I3C: la nuova interfaccia seriale per supportare i sensori e l’IoT

MIPI Alliance ha recentemente rilasciato le specifiche relative alla nuova interfaccia I3C che, pur mantenendo la compatibilità con lo standard legacy I2C, lo arricchisce e migliora superandone le principali limitazioni. La nuova interfaccia I3C semplificherà il collegamento di sensori multipli, riducendo il numero di pin richiesti, gli assorbimenti, il numero di componenti esterni, e il costo complessivo del progetto, con un sostanziale miglioramento delle performance.

Introduzione

Il numero di sensori, e le applicazioni in grado di supportarli, stanno proliferando in ogni settore dell’elettronica, basti pensare a dispositivi come smartphone, indossabili, apparecchiature industriali, autoveicoli, e in generale tutte le soluzioni per l’IoT. La miniaturizzazione dei componenti, il loro basso costo, uniti alla crescente domanda di connettività, stanno creando opportunità significative e senza precedenti per i produttori di semiconduttori. Nonostante i successi ottenuti e le favorevoli opportunità offerte da questi mercati, l’integrazione dei sensori è sempre stata considerata un compito arduo per i progettisti. Le tecniche di integrazione tradizionali sono largamente dipendenti dalle caratteristiche tecniche dei sensori utilizzati, obbligando i progettisti a utilizzare diversi tipi di interfacce nello stesso progetto (ad esempio, I2C e SPI). Questa frammentazione fa crescere il numero di pin richiesti e lo spazio sul PCB, con impatti negativi sui tempi di sviluppo e sui costi di integrazione. La situazione peggiora quando si devono progettare dispositivi alimentati a batteria, che limitano l’utilizzo dei sensori nel funzionamento a basso assorbimento. Fortunatamente, un nuovo standard per l’integrazione dei sensori permetterà di risolvere questi problemi, supportando e agevolando l’utilizzo crescente dei sensori nelle applicazioni embedded.

L’interfaccia MIPI I3C

La nuova interfaccia, denominata MIPI I3C, combina le caratteristiche delle interfacce tradizionali, creando un nuovo standard che comunque garantisce la compatibilità con i dispositivi operanti su bus I2C. La nuova interfaccia permette di ridurre il numero di pin utilizzati, supportando le modalità di funzionamento a basso assorbimento ed elevate prestazioni. Utilizzando dei pin di I/O standard realizzati in tecnologia CMOS, la MIPI I3C può essere utilizzata sia nella modalità single data rate (SDR), con un clock a 12,5 MHz, che nella modalità high data rate (HDR), in grado di raddoppiare o triplicare la velocità di trasmissione, mantenendo un’elevata efficienza energetica. Basti pensare che in questa modalità l’I3C utilizza soltanto un ottavo dell’energia richiesta dall’interfaccia I2C, con un’ampiezza di banda fino a cento volte superiore (Figura 1).

Figura 1: confronto tra I2C e MIPI I3C relativamente agli assorbimenti di potenza e alle velocità di trasmissione

Il protocollo di comunicazione seriale I2C è molto utilizzato per la connessione dei sensori, in quanto è basato su un’interfaccia elettrica con due soli fili. Con il crescere del numero dei sensori, i progettisti richiedono un tipo di connessione migliore, in grado di supportare gli interrupt [...]

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2 Commenti

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 27 aprile 2017
  2. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 27 aprile 2017

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