I2C vs SPI

　　我們來對(duì)比一下I2C 和 SPI的一些關(guān)鍵點(diǎn)：

　　第一，總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)/信號(hào)路由/硬件資源耗費(fèi)

　　I2C 只需兩根信號(hào)線，而標(biāo)準(zhǔn)SPI至少四根信號(hào)，如果有多個(gè)從設(shè)備，信號(hào)需要更多。一些SPI變種雖然只使用三根線——SCLK， SS和雙向的MISO/MOSI，但SS線還是要和從設(shè)備一對(duì)一根。另外，如果SPI要實(shí)現(xiàn)多主設(shè)備結(jié)構(gòu)，總線系統(tǒng)需額外的邏輯和線路。用I2C 構(gòu)建系統(tǒng)總線唯一的問題是有限的7位地址空間，但這個(gè)問題新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)解決——使用10位地址。從第一點(diǎn)上看，I2C是明顯的大贏家。

　　第二，數(shù)據(jù)吞吐/傳輸速度

　　如果應(yīng)用中必須使用高速數(shù)據(jù)傳輸，那么SPI是必然的選擇。因?yàn)镾PI是全雙工，I2C 的不是。SPI沒有定義速度限制，一般的實(shí)現(xiàn)通常能達(dá)到甚至超過10 Mbps。I2C 最高的速度也就快速+模式（1 Mbps）和高速模式（3.4 Mbps），后面的模式還需要額外的I/O緩沖區(qū)，還并不是總是容易實(shí)現(xiàn)的。

　　第三，優(yōu)雅性

　　I2C 常被稱更優(yōu)雅于SPI。公正的說，我們更傾向于認(rèn)為兩者同等優(yōu)雅和健壯。I2C的優(yōu)雅在于它的特色——用很輕盈的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多主設(shè)備仲裁和設(shè)備路由。但是對(duì)使用的工程師來講，理解總線結(jié)構(gòu)更費(fèi)勁，而且總線的性能不高。

　　SPI的優(yōu)點(diǎn)在于它的結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)闹庇^簡單，容易實(shí)現(xiàn)，并且有很好擴(kuò)展性。SPI的簡單性不足稱其優(yōu)雅，因?yàn)橐肧PI搭建一個(gè)有用的通信平臺(tái)，還需要在SPI之上構(gòu)建特定的通信協(xié)議軟件。也就是說要想獲得SPI特有而I2C沒有的特性——高速性能，工程師們需要付出更多的勞動(dòng)。另外，這種自定的工作是完全自由的，這也說明為什么SPI沒有官方標(biāo)準(zhǔn)。I2C和SPI都對(duì)低速設(shè)備通信提供了很好的支持，不過，SPI適合數(shù)據(jù)流應(yīng)用，而I2C更適合“字節(jié)設(shè)備”的多主設(shè)備應(yīng)用。

　　小結(jié)

　　在數(shù)字通信協(xié)議簇中，I2C和SPI常稱為“小”協(xié)議，相對(duì)Ethernet， USB， SATA， PCI-Express等傳輸速度達(dá)數(shù)百上千兆字節(jié)每秒的總線。但是，我們不能忘記的是各種總線的用途是什么。“大”協(xié)議是用于系統(tǒng)外的整個(gè)系統(tǒng)之間通信的，“小”協(xié)議是用于系統(tǒng)內(nèi)各芯片間的通信，沒有跡象表明“大”協(xié)議有必要取代“小”協(xié)議。I2C和SPI的存在和流行體現(xiàn)了“夠用就好”的哲學(xué)。回應(yīng)文首，I2C和SPI如此的流行，它是任何一位嵌入式工程師必備的工具。