Содержание
Выбор между I2C и SPI, двумя основными вариантами последовательной связи, влияет на дизайн проекта, особенно если используется неоптимальный протокол связи. И SPI, и I2C имеют свои преимущества и ограничения в качестве протоколов связи, что делает их подходящими для конкретных приложений.
SPI
Последовательный к периферийному интерфейсу — это четырехпроводный интерфейс последовательной связи с очень низким энергопотреблением, предназначенный для обмена данными между контроллерами ИС и периферийными устройствами. Шина SPI представляет собой полнодуплексную шину, которая позволяет передавать данные на ведущее устройство и обратно одновременно со скоростью до 10 Мбит / с. Высокоскоростная работа SPI, как правило, ограничивает его использование для связи между компонентами на отдельных печатных платах из-за увеличения емкости, которое связь на больших расстояниях добавляет к сигнальным линиям. Емкость печатной платы также может ограничивать длину линий связи SPI.
Хотя SPI является установленным протоколом, он не является официальным стандартом. SPI предлагает несколько вариантов и настроек, которые приводят к проблемам совместимости. Реализации SPI должны всегда проверяться между ведущими контроллерами и подчиненными периферийными устройствами, чтобы гарантировать, что комбинация не будет иметь каких-либо неожиданных проблем со связью, которые повлияют на разработку продукта.
I2C
I2C — это официальный стандартный протокол последовательной связи, для которого требуются только две сигнальные линии, предназначенные для связи между микросхемами на печатной плате. Первоначально I2C был разработан для связи со скоростью 100 кбит / с, но с годами были разработаны более быстрые режимы передачи данных для достижения скоростей до 3,4 Мбит / с. Протокол I2C был установлен в качестве официального стандарта, который обеспечивает хорошую совместимость между реализациями I2C и хорошую обратную совместимость.
Выбор между I2C и SPI
Выбор между двумя основными протоколами последовательной связи между I2C и SPI требует хорошего понимания преимуществ и ограничений I2C, SPI и вашего приложения. Каждый коммуникационный протокол будет иметь свои преимущества, которые будут отличаться применительно к вашему приложению. Ключевые различия между I2C и SPI:
- Для I2C требуется только два провода, а для SPI — три или четыре.
- SPI поддерживает более высокую скорость полнодуплексной связи, в то время как I2C медленнее.
- I2C потребляет больше энергии, чем SPI.
- I2C поддерживает несколько устройств на одной шине без дополнительных линий сигнала выбора посредством адресации устройства связи, в то время как SPI требует дополнительных линий сигнала для управления несколькими устройствами на одной шине.
- I2C гарантирует, что отправленные данные получены подчиненным устройством, в то время как SPI не проверяет, что данные получены правильно.
- I2C может быть заблокирован одним устройством, которое не может освободить коммуникационную шину.
- SPI не может передавать с печатной платы, в то время как I2C может, хотя и при низких скоростях передачи данных.
- I2C дешевле в реализации, чем протокол связи SPI.
- SPI поддерживает только одно ведущее устройство на шине, в то время как I2C поддерживает несколько ведущих устройств.
- I2C менее подвержен шуму, чем SPI.
- SPI может перемещаться только на короткие расстояния и редко за пределы PCB, в то время как I2C может передавать данные на гораздо большие расстояния, хотя и при низких скоростях передачи данных.
- Отсутствие формального стандарта привело к нескольким вариантам протокола SPI, изменений, которых в значительной степени удалось избежать с помощью протокола I2C.
В целом, SPI лучше подходит для приложений с высокой скоростью и низким энергопотреблением, а I2C лучше подходит для связи с большим количеством периферийных устройств и динамического изменения роли главного устройства среди периферийных устройств на шине I2C. И SPI, и I2C являются надежными и стабильными протоколами связи для встраиваемых приложений, которые хорошо подходят для встраиваемых систем.
