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I2C和SPI总线国内外研究现状

时间:2018-04-12 22:55来源:毕业论文
现今,在低端数字通信应用领域,我们随处可见I2C (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips(for I2C)和

现今,在低端数字通信应用领域,我们随处可见I2C (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips(for I2C)和Motorola(for SPI) 出于不同背景和市场需求制定了这两种标准通信协议。
  SPI总线,全称是Serial Peripheral Interface,译为串行外围接口。最开始提出这个构想的是摩托罗拉公司。由于SPI总线在很多方面都有很大的优势,因此在集成电路飞速发展的近几年用途非常广泛。SPI总线多应用于主机与外围设备,如LCD显示模块、FLASH RAM、TTL移位寄存器、E2PROM存储器、A/D转换器、数据输入输出设备、实时时钟等。现在SPI总线在网络控制器、车身控制器、无线局域网络等也有涉足。21058
  前些年电子科技技术尚不发达时,大部分计算机的处理器都不集成SPI总线接口芯片,当想要与集成了SPI总线接口的器件进行信息互通时,电路工程师就只能借助于软件来实现。然而近几年随着计算机的普及与发展,先进的计算机控制器内部都会集成SPI总线接口电路,方便多个器件间实现信息交换 。此举是开拓和发展SPI总线协议的重要举措,不仅很大程度上开拓了SPI总线的运用范围,更是使越来越多的科技领域可以借助其优势得以发展 。SPI总线有、软硬件两种实现方式,两种方法各有特点。硬件实现方式的优点是传输速度快,缺点是缺少灵活度。软件实现方式的优点是简便易行,缺点是速度不如硬件实现方式快。论文网
  20世纪80年代,飞利浦半导体公司(现在改名为恩智普)也研发了一种串行总线,即I2C总线,英文全称是Inter Integrated Circuit。它对外只有两根线,即串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL),并且串行数据线是一个双向口,可以进行数据双向传输,这种设计理念解决了数字控制电路中的难题。最初研发I2C总线是为了视频和音频领域。I2C总线的首个总线规范Version 1.0在1992第一次公诸于世,而且可以在超过百余种不同的集成电路上实现。当时,I2C总线就已经获得专利,并上升为一种国际认可的标准,超过五十家半导体企业对I2C总线协议发出许可。即使如此,第一版的总线协议在工作电压和速度方面仍需要加强,这样才能适用于更多的场合。于是751年后飞利浦半导体公司又推出了新的版本Version 2.0,这个版本对I2C总线的诸多方面的功能和性能都加以拓展和改善。科技的发展需要与时俱进,I2C总线的功能也需要进一步加强,因此在2001年第三个版本的I2C总线协议应运而生,并且2.1版本具有向下的兼容性。I2C总线协议有一个极大优势,就是使用此总线标准的control bus能够不受ESD(静电释放干扰)和EMI(电磁干扰)。 随着I2C总线协议不断完善与发展,飞利浦半导体公司也在不断推出多种与I2C总线兼容的外围器件,如今器件的种类已达一百五十余种,既涵盖TTL器件也包括CMOS器件。现如今,I2C总线几乎被世界上全部大型的IC生产厂家广泛使用,这其中包括XICOR、AD、思科微电子、英飞凌科技、英特尔、美信、爱特梅尔、德州仪器等等,有超过五十家生产厂商已经获得飞利浦公司的授权。
  I2C总线的应用领域也从一开始的视频音频领域向通讯电子产品、服务器管理、工业电子产品以及消费电子产品等领域扩展,甚至在无线传感、航空航天等领域也有新的进展,并且几乎全部的ARM处理器和单片机中都有它的接口模块。
对于这两种串行总线,都可以利用其串行扩展技术对处理器进行端口的扩展。这两种总线都有一根串行时钟线,在数据线上两者有所不同。SPI总线接口有两根数据线,一根用于数据的输入,另一根用于数据的输出;I2C总线对外只有一根数据线,但在接口芯片内部这根数据线被分成SDA_in和SDA_out两根线,它是通过一个三态门或者MOS管的栅漏两端来实现的。SPI总线采用硬件寻址方式,通过主从设备间的片选信号线实现通信对象的选择,这种方式有一个弊端,就是随着外设数量的增多,片选信号线的根数也要增加;而I2C总线没有片选信号线,它是采用软件寻址,因I2C总线使用七位地址格式,所以I2C总线的寻址空间可达27-1,即127个单元。综上所述,在对系统进行外设扩展方面,只有两根线的I2C总线具有很大优势 I2C和SPI总线国内外研究现状:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_13090.html
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