對(duì)于需要經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)流傳輸?shù)南到y(tǒng)數(shù)據(jù)，SPI是首選，因?yàn)樗鼡碛休^快的時(shí)鐘速率，速率可從幾兆赫茲到幾十兆赫茲。然而，對(duì)于系統(tǒng)管理活動(dòng)，如讀取溫度傳感器的讀數(shù)和查詢(xún)多個(gè)從器件的狀態(tài)，或者需要多個(gè)主器件共存于同一系統(tǒng)總線上(系統(tǒng)冗余常會(huì)要求這一點(diǎn))，或者面向低功耗應(yīng)用，這時(shí)I2C 或 SMBus將是首選接口。
圖1：數(shù)字溫度傳感器簡(jiǎn)化框圖
下面幾部分將介紹每種串行總線及其優(yōu)缺點(diǎn)。1、SPI
SPI 是一種四線制串行總線接口，為主/從結(jié)構(gòu)，四條導(dǎo)線分別為串行時(shí)鐘(SCLK)、主出從入(MOSI)、主入從出(MISO)和從選(SS)信號(hào)。主器件為時(shí)鐘提供者，可發(fā)起讀從器件或?qū)憦钠骷僮?。這時(shí)主器件將與一個(gè)從器件進(jìn)行對(duì)話。當(dāng)總線上存在多個(gè)從器件時(shí)，要發(fā)起一次傳輸，主器件將把該從器件選擇線拉低，然后分別通過(guò) MOSI 和 MISO 線啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送或接收。
SPI 時(shí)鐘速度很快，范圍可從幾兆赫茲到幾十兆赫茲，且沒(méi)有系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。SPI 在系統(tǒng)管理方面的缺點(diǎn)是缺乏流控機(jī)制，無(wú)論主器件還是從器件均不對(duì)消息進(jìn)行確認(rèn)，主器件無(wú)法知道從器件是否繁忙。因此，必須設(shè)計(jì)聰明的軟件機(jī)制來(lái)處理確認(rèn)問(wèn)題。同時(shí)，SPI 也沒(méi)有多主器件協(xié)議，必須采用很復(fù)雜的軟件和外部邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)多主器件架構(gòu)。每個(gè)從器件需要一個(gè)單獨(dú)的從選擇信號(hào)?？傂盘?hào)數(shù)最終為 n+3 個(gè)，其中 n 是總線上從器件的數(shù)量。因此，導(dǎo)線的數(shù)量將隨增加的從器件的數(shù)量按比例增長(zhǎng)。同樣，在 SPI 總線上添加新的從器件也不方便。對(duì)于額外添加的每個(gè)從器件，都需要一條新的從器件選擇線或解碼邏輯。圖 2 顯示了典型的 SPI 讀/寫(xiě)周期。在地址或命令字節(jié)后面跟有一個(gè)讀/寫(xiě)位。數(shù)據(jù)通過(guò) MOSI 信號(hào)寫(xiě)入從器件，通過(guò) MISO 信號(hào)自從器件中讀出。圖 3顯示了 I2C總線/SMBus以及SPI的系統(tǒng)框圖。
圖2：SPI 典型讀/寫(xiě)周期
圖3：(a)I2C總線/SMBus系統(tǒng)接口;(b)SPI 系統(tǒng)接口
