Επιλογή μεταξύ I2C και SPI για το έργο σας
Μια σειριακή περιφερειακή διεπαφή (SPI) χρησιμοποιείται για επικοινωνία σε μικρή απόσταση, ιδιαίτερα σε ενσωματωμένα συστήματα. Ένα πιο κοινό πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας είναι το I2C, το οποίο διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, είτε τα εξαρτήματα βρίσκονται στο ίδιο PCB είτε συνδέονται με καλώδιο.
Επιλογή μεταξύ I2C και SPI, τα δύο κύρια πρωτόκολλα σειριακής επικοινωνίας, απαιτεί μια στέρεη κατανόηση των πλεονεκτημάτων και των περιορισμών του I2C, του SPI και της εφαρμογής. Κάθε πρωτόκολλο επικοινωνίας έχει ξεχωριστά πλεονεκτήματα που τείνουν να διακρίνονται καθώς ισχύουν για την εφαρμογή σας.
SPI
Καλύτερο για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ισχύος.
Δεν είναι επίσημο πρότυπο—γενικά λιγότερο συμβατό.
I2C
Καλύτερο για επικοινωνία με πολλά περιφερειακά και αλλαγή του κύριου ρόλου της συσκευής.
Η τυποποίηση εξασφαλίζει καλύτερη συμβατότητα.
Το SPI είναι καλύτερο για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ισχύος. Το I2C είναι πιο κατάλληλο για επικοινωνία με μεγάλο αριθμό περιφερειακών. Τόσο το SPI όσο και το I2C είναι ισχυρά, σταθερά πρωτόκολλα επικοινωνίας για ενσωματωμένες εφαρμογές που είναι κατάλληλα για τον ενσωματωμένο κόσμο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του SPI
Πλεονεκτήματα
Υποστηρίζει επικοινωνία full-duplex υψηλότερης ταχύτητας.
Πολύ χαμηλή ισχύς.
Μειονεκτήματα
Μικρές αποστάσεις μεταφοράς, δεν είναι δυνατή η επικοινωνία μεταξύ εξαρτημάτων σε ξεχωριστά PCB.
Πολλές παραλλαγές και προσαρμογές μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα συμβατότητας.
Απαιτεί πρόσθετες γραμμές σήματος για τη διαχείριση πολλαπλών συσκευών στον ίδιο δίαυλο.
Δεν επαληθεύει ότι τα δεδομένα λαμβάνονται σωστά.
Πιο ευαίσθητο στο θόρυβο.
Η σειριακή προς περιφερειακή διασύνδεση είναι μια πολύ χαμηλής ισχύος τεσσάρων καλωδίων σειριακή διεπαφή επικοινωνίας. Είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε οι ελεγκτές IC και τα περιφερειακά να μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους. Ο δίαυλος SPI είναι ένας δίαυλος πλήρους διπλής όψης, ο οποίος επιτρέπει την επικοινωνία να ρέει προς και από την κύρια συσκευή ταυτόχρονα με ταχύτητες έως και 10 Mbps. Η λειτουργία υψηλής ταχύτητας του SPI περιορίζει γενικά τη χρήση του για την επικοινωνία μεταξύ εξαρτημάτων Διαχωρίστε τα PCB λόγω της αύξησης της χωρητικότητας που προσθέτει στο σήμα η επικοινωνία σε μεγαλύτερη απόσταση γραμμές. Η χωρητικότητα PCB μπορεί επίσης να περιορίσει το μήκος των γραμμών επικοινωνίας SPI.
Ενώ το SPI είναι ένα καθιερωμένο πρωτόκολλο, δεν είναι επίσημο πρότυπο. Το SPI προσφέρει πολλές παραλλαγές και προσαρμογές που οδηγούν σε προβλήματα συμβατότητας. Οι υλοποιήσεις SPI θα πρέπει πάντα να ελέγχονται μεταξύ των πρωτευόντων ελεγκτών και των δευτερευόντων περιφερειακών βεβαιωθείτε ότι ο συνδυασμός δεν θα έχει απροσδόκητα προβλήματα επικοινωνίας που επηρεάζουν την ανάπτυξη του α προϊόν.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του I2C
Πλεονεκτήματα
Υποστηρίζει πολλαπλές συσκευές στον ίδιο δίαυλο χωρίς πρόσθετες επιλεγμένες γραμμές σήματος μέσω διευθυνσιοδότησης συσκευών εντός επικοινωνίας.
Το επίσημο πρότυπο παρέχει συμβατότητα μεταξύ των υλοποιήσεων I2C και συμβατότητα προς τα πίσω.
Διασφαλίζει ότι τα δεδομένα που αποστέλλονται λαμβάνονται από τη δευτερεύουσα συσκευή.
Μπορεί να εκπέμψει εκτός PCB, αλλά σε χαμηλές ταχύτητες μετάδοσης.
Φθηνότερο στην εφαρμογή από το πρωτόκολλο επικοινωνίας SPI.
Λιγότερο ευαίσθητο στο θόρυβο από το SPI.
Μετάδοση δεδομένων σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
Μειονεκτήματα
Μικρότερες ταχύτητες μεταφοράς και ταχύτητες δεδομένων.
Μπορεί να κλειδωθεί από μία συσκευή που δεν μπορεί να απελευθερώσει το δίαυλο επικοινωνίας.
Αντλεί περισσότερη ισχύ από το SPI.
Το I2C είναι ένα επίσημο τυπικό πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας που απαιτεί μόνο δύο γραμμές σήματος που έχουν σχεδιαστεί για επικοινωνία μεταξύ των τσιπ σε ένα PCB. Το I2C σχεδιάστηκε αρχικά για επικοινωνία 100 kbps. Ωστόσο, έχουν αναπτυχθεί ταχύτερες λειτουργίες μετάδοσης δεδομένων με την πάροδο των ετών για να επιτυγχάνονται ταχύτητες έως και 3,4 Mbps. Το πρωτόκολλο I2C έχει καθιερωθεί ως επίσημο πρότυπο, παρέχοντας καλή συμβατότητα μεταξύ των υλοποιήσεων I2C και καλή συμβατότητα προς τα πίσω.
Εκτός από την παραπάνω λίστα πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων, το I2C απαιτεί μόνο δύο καλώδια. Το SPI απαιτεί τρία ή τέσσερα. Επιπλέον, το SPI υποστηρίζει μόνο μία κύρια συσκευή στο δίαυλο ενώ το I2C υποστηρίζει πολλές κύριες συσκευές.
Επιλογή μεταξύ I2C και SPI
Συνολικά, το SPI είναι καλύτερο για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ισχύος, ενώ το I2C είναι πιο κατάλληλο για επικοινωνία με μεγάλο αριθμός περιφερειακών, καθώς και σε καταστάσεις που περιλαμβάνουν δυναμική αλλαγή του ρόλου της κύριας συσκευής μεταξύ των περιφερειακών Λεωφορείο I2C.