2.8インチ240x320 TFTのような中解像度ディスプレイを組み込みシステムに統合する場合、エンジニアが最初に行う最も影響力のある決定の1つは、通信インターフェースの選択です。この選択は、プロセッサの負荷、リフレッシュレート、システムコスト、PCBの複雑さ、そして最終的にはユーザーエクスペリエンスを決定します。複数のオプションを提供するモジュールで、プロジェクトに最適なものをどのように選択しますか？
この記事では、パフォーマンス、コスト、消費電力のバランスを取るために、ディスプレイインターフェースの選択と最適な実装という重要な設計課題に取り組みます。MCUパラレル（8080シリーズ）とシリアルSPIインターフェースの比較分析を行い、多用途なSFTO280PY-7422AN Transflective TFTモジュールをの実用的なケーススタディとして使用し、データシートからのタイミング分析を完全に行います。
SFTO280PY-7422ANの解像度は240 x 320 x 18ビットカラー（262K）です。フルスクリーンイメージには、240 * 320 * 18ビット= 1,382,400ビット（≈172.8 KB）のデータ転送が必要です。課題は、このデータをホストマイクロコントローラーからディスプレイのフレームメモリに、応答性の高いUIを実現するのに十分な速さと効率で移動させることです。
データシートには、モジュールがIM[2:0]ピン構成を介して3つの主要モードをサポートしていることが示されています。
8/16ビットMCUパラレルインターフェース（8080シリーズ）：従来の、高帯域幅バス。
4線SPI：別個のコマンド/データラインを備えたシリアルインターフェース。
3線SPI：さらにピンが最適化されたシリアルインターフェース。
トレードオフは重要であり、しばしば誤解されています。
SFTO280PY-7422ANデータシート（AC特性、セクション7）の定量データを使用して、決定を分解してみましょう。
使用例：複雑なグラフィックス、アニメーションゲージ、または高速更新データダッシュボードを備えた産業用HMI。
帯域幅の計算：
16ビットパラレル（書き込み）：最小書き込みサイクル時間（T_WC）= 66 ns。16ビット（2バイト）転送の場合、1ピクセルは1サイクルかかります。フルフレームあたりの時間= 240 * 320 * 66ns = 5.07 ms。これは、理論上の最大フレームレート> 190 Hzを意味します（ただし、ドライバICの内部書き込み速度によって制限されます）。
4線SPI（書き込み）：最小シリアルクロックサイクル（T_SCYCW）= 16 ns。ピクセルあたり18ビット（3バイト必要）を1クロックエッジあたり16 ns（クロックサイクルあたり2エッジ）で転送すると、ピクセル時間は約24 * 16ns = 384 nsになります。フルフレームあたりの時間= 240 * 320 * 384ns = 29.5 ms。理論上の最大フレームレート≈ 34 Hz。
パフォーマンスの評決：フルフレーム更新の場合、パラレルインターフェースは約5.8倍高速です。これにより、よりスムーズなアニメーションと、より応答性の高い感触が得られます。データ転送は単純なメモリマップド書き込みであるため、ホストMCUの負荷が大幅に軽減されます。
実装に関する注意点：最高のパフォーマンスを得るには、16ビットデータバス（DB0-DB15）を使用します。制御ピン（CS、RS、WR、RD）を管理し、MCUの外部メモリコントローラー（FSMC/FMC）またはGPIOビットバンギングルーチンが厳格なタイミング（T_AS、T_AH、T_WRL）を満たしていることを確認する必要があります。ピン数が多く（最大21信号）、PCBの層数とコネクタのサイズ/コストが増加します。
使用例：ポータブル機器、ウェアラブルデバイス、スペースに制約のあるPCB設計、またはMCUのI/Oが限られているか、パラレルインターフェースがないシステム。
ピン数の利点：
4線SPI：必要なピンは4〜6本のみ：CS、および、ラインを制御インピーダンストレースとして扱います。特にFPCケーブルが長い場合。、RS/D/C、（オプションでRESETとバックライト制御）。これは、パラレルよりも大幅な節約になります。
3線SPI：別個のRS/D/Cラインをなくし、シリアルストリームにコマンド/データを埋め込むことで、さらに約4ピンに削減されます。
SPIの最適化戦略：60Hzのフルスクリーン更新を実現することはできませんが、必要もありません。
部分的な更新が重要：変更された画面の部分のみを再描画します。データフィールドの数値を変更するには、数百ピクセルのみを更新する必要がある場合があり、SPIのレイテンシは無視できます。
MCU RAMでフレームバッファを使用する：より複雑なグラフィックスの場合、MCUの内部RAMでフルスクリーンバッファを維持します。DMAを使用して、バックグラウンドでSPI経由でデータをディスプレイにストリーミングします。これにより、フレームを構成した後、CPUを他のタスクに解放できます。
ディスプレイICの機能を活用する：ST7789T3ドライバには、フレームメモリが組み込まれています。短いSPIコマンドを介して送信される組み込み描画コマンド（線を描画したり、長方形を塗りつぶしたりするなど）を使用して、ドライバICにグラフィック操作を処理させ、データ転送を最小限に抑えます。
ハードウェア構成：選択したモードに従って、モジュールのIM0、IM1、IM2ピンを設定します。SPIの場合、MCUのSPIペリフェラルが必要なクロックレート（書き込みの場合は最大1 / T_SCYCW ≈ 62.5 MHz）をマスターできることを確認します。データシートでは、VDDI（IOVCC）は1.8Vにすることができ、低電圧コアMCUとのレベルマッチングが可能であることが指定されています。
電源シーケンス：シーケンスに従います：VCC（2.8V）とIOVCC（1.8V/3.3V）を安定させ、次にRESETピンを10us以上（リセットタイミング、T_RWを参照）ローパルスします。初期化コマンドを送信する前に、120ms以上（スリープアウトモードの場合はT_RT）待ちます。
信号の整合性：パラレルインターフェースの場合、データバストレースを同じ長さにし、できるだけ短く保ちます。高速SPI（> 20 MHz）の場合、SCLおよびSDAラインを制御インピーダンストレースとして扱います。特にFPCケーブルが長い場合。タッチの強化：考慮事項
Saef Technology Limited結論：アプリケーションの哲学にインターフェースを合わせる
パフォーマンスが重要で、グラフィックスが豊富で、PCBのスペースが利用可能なアプリケーションには、MCUパラレルを選択してください。
コストに敏感で、小型化され、I/O数が少ない設計には、SPIを選択してください更新レートが適度であり、スマートソフトウェアを通じて最適化できる場合。
SFTO280PY-7422ANはこの重要な選択肢を提供することで優れており、設計を将来にわたって保証します。その詳細なACタイミング仕様により、エンジニアは情報に基づいた意思決定を行い、事前に設計を検証できます。
組み込みプロジェクトに最適なディスプレイインターフェースを選択するのに苦労していますか？ここで包括的なSFTO280PY-7422ANデータシート.pdf
をダウンロードして、特定のMCUのタイミング仕様を分析してください。 Saef Technology Limitedの技術チームに連絡して、アプリケーションの要件について話し合ってください。選択をガイドし、最適なタッチテクノロジーの有無にかかわらず、最適に構成されたモジュールを提供できます。
コンタクトパーソン: Mrs. Christina
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