組み込みシステムは、通信プロトコルに依存して、コンポーネント間でデータを転送します。これらのプロトコルの有効化は、システム安定性とパフォーマンスに不可欠です。この記事では、UART、SPI、I2Cプロトコルの重要な設計原則について議論し、信頼性を高めています。

設計全般の原則

信頼性の高い通信プロトコルは、エラー検出機構、適切な同期、および堅牢なハードウェア設計を組み込む必要があります。 これらの原則は、送信中にデータ損失と破損を防ぐことができます。

UARTプロトコル

UART(ユニバーサル非同期レシーバ/トランジター)は、シンプルなシリアル通信プロトコルです。その信頼性を向上させるため:

  • ビットを実装して、データパケットをフレーム化します。
  • 基本的なエラー検出のためにパーティービットを使用します。
  • デバイス間で適切なバウドレート同期を確保します。
  • 必要に応じてRTS/CTSなどのハードウェアフロー制御信号を使用します。

SPIプロトコル

SPI(シリアル周辺インターフェース)は、高速通信を実現します。信頼性を高めるため:

  • 各デバイスに専用のチップ選択ラインを使用します。
  • 適切なクロック極性および位相の設定を実装します。
  • 必要に応じて、より高いレイヤープロトコルでチェックするエラーを含める。
  • 適切なPCBレイアウトとシールドで信号の完全性を確保します。

I2Cプロトコル

I2C(集積回路)はマルチスレーブ、マルチマスタープロトコルです。信頼性を向上させるために:

  • 各デバイスに固有のアドレスを使用して、競合を防ぐことができます。
  • バスハングを避けるために慎重にストレッチクロックを実行します。
  • アクセシビリティビットを利用して、データレシートを確認します。
  • バスキャパシタンス限界を信号の質を維持するために加えて下さい。