如何為內(nèi)存芯片選擇最佳協(xié)議？

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在為存儲(chǔ)芯片選擇串行外設(shè)接口（SPI）和內(nèi)部集成電路（I2C）協(xié)議時(shí)，您將處理電子設(shè)計(jì)中類似的繁瑣決策。當(dāng)兩種選擇在成本方面沒(méi)有太大差別時(shí)，您的決定變得更加艱難。跟蹤您的內(nèi)存芯片參數(shù)需求需要了解功能將為您的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的功能。

SPI和I2C基礎(chǔ)

SPI是具有全雙工配置的通信協(xié)議。它使用四個(gè)信號(hào)，片選（CS），時(shí)鐘（SCK），主機(jī)輸出/從機(jī)輸入（MOSI）和主機(jī)輸入/從機(jī)輸出（MISO），用于主機(jī)和從機(jī)之間的通信。單個(gè)主機(jī)到從機(jī)的連接需要一個(gè)CS信號(hào)。這意味著如果多個(gè)從站連接到同一總線，則CS信號(hào)的數(shù)量會(huì)增加。

SPI總線的速度沒(méi)有官方限制。它適用于微控制器以高達(dá)10Mhz的速度驅(qū)動(dòng)SPI總線。有四種SPI模式，其中數(shù)據(jù)鎖存在時(shí)鐘信號(hào)的不同邊沿和極性上。但是，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制使主機(jī)能夠確認(rèn)從機(jī)已成功接收和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

另一方面，I2C總線只需要兩條線，串行數(shù)據(jù)（SDA）和串行時(shí)鐘（SCLK）。它的工作速度要低得多，只有100 kHz，盡管大多數(shù)微控制器可能都不支持更高的速度。連接到I2C總線的從設(shè)備由芯片地址標(biāo)識(shí)，由硬件定義。微控制器的信號(hào)引腳是I2C中最低的。

一個(gè)明確定義的I2C標(biāo)準(zhǔn)不僅包括協(xié)議的速度，還包括主設(shè)備和從設(shè)備之間的命令，初始化，數(shù)據(jù)傳輸和確認(rèn)。 。這可確保所有支持I2C的設(shè)備都遵循單一標(biāo)準(zhǔn)，以便于實(shí)現(xiàn)。

在SPI和I2C之間選擇存儲(chǔ)器芯片時(shí)的重要注意事項(xiàng)

SPI和I2C是串行存儲(chǔ)器芯片的常用協(xié)議，如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM），閃存或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）。確定最適合您設(shè)計(jì)的協(xié)議需要的不僅僅是比較成本。以下是一些可以簡(jiǎn)化決策過(guò)程的重要注意事項(xiàng)：

1。速度

當(dāng)您批量傳輸數(shù)據(jù)或有一個(gè)緊密的窗口來(lái)驗(yàn)證用戶輸入與存儲(chǔ)芯片中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)時(shí)，每一微秒計(jì)數(shù)。如果速度是您最關(guān)心的問(wèn)題，請(qǐng)選擇SPI以獲得10 MHz的數(shù)據(jù)傳輸速率，比I2C的400Khz全速快得多。

如果速度很重要，請(qǐng)選擇SPI。

2。限制引腳

并非所有硬件設(shè)計(jì)人員都喜歡使用超過(guò)100個(gè)引腳的高端微控制器。一些人努力將存儲(chǔ)芯片與28引腳微控制器連接起來(lái)。在這些情況下，I2C是理想的，因?yàn)樗恍枰獛讉€(gè)磁道進(jìn)行通信。

3。 PCB尺寸

如果您不受任何PCB尺寸限制的約束，則SPI或I2C將非常適合您。但是如果你試圖將PCB壓縮到一個(gè)很小的外殼中，那么更少的軌道意味著更小的PCB，而I2C是更明智的選擇。

4。毛刺和錯(cuò)誤恢復(fù)

設(shè)計(jì)人員并不完美，也不是I2C協(xié)議。 I2C總線對(duì)毛刺和鎖定很敏感，因?yàn)榘l(fā)送和接收都發(fā)生在相同的物理磁道上。當(dāng)主設(shè)備未能及時(shí)釋放總線時(shí)，從設(shè)備可能會(huì)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，因?yàn)樗寻l(fā)送主設(shè)備未能接收到的回復(fù)。處理錯(cuò)誤恢復(fù)可能很棘手，因?yàn)槟承┣闆r可能需要在鎖定設(shè)備上重置電源。

5。電源

如果您正在設(shè)計(jì)電池供電或太陽(yáng)能供電設(shè)備，則必須盡量降低功耗。 I2C器件通常比SPI消耗更多功率，如果需要考慮功耗，則應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)選擇SPI。

如果您的PCB要小而且甜，請(qǐng)選擇I2C。編輯信譽(yù)：Robson90/Shutterstock.com

為您的設(shè)計(jì)做出最佳決策

無(wú)論您的最終選擇如何，SPI與I2C相比協(xié)議要求信號(hào)并行路由并且涉及相似的長(zhǎng)度以防止任何信號(hào)故障。您的決定不僅會(huì)影響您的設(shè)計(jì)功能，還會(huì)影響周轉(zhuǎn)時(shí)間和整體效率。

通過(guò)使用PCB設(shè)計(jì)軟件，可以為您提供從原理圖到布局到輸出的輕松移動(dòng)所需的功能和工具，您將能夠輕松地做出這些設(shè)計(jì)選擇。利用Altium的CircuitStudio?，利用多種信號(hào)路由工具和無(wú)限的設(shè)計(jì)內(nèi)容，使過(guò)程更加輕松。

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