Применение
I²C находит применение в устройствах, предусматривающих простоту разработки и низкую себестоимость изготовления при относительно неплохой скорости работы.
Список возможных применений:
доступ к модулям памяти NVRAM;
доступ к низкоскоростным ЦАП/АЦП;
регулировка контрастности, насыщенности и цветового баланса мониторов;
регулировка звука в динамиках;
управление светодиодами, в том числе в мобильных телефонах;
чтение информации с датчиков мониторинга и диагностики оборудования, например, термостат центрального процессора или скорость вращения вентилятора охлаждения;
чтение информации с часов реального времени (кварцевых генераторов);
управление включением/выключением питания системных компонент;
информационный обмен между микроконтроллерами;
Пример системы с шиной I²C
Схема системы с шиной I²C
На рисунке: (a) Высокоинтегрированный телевизор
Микроконтроллер
ФАПЧ синтезатор
Флеш-память
Мультисистемный декодер сигналов цветности
Стереодекодер звука
Улучшитель сигнала картинки
Hi-Fi аудиопроцессор
Аналоговый видеопроцессор
Декодер телетекста
ИМС сигналов OSD
(b) базовая станция радиотелефона стандарта DECT
Генератор DTMF
Интерфейс телефонной линии
Кодек АДИКМ
Пакетный контроллер
Микроконтроллер
Преимущества
необходим всего один микроконтроллер для управления набором устройств;
используется всего два проводника для подключения многих устройств;
возможна одновременная работа нескольких ведущих (master) устройств, подключенных к одной шине I²C;
стандарт предусматривает «горячее» подключение и отключение устройств в процессе работы системы;
встроенный в микросхемы фильтр подавляет всплески, обеспечивая целостность данных.
Недостатки
ограничение на ёмкость линии — 400 пФ;
несмотря на простоту протокола, программирование контроллера I²C затруднено из-за изобилия возможных нештатных ситуаций на шине. По этой причине большинство систем используют I²C c единственным ведущим (Master) устройством и распространённые драйверы поддерживают только монопольный режим обмена по I²C;
Трудность локализации неисправности, если одно из подключенных устройств ошибочно устанавливает на шине состояние низкого уровня.
Преимущества для конструкторов
поскольку такие микросхемы подключаются непосредственно к шине без каких-либо дополнительных цепей, появляется возможность модификации и модернизации системы прототипа путем подключения и отключения устройств от шины.
блоки на функциональной схеме соответствуют микросхемам, переход от функциональной схемы к принципиальной происходит быстро.
нет нужды разрабатывать шинные интерфейсы, так как шина уже интегрирована в микросхемы.
интегрированные адресация устройств и протокол передачи данных позволяют системе быть полностью программно определяемой.
одни и те же типы микросхем могут быть часто использованы в разных приложениях.
время разработки снижается, так как конструкторы быстро знакомятся с часто используемыми функциональными блоками и соответствующими микросхемами.
микросхемы могут быть добавлены или убраны из системы без оказания влияния на другие микросхемы, подключенные к шине (если их работа независима).
простая диагностика сбоев и отладка; нарушения в работе могут быть немедленно отслежены.
время разработки программного обеспечения может быть снижено за счет использования библиотеки повторно используемых программных модулей.