Protocolo I2C vs I3C: diferencias y similitudes
El bus I2C
I2C (Circuito Integrado) es un protocolo de comunicación a bordo ideal para distancias cortas y poco ancho de banda. Tiene una arquitectura maestro-esclavo en la que todos los esclavos están conectados al maestro a través de dos líneas: la línea de datos serie (SDA) y la línea de reloj serie (SCL). El I2C se suele utilizar para conectar periféricos de baja velocidad, como sensores a procesadores y microcontroladores en distancias cortas, dentro de un circuito integrado.
El protocolo I2C define cómo se envían los datos. Inicialmente, el maestro emite una condición de inicio seguida de la dirección del dispositivo esclavo con el que se está comunicando. Una vez que el esclavo correspondiente ha identificado su dirección, busca la bandera de lectura/escritura progresiva emitida por el maestro. Esta bandera indica al esclavo si puede recibir o enviar datos. Una vez que el esclavo ha reconocido al maestro, la comunicación continúa.
Una característica de I2C es el sistema de comprobación incorporado: cada byte de datos es reconocido por el receptor con ACK o NAK para indicar al transmisor si los datos se han recibido o no. Una vez que el maestro ha terminado de comunicarse con el esclavo direccionado, emite una condición de parada para señalar el final de la transmisión. Tras la condición de parada, puede comenzar la comunicación con otras unidades esclavas.
El bus I3C
(Circuito Inter Integrado Mejorado) también se conoce como MIPI I3C y como SenseWire. I3C es el nuevo estándar industrial para buses de datos serie multipunto. El I3C se lanzó en 2016 como fruto de la colaboración entre empresas electrónicas e informáticas con la Alianza para la Interfaz de Procesadores de la Industria Móvil (Alianza MIPI). I3C añade un número significativo de funciones de interfaz del sistema, manteniendo la compatibilidad ascendente con los dispositivos esclavos I²C existentes, mientras que los dispositivos I3C nativos admiten velocidades de datos más altas similares a SPI (Interfaz Periférica Serie). Con I3C, uno o varios dispositivos maestros pueden conectarse a uno o varios esclavos a través del bus. Prodigy Technovations es uno de los primeros fabricantes en ofrecer un analizador de protocolos I3C para este fin.
Analizadores de protocolo I2C vs I3C: diferencias y similitudes
I3C es la evolución de I²C. I3C se concibió originalmente como interfaz única para todos los sensores conectados digitalmente que se utilizan en una aplicación móvil. Sin embargo, el bus también es adecuado para todas las aplicaciones integradas de velocidad media y alta que utilizan sensores, controladores de potencia, actuadores, MCU y FPGA. El I3C se basa en las funciones y ventajas del I2C y las mejora, al tiempo que mantiene la compatibilidad con versiones anteriores. La interfaz es útil para muchas aplicaciones, ya que proporciona una transferencia de datos de alta velocidad a niveles de potencia muy bajos, a la vez que permite la multidifusión entre el procesador anfitrión y los periféricos, algo muy deseable para cualquier sistema embebido.
I2C vs I3C: ¿Dónde están las diferencias?
- Diseño que ahorra energía y espacio para dispositivos móviles (smartphones y dispositivos IoT).
- Interfaz de dos pines que es un superconjunto de la norma I2C. Los dispositivos esclavos I2C más antiguos pueden conectarse al nuevo bus.
- Interrupciones en banda a través del bus serie, en lugar de requerir pines separados.
- Velocidad de transmisión de datos estándar (SDR) de hasta 12,5 Mbit/s cuando se utilizan niveles de E/S CMOS
- Los modos de Alta Velocidad de Datos (HDR) permiten un rendimiento comparable al de SPI, pero requieren sólo una fracción de la potencia del modo rápido I2C.
- Un conjunto estandarizado de códigos de instrucciones comunes
- Soporte para colas de comandos
- Detección y recuperación de errores (comprobación de paridad en modo SDR y CRC de 5 bits para modos HDR)
- Asignación dinámica de direcciones (DAA) para los esclavos I3C, pero sigue admitiendo direcciones estáticas para los dispositivos I2C heredados
- Hot-join (algunos dispositivos del bus pueden encenderse y apagarse durante el funcionamiento)
- Funcionamiento multimaestro con traspaso claramente definido
- Se pueden admitir cuatro clases de dispositivos diferentes en un bus I3C en modo estándar (SDR)
Analizadores de protocolos para I2C e I3C
Existen varios analizadores de protocolos en el mercado. Algunos son específicos de un protocolo, mientras que otros analizadores admiten varios protocolos.
Hay pocas diferencias funcionales entre la mayoría de los analizadores I2C y SPI. Pueden tener diferencias de implementación, como los tipos de cabecera, el número de patillas o las tolerancias de tensión/corriente; estas diferencias proceden de los diseños de los fabricantes.
La mayoría de los analizadores proporcionan un software GUI para leer la comunicación capturada en el bus. Los analizadores de protocolos suelen descodificar las señales de control y los datos del protocolo, a diferencia de un analizador lógico estándar, que sólo muestra las señales y los diagramas de temporización.
No todo el software es igual. La capacidad de ver datos en tiempo real, iniciar y detener capturas, guardar y compartir capturas, y buscar y filtrar capturas no siempre está disponible en todos los programas de analizadores de protocolos. Para una mayor flexibilidad y uso, algunos analizadores de protocolos están equipados con una API de software que permite al usuario crear una herramienta personalizada para sus necesidades específicas.
Compatibilidad de analizadores de protocolos y programadores entre I2C e I3C
Una de las empresas especializadas en analizadores de protocolos más conocidas es Total Phase. Las series Beagle y Promira son especialmente adecuadas para depurar los buses I2C, SPI y USB. Todos los productos tienen implementada una memoria interna que puede almacenar y mostrar el tráfico del bus en tiempo real. Con el software gratuito Data Center, se puede analizar y evaluar el flujo de datos,
Sin embargo, para depurar el I3C, necesitas un analizador de protocolos I3C, debido a sus mayores velocidades. Uno de los pocos analizadores I3C disponibles en el mercado ha sido desarrollado por Prodigy Technovation. El PGY-I3C-EX-ED puede configurarse como maestro o esclavo, generar tráfico I3C con inyección de errores y descodificar los paquetes del protocolo I3C.
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Resumen
Al comprar un analizador o programador de protocolos , ten en cuenta su compatibilidad con el sistema operativo, las opciones USB y el precio. Investiga para conseguir exactamente lo que necesitas y saber lo que estás comprando. Si tienes en cuenta todas las opciones disponibles, no sólo ahorrarás dinero, sino que también maximizarás el rendimiento de tu trabajo: ¡tú, tu equipo y tus proyectos podréis sacarle el máximo partido!