Home >Dynamique de l'industrie>Dynamique de l'industrie
Découvrez les modules SPI, SOC et UART

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.

spi soc uart.jpg


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 :


Découvrez SPI

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.

Apprenez à connaître le SOC

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.

6382001746175182408340881.jpg

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.

SPI interface.png

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.

SOC interface.jpg

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.

UART interface.pngCes 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.