【车载开发系列】UART，IIC与SPI通信方式的区别

【车载开发系列】UART，IIC与SPI通信方式的区别

一. 基本概念

1）I2C (Inter IC bus)

它是Philips公司开发的两线式串行总线。I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。

2）SPI

SPI是 (Serial Peripheral Interface：串行外设接口)，它是Motorola公司开发的全双工同步串行总线。
SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。

3）UART

Universal Asynchronous Receiver Transmitter的全称，它是通用异步收发器。 该总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。

二. 横向对比

对比维度	UART通信	IIC通信	SPI通信
工作模式	半全双工	半双工	全双工
传输速率	由波特率决定，常见的有115200，9600	标准模式（100kbps）快速模式（400kbps）高速模式（3.4Mbps）	约50Mbps
通信方式	异步通信	同步通信	同步通信
是否有时钟线	无	有	有
设备数量	一对一通信	多主机多从机通信	一主多从通信
接线区别	Tx与Rx	SDA与SCL	SCLK，CS，MOSI，MISO

三.其他通信方式

1）RS485

增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。
最高传输速率10Mbps，抗干扰能力强，可以传距离1.5km。
RS485最大无线传输距离为1200米。最大传输速率为10Mbps(1250KB/s)，在100Kb/S(12.5KB/s)的传输速率下，才可以达到最大的通信距离。

2）CAN

距离小于40M:速度有1Mbps，即约128KB/s
距离大于40M小于10KM，速度低于5Kbps

3）USB

USB1.1：
-------低速模式(low speed)：1.5Mbps
-------全速模式(full speed)： 12Mbps
USB2.0：向下兼容。增加了高速模式，最大速率480Mbps。
-------高速模式(high speed)： 25~480Mbps
USB3.0：向下兼容
-------super speed ：理论上最高达4.8Gbps，实际中，也就是high speed 的10倍左右

4）SDIO

SD内存卡接口基础上的接口
10Mbps以上

5）HSMI

HDMI2.0传输速率为18Gbps(2.25GB/s)
HDMI1.3传输速率为10.2Gbps(1.275GB/s)

5）LVDS

标准传输速率为655Mbps,理论上最快传输速率达1.923Gbps