SPI는 "Serial Peripheral Interface"의 약자로, 마이크로컨트롤러와 주변 장치 간의 통신을 위한 표준 프로토콜이다. 이 버스 인터페이스는 높은 속도로 데이터를 전송할 수 있는 특징이 있어, 다양한 전자기기에서 널리 사용된다. SPI는 주로 Master-Slave 구조로 작동하며, 하나의 마스터 장치가 여러 개의 슬레이브 장치와 통신할 수 있도록 설계되었다.

SPI의 기본 구조는 네 가지 신호선으로 이루어진다. 그 중 하나는 클록 신호선(SCLK)으로, 마스터 장치가 데이터를 전송하는 타이밍을 제공합니다. 두 번째는 슬레이브 선택 신호선(SS 또는 CS)으로, 현재 활성화된 슬레이브 장치를 선택하는 역할을 한다. 나머지 두 선은 데이터 전송을 위한 MISO(Master In Slave Out)와 MOSI(Master Out Slave In) 신호선이다. 이러한 구조 덕분에 SPI는 실시간 데이터 전송에 적합하며, 상대적으로 구현이 간단하다.

SPI의 장점 중 하나는 높은 전송 속도이다. SPI는 일반적으로 1 Mbps에서 수십 Mbps에 이르는 속도로 데이터를 전송할 수 있으며, 이는 I2C와 같은 다른 통신 방식보다 빠르다. 또한, SPI는 점대점 방식으로 설계되기 때문에, 여러 슬레이브 장치와 동시에 연결할 수 있다. 이러한 특성으로 인해 센서, 메모리, 디스플레이와 같은 다양한 주변기기와의 통신이 용이하다.

그러나 SPI는 몇 가지 단점도 가지고 있다. 가장 큰 단점은 핀 수의 증가로 인해 하드웨어 설계가 복잡해질 수 있다는 점이다. 각 슬레이브 장치마다 별도의 선택 신호선이 필요하기 때문에, 많은 장치를 연결하려면 핀 수가 급격히 증가할 수 있다. 또한, 데이터가 선형으로 전송되기 때문에 방해를 받을 경우 오류가 발생할 수 있으며, 이에 대한 오류 검출 및 수정 메커니즘이 별도로 필요하다. 이러한 이유로 SPI는 특정 상황에서는 사용이 제한될 수 있다.