SPI LVDS

1. SPI (Serial Peripheral Interface)：一种通信协议。
2. LVDS (Low-Voltage Differential Signaling)：一种电气信号传输技术。

因此，“SPI LVDS” 通常指的是 “使用LVDS物理层信号来传输SPI协议数据” 的一种方式。

下面我为您详细解释这两部分以及它们组合起来的意义。

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1. SPI (串行外设接口)

• 本质：一种协议，即一套规定数据如何打包、发送、接收和解释的规则。
• 特点：
  • 同步：通信基于一个共享的时钟信号（SCLK）。
  • 串行：数据一位一位地传输。
  • 全双工：主设备和从设备可以同时发送和接收数据（使用MISO和MOSI线）。
  • 短距离：标准SPI设计用于电路板上的芯片间通信，通常距离很短（几厘米）。
  • 单端信号：标准SPI使用单端信号（如MOSI, MISO, SCLK, CS），即每根信号线用一个电压（相对于地）来表示“1”或“0”。这种信号抗干扰能力弱。

标准SPI接口：

• SCLK： 时钟信号（主设备发出）
• MOSI： 主设备发送，从设备接收
• MISO： 主设备接收，从设备发送
• CS/SS： 片选信号（主设备发出，选择哪个从设备通信）

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2. LVDS (低压差分信号)

• 本质：一种物理层电气标准，它定义了信号在物理线缆上如何表示，但不关心数据内容是什么协议。
• 工作原理：使用两根线（一正一负）来传输一个信号。接收端检测这两根线之间的电压差：
  • 正电压 > 负电压 → 逻辑“1”
  • 正电压 < 负电压 → 逻辑“0”
• 特点：
  • 低电压：摆幅很小（约350mV），功耗低。
  • 低噪声：差分信号对外部电磁干扰（EMI）具有天生的免疫力，因为干扰会同时影响两根线，电压差保持不变。
  • 高速度：支持非常高的数据传输速率（可达每秒数Gbps）。
  • 长距离：相比单端信号，LVDS可以在更长距离（可达几十米）上保持信号完整性。

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3. SPI LVDS：组合使用

将两者结合起来，就是为了克服标准SPI在距离和抗干扰能力上的局限性。

如何工作？
在发送端，使用一个 “SPI转LVDS” 的桥接芯片（或器件中的相应功能），将标准的SPI单端信号（SCLK, MOSI, MISO, CS）转换成LVDS差分信号对。
在接收端，再使用一个 “LVDS转SPI” 的芯片，将差分信号还原成标准的SPI单端信号，送给最终的从设备芯片。