シリアル通信とパラレル通信

まず、通信についてパラダイス・シリアのような概念を聞いたことがあるので調べてみることにしました。

通信は大まかに「パラレル通信」と「シリアル通信」に分けることができるそうです。（パラダイスって、、、）

パラレル通信とシリアル通信のイメージは下のようになります。

上記図を見てもらえるとわかるかと思いますが、

パラレル通信は名の通りいくつかのデータ線を用意してパラレルにデータを送信する方式となります。

シリアル通信は、1本のデータ線から1 bitずつデータを送信していく方式になります。（イメージはロケット鉛筆？）

パラレル通信はシリアル通信に比べ、一度に送ることができるデータが多いのがメリットになります。

しかし、データを伝送する線が多く必要になりデータの同期をより考慮する必要がある、コストがかかってしまうなどのデメリットもあります。

一方、シリアル通信は、パラレル通信に比べ通信量こそ少なくなってしまいますがデータが順に送られてくることやコスト面に優れています。

SPI通信はシリアル通信方式の一種になります。

SPI通信は4本で通信する！

SPI通信を調べてみると、

SPI通信は、マスターとスレーブに分かれる、4本の通信線から構成されるものというのが分かりました。

MISO、MOSI、SCLK、CSの4本の線になります。

以下表に、各線をまとめてみました。

FPGAがマスター、温度センサーがスレーブとなるとき、FPGAからの温度センサーへコマンドを送る際は MOSIの線を使い

温度センサーからのデータは、MISOを通して送られてくることが分かりました。

また、温度センサーからのデータはFPGAから出力されるSCLKに同期する、CSがLowになっている期間でデータのやり取りが行われることも分かりました。

波形で表現すると以下のようになります。

CS = Lowになった後、SCLKがHigh → Low、Low → Highと動き出します。

SCLKの立ち上がりエッジで、データが真ん中をとらえられるように 1 bitずつデータを送る/受けるようにします。

なるほど、SPI通信の概要はなんとなく理解することができました！

感想として、

波形を一つ一つ追っていくと、理解しやすいなと思いました！

次回はRTL設計に移っていきたいと思います。

 では、また次回！See ya!