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(fèi)類電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)外設(shè)、汽車和工業(yè)應(yīng)用中增加了嵌入式功能，對(duì)低成本、高速和高可靠通信介質(zhì)的要求也不斷增長(zhǎng)以滿足這些應(yīng)用，其結(jié)果是越來(lái)越多的處理器和控制器用不同類型的總線集成在一起，實(shí)現(xiàn)與PC軟件、開(kāi)發(fā)系統(tǒng)(如仿真器)或網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備進(jìn)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(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的串行總線、驅(qū)動(dòng)器和物理接口這些要求提供一個(gè)總體介紹，為選擇最優(yōu)總線提供指導(dǎo)并給出一個(gè)比較圖表(表1)。為了說(shuō)明方便起見(jiàn)，本文的闡述是基于微處理器的設(shè)計(jì)。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(diǎn)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(lái)與從屬器件進(jìn)行通信，Dallas公司的1Wire總線只使用一根線來(lái)輸送信號(hào)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(gè)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(jì)中地址和數(shù)據(jù)的寬度，所以集成一個(gè)并行總線的芯片至少需要8個(gè)引腳來(lái)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(gè)較小的封裝中。另外，在

4、PCB板設(shè)計(jì)中并行總線需要更多的線來(lái)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(gè)新器件加到一個(gè)串行網(wǎng)絡(luò)中去，而且不會(huì)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(lái)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(kāi)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(dá)1.1152Mbps。UART波特率還受發(fā)送和接收線對(duì)距離(線長(zhǎng)度)的影響。目前，市場(chǎng)上有只支持異步通信和同時(shí)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