A Serial Peripheral Interface (SPI) ใช้สำหรับการสื่อสารระยะสั้น โดยเฉพาะในระบบฝังตัว โปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมทั่วไปคือ I2C ซึ่งอำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าส่วนประกอบจะอยู่บน PCB เดียวกันหรือเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล
การเลือกระหว่าง I2C และ SPI ซึ่งเป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมหลักสองโปรโตคอล จำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงข้อดีและข้อจำกัดของ I2C, SPI และแอปพลิเคชัน โปรโตคอลการสื่อสารแต่ละอันมีข้อดีที่แตกต่างกันซึ่งมีแนวโน้มที่จะแยกแยะตัวเองตามที่ใช้กับแอปพลิเคชันของคุณ
- ดีกว่าสำหรับการใช้งานความเร็วสูงและใช้พลังงานต่ำ
- ไม่ใช่มาตรฐานอย่างเป็นทางการ-โดยทั่วไปจะเข้ากันได้น้อยกว่า
- ดีกว่าสำหรับการสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ และการเปลี่ยนบทบาทของอุปกรณ์หลัก
- มาตรฐานช่วยให้เข้ากันได้ดีขึ้น
SPI ดีกว่าสำหรับการใช้งานความเร็วสูงและใช้พลังงานต่ำ I2C เหมาะสมกว่าสำหรับการสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมาก ทั้ง SPI และ I2C เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่แข็งแกร่งและเสถียรสำหรับแอปพลิเคชันแบบฝังตัวซึ่งเหมาะสำหรับโลกแบบฝังตัว
ข้อดีและข้อเสียของ SPI
- รองรับการสื่อสารฟูลดูเพล็กซ์ความเร็วสูงขึ้น
-
พลังงานต่ำมาก
- ระยะการถ่ายโอนสั้น ไม่สามารถสื่อสารระหว่างส่วนประกอบบน PCB แยกกันได้
- รูปแบบและการปรับแต่งที่หลากหลายสามารถสร้างปัญหาความเข้ากันได้
- ต้องใช้สายสัญญาณเพิ่มเติมเพื่อจัดการอุปกรณ์หลายเครื่องบนรถบัสคันเดียวกัน
- ไม่ยืนยันว่าได้รับข้อมูลอย่างถูกต้อง
- ไวต่อเสียงมากขึ้น
Serial to Peripheral Interface เป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรมแบบสี่สายที่ใช้พลังงานต่ำมาก ได้รับการออกแบบเพื่อให้ตัวควบคุม IC และอุปกรณ์ต่อพ่วงสามารถสื่อสารกันได้ บัส SPI เป็นบัสฟูลดูเพล็กซ์ ซึ่งช่วยให้การสื่อสารสามารถไหลเข้าและออกจากอุปกรณ์หลักได้พร้อมกันในอัตราสูงถึง 10 Mbpsการทำงานความเร็วสูงของ SPI โดยทั่วไปจะจำกัดไม่ให้ใช้เพื่อสื่อสารระหว่างส่วนประกอบบน PCB แยกกัน เนื่องจากความจุที่เพิ่มขึ้นซึ่งการสื่อสารทางไกลจะเพิ่มไปยังสายสัญญาณ ความจุของ PCB ยังสามารถจำกัดความยาวของสายการสื่อสาร SPI
ในขณะที่ SPI เป็นโปรโตคอลที่สร้างขึ้น แต่ก็ไม่ใช่มาตรฐานที่เป็นทางการ SPI นำเสนอตัวแปรและการปรับแต่งที่หลากหลายซึ่งนำไปสู่ปัญหาความเข้ากันได้ ควรตรวจสอบการใช้งาน SPI ระหว่างตัวควบคุมหลักและอุปกรณ์ต่อพ่วงรองเพื่อให้แน่ใจว่าชุดค่าผสมจะไม่มีปัญหาในการสื่อสารที่ไม่คาดคิดซึ่งส่งผลต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์
ข้อดีและข้อเสียของ I2C
- รองรับหลายอุปกรณ์บนบัสเดียวกันโดยไม่ต้องเลือกสายสัญญาณเพิ่มเติมผ่านการกำหนดแอดเดรสของอุปกรณ์ในการสื่อสาร
- มาตรฐานอย่างเป็นทางการให้ความเข้ากันได้ระหว่างการใช้งาน I2C และความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์รองได้รับข้อมูลที่ส่ง
- สามารถส่งออกจาก PCB ได้ แต่ที่ความเร็วการส่งต่ำ
- ติดตั้งใช้งานถูกกว่าโปรโตคอลการสื่อสาร SPI
- ไวต่อสัญญาณรบกวนน้อยกว่า SPI
- ส่งข้อมูลในระยะทางที่ไกลกว่า
- ความเร็วในการถ่ายโอนและอัตราข้อมูลช้าลง
- สามารถล็อคได้โดยอุปกรณ์หนึ่งเครื่องที่ไม่ปล่อยบัสสื่อสาร
- ดึงพลังมากกว่า SPI
I2C เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมมาตรฐานอย่างเป็นทางการที่ต้องใช้สายสัญญาณเพียงสองเส้นที่ออกแบบมาสำหรับการสื่อสารระหว่างชิปบน PCBI2C เดิมออกแบบมาสำหรับการสื่อสาร 100 kbps ยังคงมีการพัฒนาโหมดการรับส่งข้อมูลที่เร็วขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเพื่อให้ได้ความเร็วสูงสุดถึง 3.4 Mbps โปรโตคอล I2C ได้รับการกำหนดเป็นมาตรฐานอย่างเป็นทางการ ให้ความเข้ากันได้ดีระหว่างการใช้งาน I2C และความเข้ากันได้ย้อนหลังที่ดี
นอกเหนือจากรายการข้อดีและข้อเสียข้างต้นแล้ว I2C ต้องการเพียงสองสาย SPI ต้องการสามหรือสี่ นอกจากนี้ SPI ยังรองรับอุปกรณ์หลักเพียงเครื่องเดียวบนบัส ในขณะที่ I2C รองรับอุปกรณ์หลักหลายเครื่อง
การเลือกระหว่าง I2C และ SPI
โดยรวมแล้ว SPI นั้นดีกว่าสำหรับแอพพลิเคชั่นความเร็วสูงและใช้พลังงานต่ำ ในขณะที่ I2C นั้นเหมาะสมกว่าสำหรับการสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมาก รวมถึงในสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกของบทบาทอุปกรณ์หลักระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงบน I2C รถบัส
