Výběr mezi I2C a SPI pro váš projekt
Serial Peripheral Interface (SPI) se používá pro komunikaci na krátkou vzdálenost, zejména ve vestavěných systémech. Běžnějším sériovým komunikačním protokolem je I2C, který usnadňuje komunikaci mezi elektronickými součástkami, ať už jsou součástky na stejné desce plošných spojů nebo jsou propojeny kabelem.
Výběr mezi I2C a SPI, dva hlavní sériové komunikační protokoly, vyžadují důkladné pochopení výhod a omezení I2C, SPI a aplikace. Každý komunikační protokol má odlišné výhody, které mají tendenci se odlišovat, když se vztahují na vaši aplikaci.
SPI
Lepší pro vysokorychlostní a nízkopříkonové aplikace.
Nejedná se o oficiální standard – obecně méně kompatibilní.
I2C
Lepší pro komunikaci s několika periferiemi a změnu role primárního zařízení.
Standardizace zajišťuje lepší kompatibilitu.
SPI je lepší pro vysokorychlostní aplikace s nízkou spotřebou. I2C je vhodnější pro komunikaci s velkým počtem periferií. SPI i I2C jsou robustní, stabilní komunikační protokoly pro embedded aplikace, které se dobře hodí pro embedded svět.
SPI Klady a zápory
Výhody
Podporuje vyšší rychlost plně duplexní komunikace.
Velmi nízký výkon.
Nevýhody
Krátké přenosové vzdálenosti, nemohou komunikovat mezi komponenty na samostatných deskách plošných spojů.
Několik variant a přizpůsobení může způsobit problémy s kompatibilitou.
Vyžaduje další signálové linky pro správu více zařízení na stejné sběrnici.
Neověřuje, zda jsou data přijímána správně.
Více náchylné na hluk.
Sériové rozhraní k perifernímu zařízení je čtyřvodičové s velmi nízkou spotřebou sériové komunikační rozhraní. Je navržen tak, aby IC řadiče a periferie spolu mohly komunikovat. Sběrnice SPI je plně duplexní sběrnice, která umožňuje tok komunikace do az primárního zařízení současně rychlostí až 10 Mbps. Vysokorychlostní provoz SPI obecně omezuje jeho použití ke komunikaci mezi komponentami samostatné desky plošných spojů kvůli zvýšení kapacity, kterou k signálu přidává komunikace na delší vzdálenost linky. Kapacita PCB může také omezit délku komunikačních linek SPI.
I když je SPI zavedeným protokolem, není oficiálním standardem. SPI nabízí několik variant a přizpůsobení, které vedou k problémům s kompatibilitou. Implementace SPI by měla být vždy kontrolována mezi primárními řadiči a sekundárními periferiemi zajistit, že kombinace nebude mít neočekávané komunikační problémy, které ovlivňují vývoj a produkt.
Výhody a nevýhody I2C
Výhody
Podporuje více zařízení na stejné sběrnici bez dalších vybraných signálových linek prostřednictvím adresování zařízení v rámci komunikace.
Oficiální standard poskytuje kompatibilitu mezi implementacemi I2C a zpětnou kompatibilitu.
Zajišťuje, že odesílaná data jsou přijímána sekundárním zařízením.
Může vysílat mimo PCB, ale při nízkých přenosových rychlostech.
Implementace je levnější než komunikační protokol SPI.
Méně náchylné na hluk než SPI.
Přenášejte data na větší vzdálenosti.
Nevýhody
Nižší přenosové rychlosti a datové rychlosti.
Může být zablokováno jedním zařízením, které nedokáže uvolnit komunikační sběrnici.
Odebírá více energie než SPI.
I2C je oficiální standardní sériový komunikační protokol, který vyžaduje pouze dvě signální linky, které byly navrženy pro komunikaci mezi čipy na PCB. I2C byl původně navržen pro komunikaci 100 kbps. Přesto byly v průběhu let vyvinuty rychlejší režimy přenosu dat, aby bylo dosaženo rychlosti až 3,4 Mbps. Protokol I2C byl zaveden jako oficiální standard, který poskytuje dobrou kompatibilitu mezi implementacemi I2C a dobrou zpětnou kompatibilitu.
Kromě výše uvedeného seznamu výhod a nevýhod vyžaduje I2C pouze dva vodiče. SPI vyžaduje tři nebo čtyři. Kromě toho SPI podporuje pouze jedno primární zařízení na sběrnici, zatímco I2C podporuje více primárních zařízení.
Výběr mezi I2C a SPI
Celkově je SPI lepší pro vysokorychlostní a nízkoenergetické aplikace, zatímco I2C je vhodnější pro komunikaci s velkým počtu periferií, stejně jako v situacích zahrnujících dynamickou změnu role primárního zařízení mezi periferiemi na I2C sběrnice.