Избирането между I2C и SPI, двете основни серийни комуникационни опции, може да бъде доста предизвикателство и да има значително въздействие върху дизайна на проект, особено ако се използва грешен комуникационен протокол. Както SPI, така и I2C носят своите предимства и ограничения като комуникационни протоколи, които ги правят подходящи за конкретни приложения.
SPI
SPI или Serial to Peripheral Interface е много ниска мощност, четирипроводна серийна комуникационна връзка, предназначена за IC контролери и периферни устройства да комуникират помежду си. Спирборд-шината е автобус с пълен дуплекс, който позволява комуникацията да протича едновременно до и от главното устройство при скорости до 10Mbps. Високоскоростната работа на SPI обикновено го ограничава да не се използва за комуникация между компонентите на отделни печатни платки, поради увеличаването на капацитета, който комуникацията с по-дълги разстояния добавя към сигналните линии. Капацитетът на печатни платки може също да ограничи дължината на SPI комуникационните линии.
Докато SPI е утвърден протокол, той не е официален стандарт, който води до няколко варианта и персонализиране на SPI, което може да доведе до проблеми със съвместимостта. Изпълненията на SPI винаги трябва да се проверяват между главните контролери и роботните периферни устройства, за да се гарантира, че комбинацията няма да има неочаквани проблеми с комуникацията, които ще повлияят върху развитието на продукта.
I2C
I2C е официален стандартен сериен комуникационен протокол, който изисква само две сигнални линии, предназначени за комуникация между чиповете на печатни платки. I2C първоначално е проектиран за комуникация от 100kbps, но през годините са разработени по-бързи начини за предаване на данни, за да се постигнат скорости до 3.4Mbps. Протоколът I2C е установен като официален стандарт, който осигурява добра съвместимост между внедряванията на I2C и добра обратна съвместимост.
Избиране между I2C и SPI
Изборът между I2c и SPI, двата основни серийни комуникационни протокола, изисква добро разбиране на предимствата и ограниченията на I2C, SPI и вашето приложение. Всеки комуникационен протокол ще има различни предимства, които са склонни да се различават по отношение на вашето приложение. Основните разграничения между I2C и SPI са:
- I2C изисква само два проводника, докато SPI изисква три или четири
- SPI поддържа високоскоростна пълна дуплексна комуникация, докато I2C е по-бавен
- I2C черпи повече мощност от SPI
- I2C поддържа множество устройства на една и съща шина без допълнителни селекторни линии чрез адресиране на комуникационни устройства, докато SPI изисква допълнителни линии за управление на множество устройства на една и съща шина
- I2C гарантира, че изпратените данни се приемат от подчиненото устройство, докато SPI не проверява дали данните са получени правилно
- I2C може да бъде заключена от едно устройство, което не успее да освободи комуникационната шина
- SPI не може да предава на PCB, докато I2C може, макар и при ниски скорости на предаване на данни
- I2C е по-евтино за изпълнение от SPI комуникационния протокол
- SPI поддържа само едно главно устройство на шината, докато I2C поддържа няколко основни устройства
- I2C е по-малко податлив на шум от SPI
- SPI може да пътува само на къси разстояния и рядко на разстояние от PCB, докато I2C може да предава данни на много по-големи разстояния, въпреки че при ниски скорости на предаване на данни
- Липсата на формален стандарт доведе до няколко варианта на SPI протокола, вариации, които до голяма степен бяха избегнати с протокола I2C
Тези разграничения между SPI и I2C трябва да улеснят избора на най-добрата комуникационна опция за вашето приложение. Както SPI, така и I2C са добри комуникационни възможности, но всеки от тях има няколко различни предимства и предпочитани приложения. Като цяло, SPI е по-подходящ за приложения с висока скорост и ниска мощност, докато I2C е по-подходящ за комуникация с голям брой периферни устройства и динамична промяна на ролята на главното устройство сред периферните устройства на I2C шина. Както SPI, така и I2C са стабилни, стабилни комуникационни протоколи за вградени приложения, които са подходящи за вградения свят.