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システム開発において、データを送受信するためのインターフェースは非常に重要です。中でも、I2CとSPIは頻繁に用いられる通信方式であり、それぞれに特徴があります。本記事では、これらのインターフェースの違いを分かりやすく解説し、どのような場面でどちらを使用すべきかを理解するためのガイドラインを提供します。

I2C (Inter-Integrated Circuit)

I2Cは、複数のデバイス間でデータを送受信するためのシリアル通信方式です。2本の配線を使用するため、配線がシンプルで、複数のデバイスを効率的に接続するのに適しています。I2Cは、アドレス指定に基づき、データ転送を行います。マスター（主）とスレーブ（従）という概念があり、マスターがスレーブにデータを送信します。

I2Cの主な特徴：

• 配線数： 2本の配線（SDA: Serial Data、SCL: Serial Clock）で接続
• アドレス指定： 各デバイスに固有のアドレスを割り当てることで、通信相手を特定
• 多デバイス接続： 複数のデバイスを一つのバスに接続可能
• 速度： SPIに比べて一般的に低速

SPI (Serial Peripheral Interface)

SPIは、複数のデバイス間でデータを送受信するためのシリアル通信方式です。4本の配線を使用するため、I2Cに比べて配線が複雑になりますが、高速なデータ転送が可能です。SPIは、マスターとスレーブの概念を持ちますが、I2Cとは異なり、複数のマスターが同時に通信を行うことができません。

SPIの主な特徴：

• 配線数： 4本の配線（MOSI: Master Out Slave In、MISO: Master In Slave Out、SCK: Serial Clock、CS: Chip Select）で接続
• 非同期通信： マスターとスレーブが同期を合わせる必要がなく、非同期で通信
• 高速通信： I2Cに比べて高速なデータ転送が可能
• 単一デバイス接続： 通常、マスターとスレーブの組み合わせで単一のデバイスに接続

使い分け

I2CとSPIの使い分けは、以下のような基準で行うことが一般的です。

• デバイス数： 複数のデバイスを接続する場合は、I2Cの方が適しています。
• 通信速度： 高速なデータ転送が必要な場合は、SPIの方が適しています。
• 距離： I2Cは、長距離の配線にも対応できますが、SPIは配線長に影響を受けやすいため、短距離での使用に適しています。
• コスト： どちらも比較的安価ですが、使用するチップセットによっては、I2Cの方が省電力になる場合があります。

最終的には、プロジェクトの要件、使用するチップセット、そして開発者の経験に基づいて、最適なインターフェースを選択することが重要です。