介绍
若您使用的控制器需通过总线与多个设备通信,您很可能对I2C并不陌生。(若不熟悉也无妨——可点击此处查阅我们的专题文章!)随着工业与消费技术的进步,依赖旧协议的模块面临淘汰风险,迫使设计者要么采用功能有限的新硬件,要么坚守可靠但陈旧受限的旧协议。I3C(改进型内部集成电路)的诞生正是为了解决这一困境。
什么是 I3C ?
在深入探讨I3C如何升级I2C及其优势前,需明确I3C并未带来前所未有的技术突破。毕竟以太网协议早已实现远距离高速信号传输。CAN总线在抗干扰要求高的强健系统中仍是可靠选择。I3C并非要全盘取代所有协议,而是以更便捷、可靠、可扩展的方式继承I2C的职责。
应用场景何在?
I3C在已采用I2C的领域最具优势,因此手机与可穿戴设备市场更为常见。此外得益于简易性与向后兼容性,其在物联网(IoT)领域的应用正持续扩大。但有人会质疑:既然I2C已能满足需求,为何还要升级?自称改进不足为凭,让我们具体看看I3C优于前代的特质。
优势特性
如前所述,I3C具有向后兼容性,因此I2C的大部分优势(除价格外)在I3C中得以保留。I3C独有的动态寻址功能是I2C所不具备的。I2C中目标设备(外设)的地址是静态的,需手动设置。I3C采用动态寻址,允许控制器自动为外设分配地址。虽然简化流程颇具吸引力,但真正价值在于动态寻址带来的热接入功能。
I3C支持热接入,允许设备在系统运行时动态加入总线。与此配套的是主控权移交功能——允许其他控制器接管部分外设或职责。这为I2C本身无法实现的复杂性与灵活性开启了大门。
相较于SPI,人们偏爱I2C的原因之一是其所需导线更少。I3C更进一步,所有通信仅通过两条导线即可完成。通过带内中断技术,不再需要为每个设备单独配置中断信号线。这不仅能让系统节省空间(这对可穿戴设备和物联网应用尤为宝贵),还体现了I3C的另一优势——功耗效率的提升。
最后,尽管I3C还有更多优势,但值得一提的是它在速度上相较I2C的提升。有趣的是,正是速度差异让控制器能区分I3C与I2C外设,通过独立对接设备实现向后兼容。高速模式下的I2C最高支持3.4Mbps传输速率,而I3C协议可达12.5Mbps。
结论
这就引出一个问题:既然I3C在多数方面都优于I2C,还有必要继续使用I2C吗?当然有。鉴于I2C设备的普及性和标准化程度,以及I3C尚属新兴技术,I2C仍将长期存在。除了设备可用性(通常也意味着成本优势),许多应用转向I3C实属大材小用。若应用无需考虑功耗限制、有充足空间且无需更高数据速率,则无需弃用I2C转投I3C。但若关注可扩展性和未来部署,I3C仍是绝佳选择。