1, porównanie cech technicznych: równoważenie szybkości i złożoności
Interfejs SPI: „Pojedynczy wątek ekspert” dla transmisji prędkości High -
SPI przyjmuje czterokierunkową architekturę (SCLK, MOSI, MISO, CS), aby osiągnąć synchroniczną transmisję danych poprzez pełną komunikację dupleksową. Jego podstawowe zalety leżą w:
Prędkość transmisji: prędkość teoretyczna może osiągnąć dziesiątki Mbps, znacznie przekraczając górną granicę 1 Mb / s i2c. Biorąc przykład ekran segmentu interfejsu SPI Yangrun Electronics jako przykład, jego układ sterownika obsługuje maksymalną częstotliwość zegara 10 MHz, która może spełniać wymagania dotyczące wyświetlania danych realnych -}.
Obsługa wielu niewolników: wiele urządzeń niewolników można rozszerzyć poprzez niezależne sygnały selekcji chipów (CS). Chip przełącznika AdGS1412 ADI przyjmuje tryb łańcucha stokrotki, wymagający tylko 4 GPIO do kontrolowania 8 czterech przełączników czterech kanałów, znacznie zmniejszając przestrzeń PCB.
Elastyczność czasu: obsługuje połączenie czterech trybów CPOL/CPHA, które mogą dostosować się do wymagań czasowych różnych producentów. Na przykład pewien projekt instrumentu motoryzacyjnego osiąga stabilną komunikację z MCU za pośrednictwem trybu SPI 1 (CPOL =0, CPHA =1).
Jednak SPI ma wysoką złożoność sprzętu, a czterokierunkowa architektura wymaga uwagi integralności sygnału podczas okablowania PCB, szczególnie w scenariuszach częstotliwościowych -, w których jest podatna na zakłócenia elektromagnetyczne.
Interfejs I2C: „Bus Master” minimalistycznego projektu
I2C wymaga tylko dwóch przewodów (SDA, SCL), aby osiągnąć komunikację multi master i multi slave, a jej techniczne atrakcje obejmują:
Prostota sprzętu: Udostępnianie autobusów osiąga się poprzez rezystory Pull -. Pewny projekt miernika inteligentnego wykorzystuje moduł interfejsu I2C LCD1602, który wymaga tylko 2 GPIO do napędzania wyświetlacza, oszczędzając zasoby MCU nawet o 75%.
Adres konfigurowalny: Adres urządzenia można konfigurować za pośrednictwem sprzętu lub oprogramowania oraz obsługuje montaż modułów wyświetlania w tej samej magistrali. Chip sterownika VKL060 obsługuje adresy zmienne od 0x20 do 0x27, co czyni go wygodnym dla rozszerzenia systemu.
Niskie Charakterystyka zużycia energii: prąd roboczy wymaga tylko poziomu mikroampy. Po tym, jak pewien monitor medyczny przyjęła ekran kodu segmentu I2C, zużycie energii w trybie rezerwowym całej maszyny jest zmniejszone o 40%, co spełnia standard bezpieczeństwa medycznego IEC 60601.
Jednak szybkość transmisji I2C jest ograniczona przez pojemność magistrali, z trybem standardowym tylko 100 kb / s i trybem szybkim do 400 kb / s, co ogranicza jego wydajność w scenariuszach, które wymagają wysokiej odświeżania prędkości -, takich jak wyświetlacze wykresu dynamicznego.
2, drzewo decyzyjne scenariusza aplikacji: precyzyjne dopasowanie od wymagań do interfejsów
Priorytetyzuj pięć głównych scenariuszy SPI
Wymaganie o wysokiej prędkości odświeżania: na przykład tachometr na desce rozdzielczej samochodu musi być aktualizowany co najmniej 50 razy na sekundę dla wyświetlania czasu -.
Silne środowisko zakłóceń elektromagnetycznych: szum generowany przez konwerter częstotliwości wewnątrz przemysłowej szafki sterowania może zakłócać magistrację I2C, podczas gdy różnicowa transmisja sygnału SPI jest bardziej odporna na zakłócenia.
Wymagania dotyczące rozszerzenia wielu urządzeń: Pewny projekt instrumentu testowego wymaga jednoczesnej kontroli 8 ekranów kodów segmentowych. Korzystając z trybu łańcucha stokrotki SPI, potrzebne jest tylko 7 GPIO, oszczędzając 50% zasobów PIN w porównaniu do schematu I2C.
Niskie rozwiązanie MCU: Gdy MCU brakuje kontrolera sprzętowego I2C, SPI można wdrożyć poprzez symulację oprogramowania, a złożoność wdrażania oprogramowania I2C jest znacznie wyższa.
Transmisja na duże odległości: Linie sygnałowe SPI można rozszerzyć na ponad 10 metrów poprzez różnicowe układy konwersji, aby zaspokoić rozproszone potrzeby wyświetlania dużego sprzętu.
Priorytetyzuj pięć głównych scenariuszy I2C
System ultra niskiego zużycia energii: urządzenia przenośne zasilane bateriami (takie jak termometry podczerwieniowe) muszą kontrolować zużycie energii wyświetlania do MilliWatts.
Space Limited Design: Wewnętrzny obszar PCB inteligentnych urządzeń do noszenia wynosi zaledwie kilka centymetrów kwadratowych, a dwie architektura drutu - może zaoszczędzić cenną przestrzeń.
Współpraca z wieloma czujnikami: Gdy system musi jednocześnie łączyć urządzenia I2C, takie jak czujniki temperatury i akcelerometry, udostępnienie magistrali może uprościć projekt. Projekt inteligentnego ekranu sterowania domem integruje ekrany kodów segmentowych, czujniki światła otoczenia i układy dotykowe przez magistralę I2C, zmniejszając koszty BOM o 30%.
Wymagania dotyczące wtyczki gorącej: magistrala I2C obsługuje podłączenie urządzeń online i jest odpowiednia do przemysłowych systemów HMI, które wymagają dynamicznej konfiguracji.
Standaryzowana kompatybilność protokołu: Gdy system musi przestrzegać protokołów pochodnych, takich jak SMBUS i PMBUS, I2C jest jedyną opcją.
3, Praktyka branżowa: Wybór tras technologicznych najlepszych producentów
Yangrun Electronics: „Dual Track Strategy” SPI i I2C
Jako wiodące przedsiębiorstwo w polu przemysłowym do 2025 r
Standardowy produkt: Zapewnia opcje podwójnego interfejsu SPI/I2C, aby zaspokoić różne potrzeby klientów poprzez przełączanie skoczków. Jego najnowszy moduł HY - LCD6402 integruje zarówno kontrolery SPI, jak i I2C, umożliwiając użytkownikom dynamiczne wybór zgodnie z ich faktycznymi scenariuszami.
Dostosowane rozwiązanie: Opracuj moduł bramki, który obsługuje konwersję magistrali CAN do SPI dla pola elektroniki motoryzacyjnej, osiągając bezproblemową integrację między ekranem ECU i ekranem kodu segmentu; W dziedzinie sprzętu medycznego uruchomiono układ mostowy dla konwersji interfejsu I2C na równoległy, aby rozwiązać problem kompatybilności między tradycyjnymi ekranami kodów segmentu równoległych a nowoczesnymi MCUS Low -.
ADI Corporation: Deep Optimization of SPI Ecology
ADI dalej rozszerza granice aplikacji SPI poprzez technologię przełącznika analogowego:
Schemat multipleksowania: czterokanałowy przełącznik ADG1607 może rozszerzyć pojedynczy host SPI na cztery urządzenia niewolników, oszczędzając 75% zasobów GPIO w porównaniu z tradycyjnymi schematami.
Optymalizacja łańcucha chryzantemu: W pewnym projekcie fotowoltaicznym falowniku kaskada kontrola 16 ekranów kodów segmentowych osiągnięto za pośrednictwem ADGS1412, a integralność sygnału utrzymywano, nawet gdy długość magistrali osiągnęła 5 metrów.
Mikroelektronika Yongjia: ostateczna pogoń za niskim zużyciem energii I2C
Chip sterownika VKL060 osiąga zużycie energii na poziomie mikroampy za pomocą następujących technologii:
Dynamiczna regulacja odchylenia: automatycznie dostosuj napięcie napędu COM/SEG zgodnie z zawartością wyświetlacza, przy zużyciu energii tylko 0,5 μ A podczas wyświetlacza statycznego.
Inteligentny tryb uśpienia: Po wykryciu żadnych aktualizacji danych automatycznie wchodzi w głęboki stan uśpienia z czasem Wake - w górę mniejszej niż 100 μ s.
Wbudowany oscylator: eliminuje potrzebę zewnętrznych oscylatorów kryształów, co dodatkowo zmniejsza zużycie energii.
