Philips kehitteli 1980-luvulla, ja I2C on tullut yhdeksi tavallisimmista elektroniikkakomponenttien sarjaliikenneprotokollista. I2C mahdollistaa elektronisten komponenttien tai IC: n IC: n välisen kommunikaation, ovatko komponentit samassa PCB: ssä vai kytketty kaapelilla. I2C: n keskeinen piirre on kyky saada suuri määrä komponentteja yhdellä tietoliikenneväylällä vain kahdella johtimella, mikä tekee I2C: stä täydellisen sovelluksille, jotka vaativat yksinkertaisuutta ja edullisia nopeutta.
Yleiskatsaus I2C-protokollasta
I2C on sarjaliikenneprotokolla, joka vaatii vain kaksi signaalilinjaa, jotka on suunniteltu kommunikoimaan sirujen välillä PCB: ssä. I2C on alun perin suunniteltu 100kbps: n tiedonsiirtoon, mutta vuosien ajan on kehitetty nopeampia tiedonsiirtotiloja nopeuden saavuttamiseksi jopa 3,4 Mbit. I2C-protokolla on luotu viralliseksi standardiksi, joka takaa hyvän yhteensopivuuden I2C-toteutusten ja hyvän taaksepäin yhteensopivuuden välillä.
I2C-signaalit
I2C-protokolla käyttää vain kahta kaksisuuntaista signaalilinjaa kommunikoimaan kaikkien I2C-väylän laitteiden kanssa. Käytetyt kaksi signaalia ovat:
- Sarjadatayhteys (SDL)
- Sarjatietokello (SDC)
Syy siihen, että I2C voi käyttää vain kahta signaalia tietoliikenteeseen useiden oheislaitteiden kanssa, on se, miten väylää pitkin käsitellään väylää pitkin. Jokainen I2C-tiedonsiirto alkaa 7-bittisellä (tai 10-bittisellä) osoitteen avulla, joka kutsuu ulos oheislaitteen osoitteen. Loput viestinnästä on tarkoitus vastaanottaa viestintä. Tämä sallii I2C-väylän useat laitteet toimimaan päälaitteen roolissa järjestelmän tarpeiden mukaan. Jotta kommunikaatiot törmäävät, I2C-protokolla sisältää välitys- ja törmäystunnistustekniikat, jotka mahdollistavat sujuvan kommunikaation väylällä.
Edut ja rajoitukset
Tiedonsiirtoprotokollana I2C: llä on paljon etuja, jotka tekevät on hyvä valinta monille sulautetuille suunnittelusovelluksille. I2C tuo mukanaan seuraavat edut:
- I2C vaatii vain kaksi signaalilinjaa
- Joustavat tiedonsiirtonopeudet
- Jokainen bussin laite on itsenäisesti osoitettavissa
- Laitteilla on yksinkertainen Master / Slave-suhde
- I2C pystyy käsittelemään useampaa pääviestintää tarjoamalla välitys- ja kommunikaation törmäyksen havaitsemista
- Pidemmän matkan tiedonsiirto kuin SPI
Kaikilla näillä eduilla I2C: llä on myös muutamia rajoituksia, joita on ehkä suunniteltava ympärillä. Tärkeimpiä I2C-rajoituksia ovat:
- Koska vain 7 bittiä (tai 10 bittiä) on käytettävissä laitteen osoittamiseen, samassa bussissa olevat laitteet voivat jakaa saman osoitteen. Jotkin laitteet pystyvät määrittämään osoitteen viimeisimmät bittiä, mutta tämä asettaa kuitenkin laitteiden rajoituksen samalla bussilla.
- Vain muutama rajallinen tiedonsiirtonopeus on käytettävissä ja monet laitteet eivät tue lähetyksen suurempia nopeuksia. Osittainen tuki jokaiselle väylän nopeudelle on välttämätöntä, jotta hitaammat laitteet eivät osuisi osittaisia lähetyksiä, jotka johtavat toiminnallisiin häiriöihin.
- I2C-väylän yhteinen luonne voi johtaa siihen, että koko bussissa on roikkuu, kun yksittäinen laite pysähtyy. Pyöräilyä väylälle voi käynnistää väylän uudelleen ja palauttaa asianmukainen toiminta.
- Koska laitteet voivat asettaa tiedonsiirtonopeutensa, hitaammat käyttölaitteet voivat viivästyttää nopeampien laitteiden toimintaa.
- I2C hyödyntää enemmän tehoa kuin muut sarjaliikennebussit viestintälinjojen avoimen tyhjennys topologian vuoksi.
- I2C-väylän rajoitukset rajoittavat tavallisesti väylän laitteiden määrää noin kymmeneen laitteeseen.
Sovellukset
I2C-väylä on erinomainen vaihtoehto sovelluksille, jotka edellyttävät edullista ja yksinkertaista käyttöönottoa pikemminkin kuin suuria nopeuksia. Esimerkiksi I2C-kommunikaatioprotokollan yleinen käyttö on lukuisten muistikorttien lukeminen, DAC: ien ja ADC: ien käyttäminen, antureiden lukeminen , käyttäjän ohjaamien toimintojen lähettäminen ja ohjaaminen, laitteiden lukemisen lukeminen ja useiden mikrokontrollerien lukeminen.