Escolher entre I2C e SPI, as duas principais opções de comunicação serial, pode ser um grande desafio e ter um impacto significativo no design de um projeto, especialmente se o protocolo de comunicação errado for usado. Tanto o SPI quanto o I2C trazem suas próprias vantagens e limitações como protocolos de comunicação que os tornam adequados para aplicações específicas.
SPI
SPI, ou Serial to Peripheral Interface, é uma interface de comunicação serial de quatro fios, de baixíssima potência, projetada para que os controladores e periféricos IC se comuniquem entre si. O barramento SPI é um barramento full-duplex, que permite que a comunicação flua de e para o dispositivo mestre simultaneamente a taxas de até 10 Mbps. A operação de alta velocidade da SPI geralmente a limita de ser usada para comunicação entre componentes em PCBs separados devido ao aumento na capacitância que a comunicação de longa distância adiciona às linhas de sinal. A capacitância do PCB também pode limitar o comprimento das linhas de comunicação do SPI.
Embora o SPI seja um protocolo estabelecido, ele não é um padrão oficial que leva a diversas variantes e personalizações de SPI, o que pode levar a problemas de compatibilidade. As implementações da SPI devem sempre ser verificadas entre controladores mestre e periféricos escravos para garantir que a combinação não tenha nenhum problema inesperado de comunicação que possa afetar o desenvolvimento de um produto.
I2C
O I2C é um protocolo de comunicação serial padrão oficial que requer apenas duas linhas de sinal que foram projetadas para comunicação entre chips em um PCB. O I2C foi originalmente projetado para comunicação de 100kbps, mas modos de transmissão de dados mais rápidos foram desenvolvidos ao longo dos anos para atingir velocidades de até 3,4Mbps. O protocolo I2C foi estabelecido como um padrão oficial, o que proporciona boa compatibilidade entre implementações I2C e boa compatibilidade com versões anteriores.
Selecionando entre I2C e SPI
Selecionar entre I2c e SPI, os dois principais protocolos de comunicação serial, requer um bom entendimento das vantagens e limitações do I2C, SPI e sua aplicação. Cada protocolo de comunicação terá vantagens distintas, que tenderão a se distinguir conforme se aplicam ao seu aplicativo. As principais distinções entre I2C e SPI são:
- O I2C requer apenas dois fios, enquanto o SPI requer três ou quatro
- O SPI suporta comunicação full-duplex de maior velocidade enquanto o I2C é mais lento
- I2C consome mais energia que o SPI
- O I2C suporta múltiplos dispositivos no mesmo barramento sem linhas adicionais de sinal de seleção através do endereçamento do dispositivo de comunicação enquanto o SPI requer linhas de sinal adicionais para gerenciar múltiplos dispositivos no mesmo barramento
- O I2C garante que os dados enviados sejam recebidos pelo dispositivo escravo, enquanto o SPI não verifica se os dados foram recebidos corretamente
- I2C pode ser bloqueado por um dispositivo que não libera o barramento de comunicação
- O SPI não pode transmitir o PCB enquanto o I2C pode, embora com velocidades baixas de transmissão de dados
- I2C é mais barato de implementar do que o protocolo de comunicação SPI
- O SPI suporta apenas um dispositivo mestre no barramento enquanto o I2C suporta vários dispositivos mestres
- I2C é menos suscetível ao ruído do que o SPI
- O SPI só pode percorrer distâncias curtas e raramente fora do PCB, enquanto o I2C pode transmitir dados por distâncias muito maiores, embora com taxas de dados baixas
- A falta de um padrão formal resultou em várias variações do protocolo SPI, variações que foram amplamente evitadas com o protocolo I2C
Essas distinções entre SPI e I2C devem facilitar a seleção da melhor opção de comunicação para sua aplicação. Tanto o SPI quanto o I2C são boas opções de comunicação, mas cada um tem algumas vantagens distintas e aplicativos preferidos. No geral, o SPI é melhor para aplicações de alta velocidade e baixa potência, enquanto o I2C é melhor para comunicação com um grande número de periféricos e alteração dinâmica da função de dispositivo mestre entre os periféricos no barramento I2C. Tanto o SPI quanto o I2C são protocolos de comunicação robustos e estáveis para aplicativos incorporados que são adequados para o mundo embarcado.
