目前很多產品的集成度比較高，也包括非常多的主控芯片，而芯片之間傳遞數據不同的方式會有不同特點，速度、穩定性、數據吞吐量等等。

1

MCU之間通信的主要方式

1、采用硬件UART進行異步串行通信 這是一種占用口線少，有效、可靠的通信方式；但遺憾的是許多小型單片機沒有硬件UART，有些也只有1個UART，如果系統還要與上位機通信的話，硬件資源是不夠的。這種方法一般用于單片機有硬件UART且不需與外界進行串行通信或采用雙UART單片機的場合。

2、采用片內SPI接口或I2C總線模塊串行通信形式

SPI/I2C接口具有硬件簡單、軟件編程容易等特點，但目前大多數低端的單片機不具備硬件SPI/I2C外設。

3、可以利用軟件模擬SPI/I2C模式通信

這種方式很難模擬從機模式，通信雙方對每一位要做出響應，通信速率與軟件資源的開銷會形成一個很大的矛盾，處理不好會導致系統整體性能急劇下降。這種方法只能用于通信量極少的場合。

4、口對口并行通信

利用單片機的口線直接相連，加上1～2條握手信號線。這種方式的特點是通信速度快，1次可以傳輸4位或8位，甚至更多，但需要占用大量的口線，而且數據傳遞是準同步的。在一個單片機向另一個單片機傳送1個字節以后，必須等到另一個單片機的接收響應信號后才能傳送下一個數據。一般用于一些硬件口線比較富裕的場合。

5、利用雙口RAM作為緩沖器通信

這種方式的最大特點就是通信速度快，兩邊都可以直接用讀寫存儲器的指令直接操作；但這種方式需要大量的口線，而且雙口RAM的價格很高，一般只用于一些對速度有特殊要求的場合。

總? 結

從上面幾種方案來看，各種方法對硬件都有很大的要求與限制，特別是難以在功能簡單的單片機上實現，因此尋求一種簡單、有效的，能在各種單片機之間通信的方法具有重要的意義。③、④方案中，雙方單片機要傳遞的每一位或每一個字節做出響應，通信數據量較大時會耗費大量的軟件資源，這在一些實時性要求高的地方是不允許的。

針對這一問題，假設在單片機之間增加1個數據緩沖器，大批數據先寫入緩沖區，然后再讓對方去取，各個單片機對數據緩沖器都是主控模式，這樣必然會大大提高通信效率。

談到數據緩沖，我們馬上會想到并行RAM，但是并行RAM需要占用大量的口線（數據線+地址線+讀寫線+片選線+握手線），一般在16條以上。這是一個讓人望而生畏的數字，而且會大大增加PCB面積并給布線帶來一定的困難，極少有人采用這種方式。

串行接口的RAM在市場上很少見，不但難以買到而且價格很高。移位寄存器也可以做數據緩沖器，但目前容量最大的也只128位，因為是“先進先出”結構，所以不管傳遞數據多少，接收方必須移完整個寄存器，靈活性差而且大容量的移位寄存器也是少見難買的。一種被稱為“鐵電存儲器”芯片的出現，給我們帶來了解決方法。

2

采用鐵電存儲器

利用鐵電存儲器作為數據緩沖器的通信方式，鐵電存儲器是美國Ramtran公司推出的一種非易失性存儲器件，簡稱FRAM。

與普通EEPROM、Flash-ROM相比，它具有不需寫入時間、讀寫次數無限，沒有分布結構可以連續寫放的優點，因此具有RAM與EEPROM的雙得特性，而且價格相對較低。

現在大多數的單片機系統配備串行EEPROM（如24CXX、93CXX等）用來存儲參數。如果用1片FRAM代替原有EEPROM，使它既能存儲參數，又能作串行數據通信的緩沖器。

2個（或多個）單片機與1片FRAM接成多主-從的I2C總線方式，增加幾條握手線，即可得到簡單高效的通信硬件電路。

在軟件方面，只要解決好I2C多主-從的控制沖突與通信協議問題，即可實現簡單、高效、可靠的通信了。

編輯：黃飛

?