Uma Interface Periférica Serial (SPI) é usada para comunicação de curta distância, particularmente em sistemas embarcados. Um protocolo de comunicação serial mais comum é o I2C, que facilita a comunicação entre componentes eletrônicos, estejam os componentes no mesmo PCB ou conectados por um cabo. A seleção entre I2C e SPI, os dois principais protocolos de comunicação serial, requer um conhecimento sólido das vantagens e limitações de I2C, SPI e da aplicação. Cada protocolo de comunicação tem vantagens distintas que tendem a se diferenciar conforme se aplicam à sua aplicação.
- Melhor para aplicações de alta velocidade e baixo consumo de energia.
- Não é um padrão oficial – geralmente menos compatível.
I2C
- Melhor para comunicação com vários periféricos e alteração da função do dispositivo principal.
- A padronização garante melhor compatibilidade.
O SPI é melhor para aplicações de alta velocidade e baixo consumo de energia. I2C é mais adequado para comunicação com um grande número de periféricos. Tanto o SPI quanto o I2C são protocolos de comunicação robustos e estáveis para aplicativos incorporados que são adequados para o mundo incorporado.
Prós e contras do SPI
Vantagens
- Suporta comunicação full-duplex de alta velocidade.
- Potência muito baixa.
Desvantagens
- Curtas distâncias de transferência, não é possível se comunicar entre componentes em PCBs separados.
- Diversas variantes e personalizações podem criar problemas de compatibilidade.
- Requer linhas de sinal adicionais para gerenciar vários dispositivos no mesmo barramento.
- Não verifica se os dados foram recebidos corretamente.
- Mais suscetível a ruído.
Interface serial para periférica é uma interface de comunicação serial de quatro fios de baixíssima potência. Ele é projetado para que os controladores IC e periféricos possam se comunicar uns com os outros. O barramento SPI é um barramento full-duplex, que permite que a comunicação flua de e para o dispositivo principal simultaneamente a taxas de até 10 Mbps. A operação de alta velocidade do SPI geralmente limita seu uso 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 SPI. Embora o SPI seja um protocolo estabelecido, não é um padrão oficial. O SPI oferece diversas variantes e personalizações que levam a problemas de compatibilidade. As implementações de SPI devem sempre ser verificadas entre os controladores primários e os periféricos secundários para garantir que a combinação não tenha problemas de comunicação inesperados que afetem o desenvolvimento de um produto.
Prós e Contras I2C
Vantagens
- Suporta vários dispositivos no mesmo barramento sem linhas de sinal selecionadas adicionais por meio de endereçamento de dispositivo em comunicação.
- O padrão oficial fornece compatibilidade entre as implementações I2C e compatibilidade com versões anteriores.
- Garante que os dados enviados sejam recebidos pelo dispositivo secundário.
- Pode transmitir pelo PCB, mas em baixas velocidades de transmissão.
- Mais barato de implementar do que o protocolo de comunicação SPI.
- Menos suscetível a ruído do que o SPI.
- Transmita dados a distâncias maiores.
Desvantagens
- Velocidades de transferência e taxas de dados mais lentas.
- Pode ser bloqueado por um dispositivo que não consegue liberar o barramento de comunicação.
- Desenha mais energia do que o SPI.
I2C é um protocolo oficial de comunicação serial padrão que requer apenas duas linhas de sinal projetadas para comunicação entre chips em um PCB. I2C foi originalmente projetado para comunicação de 100 kbps. Ainda assim, modos de transmissão de dados mais rápidos foram desenvolvidos ao longo dos anos para atingir velocidades de até 3,4 Mbps. O protocolo I2C foi estabelecido como um padrão oficial, fornecendo boa compatibilidade entre as implementações I2C e boa compatibilidade com versões anteriores. Além da lista de prós e contras acima, o I2C requer apenas dois fios. O SPI requer três ou quatro. Além disso, o SPI suporta apenas um dispositivo primário no barramento, enquanto I2C oferece suporte a vários dispositivos primários.
Selecionando entre I2C e SPI
No geral, o SPI é melhor para aplicações de alta velocidade e baixa potência, enquanto I2C é mais adequado para comunicação com um grande número de periféricos, bem como em situações que envolvem mudança dinâmica da função do dispositivo primário entre periféricos no barramento I2C.
