Una Interfaz Periférica Serial (SPI) se utiliza para comunicaciones de corta distancia, particularmente en sistemas integrados. Un protocolo de comunicación serial más común es I2C, que facilita la comunicación entre componentes electrónicos, ya sea que los componentes estén en la misma PCB o conectados con un cable.
Seleccionar entre I2C y SPI, los dos principales protocolos de comunicación en serie, requiere una sólida comprensión de las ventajas y limitaciones de I2C, SPI y la aplicación. Cada protocolo de comunicación tiene distintas ventajas que tienden a distinguirse cuando se aplican a su aplicación.
- Mejor para aplicaciones de alta velocidad y baja potencia.
- No es un estándar oficial, generalmente menos compatible.
- Mejor para la comunicación con varios periféricos y el cambio de la función del dispositivo principal.
- La estandarización garantiza una mejor compatibilidad.
SPI es mejor para aplicaciones de baja potencia y alta velocidad. I2C es más adecuado para la comunicación con una gran cantidad de periféricos. Tanto SPI como I2C son protocolos de comunicación robustos y estables para aplicaciones integradas que se adaptan bien al mundo integrado.
Pros y contras de SPI
- Admite comunicación full-duplex de mayor velocidad.
- Potencia muy baja.
- Distancias de transferencia cortas, no se puede comunicar entre componentes en PCB independientes.
- Varias variantes y personalizaciones pueden crear problemas de compatibilidad.
- Requiere líneas de señal adicionales para administrar varios dispositivos en el mismo bus.
- No verifica que los datos se reciban correctamente.
- Más susceptible al ruido.
Serial to Peripheral Interface es una interfaz de comunicación serial de cuatro hilos de muy baja potencia. Está diseñado para que los controladores IC y los periféricos puedan comunicarse entre sí. El bus SPI es un bus full-duplex, que permite que la comunicación fluya hacia y desde el dispositivo principal simultáneamente a velocidades de hasta 10 Mbps. La operación de alta velocidad de SPI generalmente limita su uso para comunicarse entre componentes en PCB separados debido al aumento en la capacitancia que la comunicación a larga distancia agrega a las líneas de señal. La capacitancia de PCB también puede limitar la longitud de las líneas de comunicación SPI.
Si bien SPI es un protocolo establecido, no es un estándar oficial. SPI ofrece varias variantes y personalizaciones que generan problemas de compatibilidad. Las implementaciones de SPI siempre deben verificarse entre los controladores primarios y los periféricos secundarios para garantizar que la combinación no tenga problemas de comunicación inesperados que afecten el desarrollo de un producto.
Pros y contras de I2C
- Admite varios dispositivos en el mismo bus sin seleccionar líneas de señal adicionales mediante el direccionamiento de dispositivos en comunicación.
- El estándar oficial proporciona compatibilidad entre implementaciones I2C y compatibilidad con versiones anteriores.
- Asegura que los datos enviados sean recibidos por el dispositivo secundario.
- Puede transmitir desde la PCB, pero a velocidades de transmisión bajas.
- Más barato de implementar que el protocolo de comunicación SPI.
- Menos susceptible al ruido que SPI.
- Transmite datos a grandes distancias.
- Velocidades de transferencia y tasas de datos más lentas.
- Puede ser bloqueado por un dispositivo que no libera el bus de comunicación.
- Consume más energía que SPI.
I2C es un protocolo de comunicación en serie estándar oficial que solo requiere dos líneas de señal diseñadas para la comunicación entre chips en una PCB. I2C se diseñó originalmente para comunicaciones de 100 kbps. Aún así, se han desarrollado modos de transmisión de datos más rápidos a lo largo de los años para alcanzar velocidades de hasta 3,4 Mbps. El protocolo I2C se ha establecido como un estándar oficial, lo que proporciona una buena compatibilidad entre las implementaciones de I2C y una buena compatibilidad con versiones anteriores.
Además de la lista anterior de pros y contras, I2C requiere solo dos cables. SPI requiere tres o cuatro. Además, SPI solo admite un dispositivo principal en el bus, mientras que I2C admite varios dispositivos principales.
Selección entre I2C y SPI
En general, SPI es mejor para aplicaciones de alta velocidad y baja potencia, mientras que I2C es más adecuado para la comunicación con una gran cantidad de periféricos, así como en situaciones que implican cambios dinámicos de la función del dispositivo principal entre los periféricos en I2C autobús.
