การเลือกระหว่าง I2C และ SPI สำหรับโครงการของคุณ

การเลือกระหว่าง I2C และ SPI สองตัวเลือกการสื่อสารแบบอนุกรมหลักอาจเป็นความท้าทายและมีผลกระทบอย่างมากต่อการออกแบบโครงการโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใช้โปรโตคอลการสื่อสารที่ไม่ถูกต้อง ทั้ง SPI และ I2C นำข้อดีและข้อ จำกัด ของตัวเองมาใช้เป็นโปรโตคอลการสื่อสารซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง

SPI

SPI หรือ Serial to Peripheral Interface เป็นไฟต่ำมากสี่สายติดต่อสื่อสารแบบอนุกรมที่ออกแบบมาสำหรับ ตัวควบคุม IC และอุปกรณ์ต่อพ่วงในการสื่อสารกับแต่ละอื่น ๆ บัส SPI เป็นบัสแบบฟูลดูเพล็กซ์ซึ่งช่วยให้การสื่อสารสามารถไหลเข้าและออกจากอุปกรณ์ต้นแบบพร้อมกันในอัตราที่สูงถึง 10 เมกะบิตต่อวินาที การทำงานที่ความเร็วสูงของ SPI โดยทั่วไปจะ จำกัด การใช้งานในการสื่อสารระหว่างส่วนประกอบต่างๆบน PCBs อันเนื่องมาจากการเพิ่มความจุที่การสื่อสารทางไกลจะเพิ่มเส้นสัญญาณ ความจุ PCB ยังสามารถจำกัดความยาวของสายสื่อสาร SPI

แม้ว่า SPI เป็นโปรโตคอลที่จัดตั้งขึ้น แต่ก็ไม่ใช่มาตรฐานอย่างเป็นทางการซึ่งนำไปสู่รูปแบบต่างๆและการกำหนดค่า SPI ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาความเข้ากันได้ การใช้งาน SPI ควรได้รับการตรวจสอบระหว่างตัวควบคุมหลักและอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เป็นทาสเพื่อให้แน่ใจว่าชุดค่าผสมจะไม่มีปัญหาในการสื่อสารที่ไม่คาดคิดซึ่งจะส่งผลต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์

I2C

I2C เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมมาตรฐานอย่างเป็นทางการซึ่งต้องใช้เพียง 2 สายสัญญาณที่ออกแบบมาสำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างชิพบน PCB I2C ได้รับการออกแบบมาสำหรับการสื่อสารความเร็ว 100 กิโลบิตต่อวินาที แต่ความเร็วในการรับส่งข้อมูลได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงหลายปีเพื่อให้ได้ความเร็วถึง 3.4Mbps โปรโตคอล I2C ได้รับการจัดตั้งขึ้นตามมาตรฐานอย่างเป็นทางการซึ่งให้ความเข้ากันได้ดีระหว่างการใช้งาน I2C และความสามารถในการทำงานร่วมกันได้ดี

การเลือกระหว่าง I2C และ SPI

การเลือกระหว่าง I2c และ SPI ทั้งสองโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมหลักต้องเข้าใจถึงข้อดีและข้อ จำกัด ของ I2C, SPI และแอ็พพลิเคชันของคุณ โปรโตคอลการสื่อสารแต่ละข้อจะมีข้อดีแตกต่างออกไปซึ่งจะมีความแตกต่างออกไปตามที่ใช้กับแอ็พพลิเคชันของคุณ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง I2C และ SPI คือ:

• I2C ต้องการเพียงสองสายในขณะที่ SPI ต้องการสามหรือสี่
• SPI รองรับ การสื่อสารแบบ full-duplex ความเร็วสูงกว่าในขณะที่ I2C ทำงานช้าลง
• I2C ใช้พลังงานมากกว่า SPI
• I2C สนับสนุนอุปกรณ์หลายตัวบนบัสเดียวกันโดยไม่มีเส้นสัญญาณเลือกเพิ่มเติมผ่านทางอุปกรณ์สื่อสารในขณะที่ SPI ต้องใช้สายสัญญาณเพิ่มเติมในการจัดการอุปกรณ์ต่างๆบนบัสเดียวกัน
• I2C ช่วยให้แน่ใจได้ว่าข้อมูลที่ส่งจะได้รับโดยอุปกรณ์ทาสขณะที่ SPI ไม่ยืนยันว่าข้อมูลได้รับอย่างถูกต้อง
• I2C สามารถล็อคได้โดยอุปกรณ์หนึ่งเครื่องที่ไม่สามารถปล่อยบัสสื่อสารได้
• SPI ไม่สามารถส่งออก PCB ในขณะที่ I2C สามารถแม้ว่าจะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลต่ำ
• I2C มี ราคาถูก กว่าโปรโตคอลการสื่อสาร SPI
• SPI สนับสนุนเฉพาะอุปกรณ์หลักหนึ่งตัวบนบัสขณะที่ I2C สนับสนุนอุปกรณ์หลักหลายเครื่อง
• I2C มีความไวต่อเสียงน้อยกว่า SPI
• SPI สามารถเดินทางในระยะทางสั้น ๆ และไม่ค่อยออกจาก PCB ขณะที่ I2C สามารถส่งข้อมูลได้มากกว่าระยะทางมากขึ้นแม้ว่าจะมีอัตราข้อมูลต่ำก็ตาม
• การขาดมาตรฐานอย่างเป็นทางการมีผลในรูปแบบต่างๆของโปรโตคอล SPI รูปแบบที่ได้รับส่วนใหญ่หลีกเลี่ยงด้วยโปรโตคอล I2C

ข้อแตกต่างระหว่าง SPI และ I2C ควรเลือกตัวเลือกการสื่อสารที่ดีที่สุดสำหรับแอพพลิเคชันของคุณได้ง่ายขึ้น ทั้ง SPI และ I2C เป็นตัวเลือกในการติดต่อสื่อสารที่ดี แต่แต่ละข้อมีข้อดีและข้อดีที่แตกต่างกัน โดยรวมแล้ว SPI จะดีกว่าสำหรับแอพพลิเคชันที่ใช้พลังงานสูงและพลังงานต่ำในขณะที่ I2C เหมาะสำหรับการสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมากและการเปลี่ยนแปลงบทบาทอุปกรณ์หลักในอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆบนบัส I2C ทั้ง SPI และ I2C มีเสถียรภาพโปรโตคอลการสื่อสารที่มั่นคงสำหรับแอพพลิเคชันแบบฝังตัวที่เหมาะสมกับโลกที่ฝังตัว