Επισκόπηση του I2C

Αναπτύχθηκε από τη Philips στη δεκαετία του '80, το I2C έχει γίνει ένα από τα πιο κοινά πρωτόκολλα σειριακής επικοινωνίας στην ηλεκτρονική. Το I2C επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ή IC σε IC, ανεξάρτητα από το αν τα εξαρτήματα βρίσκονται στο ίδιο PCB ή συνδέονται μέσω καλωδίου. Το βασικό χαρακτηριστικό του I2C είναι η ικανότητα να διαθέτει ένα τεράστιο αριθμό εξαρτημάτων σε έναν ενιαίο δίαυλο επικοινωνίας με μόνο δύο σύρματα που καθιστά το I2C τέλειο για εφαρμογές που απαιτούν απλότητα και χαμηλό κόστος πάνω από την ταχύτητα.

Επισκόπηση του πρωτοκόλλου I2C

Το I2C είναι ένα σειριακό πρωτόκολλο επικοινωνίας που απαιτεί μόνο δύο γραμμές σήματος που σχεδιάστηκαν για την επικοινωνία μεταξύ τσιπ σε ένα PCB. Το I2C σχεδιάστηκε αρχικά για επικοινωνία 100kbps, αλλά οι ταχύτεροι τρόποι μετάδοσης δεδομένων έχουν αναπτυχθεί με την πάροδο των ετών για να επιτύχουν ταχύτητες μέχρι 3,4Mbit. Το πρωτόκολλο I2C έχει καθιερωθεί ως επίσημο πρότυπο, το οποίο παρέχει καλή συμβατότητα μεταξύ των υλοποιήσεων του I2C και καλή συμβατότητα προς τα πίσω.

Σήματα I2C

Το πρωτόκολλο I2C χρησιμοποιεί μόνο δύο αμφίδρομες γραμμές σήματος για επικοινωνία με όλες τις συσκευές του δίαυλου I2C. Τα δύο σήματα που χρησιμοποιούνται είναι:

Ο λόγος για τον οποίο το I2C μπορεί να χρησιμοποιεί μόνο δύο σήματα για την επικοινωνία με έναν αριθμό περιφερειακών είναι στο πώς χειρίζεται η επικοινωνία κατά μήκος του διαύλου. Κάθε επικοινωνία I2C αρχίζει με μια διεύθυνση 7-bit (ή 10-bit) που καλεί τη διεύθυνση του περιφερειακού, ενώ η υπόλοιπη επικοινωνία προορίζεται για τη λήψη της επικοινωνίας. Αυτό επιτρέπει σε πολλαπλές συσκευές στο δίαυλο I2C να παίξουν το ρόλο της κύριας συσκευής όπως τις υπαγορεύουν οι ανάγκες του συστήματος. Για να αποφευχθούν οι συγκρούσεις επικοινωνίας, το πρωτόκολλο I2C περιλαμβάνει δυνατότητες διαιτησίας και ανίχνευσης σύγκρουσης που επιτρέπουν την ομαλή επικοινωνία κατά μήκος του δίαυλου.

Πλεονεκτήματα και περιορισμοί

Ως πρωτόκολλο επικοινωνίας, το I2C έχει πολλά πλεονεκτήματα που κάνει είναι μια καλή επιλογή για πολλές ενσωματωμένες εφαρμογές σχεδιασμού. Το I2C φέρνει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

Με όλα αυτά τα πλεονεκτήματα, το I2C έχει επίσης μερικούς περιορισμούς που ίσως χρειαστεί να σχεδιαστούν γύρω. Οι σημαντικότεροι περιορισμοί του I2C περιλαμβάνουν:

Εφαρμογές

Ο δίαυλος I2C είναι μια εξαιρετική επιλογή για εφαρμογές που απαιτούν χαμηλό κόστος και απλή εφαρμογή αντί για υψηλή ταχύτητα. Για παράδειγμα, η ανάγνωση ορισμένων ICs μνήμης, η πρόσβαση σε DAC και ADC, η ανάγνωση αισθητήρων , η μετάδοση και ο έλεγχος των ενεργειών που κατευθύνονται από το χρήστη, η ανάγνωση αισθητήρων υλικού και η επικοινωνία με πολλαπλούς μικροελεγκτές είναι κοινές χρήσεις του πρωτοκόλλου επικοινωνίας I2C.