1?? SPI（Serial Peripheral Interface，串行外設接口）

• 英文解釋：

  • Serial：串行
  • Peripheral：外設
  • Interface：接口

• 用途：MCU 與外部設備（Flash、傳感器等）高速數據通信

常見 SPI 類型

類型	數據線	英文全稱	每時鐘傳輸	特點 / 用途
單線 SPI	1（MOSI）+1（MISO）+CLK+CS	Standard SPI	1 bit	基礎 SPI，低速 Flash、外設配置
雙線 SPI	2 數據線 + CLK + CS	Dual SPI	2 bit	雙向傳輸，速度翻倍
四線 SPI	4 數據線 + CLK + CS	Quad SPI (QSPI)	4 bit	高速讀取 NOR Flash，可 XIP（Execute In Place）
八線 SPI	8 數據線 + CLK + CS	Octo SPI / HyperBus	8 bit	高速大容量 Flash，數百 MB/s，工業 / Linux 系統用

?? SPI 擴展主要是增加數據線并行傳輸，最大常見是 8 線。16 線 SPI 不存在，超過 8 線通常改用并行總線或 DDR 接口。

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SPI 通信距離

條件	建議距離
PCB 板上（同板或短線）	幾厘米到幾十厘米（穩定）
板間普通導線	≤30 cm（高速模式下建議 ≤10~15 cm）
高速 QSPI / Octo SPI	≤10~15 cm（線長越長，時鐘抖動越嚴重）

影響因素：

1. 時鐘頻率：高頻 → 信號衰減，距離減小
2. 線纜類型：雙絞線/屏蔽線可稍延長距離
3. 電容和阻抗匹配：線太長 → 串擾和反射 → 數據錯誤
4. 信號驅動能力：驅動弱 → 長線更容易出錯

💡 總結：SPI 是短距離高速接口，高速模式通常只適合同板或板間短線，米級通信需換 UART/RS485/CAN 等長距離接口。

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2?? Flash 類型

2.1 NOR Flash

• 英文解釋：Not OR Flash

• 特點：

  • 支持 隨機訪問，按字節讀取
  • 讀取速度快，適合執行程序代碼（XIP）
  • 寫入/擦除慢，容量相對小
  • 擦寫次數高 (~10 萬次)

• 用途：存儲 MCU 固件、啟動程序、少量數據

• 接口：SPI / QSPI / OctoSPI

• 例子：W25Q64（8MB QSPI NOR Flash）

2.2 NAND Flash

• 英文解釋：Not AND Flash

• 特點：

  • 按頁 / 塊順序訪問，隨機訪問慢
  • 寫入/擦除快，容量大（GB級）
  • 擦寫次數約 10 萬次（小塊 NAND）

• 用途：存儲數據文件、大容量存儲（SD 卡、SSD）

• 接口：Parallel NAND / SPI NAND

• 特點對比：

特性	NOR Flash	NAND Flash
訪問方式	隨機訪問	順序訪問（頁/塊）
寫入速度	慢	快
擦寫速度	慢	快
容量	小	大
XIP 支持	支持	不支持
用途	固件 / 代碼	數據存儲 / 文件系統

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3?? QSPI / Dual / Octo 關鍵英文單詞

縮寫	英文全稱	含義
SPI	Serial Peripheral Interface	串行外設接口
QSPI	Quad SPI	四線 SPI，每時鐘傳 4 bit
Dual SPI	Dual SPI	雙線 SPI，每時鐘傳 2 bit
Octo SPI	Octo SPI	八線 SPI，每時鐘傳 8 bit
XIP	eXecute In Place	直接從 Flash 執行程序，無需拷貝到 RAM
CS	Chip Select	片選信號，低電平選中芯片
MOSI	Master Out Slave In	主機輸出，從機輸入
MISO	Master In Slave Out	主機輸入，從機輸出
CLK	Clock	時鐘信號
IO0~IO7	數據線	數據傳輸線（Quad/Octo 模式）

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💡 總結要點：

1. SPI 接口根據數據線不同有 單線 / 雙線 / 四線 / 八線，帶寬逐步增加
2. SPI 是短距離高速接口，高速模式通常只適合同板或板間短線
3. NOR Flash 適合存程序，NAND Flash 適合大容量數據存儲
4. QSPI / OctoSPI 主要用于 高速讀取 + XIP
5. MCU 與 Flash 接口模式必須匹配，才能發揮最大帶寬