Ein Serial Peripheral Interface (SPI) wird für die Kurzstreckenkommunikation verwendet, insbesondere in eingebetteten Systemen. Ein häufigeres serielles Kommunikationsprotokoll ist I2C, das die Kommunikation zwischen elektronischen Komponenten erleichtert, unabhängig davon, ob sich die Komponenten auf derselben Leiterplatte befinden oder mit einem Kabel verbunden sind.
Die Auswahl zwischen I2C und SPI, den beiden wichtigsten seriellen Kommunikationsprotokollen, erfordert ein solides Verständnis der Vorteile und Einschränkungen von I2C, SPI und der Anwendung. Jedes Kommunikationsprotokoll hat unterschiedliche Vorteile, die sich je nach Anwendung unterscheiden.
- Besser für Hochgeschwindigkeits- und Low-Power-Anwendungen.
- Kein offizieller Standard - im Allgemeinen weniger kompatibel.
- Besser für die Kommunikation mit mehreren Peripheriegeräten und die Änderung der primären Geräterolle.
- Standardisierung sorgt für bessere Kompatibilität.
SPI ist besser für Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit und geringem Stromverbrauch. I2C eignet sich besser für die Kommunikation mit einer großen Anzahl von Peripheriegeräten. Sowohl SPI als auch I2C sind robuste, stabile Kommunikationsprotokolle für eingebettete Anwendungen, die sich gut für die eingebettete Welt eignen.
Vor- und Nachteile von SPI
- Unterstützt Vollduplex-Kommunikation mit höherer Geschwindigkeit.
- Sehr geringe Leistung.
- Kurze Übertragungsentfernungen, keine Kommunikation zwischen Komponenten auf separaten Leiterplatten möglich.
- Einige Varianten und Anpassungen können zu Kompatibilitätsproblemen führen.
- Erfordert zusätzliche Signalleitungen, um mehrere Geräte auf demselben Bus zu verw alten.
- Überprüft nicht, ob Daten korrekt empfangen werden.
- Anfälliger für Lärm.
Seriell-zu-Peripherie-Schnittstelle ist eine serielle Vierdraht-Kommunikationsschnittstelle mit sehr geringem Stromverbrauch. Es ist so konzipiert, dass IC-Controller und Peripheriegeräte miteinander kommunizieren können. Der SPI-Bus ist ein Vollduplex-Bus, der den gleichzeitigen Datenfluss zum und vom primären Gerät mit Raten von bis zu 10 Mbit/s ermöglicht. Der Hochgeschwindigkeitsbetrieb von SPI schränkt im Allgemeinen die Verwendung für die Kommunikation zwischen Komponenten auf separaten PCBs ein, da die Kapazität zunimmt, die die Kommunikation über größere Entfernungen zu den Signalleitungen hinzufügt. Die PCB-Kapazität kann auch die Länge von SPI-Kommunikationsleitungen begrenzen.
SPI ist zwar ein etabliertes Protokoll, aber kein offizieller Standard. SPI bietet mehrere Varianten und Anpassungen an, die zu Kompatibilitätsproblemen führen. SPI-Implementierungen sollten immer zwischen primären Controllern und sekundären Peripheriegeräten überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Kombination keine unerwarteten Kommunikationsprobleme hat, die die Entwicklung eines Produkts beeinträchtigen.
I2C Vor- und Nachteile
- Unterstützt mehrere Geräte auf demselben Bus ohne zusätzliche ausgewählte Signalleitungen durch In-Communication-Device-Adressierung.
- Der offizielle Standard bietet Kompatibilität zwischen I2C-Implementierungen und Abwärtskompatibilität.
- Stellt sicher, dass gesendete Daten vom sekundären Gerät empfangen werden.
- Kann von der Platine aus übertragen, aber mit geringer Übertragungsgeschwindigkeit.
- Billiger zu implementieren als das SPI-Kommunikationsprotokoll.
- Weniger störanfällig als SPI.
- Daten über größere Distanzen übertragen.
- Geringere Übertragungsgeschwindigkeiten und Datenraten.
- Kann durch ein Gerät gesperrt werden, das den Kommunikationsbus nicht freigibt.
- Zieht mehr Strom als SPI.
I2C ist ein offizielles serielles Standardkommunikationsprotokoll, das nur zwei Signalleitungen benötigt, die für die Kommunikation zwischen Chips auf einer Leiterplatte ausgelegt sind. I2C wurde ursprünglich für 100-kbps-Kommunikation entwickelt. Dennoch wurden im Laufe der Jahre schnellere Datenübertragungsmodi entwickelt, um Geschwindigkeiten von bis zu 3,4 Mbps zu erreichen. Das I2C-Protokoll wurde als offizieller Standard etabliert und bietet eine gute Kompatibilität zwischen I2C-Implementierungen und eine gute Abwärtskompatibilität.
Zusätzlich zu den oben aufgeführten Vor- und Nachteilen benötigt I2C nur zwei Drähte. SPI erfordert drei oder vier. Darüber hinaus unterstützt SPI nur ein primäres Gerät auf dem Bus, während I2C mehrere primäre Geräte unterstützt.
Auswahl zwischen I2C und SPI
Insgesamt ist SPI besser für Hochgeschwindigkeits- und Low-Power-Anwendungen geeignet, während I2C besser für die Kommunikation mit einer großen Anzahl von Peripheriegeräten sowie in Situationen geeignet ist, in denen die Rolle des primären Geräts zwischen Peripheriegeräten auf dem I2C dynamisch geändert wird bus.
