模擬iic和硬件iic區(qū)別

模擬iic和硬件iic區(qū)別

I2C是一種相對(duì)于另一種通信協(xié)議SPI（Serial Peripheral Interface）更高層次的通訊協(xié)議，也稱為I2C總線。I2C（Inter-Integrated Circuit）始于1982年由Philips公司開發(fā)的串行總線技術(shù)，主要應(yīng)用于連接集成電路芯片，如處理器，傳感器，數(shù)字轉(zhuǎn)換器等。

I2C協(xié)議可以被模擬和硬件實(shí)現(xiàn)。模擬I2C是用兩條GPIO（General Purpose Input Output）管腳的軟件模擬的，將一個(gè)GPIO設(shè)置為數(shù)據(jù)線SDA，另外一個(gè)設(shè)置為時(shí)鐘線SCL。硬件I2C則是通過一個(gè)I2C控制器實(shí)現(xiàn)的，該控制器被建立在微控制器芯片或單獨(dú)的I2C芯片中，通過集成的硬件內(nèi)部邏輯和電路來控制時(shí)序和數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)I2C總線通信。

I2C協(xié)議傳輸時(shí)分為兩類線，一類為時(shí)鐘線SCL，另一類為數(shù)據(jù)線SDA。時(shí)鐘線由主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，用于同步數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)線用于傳輸真正的數(shù)據(jù)。從I2C線上的數(shù)據(jù)格式可以看出I2C的核心是如何處理設(shè)備之間的“沖突”，比如兩個(gè)設(shè)備同時(shí)要向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)采用不同的速率，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)“沖突”，I2C通過一系列復(fù)雜的算法來解決這種沖突問題。

模擬I2C通信需要使用軟件和硬件上的兩種方法。常見的模擬I2C方法是通過GPIO模擬SCL和SDA信號(hào)，并使用GPIO電平高低來識(shí)別時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線上的1和0。模擬I2C的主要限制是不能在高速模式下運(yùn)行，并且有可能出現(xiàn)線路噪音、誤碼等問題。

硬件I2C通信更加可靠，并且具有更高的性能。硬件控制器內(nèi)置在微控制器芯片或者單獨(dú)的I2C芯片中，在控制器的支持下，可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，避免了SCL和SDA之間的相互影響。此外，在硬件I2C中，處理信號(hào)和協(xié)議的復(fù)雜算法已經(jīng)內(nèi)置在控制器中，不需要用戶自己實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了通信過程，提高了可靠性。

軟件I2C作為一個(gè)模擬方法，還存在另一個(gè)重要的缺點(diǎn)就是不同于硬件I2C，模擬I2C的芯片在同時(shí)進(jìn)行通信時(shí)需要耗費(fèi)大量的CPU資源，對(duì)內(nèi)存和處理器速度的要求更高。反過來，硬件I2C通?？梢栽谌魏?a href="http://ttokpm.com/v/tag/527/" target="_blank">操作系統(tǒng)和平臺(tái)上輕松使用，這種通信協(xié)議不需要使用大量的額外的內(nèi)存或處理器周期。

硬件I2C和模擬I2C都各自具有優(yōu)缺點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)您的具體需求來選擇使用哪種方法。