这两种协议通常用于智能手机、电视和笔记本电脑等电子设备中,以控制电源管理芯片、存储设备、输入设备等外围设备。今天,我们讨论一下I2C和SPI之间的区别。本文讨论的目录如下:
1、什么是I2C
2、I2C通信协议的优点?
3、I2C通信协议的缺点?
4、什么是SPI?
5、SPI通信协议的优点?
6、SPI通信协议的缺点?
7、I2C和SPI通信协议的主要差异?
一、什么是I2C?
I2C是一种串行通信协议。它为慢速设备提供了很好的支持,例如EEPROM、ADC和RTC等。I2C不仅可以在单板使用,还可通过电缆与板连接的其他外部组件一起使用。I2C是一种两线通信协议,它仅使用两根线进行通信。其中一根线用于数据(SDA),另一根线用于时钟(SCL)。在I2C中,两条总线都是双向的,这意味着主机能够发送和接收来自从机的数据。时钟总线由主机控制,但在某些情况下,从机也能够抑制时钟信号。
二、I2C协议的优点
I2C协议有很多优点,使得用户在很多应用中不得不使用I2C协议。1、它是同步通信协议,因此主从不需要精确的振荡器。2、它只需要两根线,一根用于数据(SDA),另一根用于时钟(SCL)。3、它为用户提供了根据要求选择传输速率的灵活性。4、在I2C总线中,总线上的每个设备都是可独立寻址的。5、它遵循主从关系。6、它能够处理I2C总线上的多个主机和多个从机。7、I2C具有一些重要功能,例如仲裁、时钟同步和时钟延长。8、I2C提供ACK/NACK(确认/未确认)功能,可帮助处理错误。
三、I2C总线的缺点
虽然I2C协议有很多优势,但同时也会存在缺点。1、由于开漏拓扑,它比其他串行通信总线消耗的功率更多。2、它只适用于短距离。3、I2C协议对从机的数量有一定的限制,从机的数量取决于I2C总线的电容。4、它只提供一些有限的通信速度,如100 kbit/s、400 kbit/s等。5、在I2C中,设备可以设置它们的通信速度,并且在运行时需要等待应答信号等,运行速度较慢的设备可能会延迟速度较快的设备的运行。
四、什么是SPI?
SPI(serial peripheral interface)是基于四线的全双工通信协议,这些线通常被称为MOSI(master out slave in)、MISO(master in slave out)、SCL(由master产生的串行时钟)和SS(slave选择线,用于在通信期间选择特定从站)。SPI遵循主从架构,通信始终由主机启动。与I2C一样,它也是一种同步通信协议,因为时钟由主机和从机共享。SPI仅支持多从机不支持多主机,从机由从机选择信号选择。在SPI中,通信期间数据从主机移出并通过移位寄存器移入从机,反之亦然。
五、SPI通信的优点
总结的SPI通信协议的优点如下:1、没有开始位和停止位,因此数据可以连续流式传输而不会中断。2、它支持全双工。3、从设备中不需要精密振荡器,因为它使用主时钟。4、没有像I2C这样复杂的从机寻址系统。5、比I2C更高的数据传输速率(几乎快两倍)。6、MISO和MOSI线分开,可以同时发送和接收数据。7、软件实现比较简单。
六、SPI通信的缺点
1、如果有多个从站进行通信,则接线会很复杂。2、使用四根线(I2C和UART使用两根线)。3、没有确认数据已成功接收(I2C有)。4、没有像UART中的奇偶校验位那样的错误检查形式。5、它只允许一个主机。
七、SPI和I2C的区别
在嵌入式系统中,I2C和SPI都扮演着重要的角色。两种通信协议都是同步通信的例子,但仍然有一些重要的区别。在下表中,列出了SPI和I2C之间的一些常见差异。
I2C 可以是多主机和多从机,这意味着可以有多个主机和从机连接到 I2C 总线。 | SPI 可以支持多从机,不支持多主机,这意味着只能有一个主机连接到 SPI 总线 |
I2C 是一种半双工通信协议 | SPI 是一种全双工通信协议 |
I2C 具有时钟延长的特性,这意味着如果从机无法以足够快的速度发送快速数据,则它会抑制时钟以停止通信。 | SPI无始终延长特性 |
I2C仅使用两根线进行通信,一根用于数据,另一根用于时钟 | SPI 需要三线或四线进行通信(取决于要求):MOSI、MISO、SCL 和片选引脚 |
通信速度:I2C 比 SPI 慢 | 与 I2C 相比,SPI 更快 |
I2C 比 SPI 消耗更多功率 | 与 I2C 相比,功耗更低 |
I2C 比 SPI 更不易受噪声影响 | SPI 比 I2C 更容易受到噪声的影响 |
I2C 比 SPI 通信协议实现起来更便宜 | 与 I2C 相比,成本较高 |
I2C 工作在“线与”逻辑上,它有一个上拉电阻 | 在 SPI 的情况下不需要上拉电阻 |
在 I2C 通信中,我们在每个字节后得到确认位 | SPI 通信协议不支持确认位 |
I2C 确保发送的数据被从设备接收 | SPI 不验证数据是否正确接收 |
I2C 是一种多主机通信协议,所以它具有仲裁功能 | SPI 不是多主机通信协议,因此它不具备仲裁属性 |
I2C 是基于地址的总线协议,通信前需要发送从机的地址 | 在 SPI 的情况下,您必须使用从机选择引脚选择从机进行通信 |
由于开始位和停止位,I2C 有一些额外的开销 | SPI 没有开始位和停止位 |
I2C 支持同一总线上的多个设备,无需任何额外的选择线(根据设备地址工作) | SPI 需要额外的信号(从选择线)线来管理同一总线上的多个设备 |
I2C更适合长距离 | SPI更适合短距离 |
I2C 由 NXP 开发 | SPI 由摩托罗拉开发 |