Μια σειριακή περιφερειακή διεπαφή (SPI) χρησιμοποιείται για επικοινωνία σε μικρή απόσταση, ιδιαίτερα σε ενσωματωμένα συστήματα. Ένα πιο κοινό πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας είναι το I2C, το οποίο διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, είτε τα εξαρτήματα βρίσκονται στο ίδιο PCB είτε συνδέονται με ένα καλώδιο.
Η επιλογή μεταξύ I2C και SPI, των δύο κύριων σειριακών πρωτοκόλλων επικοινωνίας, απαιτεί πλήρη κατανόηση των πλεονεκτημάτων και των περιορισμών του I2C, του SPI και της εφαρμογής. Κάθε πρωτόκολλο επικοινωνίας έχει ξεχωριστά πλεονεκτήματα που τείνουν να διακρίνονται καθώς ισχύουν για την αίτησή σας.
- Καλύτερα για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ισχύος.
- Δεν είναι επίσημο πρότυπο-γενικά λιγότερο συμβατό.
- Καλύτερα για επικοινωνία με πολλά περιφερειακά και αλλαγή του ρόλου της κύριας συσκευής.
- Η τυποποίηση εξασφαλίζει καλύτερη συμβατότητα.
Το SPI είναι καλύτερο για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ισχύος. Το I2C είναι πιο κατάλληλο για επικοινωνία με μεγάλο αριθμό περιφερειακών. Τόσο το SPI όσο και το I2C είναι ισχυρά, σταθερά πρωτόκολλα επικοινωνίας για ενσωματωμένες εφαρμογές που είναι κατάλληλα για τον ενσωματωμένο κόσμο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα SPI
- Υποστηρίζει επικοινωνία full-duplex υψηλότερης ταχύτητας.
- Πολύ χαμηλή ισχύς.
- Μικρές αποστάσεις μεταφοράς, δεν είναι δυνατή η επικοινωνία μεταξύ εξαρτημάτων σε ξεχωριστά PCB.
- Πολλές παραλλαγές και προσαρμογές μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα συμβατότητας.
- Απαιτούνται πρόσθετες γραμμές σήματος για τη διαχείριση πολλών συσκευών στον ίδιο δίαυλο.
- Δεν επαληθεύει ότι τα δεδομένα ελήφθησαν σωστά.
- Πιο ευαίσθητο στο θόρυβο.
Η Η σειριακή προς περιφερειακή διεπαφή είναι μια σειριακή διεπαφή επικοινωνίας τεσσάρων καλωδίων πολύ χαμηλής κατανάλωσης. Είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε οι ελεγκτές IC και τα περιφερειακά να μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους. Ο δίαυλος SPI είναι ένας δίαυλος πλήρους διπλής όψης, ο οποίος επιτρέπει την ταυτόχρονη ροή επικοινωνίας προς και από την κύρια συσκευή με ταχύτητες έως και 10 Mbps. Η λειτουργία υψηλής ταχύτητας του SPI περιορίζει γενικά τη χρήση του για την επικοινωνία μεταξύ εξαρτημάτων σε ξεχωριστά PCB λόγω της αύξησης της χωρητικότητας που προσθέτει η επικοινωνία μεγαλύτερης απόστασης στις γραμμές σήματος. Η χωρητικότητα PCB μπορεί επίσης να περιορίσει το μήκος των γραμμών επικοινωνίας SPI.
Ενώ το SPI είναι ένα καθιερωμένο πρωτόκολλο, δεν είναι επίσημο πρότυπο. Το SPI προσφέρει πολλές παραλλαγές και προσαρμογές που οδηγούν σε προβλήματα συμβατότητας. Οι υλοποιήσεις SPI θα πρέπει πάντα να ελέγχονται μεταξύ των πρωτευόντων ελεγκτών και των δευτερευόντων περιφερειακών για να διασφαλιστεί ότι ο συνδυασμός δεν θα έχει απροσδόκητα προβλήματα επικοινωνίας που επηρεάζουν την ανάπτυξη ενός προϊόντος.
I2C Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα
- Υποστηρίζει πολλαπλές συσκευές στον ίδιο δίαυλο χωρίς πρόσθετες επιλεγμένες γραμμές σήματος μέσω διευθυνσιοδότησης συσκευών εντός επικοινωνίας.
- Το επίσημο πρότυπο παρέχει συμβατότητα μεταξύ των υλοποιήσεων I2C και συμβατότητα προς τα πίσω.
- Διασφαλίζει ότι τα δεδομένα που αποστέλλονται λαμβάνονται από τη δευτερεύουσα συσκευή.
- Μπορεί να εκπέμψει εκτός PCB, αλλά σε χαμηλές ταχύτητες μετάδοσης.
- Φθηνότερο στην εφαρμογή από το πρωτόκολλο επικοινωνίας SPI.
- Λιγότερο ευαίσθητο σε θόρυβο από το SPI.
- Μετάδοση δεδομένων σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
- Χαμηλότερες ταχύτητες μεταφοράς και ταχύτητες δεδομένων.
- Μπορεί να κλειδωθεί από μία συσκευή που δεν μπορεί να απελευθερώσει το δίαυλο επικοινωνίας.
- Αντλείται περισσότερη ισχύ από το SPI.
Το I2C είναι ένα επίσημο τυπικό πρωτόκολλο σειριακής επικοινωνίας που απαιτεί μόνο δύο γραμμές σήματος που έχουν σχεδιαστεί για επικοινωνία μεταξύ τσιπ σε ένα PCB. Το I2C σχεδιάστηκε αρχικά για επικοινωνία 100 kbps. Ωστόσο, έχουν αναπτυχθεί ταχύτερες λειτουργίες μετάδοσης δεδομένων με την πάροδο των ετών για να επιτυγχάνονται ταχύτητες έως και 3,4 Mbps. Το πρωτόκολλο I2C έχει καθιερωθεί ως επίσημο πρότυπο, παρέχοντας καλή συμβατότητα μεταξύ των υλοποιήσεων I2C και καλή συμβατότητα προς τα πίσω.
Εκτός από την παραπάνω λίστα πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων, το I2C απαιτεί μόνο δύο καλώδια. Το SPI απαιτεί τρία ή τέσσερα. Επιπλέον, το SPI υποστηρίζει μόνο μία κύρια συσκευή στο δίαυλο ενώ το I2C υποστηρίζει πολλές κύριες συσκευές.
Επιλογή μεταξύ I2C και SPI
Συνολικά, το SPI είναι καλύτερο για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ισχύος, ενώ το I2C είναι καλύτερα κατάλληλο για επικοινωνία με μεγάλο αριθμό περιφερειακών, καθώς και σε καταστάσεις που περιλαμβάνουν δυναμική αλλαγή του ρόλου της κύριας συσκευής μεταξύ περιφερειακών στο I2C λεωφορείο.
