i2c

I²C

Das Wichtigste in Kürze

I²C (gesprochen Englisch als I-Squared-C) ist ein ursprünglich von Philips erfundener Bus. Er ist als klassischer Master-Slave-Bus konzipiert. Hierbei wird eine Datenübertragung immer durch einen Master initiiert. Auch ein Aufbau in einem Multi-Master System ist möglich. Angeschlossen wird I²C über zwei Signalleitungen (Datenleitung und Taktleitung). Die Übertragungsrate des Buses kann je nach Taktrate zwischen 0.1 Mbit/s bis zu 3.4 Mbit/s liegen. Sofern nur eine unidirektionale Verbindung nötig ist, wäre sogar 5.0 Mbit/s möglich. Zu beachten ist dabei: Je höher die Taktrate, desto störungsanfälliger wird das Gesamtsystem. Die niedrige Betriebsspannung von nur 3.3V trägt ebenfalls nicht zur Störresistenz bei.

Verwendungen

I²C wird vor allem zur Kommunikation zwischen Mikrocontrollern eingesetzt. Der Vorteil, dass dabei über nur 2 Leitungen eine ganze Reihe von Mikrocontrollern gesteuert werden kann, ist natürlich sehr interessant für das Platinenlayout. Die Vorteile von I²C liegen vor allem in der Einfachheit. Es gibt sehr wohl neuere Bussysteme mit besseren Übertragungsraten. Kaum ein Bussystem ist jedoch so einfach zu benutzen wie I²C. Sogar ein “Hot-Plugging” also ein ein- und ausstecken der Geräte während dem Betrieb ist mit I²C möglich.

Adressierung

I²C nutzt einen Adressraum von 7 Bit. Das erlaubt bis zu 112 Knoten auf einem Bus. Die restlichen 16 Adressen sind für spezielle Anwendungen reserviert. Normalerweise wird die Adresse eines Geräts direkt vom Hersteller definiert. Sie kann also in den entsprechenden Datenblättern gefunden werden. Zusätzlich gibt es aufgrund der Adressknappheit eine Variante mit 10 Bit Adressraum. So sind bis zu 1136 Knoten möglich und das Protokoll ist kompatibel mit dem kleineren 7 Bit Adressraum.

Übertragungsraten

Modus Max. Übertragungsrate Richtung
Standard Mode 0.1 Mbit/s bidirektional
Fast Mode 0.4 Mbit/s bidirektional
Fast Mode Plus 1.0 Mbit/s bidirektional
High Speed Mode 3.4 Mbit/s bidirektional
Ultra Fast-mode 5.0 Mbit/s unidirektional

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