1980-аад онд Philips-аас боловсруулсан I2C (I2C гэсэн хувилбар) нь электроникийн хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг цуваа холбооны протоколуудын нэг болсон. I2C нь бүрдэл хэсгүүд нь ижил ПХБ дээр байгаа эсвэл кабелиар холбогдсон эсэхээс үл хамааран электрон эд анги эсвэл нэгдсэн хэлхээний хоорондын холбоог хөнгөвчилдөг.
I2C протокол гэж юу вэ?
I2C нь зөвхөн хоёр дохионы шугам шаарддаг цуваа холбооны протокол юм. Энэ нь хэвлэмэл хэлхээний самбар (ПХБ) дээрх чипүүдийн хооронд харилцах зориулалттай. I2C нь анх 100 Kbps харилцаанд зориулагдсан. Гэсэн хэдий ч, 3 хүртэлх хурдтай болохын тулд олон жилийн туршид илүү хурдан өгөгдөл дамжуулах горимуудыг боловсруулсан.4 Мбит.
I2C-ийн гол онцлог нь зөвхөн хоёр утастай нэг холбооны автобусанд олон бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй байх чадвар нь I2C-ийг энгийн хэрэглээнд төгс болгодог. I2C протоколыг албан ёсны стандарт болгон бий болгосон бөгөөд энэ нь I2C хэрэгжүүлэлтүүдийн дунд хоцрогдсон нийцтэй байх боломжийг олгодог.
I2C дохио
I2C протокол нь холбооны автобусанд байгаа төхөөрөмжүүдтэй холбогдохын тулд хоёр чиглэлтэй дохионы хоёр шугамыг ашигладаг. Ашигласан хоёр дохио нь:
- Цуваа мэдээллийн шугам (SDL)
- Цуваа мэдээллийн цаг (SDC)
I2C нь хэд хэдэн дагалдах төхөөрөмжтэй холбогдохын тулд зөвхөн хоёр дохиог ашиглах боломжтой байдаг шалтгаан нь автобусны дагуух харилцаа холбоог хэрхэн зохицуулдагтай холбоотой юм. I2C холбоо бүр нь захын төхөөрөмжийн хаягийг дууддаг 7 бит (эсвэл 10 бит) хаягаар эхэлдэг.
Энэ нь I2C автобусны олон төхөөрөмжид системийн хэрэгцээ шаардлагаас хамааран үндсэн төхөөрөмжийн үүргийг гүйцэтгэх боломжийг олгодог. Харилцаа холбооны мөргөлдөөнөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд I2C протокол нь арбитрын шүүх болон мөргөлдөөнийг илрүүлэх чадварыг багтаасан бөгөөд энэ нь автобусны дагуу саадгүй харилцах боломжийг олгодог.
I2C-ийн ашиг тус
Харилцааны протоколын хувьд I2C нь дараах давуу талуудтай:
- Уян хатан өгөгдөл дамжуулах хурд.
- SPI-ээс илүү хол зайн харилцаа холбоо.
- Автобусны төхөөрөмж бүрийг бие даан хаяглах боломжтой.
- Төхөөрөмжүүд нь энгийн үндсэн/хоёрдогч харилцаатай.
- Үүнд зөвхөн хоёр дохионы шугам шаардлагатай.
- Энэ нь арбитр болон харилцааны мөргөлдөөнийг илрүүлэх замаар олон үндсэн харилцааг зохицуулах чадвартай.
I2C-н хязгаарлалт
Эдгээр бүх давуу талуудын хамт I2C-д мөн эргэн тойронд төлөвлөх шаардлагатай хэд хэдэн хязгаарлалт байдаг. Хамгийн чухал I2C хязгаарлалтууд нь:
- Төхөөрөмжийн хаяглалтад зөвхөн 7-бит (эсвэл 10-бит) байдаг тул нэг автобусанд байгаа төхөөрөмжүүд ижил хаягийг хуваалцах боломжтой. Зарим төхөөрөмж хаягийн сүүлийн хэдэн битийг тохируулах боломжтой боловч энэ нь нэг автобусанд байгаа төхөөрөмжүүдийн хязгаарлалтыг бий болгодог.
- Хязгаарлагдмал харилцаа холбооны хурдыг ашиглах боломжтой бөгөөд олон төхөөрөмж өндөр хурдтай дамжуулахыг дэмждэггүй. Автобусны хурд тус бүрийг хэсэгчлэн дэмжих шаардлагатай бөгөөд ингэснээр удаашралтай төхөөрөмжүүд хэсэгчилсэн дамжуулалтыг барьж, улмаар үйл ажиллагааны доголдол үүсгэж болзошгүй.
- I2C автобусны нийтлэг шинж чанар нь автобусны нэг төхөөрөмж ажиллахаа больсон үед автобус бүхэлдээ унждаг. Автобусны цахилгааныг дугуйгаар хийснээр хэвийн ажиллагааг сэргээж чадна.
- Төхөөрөмжүүд өөрсдийн харилцааны хурдыг тохируулдаг тул удаан ажилладаг төхөөрөмжүүд нь илүү хурдан төхөөрөмжүүдийн ажиллагааг удаашруулдаг.
- I2C нь холбооны шугамын нээлттэй топологийн улмаас бусад цуваа холбооны автобуснаас илүү их хүч зарцуулдаг.
- I2C автобусны хязгаарлалт нь ихэвчлэн автобусанд байх төхөөрөмжийн тоог арав орчим хүртэл хязгаарладаг.
I2C програмууд
I2C нь өндөр хурд гэхээсээ илүү хямд өртөгтэй, энгийн хэрэгжилт шаарддаг программуудад тохиромжтой сонголт юм. Жишээлбэл, I2C холбооны протоколын нийтлэг хэрэглээ нь:
- Тодорхой санах ойн IC-г уншиж байна.
- DAC болон ADC-д хандаж байна.
- Хэрэглэгчийн чиглэсэн үйлдлүүдийг дамжуулах, хянах.
- Тоног төхөөрөмжийн мэдрэгчийг уншиж байна.
- Олон микро хянагчтай холбогдох.
