Porozumění drátové konfiguraci protokolu I2C

Jak funguje I2C?
Sběrnice I2C (I2C-bus, Inter-IC-bus) je dvouvodičové datové propojení mezi jedním nebo několika procesory (Masters) a speciálními periferními součástkami (Slaves). Všechny součástky jsou připojeny na téže sběrnici a jsou cíleně vybírány svými adresami. Adresy i data se přenášejí týmiž vodiči.
Další informace najdete na www.dhservis.cz

Představte se: Pro komunikaci mezi integrovanými obvody se v elektronice hojně používá protokol I2C (Inter-Integrated Circuit). Díky své oblíbenosti a univerzálnosti je skvělou volbou pro mnoho aplikací. Jednou z důležitých vlastností protokolu I2C je jeho drátová konfigurace, která pro komunikaci využívá pevný počet vodičů. V tomto příspěvku prozkoumáme specifikace vodičů protokolu I2C a budeme se zabývat příslušnými otázkami. Kolik vodičů vyžaduje protokol I2C? Protokol I2C používá ke komunikaci celkem dva vodiče. Mezi běžné názvy těchto vodičů patří SDA (Serial Data Line) a SCL (Serial Clock Line). Vedení SDA se využívá pro přenos a příjem dat, zatímco vedení SCL synchronizuje přenos dat mezi zařízeními připojenými ke sběrnici. I2C je dvouvodičový protokol, že? I2C je dvouvodičový protokol, to je jisté. Je určen jako multimaster protokol, který umožňuje komunikaci mezi několika zařízeními, která jsou připojena ke stejné sběrnici. Dvouvodičové uspořádání usnadňuje zapojování a vyžaduje méně spojů, což z I2C činí praktický a cenově výhodný způsob propojování integrovaných obvodů. Mezi zapojení vodičů I2C patří: Aby bylo možné navázat komunikaci pomocí protokolu I2C, musí být zařízení připojena určitým způsobem. Aby byla umožněna identifikace a nedocházelo ke kolizím dat, musí mít každé zařízení na sběrnici odlišnou adresu. Všechna zařízení na sběrnici jsou připojena k linkám SDA a SCL, které umožňují přenos a příjem dat.

Protože linka SDA je obousměrná, mohou data proudit oběma směry. Na každém zařízení připojeném ke sběrnici je vestavěná vstupní/výstupní vyrovnávací paměť pro odesílání a příjem dat. Pro synchronizaci přenosu dat mezi zařízeními je hodinový signál přenášen po jednosměrné lince SCL. Zařízení, které slouží jako master sběrnice, vytváří hodinový signál. Jak dlouhé mohou být vodiče I2C?

Délka vodičů I2C je ovlivněna řadou proměnných, včetně rychlosti sběrnice, kapacity a elektrického šumu. Vodiče I2C mohou být často dlouhé maximálně několik metrů. Je však nezbytné vzít v úvahu konkrétní potřeby použitých zařízení a také jejich toleranci ke zhoršení signálu na větší vzdálenost.

Pro zvýšení dosahu komunikace I2C lze použít několik metod, například použití opakovačů nebo vyrovnávacích pamětí pro zesílení signálů. Kroucený pár vodičů může také snížit elektrické rušení a zvýšit integritu signálu na větší vzdálenosti.

Shrnutí:

Dvouvodičovým komunikačním standardem, který se běžně používá v odvětví elektroniky, je protokol I2C. Pro přenos dat a synchronizaci se používají linky SDA a SCL. I2C je spolehlivou a cenově dostupnou možností propojení integrovaných obvodů díky tomu, jak snadné a přizpůsobivé je dvouvodičové provedení. Přestože jsou vodiče I2C obvykle dlouhé jen několik metrů, lze pro zvýšení komunikačního dosahu použít jiné strategie. Celkově úspěšná implementace a komunikace zařízení závisí na pochopení požadavků na zapojení protokolu I2C.

FAQ
Je I2C plně duplexní nebo poloviční?

Poloduplexní komunikační protokol je protokol I2C (Inter-Integrated Circuit). Při poloduplexní komunikaci mohou být data přenášena oběma směry, ale ne současně. V důsledku toho mohou být data přenášena pouze jedním směrem, ze zařízení master do zařízení slave, nebo druhým směrem, ze zařízení slave do zařízení master.

Je I2C jednovodičová?

I2C však není jednodrátový protokol. V tomto dvouvodičovém systému se používá sériová datová linka (SDA) a sériová hodinová linka (SCL). Tyto dva vodiče se v síti využívají ke komunikaci a výměně dat mezi různými zařízeními. Zatímco linka SCL dodává hodinový signál, který synchronizuje komunikaci zařízení, linka SDA přenáší skutečná přenášená data.

Je 1 vodič stejný jako I2C?

I2C není totéž co 1 vodič, ne. Přestože se v obou případech jedná o komunikační protokoly, jejich konfigurace vodičů se liší.

Jak název napovídá, 1 wire vyžaduje pro komunikaci pouze jeden vodič. Jedná se o proprietární protokol vytvořený společností Dallas Semiconductor, která je nyní známá jako Maxim Integrated. Tento protokol se často používá pro nízkorychlostní komunikaci se zařízeními, jako jsou teplotní čidla.

I2C (Inter-Integrated Circuit) je naproti tomu populární sériový komunikační protokol, který ve svých komunikačních kanálech používá dva vodiče – jeden pro data (SDA) a druhý pro hodiny (SCL). Byl vytvořen společností Philips Semiconductor (nyní NXP Semiconductors) a umožňuje komunikaci mezi různými zařízeními tím, že je lze připojit na stejnou sběrnici.

I2C a 1 wire jsou oba komunikační protokoly, ačkoli každý z nich má jedinečné uspořádání vodičů a případy použití.

Kolik vodičů používá protokol SPI?

Protokol SPI (Serial Peripheral Interface) obecně používá čtyři vodiče. Tyto vodiče používají miniaplikace k synchronizaci a výměně dat. Jedná se o tyto vodiče:

1. MOSI (Master Out Slave In) pro přenos dat z masteru do slave zařízení;

2. MOSI (Master Out Slave In) pro přenos dat z masteru do slave zařízení. MISO (Master In Slave Out) pro přenos dat ze zařízení slave do zařízení master;

3. SCLK (Serial Clock) pro synchronizaci hodinového signálu mezi zařízeními master a slave;

4. SS (Slave Select) pro výběr zařízení slave, se kterým chce zařízení master komunikovat.