Választás az I2C és az SPI között a projekthez
A soros perifériás interfészt (SPI) használják a rövid távú kommunikációhoz, különösen a beágyazott rendszerekben. Egy elterjedtebb soros kommunikációs protokoll az I2C, amely megkönnyíti az elektronikus alkatrészek közötti kommunikációt, függetlenül attól, hogy az alkatrészek ugyanazon a PCB-n vannak, vagy kábellel vannak összekötve.
Választás között I2C és az SPI, a két fő soros kommunikációs protokoll, megköveteli az I2C, az SPI és az alkalmazás előnyeinek és korlátainak alapos megértését. Mindegyik kommunikációs protokollnak megvannak a maga előnyei, amelyek általában megkülönböztetik magukat, ahogy az alkalmazásra vonatkoznak.
SPI
Jobb nagy sebességű és alacsony fogyasztású alkalmazásokhoz.
Nem hivatalos szabvány – általában kevésbé kompatibilis.
I2C
Jobb a több perifériával való kommunikációhoz és az elsődleges eszköz szerepének megváltoztatásához.
A szabványosítás jobb kompatibilitást biztosít.
Az SPI jobb a nagy sebességű, alacsony fogyasztású alkalmazásokhoz. Az I2C alkalmasabb nagyszámú perifériával való kommunikációhoz. Mind az SPI, mind az I2C robusztus, stabil kommunikációs protokollok beágyazott alkalmazásokhoz, amelyek jól illeszkednek a beágyazott világhoz.
SPI előnyei és hátrányai
Előnyök
Támogatja a nagyobb sebességű full-duplex kommunikációt.
Nagyon alacsony teljesítmény.
Hátrányok
Rövid átviteli távolságok, nem tud kommunikálni a különálló PCB-ken lévő alkatrészek között.
Számos változat és testreszabás kompatibilitási problémákat okozhat.
További jelvonalak szükségesek több eszköz kezeléséhez ugyanazon a buszon.
Nem ellenőrzi, hogy az adatok megfelelően érkeznek-e.
Érzékenyebb a zajra.
A soros periféria interfész egy nagyon alacsony fogyasztású négyvezetékes soros kommunikációs interfész. Úgy tervezték, hogy az IC-vezérlők és a perifériák kommunikálni tudjanak egymással. Az SPI-busz egy full-duplex busz, amely lehetővé teszi a kommunikációt egyidejűleg az elsődleges eszköz felé és onnan, akár 10 Mbps sebességgel. Az SPI nagy sebességű működése általában korlátozza, hogy a bekapcsolt összetevők közötti kommunikációra használják külön nyomtatott áramköri lapokat, mivel a nagyobb távolságú kommunikáció növeli a jelet vonalak. A PCB kapacitása korlátozhatja az SPI kommunikációs vonalak hosszát is.
Bár az SPI egy bevett protokoll, nem hivatalos szabvány. Az SPI számos olyan változatot és testreszabást kínál, amelyek kompatibilitási problémákhoz vezetnek. Az SPI-megvalósításokat mindig ellenőrizni kell az elsődleges vezérlők és a másodlagos perifériák között biztosítsa, hogy a kombinációban ne legyenek olyan váratlan kommunikációs problémák, amelyek befolyásolják a termék.
Az I2C előnyei és hátrányai
Előnyök
Több eszközt támogat ugyanazon a buszon, további kiválasztott jelvonalak nélkül a kommunikáción belüli eszközcímzés révén.
A hivatalos szabvány kompatibilitást biztosít az I2C implementációk és a visszafelé kompatibilitás között.
Biztosítja, hogy az elküldött adatokat a másodlagos eszköz fogadja.
A nyomtatott áramkörön kívül is képes továbbítani, de alacsony átviteli sebességgel.
Olcsóbb megvalósítani, mint az SPI kommunikációs protokoll.
Kevésbé érzékeny a zajra, mint az SPI.
Adatátvitel nagyobb távolságokra.
Hátrányok
Lassabb átviteli sebesség és adatátviteli sebesség.
Lezárható egy olyan eszköz által, amely nem oldja fel a kommunikációs buszt.
Több energiát fogyaszt, mint az SPI.
Az I2C egy hivatalos szabványos soros kommunikációs protokoll, amely csak két olyan jelvonalat igényel, amelyeket a PCB-n lévő chipek közötti kommunikációra terveztek. Az I2C-t eredetileg 100 kbps-os kommunikációra tervezték. Ennek ellenére az évek során gyorsabb adatátviteli módokat fejlesztettek ki, amelyek akár 3,4 Mbps sebességet is elérhetnek. Az I2C protokollt hivatalos szabványként hozták létre, amely jó kompatibilitást biztosít az I2C implementációk között és jó visszafelé kompatibilitást.
Az előnyök és hátrányok fenti listája mellett az I2C csak két vezetéket igényel. Az SPI-hez három vagy négy szükséges. Ezenkívül az SPI csak egy elsődleges eszközt támogat a buszon, míg az I2C több elsődleges eszközt támogat.
Az I2C és az SPI közötti választás
Összességében az SPI jobb a nagy sebességű és alacsony fogyasztású alkalmazásokhoz, míg az I2C jobban megfelel a nagy perifériák száma, valamint olyan helyzetekben, amikor az elsődleges eszköz szerepének dinamikus változása a perifériák között I2C busz.