Att välja mellan I2C och SPI, de två viktigaste seriella kommunikationsalternativen, kan vara en ganska utmaning och ha en stor inverkan på designen av ett projekt, speciellt om fel kommunikationsprotokoll används. Både SPI och I2C har sina egna fördelar och begränsningar som kommunikationsprotokoll som gör att de är anpassade för specifika applikationer.
SPI
SPI, eller Serial to Peripheral Interface, är ett mycket kraftigt, fyra-trådigt seriellt kommunikationsgränssnitt som är utformat för IC-controllers och kringutrustning för att kommunicera med varandra. SPI-bussen är en fullduplexbuss som tillåter kommunikation att strömma till och från huvudenheten samtidigt med en hastighet på upp till 10 Mbps. SPI: s höghastighetsoperation begränsar generellt det från att användas för att kommunicera mellan komponenter på separata PCB på grund av kapacitansökning som längre avståndskommunikation lägger till signalledningarna. PCB-kapacitans kan också begränsa längden på SPI-kommunikationslinjer.
Medan SPI är ett etablerat protokoll är det inte en officiell standard som leder till flera varianter och SPI-anpassningar som kan leda till kompatibilitetsproblem. SPI-implementeringar bör alltid kontrolleras mellan mastercontrollers och slave peripherals för att säkerställa att kombinationen inte kommer att ha några oväntade kommunikationsproblem som påverkar utvecklingen av en produkt.
I2C
I2C är ett officiellt standard seriellt kommunikationsprotokoll som endast kräver två signallinjer som konstruerades för kommunikation mellan chips på en PCB. I2C var ursprungligen konstruerad för kommunikation med 100kbps, men snabbare dataöverföringslägen har utvecklats under åren för att uppnå hastigheter upp till 3,4 Mbps. I2C-protokollet har upprättats som en officiell standard, vilket ger bra kompatibilitet bland I2C-implementeringar och god bakåtkompatibilitet.
Väljer mellan I2C och SPI
Att välja mellan I2c och SPI, de två seriella kommunikationsprotokollen, kräver en god förståelse för fördelarna och begränsningarna i I2C, SPI och din applikation. Varje kommunikationsprotokoll har tydliga fördelar som tenderar att särskilja sig som det gäller för din ansökan. De viktigaste skillnaderna mellan I2C och SPI är:
- I2C kräver endast två ledningar, medan SPI kräver tre eller fyra
- SPI stöder högre hastighet i fullduplexkommunikation medan I2C är långsammare
- I2C drar mer ström än SPI
- I2C stöder flera enheter på samma buss utan ytterligare selektionssignaler via adresskommunikationsenhet, medan SPI kräver ytterligare signallinjer för att hantera flera enheter på samma buss
- I2C säkerställer att data som skickas mottas av slavenheten medan SPI inte verifierar att data har tagits emot korrekt
- I2C kan låsas upp av en enhet som misslyckas med att släppa kommunikationsbussen
- SPI kan inte överföra PCB medan I2C kan, om än vid låg dataöverföringshastighet
- I2C är billigare att implementera än SPI-kommunikationsprotokollet
- SPI stöder endast en huvudenhet på bussen medan I2C stöder flera huvudenheter
- I2C är mindre mottagligt för buller än SPI
- SPI kan endast resa korta avstånd och sällan av PCB medan I2C kan överföra data över mycket större avstånd, även om det är låga datahastigheter
- Bristen på en formell standard har resulterat i flera variationer av SPI-protokollet, variationer som i stor utsträckning har undvikits med I2C-protokollet
Dessa skillnader mellan SPI och I2C bör göra det enklare att välja det bästa kommunikationsalternativet för din ansökan. Både SPI och I2C är bra kommunikationsmöjligheter, men varje har några tydliga fördelar och föredragna applikationer. Sammantaget är SPI bättre för höghastighets- och lågkraftsapplikationer, medan I2C är bättre för att passa för kommunikation med ett stort antal kringutrustning och dynamisk byte av huvudenhetens roll bland kringutrustning på I2C-bussen. Både SPI och I2C är robusta, stabila kommunikationsprotokoll för inbyggda applikationer som passar väl för den inbäddade världen.
