 인터페이스가 아니라면 메모리 쪽에 QSPI Flash라고 적혀있기도 하다.

SPI (Serial Peripheral Interface)

임베디드에서 흔하게 쓰이는 인터페이스 중 하나가 SPI다. SPI는 1970년대 모토롤라가 개발한 동기 직렬방식의 인터페이스다. 비교적 전송거리가 짧지만 고속 통신이 가능하여 현재까지 이용되며 주로 Processor-Processor, Processor-flash 통신에 이용된다.

그리고 모든 기술이 그렇듯 SPI 또한 발전하여 현재 SPI 대비 4배의 전송속도를 가지는 QSPI가 사용되어진다.

QSPI (Quad Serial Peripheral Interface)

SPI는 데이터의 송신선 하나, 수신선 하나를 가지고 있다. 그러나 QSPI는 Half-Duplex 방식의 데이터 전송선 4개를 가지고 있다. 즉, 한 번에 4개의 데이터선으로 병렬 전송하므로 SPI 대비 4배의 전송속도(40 Mbps)를 가질 수 있다. 이렇게 빨라진 전송속도는 특히 부팅 속도를 빠르게 할 수 있다. 대부분 OS는 Flash에 올라가고 Flash는 SPI를 쓰는 경우가 많기 떄문이다.

ex) SPI로 8bit 전송
line 1 -> 7 6 5 4 3 2 1 0
: 클록당 1bit 전송하여 8 클록 필요

ex) QSPI로 8bit 전송
line 1 -> 4 0
line 2 -> 5 1
line 3 -> 6 2
line 4 -> 7 3
: 클록당 4bit 전송하여 2 클록 필요

Quad SPI 외에 Dual SPI도 있다. QSPI와 같은 원리로 SPI대비 2배의 전송속도를 가진다.

참고

https://www.totalphase.com/blog/2020/05/what-are-the-differences-of-single-vs-dual-vs-quad-spi/

Quad-SPI, Everything You Need To Know!

https://electronics.stackexchange.com/questions/28792/what-is-dual-quad-i-o

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