Les modules SPI, SOC et UART sont d'une grande importance dans l'Internet des objets (IoT). Ce sont des composants technologiques clés qui permettent la communication et la connectivité entre les appareils. Le module SPI fournit une communication série à courte portée fiable et à grande vitesse, adaptée à l'interfaçage des capteurs, de la mémoire et d'autres périphériques. Le module SOC intègre le système complet dans une seule puce, permettant aux appareils IoT d'offrir des performances élevées, une miniaturisation et une faible consommation d'énergie. Le module UART est utilisé pour la communication peer-to-peer, permettant aux appareils de transmettre des données directement.
Préface
Les
modules SPI, SOC et UART offrent flexibilité, interconnectivité et
évolutivité aux appareils IoT, accélérant ainsi le processus de
développement et de déploiement des appareils IoT.
Aperçu de l'article :
Module SPI/SOC/UART et module de port série sans fil
1. Modules de port série sans fil communs
2. Différence entre le module SPI/SOC/UART et le module de port série sans fil
Quelle interface est généralement utilisée par le module SPI/SOC/UART
SPI :
le protocole de communication SPI est une technologie d'interface série
synchrone proposée par Motorola. Il s'agit d'un bus de communication
synchrone à haut débit, en duplex intégral. Il n'occupe que quatre
broches dans la puce pour le contrôle et la transmission de données. Il
est largement utilisé dans l'EEPROM. , Flash, RTC (horloge en temps
réel), ADC (convertisseur numérique-analogique), DSP (processeur de
signal numérique) et décodeur de signal numérique, c'est l'un des
protocoles de communication les plus utilisés et les plus importants. En
tant que protocole de communication série synchrone, SPI est utilisé
pour la transmission de données entre des appareils à courte distance.
Il effectue une communication en duplex intégral entre un périphérique
maître (généralement un microcontrôleur ou un microprocesseur) et un
périphérique esclave (tel qu'un capteur, une puce mémoire, etc.). Le
protocole de communication SPI implique quatre lignes de signal : Serial
Clock (SCK), Master Send Data (MOSI), Master Receive Data (MISO) et
Slave Select (SS). Le module SPI est une interface matérielle pour la
communication série synchrone à courte portée entre les appareils. Il
est couramment utilisé pour la communication entre des microcontrôleurs
ou des microprocesseurs et des périphériques tels que des capteurs, des
puces mémoire, etc. Le module SPI est principalement utilisé pour la
communication et la transmission de données au sein de l'appareil.
L'avantage du protocole de communication SPI est qu'il prend en charge la communication en duplex intégral, la méthode de communication est relativement simple et le taux de transmission de données relatif est relativement rapide ; l'inconvénient est qu'il n'y a pas de contrôle de flux spécifié et qu'il n'y a pas de mécanisme de réponse pour confirmer si les données sont reçues.
SOC : SOC n'est pas un protocole de communication spécifique, mais fait référence au System-on-a-Chip (System-on-a-Chip). Un SOC est un circuit intégré qui intègre les différents composants et fonctions d'un système complet sur une seule puce, y compris un microcontrôleur ou un cœur de microprocesseur, une mémoire, des interfaces d'E/S, des périphériques, etc. Le SOC peut communiquer avec des périphériques externes à l'aide de divers protocoles de communication, tels que SPI, I2C, UART, etc., selon la conception et la prise en charge de la puce. Un module SOC est un circuit intégré qui intègre divers composants et fonctions d'un système complet sur une seule puce. Il comprend généralement un microcontrôleur ou un cœur de microprocesseur, une mémoire, des interfaces d'E/S, des périphériques, etc. Les modules SOC permettent une intégration au niveau du système pour la construction de systèmes électroniques complexes et de dispositifs embarqués.
Le
SOC (System-on-a-Chip) est une méthode de conception et de fabrication
de circuits intégrés, qui présente les caractéristiques suivantes :
1.
Haut niveau d'intégration : SOC intègre divers composants et fonctions
d'un système complet sur une seule puce. Il comprend plusieurs modules
fonctionnels tels que le cœur du processeur, la mémoire, l'interface
d'E/S, les périphériques et la gestion de l'horloge, ce qui réduit
considérablement l'espace physique et le nombre de composants du
système.
2. Miniaturisation et faible consommation d'énergie :
L'intégration élevée du SOC permet à l'ensemble du système d'être conçu
de manière plus compacte sur une seule puce, réduisant ainsi le nombre
et la taille des composants sur le circuit imprimé. La conception du SOC
peut également optimiser la consommation d'énergie, en intégrant et en
optimisant la gestion de l'alimentation de chaque module fonctionnel
pour obtenir un fonctionnement à faible consommation d'énergie.
3.
Haute performance : SOC intègre un cœur de processeur puissant et des
fonctions périphériques riches, permettant au système d'avoir des
capacités de calcul et de traitement élevées. La conception du SOC peut
être optimisée pour des scénarios d'application spécifiques afin
d'obtenir des performances et une efficacité supérieures.
4.
Flexibilité et évolutivité : la conception du SOC présente généralement
une certaine flexibilité et configurabilité, de sorte qu'il peut
s'adapter aux différentes exigences de l'application. Les modules
périphériques peuvent être configurés et personnalisés en fonction des
besoins spécifiques pour répondre aux exigences fonctionnelles des
différentes applications.
5. Réduisez le coût du système : la
conception de haute intégration et de miniaturisation du SOC réduit le
coût du système. En intégrant plusieurs modules fonctionnels sur une
seule puce, il peut réduire les coûts de matériel et d'assemblage et
simplifier la conception et la maintenance de l'ensemble du système.
6.
Accélérez le délai de mise sur le marché : L'utilisation du SOC peut
accélérer le développement de produits et le délai de mise sur le
marché. Il fournit une solution intégrée qui réduit la complexité de la
conception et de l'intégration du système, tout en fournissant une
plate-forme matérielle fiable, permettant aux développeurs de se
concentrer davantage sur le développement de logiciels et l'optimisation
du système.
En conclusion, le SOC présente les
caractéristiques d'intégration élevée, de miniaturisation, de faible
consommation d'énergie, de hautes performances, de flexibilité,
d'évolutivité, de rentabilité et de délai de mise sur le marché rapide,
ce qui le rend largement utilisé dans les systèmes embarqués et les
appareils électroniques.
Connaître l'UART
UART : UART est
un protocole de communication série asynchrone utilisé pour la
communication point à point entre des appareils sur de courtes
distances. L'UART transmet les données en série, en utilisant des bits
de démarrage, des bits de données, des bits de parité facultatifs et des
bits d'arrêt pour formater les données. Il est couramment utilisé pour
la communication entre les microcontrôleurs et entre les
microcontrôleurs et les ordinateurs ou d'autres périphériques série. Le
module UART est une interface matérielle pour la communication série
asynchrone entre les appareils. Il est souvent utilisé pour la
communication à courte distance entre les microcontrôleurs, ainsi que
pour la communication entre les microcontrôleurs et les ordinateurs. Les
modules UART sont généralement utilisés pour la communication point à
point entre les appareils.
UART (Universal Asynchronous
Receiver-Transmitter) est une interface de communication série avec les
caractéristiques suivantes :
1. Communication asynchrone : UART
utilise une communication série asynchrone pour la transmission de
données. Il n'a pas besoin d'être synchronisé avec l'horloge entre les
périphériques, mais utilise des bits de démarrage, des bits de données,
des bits de parité optionnels et des bits d'arrêt pour formater les
données. La communication asynchrone rend l'UART plus flexible pour
communiquer entre des appareils avec des fréquences d'horloge et des
formats de données différents.
2. Simple et facile à mettre en
œuvre : L'interface UART est relativement simple et facile à mettre en
œuvre. Il ne nécessite qu'une petite quantité de ressources matérielles
et de logique de contrôle, ce qui le rend adapté aux systèmes embarqués
et aux applications à faible coût.
3. Communication point à point
: UART est généralement utilisé pour la communication point à point,
c'est-à-dire la communication directe entre un expéditeur et un
destinataire. Cela rend les UART utiles pour l'interfaçage entre deux
appareils ou microcontrôleurs pour une communication directe.
4.
Polyvalence : UART est une interface de communication série à usage
général, largement utilisée dans divers appareils et systèmes. Il peut
être utilisé pour interfacer divers périphériques externes tels que des
microcontrôleurs, des capteurs, des écrans, des modems, des récepteurs
GPS, etc.
5. Faible consommation d'énergie : l'interface UART
fonctionne généralement avec une faible consommation d'énergie, ce qui
convient aux équipements portables et aux systèmes alimentés par
batterie. Puisqu'il n'a pas besoin de maintenir une horloge synchrone,
il peut entrer en mode basse consommation lorsqu'il n'est pas actif.
6.
Limitation de la distance de communication : l'interface UART a une
certaine limitation de la distance de communication, qui convient
généralement à la communication à courte distance. La distance de
communication dépend de facteurs tels que le débit de communication, le
niveau de tension et la qualité du câble.
7. Taux de transmission
de données flexible : UART prend en charge plusieurs taux de
transmission de données, qui peuvent être configurés en fonction des
exigences de communication et de la prise en charge matérielle. Les
débits de transmission courants incluent 9600 bps, 115200 bps, etc.,
mais peuvent être définis en fonction de besoins spécifiques.
UART
présente les caractéristiques de la communication asynchrone, simple et
facile à mettre en œuvre, de la communication point à point, de
l'universalité, de la faible consommation d'énergie, de la distance de
communication limitée et du débit de transmission de données flexible.
Il est largement utilisé dans de nombreuses applications et convient
particulièrement aux communications directes simples entre les appareils
et aux applications à faible consommation d'énergie.
Module SPI/SOC/UART et module de port série sans fil
Les
modules SPI, SOC et UART conviennent à la communication filaire point à
point et la distance de communication est courte, tandis que le module
de port série sans fil utilise la communication sans fil, la distance de
communication est plus longue et plus flexible. scénarios de
communication sans fil plusieurs à plusieurs.
Les modules de port série sans fil courants incluent :
Module
de port série Wi-Fi : utilisez la technologie Wi-Fi pour réaliser une
communication sans fil entre les périphériques de port série, qui est
souvent utilisée dans des scénarios d'application tels que les
périphériques Internet des objets, les maisons intelligentes et
l'automatisation industrielle.
Module de port série Bluetooth :
il utilise le protocole de communication Bluetooth pour réaliser une
transmission sans fil entre des périphériques série et est souvent
utilisé dans des applications telles que la transmission de données sans
fil et la communication série entre des périphériques Bluetooth.
Module
de port série Zigbee : un module de port série basé sur le protocole de
communication sans fil Zigbee, couramment utilisé dans l'Internet des
objets, la maison intelligente, le réseau de capteurs et d'autres
domaines, avec les caractéristiques de faible consommation d'énergie, de
communication à courte distance et de réseau ad hoc .
Module de
port série LoRa : un module de port série utilisant la technologie LoRa
(Low Power Wide Area Network), qui présente les avantages de la
communication longue distance, de la faible consommation d'énergie et de
l'anti-interférence. Il est souvent utilisé dans des applications
telles que l'Internet des Choses, surveillance à distance et
surveillance de l'environnement agricole.
Le module de port série
sans fil fournit une solution de communication sans fil, permettant aux
périphériques série de transmettre des données et de communiquer sans
fil, élargissant les méthodes de connexion et les scénarios
d'application entre les périphériques.
La différence entre le module SPI/SOC/UART et le module de port série sans fil est la suivante :
Méthode
de communication : les modules SPI, SOC et UART transmettent des
données via des connexions filaires, tandis que les modules de port
série sans fil utilisent des technologies de communication sans fil
(telles que Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, etc.) pour la transmission de
données.
Distance de communication : les modules SPI, SOC et UART
conviennent généralement à la communication à courte distance et leur
distance de communication est limitée par la longueur de la ligne de
connexion physique. Le module de port série sans fil transmet via des
signaux sans fil et la distance de communication est généralement plus
longue, en fonction de la portée et de la puissance de transmission de
la technologie sans fil.
Flexibilité : les modules SPI, SOC et
UART sont souvent utilisés pour la communication point à point ou pour
connecter un petit nombre d'appareils. Le module de port série sans fil
offre une plus grande flexibilité, peut réaliser une communication sans
fil plusieurs à plusieurs et prend en charge les connexions entre
plusieurs appareils.
Installation et déploiement : les modules
SPI, SOC et UART nécessitent des connexions de câbles physiques, qui
nécessitent un câblage et des connexions, qui sont relativement
encombrants. Le module de port série sans fil transmet des signaux sans
fil sans connexion physique, ce qui rend l'installation et le
déploiement plus pratiques.
Scénarios d'application : les modules
SPI, SOC et UART sont généralement utilisés pour connecter des systèmes
embarqués, des capteurs, de la mémoire et d'autres périphériques. Les
modules de port série sans fil sont largement utilisés dans les
scénarios qui nécessitent une communication sans fil, tels que
l'Internet des objets, la maison intelligente et l'automatisation
industrielle.
Quelle interface est généralement utilisée par le module SPI/SOC/UART
Les modules SPI, SOC et UART utilisent généralement les interfaces suivantes pour la connexion et la communication :
Interface
SPI : Le module SPI communique à l'aide d'une interface SPI dédiée.
L'interface SPI comprend plusieurs lignes de signal, telles que la ligne
d'horloge (SCK), la ligne d'entrée esclave de sortie maître (MOSI), la
ligne d'entrée maître de sortie esclave (MISO) et la ligne de sélection
de puce (SS/CS), etc. Ces lignes de signal sont connectées par matériel
aux dispositifs SPI correspondants.
Interface SOC : le module SOC
est une puce de circuit intégré, qui utilise généralement un ensemble
d'interfaces et de bus standard pour se connecter à d'autres appareils.
Ces interfaces peuvent inclure des interfaces communes, telles que I2C
(Inter-Integrated Circuit), SPI, UART, etc., et peuvent également
inclure des interfaces dédiées, telles que Ethernet (Ethernet), USB
(Universal Serial Bus), etc.
Interface UART : Le module UART
communique à l'aide de l'interface UART. L'interface UART se compose
généralement d'une paire de lignes de données (TX et RX) pour la
transmission de données série bidirectionnelle. Ils sont généralement
configurés avec des caractéristiques électriques et des débits en bauds
standard pour assurer une bonne communication entre les appareils.
Ces
interfaces sont des interfaces de communication série standard pour la
transmission de données et la communication entre appareils. Différents
appareils peuvent utiliser différentes interfaces, selon les exigences
fonctionnelles et la conception matérielle de l'appareil. Ils sont
largement utilisés dans les appareils IoT, les systèmes embarqués, les
appareils de communication, etc.