Un'interfaccia periferica seriale (SPI) viene utilizzata per le comunicazioni a breve distanza, in particolare nei sistemi embedded. Un protocollo di comunicazione seriale più comune è I2C, che facilita la comunicazione tra i componenti elettronici, indipendentemente dal fatto che i componenti si trovino sullo stesso PCB o siano collegati con un cavo.
La selezione tra I2C e SPI, i due principali protocolli di comunicazione seriale, richiede una solida comprensione dei vantaggi e dei limiti di I2C, SPI e dell'applicazione. Ciascun protocollo di comunicazione presenta vantaggi distinti che tendono a distinguersi quando si applicano alla tua applicazione.
- Meglio per applicazioni ad alta velocità e bassa potenza.
- Non uno standard ufficiale, generalmente meno compatibile.
- Meglio per la comunicazione con diverse periferiche e la modifica del ruolo del dispositivo principale.
- La standardizzazione garantisce una migliore compatibilità.
SPI è migliore per applicazioni ad alta velocità e bassa potenza. I2C è più adatto per la comunicazione con un gran numero di periferiche. Sia SPI che I2C sono protocolli di comunicazione robusti e stabili per applicazioni embedded che ben si adattano al mondo embedded.
Pro e contro SPI
- Supporta la comunicazione full-duplex ad alta velocità.
- Potenza molto bassa.
- Distanze di trasferimento brevi, impossibile comunicare tra componenti su PCB separati.
- Diverse varianti e personalizzazioni possono creare problemi di compatibilità.
- Richiede linee di segnale aggiuntive per gestire più dispositivi sullo stesso bus.
- Non verifica che i dati siano ricevuti correttamente.
- Più suscettibile al rumore.
L'interfaccia da seriale a periferica è un'interfaccia di comunicazione seriale a quattro fili a bassissima potenza. È progettato in modo che i controller IC e le periferiche possano comunicare tra loro. Il bus SPI è un bus full-duplex, che consente alla comunicazione di fluire da e verso il dispositivo principale contemporaneamente a velocità fino a 10 Mbps. Il funzionamento ad alta velocità di SPI generalmente ne limita l'utilizzo per comunicare tra componenti su PCB separati a causa dell'aumento della capacità che la comunicazione a lunga distanza aggiunge alle linee di segnale. La capacità del PCB può anche limitare la lunghezza delle linee di comunicazione SPI.
Sebbene SPI sia un protocollo consolidato, non è uno standard ufficiale. SPI offre diverse varianti e personalizzazioni che portano a problemi di compatibilità. Le implementazioni SPI devono sempre essere verificate tra i controller primari e le periferiche secondarie per garantire che la combinazione non abbia problemi di comunicazione imprevisti che influiscono sullo sviluppo di un prodotto.
Pro e contro I2C
- Supporta più dispositivi sullo stesso bus senza ulteriori linee di segnale selezionate tramite l'indirizzamento del dispositivo di comunicazione.
- Lo standard ufficiale fornisce compatibilità tra implementazioni I2C e compatibilità con le versioni precedenti.
- Assicura che i dati inviati siano ricevuti dal dispositivo secondario.
- Può trasmettere fuori dal PCB, ma a basse velocità di trasmissione.
- Più economico da implementare rispetto al protocollo di comunicazione SPI.
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Meno suscettibile al rumore di SPI.
- Trasmetti dati su distanze maggiori.
- Velocità di trasferimento e velocità dati inferiori.
- Può essere bloccato da un dispositivo che non riesce a rilasciare il bus di comunicazione.
- Assorbe più energia di SPI.
I2C è un protocollo di comunicazione seriale standard ufficiale che richiede solo due linee di segnale progettate per la comunicazione tra i chip su un PCB. I2C è stato originariamente progettato per la comunicazione a 100 kbps. Tuttavia, negli anni sono state sviluppate modalità di trasmissione dati più veloci per raggiungere velocità fino a 3,4 Mbps. Il protocollo I2C è stato stabilito come standard ufficiale, fornendo una buona compatibilità tra le implementazioni I2C e una buona compatibilità con le versioni precedenti.
Oltre all'elenco di pro e contro sopra, I2C richiede solo due fili. SPI ne richiede tre o quattro. Inoltre, SPI supporta solo un dispositivo principale sul bus mentre I2C supporta più dispositivi primari.
Selezione tra I2C e SPI
Nel complesso, SPI è migliore per applicazioni ad alta velocità e bassa potenza, mentre I2C è più adatto per la comunicazione con un gran numero di periferiche, nonché in situazioni che comportano un cambiamento dinamico del ruolo del dispositivo primario tra le periferiche sull'I2C autobus.
