SPI + I²C Flashcards
Veranschaulichen Sie die Verbindung mehrerer Geräte mit SPI. Wie funktioniert die Übertragung über diese Verbindungen?
SPI = Serial Peripherial Interface
● Synchrone serielle Schnittstelle
● Wird verwendet um Daten zwischen digitalen Bauteilen auszutauschen.
SCLK: Clock
MOSI: Daten werden von Master an Slave gesendet.
MISO: Daten kommen vom Slave zum Master
SS: SlaveSelect – Auswahl des Masters an wen die Daten nun gesendet werden.
Was sind die Vor- und Nachteile zwischen einer UART- und einer SPI-Schnittstelle?
SPI benötigt mehr Leitungen, kann aber dadurch höhere Takt und Datenraten erreichen. Außerdem ist SPI im Gegensatz zu UART synchron (= CLK ist gleich).
[Betont] Wozu dient die Taktpolarität bei SPI?
Clock Polarity (CPOL) gibt an, ob ein Taktzyklus „0“ gefolgt von „1“ (CPOL=0) oder „1“ gefolgt von „0“ (CPOL=1) ist.
[Betont] Was ist eine Daisy Chain im Kontext von SPI?
Master sendet Bits an ersten Slave, dieser sendet diese zum zweiten Slave usw. der letzte Slave sendet es dann wieder zurück zum Master. Sobald das letzte Bit, das vom Master gesendet wurde, wieder im Eingang vom Master landet ist die Daisy-Chain bzw. der SPI-Zyklus beendet.
Wie sieht der Interconnect einer I2C-Schnittstelle aus?
[Grafik]
[Betont] Wie viele Geräte können über I²C verbunden werden?
Da I²C einen 7-Bit Adressraum verwendet, wo 16 Adressen für Sonderzwecke reserviert sind, kann man maximal 128 - 16 = 112 Geräte verbinden. Außerdem sollte man beachten:
● Maximale Leitungslänge (ca. 30cm)
● Maximale Kapazität der Leitungen in Abhängigkeit der Übertragungsgeschwindigkeit und Anzahl der verfügbaren Adressen.
Was ist Clock-Stretching im Kontext von I²C?
Ein I2C-Slave kann nach der Übertragung eines Bytes SCL auf ‘Low’ halten, um dem Master zu signalisieren, dass der Slave noch nicht bereit ist, weitere Daten zu empfangen / senden.
Wie sieht eine typische Datenübertragung auf Frame-Ebene zwischen zwei I²C-Geräten aus? Welches Gerät sendet welche Informationen/Bits?
Der Master sendet ein Start-Event, gefolgt von einer 7-Bit Slave-Adresse und dem Read/notWrite Bit (1= Read), der Slave Acknowledged die Transaktion. Danach folgen
beliebig viele Daten-Bytes, jedes Byte wird vom Empfänger Acknowledged. Mit einem Stop-Event beendet der Master die Kommunikation.
[Betont] Was ist eine „repeated START-condition“ im Kontext von I²C?
Eine repeated Start-Condition bezeichnet das erneute Senden des Start-Events ohne das vorherige Senden eines Stop-Events.
In einem Multi-Master Szenario behält der ursprüngliche Master die Kontrolle über den Bus.
Das heißt, er behält die Kontrolle über das Senden und lässt, bis er ein Stop-Event sendet, keinen anderen Master senden.
Was sind ACK- und NACK-Bits in I2C und wer sendet sie?
Jedes 9. Bit ist ein Acknowledgement, bei einem ACK wird SDA auf ‘Low’ gezogen, bei einem NACK bleibt SDA auf ‘High’.
Die Daten / Adresse wird immer vom Empfänger bestätigt, d.h. eine Adresse wird vom Slave bestätigt, ein Write wird vom Slave bestätigt, ein Read wird vom Master bestätigt.
Was wird über die Leitung SCK übertragen?
SCK ist die Taktleitung eines SPI-Buses.
SCL ist die Taktleitung eines I²C-Buses.
Wozu dient I²S?
I²S (Inter-IC Sound) ist ein Bus-System zum Übertragen von Audiodaten
Es besteht der Takt- (SCK), Daten- (SD) und der Word-Select-Leitung (WS).
Die Word-Select-Leitung (WS) legt den genauen zeitlichen Startrahmen und die Dauer eines seriell übertragenen Datenwortes fest.
[Betont] Was sind START- und STOP-Ereignisse in I²C?
Start-Event: Fallende Flanke auf SDA (Serial Data) während SCL (Serial Clock) ‘High’ ist
Stop-Event: Steigende Flanke auf SDA während SCL ‘High’ ist
[Betont]Welche Leitungen braucht man bei unseren Kommunikationssystemen?
- UART: Rx, Tx
- USART: Rx, Tx, Clk
- SPI: MISO, MOSI, Clk, Slave Select (SS) / - Chip Select (CS)
- I²C: SCL, SDA (Datenleitung)
