Lựa chọn giữa I2C và SPI, hai tùy chọn giao tiếp nối tiếp chính, có thể là một thách thức và có tác động đáng kể đến thiết kế của một dự án, đặc biệt nếu giao thức truyền thông sai được sử dụng. Cả SPI và I2C đều mang lại những ưu điểm và hạn chế riêng của họ như là các giao thức truyền thông giúp chúng phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.
SPI
SPI, hoặc Giao tiếp ngoại vi nối tiếp, là một giao diện truyền thông nối tiếp bốn dây, rất thấp, được thiết kế cho các bộ điều khiển và thiết bị ngoại vi để giao tiếp với nhau. Bus SPI là bus full-duplex, cho phép truyền thông đến và đi từ thiết bị chủ đồng thời với tốc độ lên tới 10Mbps. Vận hành tốc độ cao của SPI thường hạn chế nó được sử dụng để giao tiếp giữa các thành phần trên PCB riêng biệt do sự gia tăng điện dung mà truyền thông khoảng cách dài hơn thêm vào các đường tín hiệu. Điện dung PCB cũng có thể giới hạn độ dài của đường dây truyền thông SPI.
Trong khi SPI là một giao thức được thiết lập, nó không phải là một tiêu chuẩn chính thức dẫn đến một số biến thể và các tùy chỉnh SPI có thể dẫn đến các vấn đề tương thích. Việc triển khai SPI phải luôn được kiểm tra giữa các bộ điều khiển chính và các thiết bị ngoại vi phụ để đảm bảo rằng sự kết hợp sẽ không có bất kỳ vấn đề giao tiếp bất ngờ nào sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của sản phẩm.
I2C
I2C là một giao thức truyền thông nối tiếp tiêu chuẩn chính thức chỉ yêu cầu hai đường tín hiệu được thiết kế để giao tiếp giữa các chip trên PCB. I2C ban đầu được thiết kế cho truyền thông 100kbps nhưng các chế độ truyền dữ liệu nhanh hơn đã được phát triển qua nhiều năm để đạt tốc độ lên tới 3.4Mbps. Giao thức I2C đã được thiết lập như một tiêu chuẩn chính thức, cung cấp khả năng tương thích tốt giữa các triển khai I2C và khả năng tương thích ngược tốt.
Lựa chọn giữa I2C và SPI
Lựa chọn giữa I2c và SPI, hai giao thức truyền thông nối tiếp chính, đòi hỏi một sự hiểu biết tốt về những lợi thế và hạn chế của I2C, SPI và ứng dụng của bạn. Mỗi giao thức truyền thông sẽ có những ưu điểm riêng biệt sẽ có xu hướng phân biệt chính nó khi nó áp dụng cho ứng dụng của bạn. Sự khác biệt chính giữa I2C và SPI là:
- I2C chỉ yêu cầu hai dây, trong khi SPI yêu cầu ba hoặc bốn
- SPI hỗ trợ truyền thông full-duplex tốc độ cao hơn trong khi I2C chậm hơn
- I2C rút ra nhiều năng lượng hơn SPI
- I2C hỗ trợ nhiều thiết bị trên cùng một bus mà không cần thêm các đường tín hiệu chọn thông qua thiết bị truyền thông trong khi SPI yêu cầu các đường tín hiệu bổ sung để quản lý nhiều thiết bị trên cùng một bus
- I2C đảm bảo rằng dữ liệu được gửi nhận được bởi các thiết bị nô lệ trong khi SPI không xác minh rằng dữ liệu được nhận một cách chính xác
- I2C có thể bị khóa bởi một thiết bị không thể phát hành bus truyền thông
- SPI không thể truyền tải PCB trong khi I2C có thể, mặc dù tốc độ truyền dữ liệu thấp
- I2C rẻ hơn so với giao thức truyền thông SPI
- SPI chỉ hỗ trợ một thiết bị chính trên bus trong khi I2C hỗ trợ nhiều thiết bị chính
- I2C ít bị nhiễu hơn SPI
- SPI chỉ có thể di chuyển khoảng cách ngắn và hiếm khi tắt PCB trong khi I2C có thể truyền dữ liệu qua khoảng cách lớn hơn nhiều, mặc dù ở tốc độ dữ liệu thấp
- Việc thiếu một tiêu chuẩn chính thức đã dẫn đến một số biến thể của giao thức SPI, các biến thể mà phần lớn đã tránh được với giao thức I2C
Những khác biệt giữa SPI và I2C nên lựa chọn tùy chọn giao tiếp tốt nhất cho ứng dụng của bạn dễ dàng hơn. Cả hai SPI và I2C đều là các tùy chọn giao tiếp tốt, nhưng mỗi tùy chọn có một vài ưu điểm riêng biệt và các ứng dụng ưu tiên. Nhìn chung, SPI tốt hơn cho các ứng dụng tốc độ cao và công suất thấp trong khi I2C tốt hơn cho phù hợp để giao tiếp với một số lượng lớn các thiết bị ngoại vi và thay đổi năng động của vai trò thiết bị chính trong số các thiết bị ngoại vi trên bus I2C. Cả hai SPI và I2C đều mạnh mẽ, giao thức truyền thông ổn định cho các ứng dụng nhúng phù hợp với thế giới nhúng.