I2C vs SPI：使い分けガイド

I2CとSPIの違いと使い分けを理解する

電子工作や組み込み開発をしていると、データ通信の規格に接する機会はよくあります。その中でも、I2CとSPIは非常に頻繁に使われるインターフェースです。しかし、どちらが優れているか、あるいはどのような場面でどちらを使うべきか、混乱してしまう方も少なくありません。この記事では、I2CとSPIの違いをわかりやすく解説し、それぞれの特徴を踏まえた上で、使い分けのポイントを解説します。

I2C (Inter-Integrated Circuit) とは

I2C (インター・インテグレイテッド・サーキット) は、複数の半導体デバイス間でデータを送受信するための高速なシリアル通信プロトコルです。 「フルデュプレックス」と呼ばれる仕組みを採用しており、送信と受信を同時に行うことができるため、通信速度が速いのが特徴です。 I2Cは2本の配線で構成され、SDA (Serial Data) と SCL (Serial Clock) という2つの信号線を使用します。

I2Cの主な特徴:

• フルデュプレックス: 送信と受信を同時に行える
• マルチマスター: 複数のデバイスが同じバスを共有できる
• アドレス指定: デバイスごとに固有のアドレスを設定することで、特定のデバイスにデータを送受信できる

SPI (Serial Peripheral Interface) とは

SPI (シリアル・ペリフェラル・インターフェース) もシリアル通信プロトコルですが、I2Cとは異なる仕組みを採用しています。SPIは、マスターデバイスと複数のスレーブデバイス間でデータを送受信します。SPIは、通常、4本の配線を使用します。

SPIの主な特徴:

• 単方向通信: 通常、マスターデバイスからスレーブデバイスへ一方通行の通信
• 高速な通信速度: I2Cに比べて高速な通信が可能な場合が多い
• シンプルな構成: I2Cに比べて回路構成がシンプル

I2CとSPIの使い分け

I2CとSPIの使い分けは、主に以下の点を考慮して行います。

• データ量: 大量のデータを送受信する場合は、I2Cの方が有利です。
• 距離: I2CはSPIに比べて長距離の通信に適しています。
• 周辺機器: センサーやメモリなどの周辺機器との接続が多い場合は、I2Cの方が接続が容易な場合があります。
• シンプルな回路: よりシンプルな回路構成を希望する場合は、SPIが適している場合があります。

例えば、複数のセンサーを接続してデータを収集する場合や、メモリとの通信など、多くのデバイスを接続する場合は、I2Cの方が適しています。一方、高速な通信速度が求められる場合や、シンプルな回路構成を重視する場合は、SPIが適していると言えます。

どちらのインターフェースを選ぶかは、プロジェクトの要件や制約によって異なります。それぞれの特徴を理解し、最適なインターフェースを選択することが、成功する組み込みシステムの開発につながります。