Die Wahl zwischen I2C und SPI, den beiden wichtigsten seriellen Kommunikationsoptionen, kann eine Herausforderung darstellen und das Design eines Projekts erheblich beeinflussen, insbesondere wenn das falsche Kommunikationsprotokoll verwendet wird. Sowohl SPI als auch I2C haben ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen als Kommunikationsprotokolle, die sie für bestimmte Anwendungen geeignet machen.
SPI
SPI (Seriell zu Peripherie-Schnittstelle) ist eine serielle Vierdraht-Kommunikationsschnittstelle mit sehr geringem Stromverbrauch, die für IC-Controller und Peripheriegeräte zur Kommunikation untereinander ausgelegt ist. Der SPI-Bus ist ein Vollduplex-Bus, der den gleichzeitigen Datenaustausch mit dem Master-Gerät mit bis zu 10 MBit / s ermöglicht. Der Hochgeschwindigkeitsbetrieb von SPI beschränkt im Allgemeinen, dass er nicht zur Kommunikation zwischen Komponenten auf separaten PCBs verwendet werden kann, da die Kommunikation durch längere Distanzen zu den Signalleitungen zunimmt. Die PCB-Kapazität kann auch die Länge von SPI-Kommunikationsleitungen begrenzen.
Während SPI ein etabliertes Protokoll ist, ist es kein offizieller Standard, der zu verschiedenen Varianten und SPI-Anpassungen führt, die zu Kompatibilitätsproblemen führen können. SPI-Implementierungen sollten immer zwischen Master-Controllern und Slave-Peripheriegeräten geprüft werden, um sicherzustellen, dass die Kombination keine unerwarteten Kommunikationsprobleme mit sich bringt, die sich auf die Entwicklung eines Produkts auswirken.
I2C
I2C ist ein offizielles serielles Kommunikationsprotokoll, das nur zwei Signalleitungen erfordert, die für die Kommunikation zwischen Chips auf einer Leiterplatte konzipiert wurden. I2C wurde ursprünglich für eine 100-Kbit / s-Kommunikation entwickelt. Im Laufe der Jahre wurden jedoch schnellere Datenübertragungsmodi entwickelt, um Geschwindigkeiten von bis zu 3,4 Mbit / s zu erreichen. Das I2C-Protokoll wurde als offizieller Standard etabliert, der eine gute Kompatibilität zwischen I2C-Implementierungen und eine gute Abwärtskompatibilität gewährleistet.
Auswahl zwischen I2C und SPI
Die Wahl zwischen I2c und SPI, den beiden wichtigsten seriellen Kommunikationsprotokollen, erfordert ein gutes Verständnis der Vorteile und Einschränkungen von I2C, SPI und Ihrer Anwendung. Jedes Kommunikationsprotokoll hat bestimmte Vorteile, die sich in der Anwendung für Ihre Anwendung unterscheiden. Die Hauptunterschiede zwischen I2C und SPI sind:
- Für I2C sind nur zwei Drähte erforderlich, für SPI drei oder vier
- SPI unterstützt eine schnellere Vollduplexkommunikation, während I2C langsamer ist
- I2C verbraucht mehr Strom als SPI
- I2C unterstützt mehrere Geräte auf demselben Bus ohne zusätzliche Auswahlsignalleitungen über die Geräteadressierung in der Kommunikation, während SPI zusätzliche Signalleitungen erfordert, um mehrere Geräte auf demselben Bus zu verwalten
- I2C stellt sicher, dass die gesendeten Daten vom Slave-Gerät empfangen werden, während SPI nicht überprüft, ob die Daten korrekt empfangen wurden
- I2C kann von einem Gerät gesperrt werden, das den Kommunikationsbus nicht freigibt
- SPI kann nicht von der Leiterplatte aus senden, während I2C dies tun kann, wenn auch mit niedrigen Datenübertragungsgeschwindigkeiten
- I2C ist billiger zu implementieren als das SPI-Kommunikationsprotokoll
- SPI unterstützt nur ein Master-Gerät auf dem Bus, während I2C mehrere Master-Geräte unterstützt
- I2C ist weniger störanfällig als SPI
- SPI kann nur kurze Entfernungen und selten von der Leiterplatte zurücklegen, während I2C Daten über wesentlich größere Entfernungen übertragen kann, wenn auch mit geringen Datenraten
- Das Fehlen eines formalen Standards hat zu verschiedenen Variationen des SPI-Protokolls geführt, die mit dem I2C-Protokoll weitgehend vermieden wurden
Diese Unterscheidung zwischen SPI und I2C sollte die Auswahl der besten Kommunikationsoption für Ihre Anwendung erleichtern. Sowohl SPI als auch I2C sind gute Kommunikationsoptionen, aber beide haben einige deutliche Vorteile und bevorzugte Anwendungen. Insgesamt ist SPI besser für Hochgeschwindigkeitsanwendungen und Anwendungen mit geringem Stromverbrauch, während I2C besser für die Kommunikation mit einer großen Anzahl von Peripheriegeräten und für die dynamische Änderung der Rolle der Mastergeräte unter den Peripheriegeräten am I2C-Bus geeignet ist. Sowohl SPI als auch I2C sind robuste, stabile Kommunikationsprotokolle für Embedded-Anwendungen, die sich für die Embedded-Welt gut eignen.
