导串行接口的选择及其优缺点

导串行接口的选择及其优缺点

同步接口与异步接口

OSI七层模型

通常，同步接口在内部支持数据链路层（第2层）和物理层（第1层），而大部分异步接口在内部支持数据链路层在外部支持物理层。有时，异步接口也在内部支持这两层。对于某些应用，相同的数据链路层结合不同的物理层驱动程序来创建不同的接口标准。在单片机中，通常通过某些硬件支持在软件中实现第3至第7层。

从并行接口发展到串行接口

由于串行闪存程序存储器和串行SRAM器件只可通过SPI总线提供，所以选择此总线可获得最高效的系统设计。当某些元件只能通过某个特定总线连接时，这些元件决定了总线的选择，除非单线器件可提供更好的解决方案。

同步接口

• SPI

总线选择所采用的标准：

1.元件只能通过一种总线提供

a. SPI和I2C或同步串行端口（Synchronous Serial Port，SSP）

b.串行控制接口（SCI）

c. USART

d.具有软件驱动的GPI/O

e.其他网络总线

3.需要较快的总线速度

4.小尺寸的较低引脚数总线

5.推挽输出或漏极开路输出

6.系统总成本

7.提供的功能集

SPI总线支持的典型速度范围为5MHz至20MHz，但对于高速串行闪存程序存储器，还可支持高达75MHz的速度。Microwire总线在工作原理和连线数量上与SPI总线相似，但是总线规范将其通信速度限制为3MHz。

I2C总线具有时钟线和数据线，其可软件寻址且具有400kHz的典型工作速度，连接多个器件时速度可为1MHz。由于单片机I/O端口有限，故端口较少成为了该总线的最大优势。

图1a 3引脚UNI/O总线连接图1b 2引脚UNI/O总线连接

通常，SPI和Microwire总线使用4个I/O端口，而I2C总线使用2个I/O端口。小型化系统的下一步发展就是寻求更小的、使用单个I/O进行通信的总线。由于这种情况只能在将时钟嵌入到数据流中时实现，所以这些接口必须是异步接口。

异步接口

表1：各种串行接口汇总

结论

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