1980. gados izstrādāts Philips, bet I2C ir kļuvis par vienu no visizplatītākajiem sērijas sakaru protokoliem elektronikā. I2C nodrošina komunikāciju starp elektroniskajām sastāvdaļām vai IC IC, neatkarīgi no tā, vai komponenti atrodas tajā pašā PCB vai savienoti ar kabeļa palīdzību. I2C galvenā iezīme ir iespēja, ka vienam sakaru tīklam ir tikai divi vadi, un tas nodrošina I2C ideālu lietojumprogrammām, kas prasa vienkāršību un zemākas izmaksas par ātrumu.
Pārskats par I2C protokolu
I2C ir sērijas sakaru protokols, kas prasa tikai divas signālu līnijas, kas bija paredzētas komunikācijai starp mikroshēmām uz PCB. Sākotnēji I2C bija paredzēts 100 kb / s komunikācijai, bet gadu gaitā tika izstrādāti ātrāki datu pārraides režīmi, lai sasniegtu ātrumu līdz 3,4 Mb / s. I2C protokols ir izveidots kā oficiāls standarts, kas nodrošina labu savietojamību starp I2C ieviešanām un labu atpakaļatbilstību.
I2C signāli
I2C protokols izmanto tikai divas divvirzienu signālu līnijas, lai sazinātos ar visām I2C autobusu ierīcēm. Abi izmantotie signāli ir šādi:
- Sērijas datu līnija (SDL)
- Sērijas datu pulkstenis (SDC)
Iemesls, ka I2C var izmantot tikai divus signālus saziņai ar vairākām perifēriskajām ierīcēm, ir tas, kā notiek komunikācija pa autobusu. Katra I2C komunikācija sākas ar 7 bitu (vai 10 bitu) adresi, kas izsauc perifērās adreses adresi, bet pārējā komunikācija ir domāta komunikācijas saņemšanai. Tas ļauj vairākām ierīcēm I2C autobusā spēlēt galvenās ierīces lomu, kad sistēmas prasības tiek diktētas. Lai novērstu sakaru sadursmes, I2C protokols ietver šķīrējtiesas un sadursmju atklāšanas iespējas, kas ļauj netraucēti sazināties pa autobusu.
Priekšrocības un ierobežojumi
Kā komunikācijas protokols, I2C piedāvā daudz priekšrocību, kas ir laba izvēle daudzām iegultām dizaina lietojumprogrammām. I2C dod šādas priekšrocības:
- I2C prasa tikai divas signālu līnijas
- Elastīgi datu pārraides ātrumi
- Katra autobusa ierīce ir neatkarīgi adresēta
- Ierīcēm ir vienkāršas Master / Slave attiecības
- I2C spēj apstrādāt vairākus galvenos sakarus, nodrošinot arbitrāžas un sakaru sadursmju atklāšanu
- Ilgāka distances saziņa nekā SPI
Ar visām šīm priekšrocībām I2C ir arī daži ierobežojumi, kas, iespējams, ir jāplāno. Svarīgākie I2C ierobežojumi ir šādi:
- Tā kā ierīces adresēšanai ir pieejami tikai 7 biti (vai 10 biti), tajā pašā autobusā esošās ierīces var koplietot vienu un to pašu adresi. Dažas ierīces spēj konfigurēt pēdējos adreses bitus, taču tas joprojām uzliek ierīcēm ierobežojumus vienā un tajā pašā autobusā.
- Ir pieejami tikai daži ierobežoti sakaru ātrumi, un daudzas ierīces neatbalsta pārraides ātrumu. Nepieciešams daļēji atbalstīt katru ātrumu autobusā, lai novērstu lēnāku ierīču daļējas pārraides sagūstīšanu, kas izraisītu darbības traucējumus.
- Kopējā I2C autobusu raksturs var izraisīt, ka visa autobusa pietura, kad viena autobusu pietura darbojas. Riteņbraukšana ar varu uz autobusu var tikt izmantota, lai restartētu autobusu un atjaunotu pareizu darbību.
- Tā kā ierīces var iestatīt komunikācijas ātrumu, lēnākas darbības ierīces var aizkavēt ātrāku ātruma ierīču darbību.
- I2C piesaista vairāk enerģijas nekā citi sērijveida sakaru autobusi, jo komunikāciju līniju atvēršanas drenāžas topoloģija.
- I2C kopnes ierobežojumi parasti ierobežo ierīču skaitu autobusā līdz apmēram divpadsmit ierīcēm.
Pieteikumi
I2C autobuss ir lieliska iespēja lietojumprogrammām, kurām nepieciešama zemu izmaksu un vienkārša ieviešana, nevis liels ātrums. Piemēram, I2C sakaru protokola parastais pielietojums ir lasīšanas noteiktas atmiņas IC, piekļuves DAC un ADC, lasīšanas sensoru , lietotāju virzītu darbību pārraide un kontrole, aparatūras sensoru lasīšana un saziņa ar vairākiem mikrokontrolleriem.