Kiezen tussen I2C en SPI, de twee belangrijkste opties voor seriële communicatie, kan een hele uitdaging zijn en een aanzienlijke impact hebben op het ontwerp van een project, vooral als het verkeerde communicatieprotocol wordt gebruikt. Zowel SPI als I2C hebben hun eigen voordelen en beperkingen als communicatieprotocollen waardoor ze elk geschikt zijn voor specifieke toepassingen.
SPI
SPI, of Serial to Peripheral Interface, is een vierpolige seriële communicatie-interface met een zeer laag vermogen die is ontworpen voor IC-controllers en randapparatuur om met elkaar te communiceren. De SPI-bus is een full-duplex-bus, waarmee de communicatie tegelijkertijd naar en van het masterapparaat kan stromen met snelheden tot 10 Mbps. De snelle werking van SPI beperkt het in het algemeen tot het gebruik om te communiceren tussen componenten op afzonderlijke PCB's als gevolg van de toename in capaciteit die communicatie op grotere afstand toevoegt aan de signaallijnen. PCB-capaciteit kan ook de lengte van SPI-communicatielijnen beperken.
Hoewel SPI een vastgesteld protocol is, is het geen officiële standaard die tot verschillende varianten en SPI-aanpassingen leidt die tot compatibiliteitsproblemen kunnen leiden. SPI-implementaties moeten altijd worden gecontroleerd tussen hoofdcontrollers en slave-randapparatuur om ervoor te zorgen dat de combinatie geen onverwachte communicatieproblemen heeft die van invloed zijn op de ontwikkeling van een product.
I2C
I2C is een officieel standaard serieel communicatieprotocol dat slechts twee signaalleidingen vereist die zijn ontworpen voor communicatie tussen chips op een PCB. I2C is oorspronkelijk ontworpen voor communicatie met 100 kbps, maar in de loop der jaren zijn snellere datatransmissiemodi ontwikkeld om snelheden tot 3,4 Mbps te behalen. Het I2C-protocol is opgezet als een officiële standaard, die zorgt voor een goede compatibiliteit tussen I2C-implementaties en goede compatibiliteit met eerdere versies.
Selecteren tussen I2C en SPI
Het selecteren tussen I2c en SPI, de twee belangrijkste seriële communicatieprotocollen, vereist een goed begrip van de voordelen en beperkingen van I2C, SPI en uw applicatie. Elk communicatieprotocol heeft duidelijke voordelen die zich zullen onderscheiden naargelang het van toepassing is op uw toepassing. De belangrijkste verschillen tussen I2C en SPI zijn:
- I2C vereist slechts twee draden, terwijl SPI drie of vier vereist
- SPI ondersteunt full-duplex communicatie op hogere snelheid, terwijl I2C langzamer is
- I2C trekt meer kracht dan SPI
- I2C ondersteunt meerdere apparaten op dezelfde bus zonder extra geselecteerde signaallijnen via in-communicatie apparaatadressering terwijl SPI extra signaallijnen vereist om meerdere apparaten op dezelfde bus te beheren
- I2C zorgt ervoor dat de verzonden gegevens door het slave-apparaat worden ontvangen, terwijl SPI niet controleert of de gegevens correct zijn ontvangen
- I2C kan worden vergrendeld door een apparaat dat de communicatiebus niet kan vrijgeven
- SPI kan de PCB niet verzenden terwijl I2C dit kan, zij het met lage datatransmissiesnelheden
- I2C is goedkoper om te implementeren dan het SPI-communicatieprotocol
- SPI ondersteunt slechts één hoofdapparaat op de bus, terwijl I2C meerdere hoofdapparaten ondersteunt
- I2C is minder gevoelig voor ruis dan SPI
- SPI kan slechts korte afstanden afleggen en zelden van de PCB af, terwijl I2C gegevens over veel grotere afstanden kan verzenden, hoewel bij lage gegevenssnelheden
- Het ontbreken van een formele standaard heeft geresulteerd in verschillende varianten van het SPI-protocol, variaties die grotendeels zijn voorkomen met het I2C-protocol
Deze verschillen tussen SPI en I2C zouden het selecteren van de beste communicatieoptie voor uw toepassing gemakkelijker moeten maken. Zowel SPI als I2C zijn goede communicatie-opties, maar elk heeft een paar duidelijke voordelen en voorkeurstoepassingen. Over het geheel genomen is SPI beter voor toepassingen met hoge snelheid en laag vermogen, terwijl I2C beter geschikt is voor communicatie met een groot aantal randapparatuur en voor het dynamisch wijzigen van de rol van hoofdapparaat bij de randapparatuur op de I2C-bus. Zowel SPI als I2C zijn robuuste, stabiele communicatieprotocollen voor ingesloten toepassingen die goed geschikt zijn voor de ingesloten wereld.
