多種工業(yè)應(yīng)用串行總線特性及比較(spi_uart_iic_can)

1、FInternalUseOnly多種工業(yè)應(yīng)用串行總線特性及比較多種工業(yè)應(yīng)用串行總線特性及比較由于在消費類電子產(chǎn)品、計算機外設(shè)、汽車和工業(yè)應(yīng)用中增加了嵌入式功能，對低成本、高速和高可靠通信介質(zhì)的要求也不斷增長以滿足這些應(yīng)用，其結(jié)果是越來越多的處理器和控制器用不同類型的總線集成在一起，實現(xiàn)與PC軟件、開發(fā)系統(tǒng)(如仿真器)或網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備進行通信。目前流行的通信一般采用串行或并行模式，而串行模式應(yīng)用更廣泛。微處理器中常用的集成串行總線是通用

2、異步接收器傳輸總線、串行通信接口、同步外設(shè)接口(SPI)、內(nèi)部集成電路(I2C)和通用串行總線，以及車用串行總線，包括控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)和本地互連網(wǎng)(LIN)。這些總線在速度、物理接口要求和通信方法學(xué)上都有所不同。本文將對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的串行總線、驅(qū)動器和物理接口這些要求提供一個總體介紹，為選擇最優(yōu)總線提供指導(dǎo)并給出一個比較圖表(表1)。為了說明方便起見，本文的闡述是基于微處理器的設(shè)計。串行與并行相比串行與并行相比串行相比于并行的主

3、要優(yōu)點是要求的線數(shù)較少。例如，用在汽車工業(yè)中的LIN串行總線只需要一根線來與從屬器件進行通信，Dallas公司的1Wire總線只使用一根線來輸送信號和電源。較少的線意味著所需要的控制器引腳較少。集成在一個微控制器中的并行總線一般需要8條或更多的線，線數(shù)的多少取決于設(shè)計中地址和數(shù)據(jù)的寬度，所以集成一個并行總線的芯片至少需要8個引腳來與外部器件接口，這增加了芯片的總體尺寸。相反地，使用串行總線可以將同樣的芯片集成在一個較小的封裝中。另外，在

4、PCB板設(shè)計中并行總線需要更多的線來與其它外設(shè)接口，使PCB板面積更大、更復(fù)雜，從而增加了硬件成本。此外，工程師還可以很容易地將一個新器件加到一個串行網(wǎng)絡(luò)中去，而且不會影響網(wǎng)絡(luò)中的其它器件。例如，可以很容易地去掉總線上舊器件并用新的來替代。FInternalUseOnly12、數(shù)據(jù)方向和通信速度數(shù)據(jù)傳輸可以首先從最低有效位(LSB)開始。然而，有些UART允許靈活選擇先發(fā)送最低有效位或最高有效位(MSB)。微控制器中的UART傳送數(shù)據(jù)的

5、速度范圍為每秒幾百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信的速度可以高達1.1152Mbps。UART波特率還受發(fā)送和接收線對距離(線長度)的影響。目前，市場上有只支持異步通信和同時支持異步與同步通信的兩種硬件可用于UART。前者就是UART名字本身的含義，在摩托羅拉微控制器中被稱為串行通信接口(SCI)；Microchip微控制器中的通用同步異步收發(fā)器(USART)和在富士通微控制器中的UART是后者