Philipsi poolt 1980. aastatel välja töötatud I2C (alternatiiv I2C) on muutunud üheks elektroonikas enimkasutatavaks jadakommunikatsiooni protokolliks. I2C hõlbustab elektrooniliste komponentide või integraallülituste vahelist suhtlust, olenemata sellest, kas komponendid on samal PCB-l või ühendatud kaabliga.
Mis on I2C protokoll?
I2C on jadasideprotokoll, mis nõuab ainult kahte signaaliliini. See oli mõeldud suhtlemiseks trükkplaadil (PCB) olevate kiipide vahel. I2C oli algselt mõeldud 100 Kbps side jaoks. Aastate jooksul on aga välja töötatud kiiremaid andmeedastusrežiime, et saavutada kiirus kuni 3.4 Mbit.
I2C põhiomadus on võime ühendada palju komponente ühel sidesiinil, millel on ainult kaks juhtmestikku, mis teeb I2C-st ideaalseks lihtsate rakenduste jaoks. I2C-protokoll on loodud ametliku standardina, mis võimaldab I2C-rakenduste tagasiühilduvust.
I2C signaalid
I2C-protokoll kasutab sidesiinil olevate seadmetega suhtlemiseks kahte kahesuunalist signaaliliini. Kasutatakse kahte signaali:
- Serial Data Line (SDL)
- Serial Data Clock (SDC)
Põhjus, miks I2C saab mitme välisseadmega suhtlemiseks kasutada ainult kahte signaali, on siini kaudu toimuva side käsitlemine. Iga I2C-suhtlus algab 7-bitise (või 10-bitise) aadressiga, mis kutsub välja välisseadme aadressi.
See võimaldab mitmel I2C siinil oleval seadmel täita põhiseadme rolli, nagu süsteemi vajadused nõuavad. Sidekokkupõrgete vältimiseks sisaldab I2C protokoll arbitraaži ja kokkupõrke tuvastamise võimalusi, mis võimaldavad sujuvat sidet mööda siini.
I2C eelised
Sideprotokollina on I2C-l järgmised eelised:
- Paindlikud andmeedastuskiirused.
- Pikem side kui SPI.
- Iga siini seade on iseseisv alt adresseeritav.
- Seadmetel on lihtne esmane ja teisene suhe.
- Selleks on vaja ainult kahte signaaliliini.
- See on võimeline käsitlema mitut esmast sidet, pakkudes vahekohtumenetlust ja side kokkupõrgete tuvastamist.
I2C piirangud
Kõigi nende eelistega on I2C-l ka mõned piirangud, mida võib olla vaja kavandada. Kõige olulisemad I2C piirangud on järgmised:
- Kuna seadme adresseerimiseks on saadaval ainult 7-bitine (või 10-bitine), võivad samas siinis olevad seadmed jagada sama aadressi. Mõned seadmed saavad konfigureerida aadressi viimaseid bitte, kuid see seab piirangud sama siini seadmete arvule.
- Saadaval on vaid mõned piiratud sidekiirused ja paljud seadmed ei toeta suurematel kiirustel edastamist. Siini iga kiiruse osaline tugi on vajalik, et aeglasemad seadmed ei saaks kinni osalisi ülekandeid, mis võivad põhjustada talitlushäireid.
- I2C siini jagatud olemuse tõttu võib kogu buss rippuda, kui üks seade bussis lakkab töötamast. Siini toite taastamine võib taastada õige töö.
- Kuna seadmed määravad ise oma sidekiiruse, võivad aeglasem alt töötavad seadmed kiiremate seadmete tööd edasi lükata.
- I2C kasutab sideliinide avatud topoloogia tõttu rohkem energiat kui teised jadaside siinid.
- I2C siini piirangud piiravad tavaliselt siinis olevate seadmete arvu umbes kümneni.
I2C rakendused
I2C on suurepärane võimalus rakenduste jaoks, mis nõuavad pigem odavat ja lihtsat rakendamist kui suurt kiirust. Näiteks on I2C sideprotokolli levinud kasutusalad järgmised:
- Teatud mälu IC-de lugemine.
- Juurdepääs DAC-dele ja ADC-dele.
- Kasutaja suunatud toimingute edastamine ja juhtimine.
- Riistvaraandurite lugemine.
- Suhtlemine mitme mikrokontrolleriga.
