Devintajame dešimtmetyje „Philips“sukurtas I2C (kitaip rašomas I2C) tapo vienu dažniausiai naudojamų nuosekliojo ryšio protokolų elektronikoje. I2C palengvina ryšį tarp elektroninių komponentų ar integrinių grandynų, nesvarbu, ar komponentai yra toje pačioje PCB, ar sujungti kabeliu.
Kas yra I2C protokolas?
I2C yra nuosekliojo ryšio protokolas, kuriam reikalingos tik dvi signalo linijos. Jis buvo skirtas ryšiui tarp lustų ant spausdintinės plokštės (PCB). I2C iš pradžių buvo sukurtas 100 Kbps ryšiui. Tačiau bėgant metams buvo sukurti greitesni duomenų perdavimo režimai, siekiant pasiekti iki 3 greitį.4 Mbit.
Pagrindinė I2C savybė yra galimybė turėti daug komponentų vienoje ryšio magistralėje tik su dviem laidais, todėl I2C puikiai tinka paprastoms programoms. I2C protokolas buvo sukurtas kaip oficialus standartas, leidžiantis atgalinį I2C diegimų suderinamumą.
I2C signalai
I2C protokolas naudoja dvi dvikryptes signalo linijas, kad galėtų susisiekti su įrenginiais ryšio magistralėje. Naudojami du signalai:
- Serijos duomenų linija (SDL)
- Serijos duomenų laikrodis (SDC)
Priežastis, kodėl I2C gali naudoti tik du signalus, kad galėtų susisiekti su keliais išoriniais įrenginiais, yra tai, kaip tvarkomas ryšys magistrale. Kiekvienas I2C ryšys prasideda 7 bitų (arba 10 bitų) adresu, kuris iškviečia periferinio įrenginio adresą.
Tai leidžia keliems I2C magistralės įrenginiams atlikti pagrindinio įrenginio vaidmenį, atsižvelgiant į sistemos poreikius. Siekiant išvengti ryšio susidūrimų, I2C protokolas apima arbitražo ir susidūrimų aptikimo galimybes, kurios leidžia sklandžiai bendrauti magistrale.
I2C pranašumai
Kaip ryšio protokolas, I2C turi šiuos privalumus:
- Lanksčios duomenų perdavimo spartos.
- Ilgesnis ryšys nei SPI.
- Kiekvienas magistralės įrenginys yra adresuojamas atskirai.
- Įrenginiai turi paprastą pirminį ir antrinį ryšį.
- Tam reikia tik dviejų signalo linijų.
- Jis gali tvarkyti kelis pagrindinius ryšius, teikdamas arbitražo ir ryšio susidūrimų aptikimą.
I2C apribojimai
Turint visus šiuos privalumus, I2C taip pat turi keletą apribojimų, kuriuos gali reikėti suprojektuoti. Svarbiausi I2C apribojimai:
- Kadangi įrenginio adresavimui galimi tik 7 bitai (arba 10 bitų), toje pačioje magistralėje esantys įrenginiai gali naudoti tą patį adresą. Kai kurie įrenginiai gali sukonfigūruoti keletą paskutinių adreso bitų, tačiau tai apriboja įrenginius toje pačioje magistralėje.
- Galimi tik keli riboti ryšio greičiai, o daugelis įrenginių nepalaiko perdavimo didesniu greičiu. Reikalingas dalinis kiekvieno greičio palaikymas magistralėje, kad lėtesni įrenginiai neužfiksuotų dalinio perdavimo, dėl kurio gali kilti veikimo sutrikimų.
- Dėl bendro I2C magistralės pobūdžio gali pakibti visas autobusas, kai vienas autobuso įrenginys nustoja veikti. Maitinimas magistrale gali atkurti tinkamą veikimą.
- Kadangi įrenginiai nustato savo ryšio greitį, lėčiau veikiantys įrenginiai gali uždelsti greitesnių įrenginių veikimą.
- I2C sunaudoja daugiau energijos nei kitos nuosekliojo ryšio magistralės dėl atviro nutekėjimo ryšio linijų topologijos.
- I2C magistralės apribojimai paprastai apriboja įrenginių skaičių magistralėje iki maždaug tuzino.
I2C programos
I2C yra puikus pasirinkimas programoms, kurioms reikalinga nedidelė kaina ir paprastas diegimas, o ne didelė sparta. Pavyzdžiui, dažniausiai naudojamas I2C ryšio protokolas:
- Tam tikrų atminties IC skaitymas.
- Prieiga prie DAC ir ADC.
- Naudotojo nukreiptų veiksmų perdavimas ir valdymas.
- Aparatinės įrangos jutiklių skaitymas.
- Bendravimas su keliais mikrovaldikliais.
