1 ، مقایسه خصوصیات فنی: تعادل سرعت و پیچیدگی
رابط SPI: "یک متخصص تک رشته ای" برای انتقال سرعت بالا-
SPI یک معماری چهار سیم (SCLK ، MOSI ، MISO ، CS) را برای دستیابی به انتقال همزمان داده از طریق ارتباط کامل دوبلکس اتخاذ می کند. مزایای اصلی آن نهفته است:
سرعت انتقال: سرعت نظری می تواند به ده ها Mbps برسد ، بسیار بیش از حد بالایی 1Mbps از I2C. با استفاده از صفحه نمایش کد SPI SPI SPI SCREMCT به عنوان نمونه ، تراشه راننده آن از حداکثر فرکانس ساعت 10 مگاهرتز پشتیبانی می کند ، که می تواند نیازهای نمایش داده زمانی- واقعی را برآورده کند.
پشتیبانی چند برده: چندین دستگاه برده را می توان از طریق سیگنال های انتخاب تراشه مستقل (CS) گسترش داد. تراشه سوئیچ ADGS1412 ADI حالت زنجیره دیزی را اتخاذ می کند ، و فقط به 4 GPIO برای کنترل 8 سوئیچ چهار کانال نیاز دارد ، و به طور قابل توجهی اشغال فضای PCB را کاهش می دهد.
انعطاف پذیری زمان بندی: از ترکیب حالت CPOL/CPHA چهار پشتیبانی می کند ، که می تواند با نیازهای زمان بندی تولید کنندگان مختلف سازگار باشد. به عنوان مثال ، یک پروژه ابزار خاص خودرو از طریق SPI 1 (CPOL=0 ، CPHA=1) به برقراری ارتباط پایدار می رسد.
با این حال ، SPI دارای پیچیدگی سخت افزاری بالایی است و چهار معماری سیم نیاز به توجه به یکپارچگی سیگنال در هنگام سیم کشی PCB دارد ، به خصوص در سناریوهای فرکانس بالا- که در آن مستعد تداخل الکترومغناطیسی است.
رابط I2C: "استاد اتوبوس" از طراحی مینیمالیستی
I2C فقط به دو سیم (SDA ، SCL) برای دستیابی به ارتباطات چند استاد و چند برده نیاز دارد و نکات برجسته فنی آن شامل موارد زیر است:
سادگی سخت افزار: اشتراک اتوبوس از طریق مقاومت در برابر کشش - up انجام می شود. یک پروژه متر هوشمند خاص از ماژول I2C Interface LCD1602 استفاده می کند ، که فقط برای هدایت صفحه نمایش به 2 GPIO نیاز دارد و منابع MCU را تا 75 ٪ صرفه جویی می کند.
آدرس قابل تنظیم: آدرس دستگاه را می توان از طریق پرش های سخت افزاری یا نرم افزار پیکربندی کرد و از نصب ماژول های صفحه نمایش چندگانه در همان اتوبوس پشتیبانی می کند. تراشه درایور VKL060 از آدرس های متغیر از 0x20 تا 0x27 پشتیبانی می کند و آن را برای گسترش سیستم راحت می کند.
ویژگی های کم مصرف انرژی: جریان کار فقط به سطح میکروامپر نیاز دارد. پس از یک مانیتور پزشکی خاص ، صفحه کد بخش I2C را تصویب می کند ، مصرف انرژی آماده به کار کل دستگاه 40 ٪ کاهش می یابد که مطابق با استاندارد ایمنی پزشکی IEC 60601 است.
با این حال ، میزان انتقال I2C با خازن اتوبوس محدود است ، با حالت استاندارد فقط 100kbps و حالت سریع تا 400kbps ، که عملکرد آن را در سناریوهایی که نیاز به تازه کردن سرعت- دارند ، مانند نمایشگرهای نمودار پویا محدود می کند.
2 ، درخت تصمیم گیری سناریوی برنامه: تطبیق دقیق از الزامات به رابط ها
پنج سناریوی اصلی SPI را در اولویت قرار دهید
نیاز به تجدید سرعت بالا: به عنوان مثال ، فشار سنج در داشبورد ماشین باید حداقل 50 بار در ثانیه برای نمایش زمان واقعی {{1} به روز شود.
محیط تداخل الکترومغناطیسی قوی: سر و صدای ایجاد شده توسط مبدل فرکانس در داخل کابینت کنترل صنعتی ممکن است با اتوبوس I2C تداخل کند ، در حالی که انتقال سیگنال دیفرانسیل SPI در برابر تداخل مقاوم تر است.
الزامات گسترش چند دستگاه: یک پروژه ابزار تست خاص نیاز به کنترل همزمان 8 صفحه کد بخش دارد. با استفاده از حالت زنجیره ای SPI Daisy ، تنها 7 GPIO مورد نیاز است و 50 ٪ از منابع PIN را در مقایسه با طرح I2C صرفه جویی می کند.
راه حل کم هزینه MCU: هنگامی که MCU فاقد کنترل کننده سخت افزار I2C است ، SPI را می توان از طریق شبیه سازی نرم افزار پیاده سازی کرد و پیچیدگی اجرای نرم افزار I2C به طور قابل توجهی بالاتر است.
انتقال از راه دور: خطوط سیگنال SPI می تواند از طریق تراشه های تبدیل دیفرانسیل به بیش از 10 متر گسترش یابد تا نیازهای نمایش داده شده تجهیزات بزرگ را برآورده کند.
پنج سناریوی اصلی I2C را در اولویت قرار دهید
سیستم مصرف انرژی فوق العاده کم: دستگاه های قابل حمل با باتری (مانند دماسنجهای مادون قرمز دستی) نیاز به کنترل مصرف انرژی نمایشگر به میلیوات دارند.
طراحی محدود فضا: منطقه PCB داخلی دستگاه های پوشیدنی هوشمند تنها چند سانتی متر مربع است و دو معماری سیم-} I2C می تواند فضای ارزشمندی را ذخیره کند.
همکاری چند سنسور: هنگامی که سیستم نیاز به اتصال همزمان دستگاه های I2C مانند سنسورهای دما و شتاب سنج ها دارد ، به اشتراک گذاشتن یک اتوبوس می تواند طراحی را ساده کند. یک پروژه کنترل خانه هوشمند صفحه نمایش کد بخش ، سنسورهای نور محیط و تراشه های لمسی را از طریق اتوبوس I2C ادغام می کند و هزینه های BOM را 30 ٪ کاهش می دهد.
الزامات پلاگین داغ: اتوبوس I2C از وصل کردن دستگاه آنلاین پشتیبانی می کند و برای سیستم های HMI صنعتی که به پیکربندی پویا نیاز دارند ، مناسب است.
سازگاری پروتکل استاندارد: هنگامی که سیستم نیاز به رعایت پروتکل های مشتق مانند SMBUS و PMBUS دارد ، I2C تنها گزینه است.
3 ، تمرین صنعت: انتخاب مسیر فناوری تولید کنندگان برتر
ELECTRONICS YANGRUN: "استراتژی آهنگ دوگانه" SPI و I2C
به عنوان یک شرکت پیشرو در زمینه نمایش صنعتی تا سال 2025 ، Yangrun Electronics یک معماری ماژولار را در طراحی رابط های صفحه کد بخش اتخاذ می کند
محصول استاندارد: گزینه های رابط دوگانه SPI/I2C را برای تأمین نیازهای مختلف مشتری از طریق تعویض بلوز فراهم می کند. آخرین ماژول HY - LCD6402 هر دو کنترل کننده SPI و I2C را ادغام می کند و به کاربران این امکان را می دهد تا مطابق سناریوهای واقعی خود به صورت پویا انتخاب کنند.
راه حل سفارشی: یک ماژول دروازه ای را تهیه کنید که از اتوبوس برای تبدیل SPI برای قسمت الکترونیک خودرو پشتیبانی کند و به ادغام یکپارچه بین ECU پردازنده و صفحه کد بخش دسترسی پیدا کند. در زمینه تجهیزات پزشکی ، یک تراشه پل برای I2C به تبدیل رابط موازی برای حل مشکل سازگاری بین صفحه های کد موازی سنتی و MCU های قدرت کم-} راه اندازی شده است.
شرکت ADI: بهینه سازی عمیق بوم شناسی SPI
ADI بیشتر مرزهای برنامه SPI را از طریق فناوری سوئیچ آنالوگ گسترش می دهد:
طرح چند برابر: سوئیچ چهار کانال ADG1607 می تواند یک میزبان SPI را به چهار دستگاه برده گسترش دهد و 75 ٪ منابع GPIO را در مقایسه با طرح های سنتی صرفه جویی می کند.
بهینه سازی زنجیره ای Chrysanthemum: در یک پروژه اینورتر فتوولتائیک خاص ، کنترل آبشار 16 صفحه کد قطعه از طریق ADGS1412 به دست آمد و یکپارچگی سیگنال حتی وقتی طول اتوبوس به 5 متر برسد ، حفظ شد.
میکروالکترونیک Yongjia: پیگیری نهایی مصرف کم مصرف I2C
تراشه درایور VKL060 از طریق فن آوری های زیر به مصرف برق سطح میکروامپر دست می یابد:
تنظیم تعصب پویا: به طور خودکار ولتاژ رانندگی COM/SEG را با توجه به محتوای صفحه نمایش تنظیم کنید ، با مصرف برق تنها 0.5 میکرون A در هنگام نمایش استاتیک.
حالت خواب هوشمند: هنگامی که هیچ به روزرسانی داده تشخیص داده نمی شود ، به طور خودکار با یک بیداری -} تا زمان کمتر از 100 میکرومتر وارد یک حالت خواب عمیق می شود.
ساخته شده در نوسان ساز: نیاز به نوسان سازهای کریستالی خارجی را از بین می برد و باعث کاهش بیشتر مصرف انرژی سیستم می شود.
