SPI 有兩種不同的含義，分別是串行外設接口和錫膏檢查的簡稱。

1. 作為串行外設接口

串行外設接口（Serial Peripheral Interface，簡稱 SPI）是一種高速、全雙工、同步的通信總線。它在芯片的管腳上只占用四根線，包括串行時鐘線（SCLK）、主機輸入 / 從機輸出數(shù)據(jù)線（MISO）、主機輸出 / 從機輸入數(shù)據(jù)線（MOSI）和低電平有效的從設備選擇線（SS/CS）。這四根線為 PCB 布局節(jié)省了空間，并且因其硬件功能很強，與 SPI 有關(guān)的軟件就相當簡單，使中央處理器（Central Processing Unit，CPU）有更多的時間處理其他事務。

SPI 通常由一個主模塊和一個或多個從模塊組成，主模塊選擇一個從模塊進行同步通信，從而完成數(shù)據(jù)的交換，是一個環(huán)形結(jié)構(gòu)。通信時至少需要四根線，時鐘信號線 SCLK 只能由主設備控制，從設備不能控制。在數(shù)據(jù)位的傳輸過程中可以暫停，也就是時鐘的周期可以為不等寬，因為時鐘線由主設備控制，當沒有時鐘跳變時，從設備不采集或傳送數(shù)據(jù)。

SPI 還是一個數(shù)據(jù)交換協(xié)議，因為其數(shù)據(jù)輸入和輸出線獨立，所以允許同時完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出。芯片集成的 SPI 串行同步時鐘極性和相位可以通過寄存器配置，IO 模擬的 SPI 串行同步時鐘需要根據(jù)從設備支持的時鐘極性和相位來通訊。不過，SPI 接口的一個缺點是沒有指定的流控制，沒有應答機制確認是否接收到數(shù)據(jù)。

SPI 的片選可以擴充選擇 16 個外設，這時 PCS 輸出 = NPCS，說 NPCS0~3 接 4 - 16 譯碼器，這個譯碼器是需要外接 4 - 16 譯碼器，譯碼器的輸入為 NPCS0~3，輸出用于 16 個外設的選擇。

SPI 有 3 種規(guī)格，以使用最多的 SPI - 4 為例，它在發(fā)送接口和接收接口都有各自的數(shù)據(jù)通道和流控狀態(tài)信息通道，其數(shù)據(jù)通道和流控狀態(tài)信息通道是獨立的并且是點對點通信。數(shù)據(jù)是以包的形式發(fā)送，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的內(nèi)嵌地址可支持高達 256 個端口。

SPI 接口主要應用在 EEPROM，F(xiàn)LASH，實時時鐘，AD 轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。SPI 總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口，它可以使 MCU 與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。外圍設置 FLASHRAM、網(wǎng)絡控制器、LCD 顯示驅(qū)動器、A/D 轉(zhuǎn)換器和 MCU 等。

SPI 接口是高速的，全雙工，串行的，同步的通訊接口，是摩托羅拉公司推出的同步接口。主要用于與外設通訊，理論上使用三根線就可以完成通訊（用于單向傳輸時，也就是半雙工方式）。它可以把通訊雙方分為主設備和從設備，一個主設備能掛載多個從設備，但主設備間是不能通訊的。

SPI 總線以其獨特的優(yōu)勢在電子通信領域得到了廣泛的應用，尤其是在微控制器（MCU）與外部設備（如傳感器、存儲器等）之間的數(shù)據(jù)傳輸中扮演著重要角色。其主要特點包括全雙工通信、靈活的配置、同步傳輸、簡單易用、占用管腳少、支持多從設備等。

SPI 總線由一個主設備（Master）和一個或多個從設備（Slave）組成。主設備負責控制通信，從設備則響應主設備的命令。其信號線組成通常由四條信號線構(gòu)成，包括串行時鐘 (SCK)、主輸出從輸入 (MOSI)、主輸入從輸出 (MISO) 和低電平有效的從設備選擇 (SS/CS) 信號。單個主設備可以與單個或多個從設備進行通信，通過片選信號選擇不同的從設備。在多從設備配置中，每個從設備需要一個獨立的片選信號，或者采用菊花鏈方式實現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸以完整的數(shù)據(jù)幀為單位，通常先發(fā)送高位再發(fā)送低位。在每個 Clock 周期內(nèi)，SPI 設備都會發(fā)送并接收一個 bit 大小的數(shù)據(jù)，相當于該設備有一個 bit 大小的數(shù)據(jù)被交換。

SPI 有四種工作模式，通過串行時鐘極性 (CPOL) 和相位 (CPHA) 的搭配來得到四種工作模式，其中 mode0 和 mode3 最為常見。

優(yōu)點包括支持全雙工通信、支持高速（100MHz 以上）通信、硬件連接簡單；缺點有相比 IIC 多兩根線、沒有尋址機制只能靠片選選擇不同設備、沒有從設備接受 ACK 主設備對于發(fā)送成功與否不得而知、典型應用只支持單主控。

2. 作為錫膏檢查的簡稱

SPI 是錫膏檢查（Solder Paste Inspection）的簡稱，是一種基于光學原理的 SMT 檢測設備，采用三角測量方法來計算 PCB 板上錫膏的高度。主要功能是對錫膏印刷的質(zhì)量進行檢測和分析，及時發(fā)現(xiàn) SMT 工藝中存在的問題。

錫膏檢查機類似我們一般常見擺放于 SMT 爐后的 AOI (Auto Optical Inspection) 光學識別裝置，同樣利用光學影像來檢查品質(zhì)。錫膏檢查機增加了錫膏測厚的雷射裝置，所以 SPI 可能遇到的問題與 AOI 類似，就是要先取一片拼板目檢沒有問題后讓機器拍照當成標準樣品，后面的板子就依照片板子的影像及資料來作判斷，這樣當然會有很多的誤判率，所以必須不斷的修改其參數(shù)，直到誤判率降低到一定水準，所以并不是把 SPI 機器買回來就可以使用，還必須有工程師維護。

錫膏檢查機只能做表面的影像檢查，如果有被物體覆蓋住的區(qū)域是無法檢查得到的。錫膏檢查機可以量測下列數(shù)據(jù)：錫膏印刷量、錫膏印刷的高度、錫膏印刷的面積 / 體積、錫膏印刷的平整度。錫膏檢查機可以偵測出下列不良：錫膏印刷是否偏移 (shift)、錫膏印刷是否高度偏差 (拉尖)、錫膏印刷是否架橋 (Bridge)、錫膏印刷是否缺陷破損。

錫膏厚度測試儀（Solder Paste Inspection），簡稱 SPI，是一種基于光學原理的 SMT 檢測設備，采用三角測量方法來計算 PCB 板上錫膏的高度。在中國大陸地區(qū)，通常將離線式錫膏厚度檢測設備稱為 “錫膏測厚儀”，而在線式設備則被稱為 “SPI”。這種儀器的主要功能是對錫膏印刷的質(zhì)量進行檢測和分析，及時發(fā)現(xiàn) SMT 工藝中存在的問題。

工作原理是通過非接觸式激光測厚技術(shù)實現(xiàn)的。專用激光器產(chǎn)生的線型光束以一定角度照射到待測錫膏上，由于錫膏與周圍基板存在高度差異，因此觀察到的激光束在錫膏和基板上會出現(xiàn)連續(xù)或不連續(xù)的變化。通過對這些變化的間距進行三角函數(shù)運算，可以地計算出待測錫膏截面與周圍基板之間的高度差，從而完成非接觸式的快速測量。

產(chǎn)品分為 2D 測量和 3D 測量兩類。2D 測厚儀僅能測量錫膏某一特定點的高度，而 3D 測厚儀則能夠測量整個焊盤的錫膏高度，更真實地反映出錫膏的實際厚度。此外，3D 測厚儀還能計算錫膏的面積和體積。

產(chǎn)品特點包括 Windows 操作系統(tǒng)界面，易于操作；測量值可保存并打印；測量精度高；可根據(jù)電路板厚度調(diào)整焦距；機身小巧輕便，便于移動。

應用范圍廣泛，適用于各種厚度、寬度與長度的測量與統(tǒng)計分析；錫膏印刷制程品質(zhì)管理的檢查；錫膏印刷成型后尺寸的測量；其他物品的測量與檢驗。

功能豐富，能夠測量厚度、長度、寬度、間距、直徑、角度等參數(shù)；提供高度分布的數(shù)據(jù)；分析和控制不同錫膏厚度的情況；顯示測量結(jié)果的單點及多點列表；提供 X - Bar 管制圖、Range 管制圖、Cp、Cpk 管制圖以及統(tǒng)計報表等功能。

SPI 設備利用機器視覺技術(shù)檢測 PCB 板上的錫膏質(zhì)量，通過高精度相機捕捉圖像，再經(jīng)算法分析測量錫膏印刷情況。檢測流程包括圖像采集、處理分析、缺陷檢測與結(jié)果輸出。

SPI 設備的原理主要是基于機器視覺技術(shù)，通過高分辨率相機捕捉錫膏印刷的圖像，然后運用先進的圖像處理算法對這些圖像進行分析。通常配備有高精度的光學系統(tǒng)和圖像傳感器，能夠捕捉到非常細微的錫膏印刷細節(jié)。通過專用的照明系統(tǒng)和光學鏡頭，SPI 設備可以生成高清晰度的錫膏圖像。這些圖像隨后被傳輸?shù)教幚韱卧ㄟ^預設的算法進行自動分析。在分析過程中，設備會測量錫膏的印刷面積、體積、形狀、位置以及是否存在橋接、短路等潛在問題。通過對比預設的標準參數(shù)，SPI 設備能夠迅速識別出不符合要求的錫膏印刷，并及時發(fā)出警報或進行自動修正。

檢測流程如下：

• 準備工作：首先，需要對 SPI 設備進行校準，確保設備的精度和準確性。同時，根據(jù)所要檢測的 PCB 板的特性和要求，設置合適的檢測參數(shù)和標準。

  
  

• 圖像采集：將待檢測的 PCB 板放置在 SPI 設備的工作臺上，啟動設備后，高精度相機將在合適的照明條件下捕捉錫膏印刷的圖像。

  
  

• 圖像處理與分析：采集到的圖像數(shù)據(jù)被傳輸?shù)教幚韱卧ㄟ^專業(yè)的圖像處理軟件進行預處理，如去噪、二值化、邊緣檢測等。隨后，運用復雜的算法對這些圖像進行特征提取和識別，測量錫膏的印刷質(zhì)量。

  
  

• 缺陷檢測與分類：根據(jù)預設的標準，SPI 設備會自動檢測錫膏印刷中是否存在缺陷，如缺失、過多、偏移、形狀異常等。這些缺陷會被自動分類并記錄。

  
  

• 結(jié)果輸出與報告：檢測完成后，SPI 設備會生成詳細的檢測報告，列出所有檢測到的缺陷及其位置、類型和嚴重程度。這些信息對于后續(xù)的生產(chǎn)流程調(diào)整和質(zhì)量改進至關(guān)重要。

  
  

• 人工復查與修正：雖然 SPI 設備能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的自動檢測，但在某些情況下，仍需要人工對檢測結(jié)果進行復查，以確保檢測的準確性。對于檢測到的缺陷，生產(chǎn)線上的工作人員會及時進行修正，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

SPI 錫膏檢測儀是一種用于檢測 PCBA 生產(chǎn)過程中的錫膏印刷精度和質(zhì)量的專業(yè)儀器。它通過圖像處理技術(shù)，對 PCB 板上的錫膏印刷進行檢測和分析，以保證 PCB 板的質(zhì)量和可靠性。

工作原理是采用光學成像技術(shù)，通過高速拍攝 PCB 板上的錫膏印刷圖像，將圖像傳輸?shù)诫娔X上，再通過圖像處理算法進行分析和處理，最后輸出檢測結(jié)果。該儀器通過將 PCB 板上的錫膏印刷圖像與預設的標準圖像進行比較，從而得出檢測結(jié)果。

應用包括：

• 檢測錫膏印刷的精度和質(zhì)量。可以檢測錫膏印刷的位置、面積、高度、形狀、間距等參數(shù)，以確保錫膏印刷的精度和質(zhì)量達到要求。這可以避免因錫膏印刷不良引起的焊接問題和電路連接問題。

  
  

• 提高 PCBA 生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的錫膏檢測方法通常需要人工檢查，效率低下且易出錯。而 SPI 錫膏檢測儀可以實現(xiàn)自動化檢測，大大提高了生產(chǎn)效率。同時，該儀器可以在 PCB 板生產(chǎn)過程中實時檢測錫膏印刷質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整，從而避免不良品的產(chǎn)生。

  
  

• 提高 PCBA 的質(zhì)量和穩(wěn)定性。可以確保錫膏印刷的精度和質(zhì)量符合要求，從而保證 PCB 板的質(zhì)量和穩(wěn)定性。這對于需要高品質(zhì)、高可靠性的電子產(chǎn)品來說尤為重要。

使用時需要注意以下事項：

• 對于不同類型的 PCB 板和錫膏，需要進行相應的設置和調(diào)整，以保證檢測結(jié)果的準確性和可靠性。

  
  

• 在使用過程中需要定期清潔檢測儀器的鏡頭和傳感器，以保證圖像的清晰度和準確性。

  
  

• 在使用前需要進行儀器的校準和檢查，以確保儀器的正常運行。

  
  

• 在使用過程中需要避免外界干擾和振動，以免影響儀器的工作效果。

工程師對 SPI（串行外設接口）總線測試和分析的需求主要涵蓋以下三個方面：

• 了解總線正在發(fā)生什么：通過監(jiān)測 SPI 總線上的信號，包括時鐘信號（SCLK）、主輸出從輸入數(shù)據(jù)線（MOSI）、主輸入從輸出數(shù)據(jù)線（MISO）和從設備選擇線（SS/CS），可以了解數(shù)據(jù)的傳輸情況和總線上各個設備的狀態(tài)。

  
  

• 調(diào)試總線上有故障的節(jié)點：當 SPI 總線出現(xiàn)故障時，工程師可以使用專門的測試設備或軟件來分析總線上的信號，確定故障節(jié)點的位置，并進行調(diào)試和修復。

  
  

• 分析 EEPROM 或者 Flash 內(nèi)存單元的有效性：SPI 總線常用于連接微控制器和外部存儲器，如 EEPROM 和 Flash。工程師可以通過對 SPI 總線的測試和分析，檢查存儲器單元的讀寫操作是否正常，以確保存儲器的有效性。

錫膏厚度測試儀（SPI）是一種基于光學原理的 SMT 檢測設備，主要用于對錫膏印刷的質(zhì)量進行檢測。其工作原理如下：

• 通過非接觸式激光測厚技術(shù)，計算待測錫膏截面與周圍基板之間的高度差。專用激光器產(chǎn)生的線型光束以一定角度照射到待測錫膏上，由于錫膏與周圍基板存在高度差異，因此觀察到的激光束在錫膏和基板上會出現(xiàn)連續(xù)或不連續(xù)的變化。通過對這些變化的間距進行三角函數(shù)運算，可以地計算出待測錫膏截面與周圍基板之間的高度差，從而完成非接觸式的快速測量。

  
  

• 對錫膏印刷的質(zhì)量進行多方面檢測，包括錫膏印刷量、高度、面積 / 體積、平整度等數(shù)據(jù)的測量，以及對錫膏印刷是否偏移、高度偏差、架橋、缺陷破損等不良情況的偵測。

SPI 檢測設備具有以下特點和作用：

• 產(chǎn)品分為 2D 測量和 3D 測量兩類。2D 測厚儀僅能測量錫膏某一特定點的高度，而 3D 測厚儀則能夠測量整個焊盤的錫膏高度，更真實地反映出錫膏的實際厚度。此外，3D 測厚儀還能計算錫膏的面積和體積。

  
  

• 產(chǎn)品特點包括 Windows 操作系統(tǒng)界面，易于操作；測量值可保存并打印；測量精度高；可根據(jù)電路板厚度調(diào)整焦距；機身小巧輕便，便于移動。

  
  

• 應用范圍廣泛，適用于各種厚度、寬度與長度的測量與統(tǒng)計分析；錫膏印刷制程品質(zhì)管理的檢查；錫膏印刷成型后尺寸的測量；其他物品的測量與檢驗。

  
  

• 功能豐富，能夠測量厚度、長度、寬度、間距、直徑、角度等參數(shù)；提供高度分布的數(shù)據(jù)；分析和控制不同錫膏厚度的情況；顯示測量結(jié)果的單點及多點列表；提供 X - Bar 管制圖、Range 管制圖、Cp、Cpk 管制圖以及統(tǒng)計報表等功能。

  
  

• SPI 設備利用機器視覺技術(shù)檢測 PCB 板上的錫膏質(zhì)量，通過高精度相機捕捉圖像，再經(jīng)算法分析測量錫膏印刷情況。檢測流程包括圖像采集、處理分析、缺陷檢測與結(jié)果輸出。具體如下：

  
  

• 準備工作：首先，需要對 SPI 設備進行校準，確保設備的精度和準確性。同時，根據(jù)所要檢測的 PCB 板的特性和要求，設置合適的檢測參數(shù)和標準。

  
  

• 圖像采集：將待檢測的 PCB 板放置在 SPI 設備的工作臺上，啟動設備后，高精度相機將在合適的照明條件下捕捉錫膏印刷的圖像。

  
  

• 圖像處理與分析：采集到的圖像數(shù)據(jù)被傳輸?shù)教幚韱卧ㄟ^專業(yè)的圖像處理軟件進行預處理，如去噪、二值化、邊緣檢測等。隨后，運用復雜的算法對這些圖像進行特征提取和識別，測量錫膏的印刷質(zhì)量。

  
  

• 缺陷檢測與分類：根據(jù)預設的標準，SPI 設備會自動檢測錫膏印刷中是否存在缺陷，如缺失、過多、偏移、形狀異常等。這些缺陷會被自動分類并記錄。

  
  

• 結(jié)果輸出與報告：檢測完成后，SPI 設備會生成詳細的檢測報告，列出所有檢測到的缺陷及其位置、類型和嚴重程度。這些信息對于后續(xù)的生產(chǎn)流程調(diào)整和質(zhì)量改進至關(guān)重要。

  
  

• 人工復查與修正：雖然 SPI 設備能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的自動檢測，但在某些情況下，仍需要人工對檢測結(jié)果進行復查，以確保檢測的準確性。對于檢測到的缺陷，生產(chǎn)線上的工作人員會及時進行修正，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1. 對于串行外設接口的檢測設備，力科示波器等產(chǎn)品可以滿足工程師測試 SPI 總線的需求，提供總線協(xié)議觸發(fā)功能和總線協(xié)議解碼功能，幫助工程師完成設備調(diào)試。例如，工程師可以通過力科 WaveRunner 104Xi 示波器，利用其 I2C 和 SPI 觸發(fā) / 解碼選項，增強調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。解碼后的信息帶有色碼，重疊在波形頂部，使得新手和專家都可以簡便地理解嵌入式系統(tǒng)的行為。

   
   

2. 對于錫膏檢查的檢測設備，在錫膏印刷后打件 / 貼片前設置 SPI 檢測關(guān)卡，可以將錫膏印刷不良的板子在打件前篩檢出來，提高 SMT 焊接的良率，節(jié)省成本。具體作用包括量測錫膏印刷數(shù)據(jù)、偵測出錫膏印刷不良情況，運用得好可以提升產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)量降低成本。同時，在 SMT 貼片中，SPI 檢測設備與 AOI 檢測設備功能不同，SPI 檢測錫膏印刷，放置在錫膏印刷之后，篩選不良 PCB；AOI 檢測回流焊接后的 PCB 焊點，分為爐前和爐后檢測。

SPI 檢測設備能夠測量錫膏印刷后的高度、體積、面積、短路和偏移量等數(shù)據(jù)，及時偵測出錫膏印刷是否偏移、高度偏差、架橋、缺陷破損等不良情況。例如，超過 50％的 PCB 元器件焊點缺陷可追溯到不正確或次優(yōu)的焊膏印刷，而 SPI 利用可拍攝快速 3D 圖像的角度相機來測量焊膏的量和對齊方式，能夠快速識別出任何不完善的焊料量或?qū)R工藝變化，從而顯著提高打印質(zhì)量和良率，確保高效生產(chǎn)高質(zhì)量、高性能的 PCB，同時控制返工成本。

SPI 檢測設備經(jīng)歷了從 2D 到 3D 功能的演變。3D 測厚儀能夠測量整個焊盤的錫膏高度，更真實地反映出錫膏的實際厚度，還能計算錫膏的面積和體積。其產(chǎn)品特點包括 Windows 操作系統(tǒng)界面，易于操作；測量值可保存并打印；測量精度高；可根據(jù)電路板厚度調(diào)整焦距；機身小巧輕便，便于移動。

SPI 檢測設備應用范圍廣泛，適用于各種厚度、寬度與長度的測量與統(tǒng)計分析；錫膏印刷制程品質(zhì)管理的檢查；錫膏印刷成型后尺寸的測量；其他物品的測量與檢驗。功能豐富，能夠測量厚度、長度、寬度、間距、直徑、角度等參數(shù)；提供高度分布的數(shù)據(jù)；分析和控制不同錫膏厚度的情況；顯示測量結(jié)果的單點及多點列表；提供 X - Bar 管制圖、Range 管制圖、Cp、Cpk 管制圖以及統(tǒng)計報表等功能。

SPI 檢測設備利用機器視覺技術(shù)檢測 PCB 板上的錫膏質(zhì)量，通過高精度相機捕捉圖像，再經(jīng)算法分析測量錫膏印刷情況。在 SMT 貼片加工中，SPI 檢查設備扮演著至關(guān)重要的角色，它是質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠及時發(fā)現(xiàn)錫膏印刷過程中的缺陷，為后續(xù)的組件貼裝提供堅實的基礎。同時，通過收集大量的數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計分析，制造商可以找到工藝參數(shù)的優(yōu)化方案，改善錫膏的質(zhì)量和穩(wěn)定性。此外，SPI 檢查設備能夠在早期階段發(fā)現(xiàn)并解決潛在的質(zhì)量問題，避免缺陷產(chǎn)品的進一步制造和返工，提高產(chǎn)品的直通率，提升生產(chǎn)效率。