ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನ ರಹಸ್ಯಗಳ ಅನಾವರಣ: UART ಮತ್ತು SPI ಕುರಿತು ಆಳವಾದ ಅಧ್ಯಯನ

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ, ಸಾಧನಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ಗಳು, ಸಂವೇದಕಗಳು, ಪೆರಿಫೆರಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಡೇಟಾವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಲು ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನವು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ UART (ಯೂನಿವರ್ಸಲ್ ಅಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ರಿಸೀವರ್/ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟರ್) ಮತ್ತು SPI (ಸೀರಿಯಲ್ ಪೆರಿಫೆರಲ್ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್) ಸೇರಿವೆ. ಈ ಸಮಗ್ರ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ UART ಮತ್ತು SPI ಎರಡರ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳ ತತ್ವಗಳು, ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು, ಅನ್ವಯಗಳು, ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುತ್ತದೆ.

ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು

ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನವು ಡೇಟಾವನ್ನು ಒಂದು ಬಿಟ್‌ನಂತೆ ಒಂದೇ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ (ಅಥವಾ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಂಕೇತಗಳಿಗಾಗಿ ಕೆಲವು ತಂತಿಗಳು) ರವಾನಿಸುವ ಒಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ, ಸಮಾನಾಂತರ ಸಂವಹನಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಇದು ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ತಂತಿಗಳ ಮೂಲಕ ಅನೇಕ ಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳುಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸಮಾನಾಂತರ ಸಂವಹನವು ಕಡಿಮೆ ದೂರಕ್ಕೆ ವೇಗವಾಗಿದ್ದರೂ, ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದೀರ್ಘ ದೂರಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ತಂತಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವುದು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿರುವ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗಮನಾರ್ಹ ನಿರ್ಬಂಧಗಳಾಗಿವೆ.

ಅಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ವರ್ಸಸ್ ಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಸಂವಹನ

ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನವನ್ನು ವಿಶಾಲವಾಗಿ ಎರಡು ವಿಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಅಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಮತ್ತು ಸಿಂಕ್ರೋನಸ್. UART ನಂತಹ ಅಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಸಂವಹನವು ಕಳುಹಿಸುವವರು ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವವರ ನಡುವೆ ಹಂಚಿದ ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಬದಲಾಗಿ, ಇದು ಪ್ರತಿ ಬೈಟ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ಫ್ರೇಮ್ ಮಾಡಲು ಸ್ಟಾರ್ಟ್ ಮತ್ತು ಸ್ಟಾಪ್ ಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. SPI ಮತ್ತು I2C ಯಂತಹ ಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಸಂವಹನವು ಸಾಧನಗಳ ನಡುವೆ ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸ್ ಮಾಡಲು ಹಂಚಿದ ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

UART: ಯೂನಿವರ್ಸಲ್ ಅಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ರಿಸೀವರ್/ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟರ್

UART ಒಂದು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಆಗಿದ್ದು, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅದರ ಸರಳತೆ ಮತ್ತು ನಮ್ಯತೆಯಿಂದಾಗಿ. ಇದು ಅಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಆಗಿದೆ, ಅಂದರೆ ಕಳುಹಿಸುವವರು ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವವರು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಅಗತ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಸರಳೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ ನಿಖರವಾದ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಪೂರ್ವ-ಒಪ್ಪಿದ ಡೇಟಾ ದರ (ಬಾಡ್ ದರ) ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

UART ತತ್ವಗಳು

UART ಸಂವಹನವು ಡೇಟಾವನ್ನು ಫ್ರೇಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ರವಾನಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ:

• ಸ್ಟಾರ್ಟ್ ಬಿಟ್: ಹೊಸ ಡೇಟಾ ಫ್ರೇಮ್‌ನ ಪ್ರಾರಂಭವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ (0) ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಗಿದೆ.
• ಡೇಟಾ ಬಿಟ್‌ಗಳು: ರವಾನಿಸಲಾಗುವ ನಿಜವಾದ ಡೇಟಾ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 8 ಬಿಟ್‌ಗಳು (ಒಂದು ಬೈಟ್), ಆದರೆ 5, 6, ಅಥವಾ 7 ಬಿಟ್‌ಗಳೂ ಆಗಿರಬಹುದು.
• ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬಿಟ್ (ಐಚ್ಛಿಕ): ದೋಷ ಪತ್ತೆಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಮ, ಬೆಸ ಅಥವಾ ಯಾವುದೂ ಆಗಿರಬಹುದು.
• ಸ್ಟಾಪ್ ಬಿಟ್: ಡೇಟಾ ಫ್ರೇಮ್‌ನ ಅಂತ್ಯವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ (1) ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಗಿದೆ. ಒಂದು ಅಥವಾ ಎರಡು ಸ್ಟಾಪ್ ಬಿಟ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಯಶಸ್ವಿ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಕಳುಹಿಸುವವರು ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವವರು ಬಾಡ್ ದರ, ಡೇಟಾ ಬಿಟ್‌ಗಳು, ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಮತ್ತು ಸ್ಟಾಪ್ ಬಿಟ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಾಡ್ ದರಗಳು 9600, 115200 ಮತ್ತು ಇತರವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಾಡ್ ದರವು ವೇಗದ ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಸಮಯದ ದೋಷಗಳಿಗೆ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

UART ಅನ್ವಯಗಳು

• ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ಗಳನ್ನು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸುವುದು: ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್, ಡೀಬಗ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ಲಾಗಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್ (ಆರ್ಡುನೋ ಅಥವಾ ರಾಸ್‌ಪ್ಬೆರಿ ಪೈ ನಂತಹ) ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ನಡುವೆ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲು UART ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• GPS ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು: ಅನೇಕ GPS ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಸ್ಥಳ ಡೇಟಾವನ್ನು ಹೋಸ್ಟ್ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್ ಅಥವಾ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗೆ ರವಾನಿಸಲು UART ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.
• ಬ್ಲೂಟೂತ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು: ಬ್ಲೂಟೂತ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್ ಆಗಿ UART ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.
• ಸೀರಿಯಲ್ ಪ್ರಿಂಟರ್‌ಗಳು: ಹಳೆಯ ಸೀರಿಯಲ್ ಪ್ರಿಂಟರ್‌ಗಳು ಪ್ರಿಂಟ್ ಕಮಾಂಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಡೇಟಾವನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಲು UART ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.
• ಕನ್ಸೋಲ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್: ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಡೀಬಗ್ ಮಾಡುವ ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿ ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಸೀರಿಯಲ್ ಕನ್ಸೋಲ್‌ಗೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡಲು UART ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

UART ಅನುಕೂಲಗಳು

• ಸರಳತೆ: UART ಅನ್ನು ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಮತ್ತು ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಎರಡರಲ್ಲೂ ಅಳವಡಿಸುವುದು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿದೆ.
• ನಮ್ಯತೆ: UART ವಿವಿಧ ಡೇಟಾ ದರಗಳು, ಡೇಟಾ ಬಿಟ್ ಉದ್ದಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಆಯ್ಕೆಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ.
• ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬೆಂಬಲಿತ: UART ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬೆಂಬಲಿತ ಮಾನದಂಡವಾಗಿದ್ದು, ಸುಲಭವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಮತ್ತು ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಅನುಷ್ಠಾನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
• ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ: ಇದು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ತಂತಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

UART ಅನಾನುಕೂಲಗಳು

• ಕಡಿಮೆ ವೇಗ: SPI ನಂತಹ ಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, UART ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಡೇಟಾ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
• ದೋಷಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುವಿಕೆ: ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಇಲ್ಲದೆ, UART ಸಮಯದ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ಭ್ರಷ್ಟಾಚಾರಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬಿಟ್ ಸಹಾಯ ಮಾಡಬಹುದಾದರೂ, ಅದು ದೋಷ-ಮುಕ್ತ ಸಂವಹನವನ್ನು ಖಾತರಿಪಡಿಸುವುದಿಲ್ಲ.
• ಎರಡು ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತ: UART ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಎರಡು ಸಾಧನಗಳ ನಡುವಿನ ಪಾಯಿಂಟ್-ಟು-ಪಾಯಿಂಟ್ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ ಒಂದು UART ಬಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಅನುಮತಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

UART ಉದಾಹರಣೆ: ಆರ್ಡುನೋ ಮತ್ತು ಸೀರಿಯಲ್ ಮಾನಿಟರ್

UART ನ ಸಾಮಾನ್ಯ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಆರ್ಡುನೋ IDE ಯಲ್ಲಿ ಸೀರಿಯಲ್ ಮಾನಿಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು. ಆರ್ಡುನೋ ಬೋರ್ಡ್ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ UART ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು USB ಮೂಲಕ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಸೀರಿಯಲ್ ಮಾನಿಟರ್‌ಗೆ ಡೇಟಾವನ್ನು ಕಳುಹಿಸುವುದನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಆರ್ಡುನೋ ಕೋಡ್ ಸ್ನಿಪ್ಪೆಟ್ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ:

void setup() {
  Serial.begin(9600); // 9600 ಬಾಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ
}

void loop() {
  Serial.println("Hello, world!"); // "Hello, world!" ಸಂದೇಶವನ್ನು ಸೀರಿಯಲ್ ಮಾನಿಟರ್‌ಗೆ ಕಳುಹಿಸಿ
  delay(1000); // 1 ಸೆಕೆಂಡ್ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಿ
}

ಈ ಸರಳ ಕೋಡ್ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ "Hello, world!" ಸಂದೇಶವನ್ನು ಸೀರಿಯಲ್ ಮಾನಿಟರ್‌ಗೆ ಕಳುಹಿಸುತ್ತದೆ. Serial.begin(9600) ಕಾರ್ಯವು UART ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್ ಅನ್ನು 9600 ಬಾಡ್ ದರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೀರಿಯಲ್ ಮಾನಿಟರ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗಬೇಕು.

SPI: ಸೀರಿಯಲ್ ಪೆರಿಫೆರಲ್ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್

SPI (ಸೀರಿಯಲ್ ಪೆರಿಫೆರಲ್ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್) ಒಂದು ಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪೆರಿಫೆರಲ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಕಡಿಮೆ ದೂರದ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ತನ್ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾದ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಅಗತ್ಯತೆಗಳಿಗೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ.

SPI ತತ್ವಗಳು

SPI ಮಾಸ್ಟರ್-ಸ್ಲೇವ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಾಧನ (ಮಾಸ್ಟರ್) ಸಂವಹನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಂದು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಧನಗಳು (ಸ್ಲೇವ್‌ಗಳು) ಮಾಸ್ಟರ್‌ನ ಆದೇಶಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ. SPI ಬಸ್ ನಾಲ್ಕು ಮುಖ್ಯ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

• MOSI (ಮಾಸ್ಟರ್ ಔಟ್ ಸ್ಲೇವ್ ಇನ್): ಮಾಸ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಸ್ಲೇವ್‌ಗೆ ರವಾನಿಸಲಾದ ಡೇಟಾ.
• MISO (ಮಾಸ್ಟರ್ ಇನ್ ಸ್ಲೇವ್ ಔಟ್): ಸ್ಲೇವ್‌ನಿಂದ ಮಾಸ್ಟರ್‌ಗೆ ರವಾನಿಸಲಾದ ಡೇಟಾ.
• SCK (ಸೀರಿಯಲ್ ಕ್ಲಾಕ್): ಮಾಸ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್, ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸ್ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• SS/CS (ಸ್ಲೇವ್ ಸೆಲೆಕ್ಟ್/ಚಿಪ್ ಸೆಲೆಕ್ಟ್): ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಲೇವ್ ಸಾಧನವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಮಾಸ್ಟರ್ ಬಳಸುವ ಸಿಗ್ನಲ್. ಪ್ರತಿ ಸ್ಲೇವ್ ಸಾಧನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತನ್ನದೇ ಆದ ಮೀಸಲಾದ SS/CS ಲೈನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಡೇಟಾವನ್ನು ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಿಂಕ್ರೋನಸ್ ಫ್ಯಾಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ರವಾನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಸ್ಲೇವ್‌ನ SS/CS ಲೈನ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮಾಸ್ಟರ್ ಸಂವಹನವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಡೇಟಾವನ್ನು MOSI ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಮಾಸ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಹೊರಗೆ ಮತ್ತು SCK ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಏರುತ್ತಿರುವ ಅಥವಾ ಬೀಳುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಸ್ಲೇವ್‌ಗೆ ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ, ಡೇಟಾವನ್ನು MISO ಲೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಲೇವ್‌ನಿಂದ ಹೊರಗೆ ಮತ್ತು ಮಾಸ್ಟರ್‌ಗೆ ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಪೂರ್ಣ-ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಸಂವಹನಕ್ಕೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಡೇಟಾವನ್ನು ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ರವಾನಿಸಬಹುದು.

SPI ಮೋಡ್‌ಗಳು

SPI ಎರಡು ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ನಾಲ್ಕು ಆಪರೇಷನ್ ಮೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ಕ್ಲಾಕ್ ಪೋಲಾರಿಟಿ (CPOL) ಮತ್ತು ಕ್ಲಾಕ್ ಫೇಸ್ (CPHA). ಈ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿದ್ದಾಗ SCK ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಡೇಟಾವನ್ನು ಮಾದರಿ ಮಾಡುವ ಮತ್ತು ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ಮಾಡುವ SCK ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಅಂಚನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತವೆ.

• ಮೋಡ್ 0 (CPOL=0, CPHA=0): ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿದ್ದಾಗ SCK ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಡೇಟಾವನ್ನು ಏರುತ್ತಿರುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಮಾದರಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೀಳುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಮೋಡ್ 1 (CPOL=0, CPHA=1): ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿದ್ದಾಗ SCK ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಡೇಟಾವನ್ನು ಬೀಳುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಮಾದರಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏರುತ್ತಿರುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಮೋಡ್ 2 (CPOL=1, CPHA=0): ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿದ್ದಾಗ SCK ಹೆಚ್ಚು ಇರುತ್ತದೆ. ಡೇಟಾವನ್ನು ಬೀಳುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಮಾದರಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏರುತ್ತಿರುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಮೋಡ್ 3 (CPOL=1, CPHA=1): ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿದ್ದಾಗ SCK ಹೆಚ್ಚು ಇರುತ್ತದೆ. ಡೇಟಾವನ್ನು ಏರುತ್ತಿರುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಮಾದರಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೀಳುವ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಯಶಸ್ವಿ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಮಾಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಸ್ಲೇವ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಒಂದೇ SPI ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲು ಕಾನ್ಫಿಗರ್ ಮಾಡಬೇಕು. ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಗಾರ್ಬಲ್ಡ್ ಡೇಟಾ ಅಥವಾ ಸಂವಹನ ವೈಫಲ್ಯ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

SPI ಅನ್ವಯಗಳು

• ಮೆಮೊರಿ ಕಾರ್ಡ್‌ಗಳು (SD ಕಾರ್ಡ್‌ಗಳು, microSD ಕಾರ್ಡ್‌ಗಳು): ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಮೆಮೊರಿ ಕಾರ್ಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್ ಮಾಡಲು SPI ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಸಂವೇದಕಗಳು: ಅಕ್ಸೆಲೆರೊಮೀಟರ್‌ಗಳು, ಗೈರೊಸ್ಕೋಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳಂತಹ ಅನೇಕ ಸಂವೇದಕಗಳು ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ SPI ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.
• ಪ್ರದರ್ಶನಗಳು: LCD ಮತ್ತು OLED ಪ್ರದರ್ಶನಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು SPI ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಅನಲಾಗ್-ಟು-ಡಿಜಿಟಲ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳು (ADCs) ಮತ್ತು ಡಿಜಿಟಲ್-ಟು-ಅನಲಾಗ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳು (DACs): ಡೇಟಾ ಸ್ವಾಧೀನ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಅನ್ವಯಗಳಿಗಾಗಿ ADCs ಮತ್ತು DACs ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು SPI ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಶಿಫ್ಟ್ ರಿಜಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು: ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಡಿಜಿಟಲ್ I/O ಪಿನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಶಿಫ್ಟ್ಟ್ ರಿಜಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು SPI ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

SPI ಅನುಕೂಲಗಳು

• ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ: SPI UART ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೇಟಾ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
• ಪೂರ್ಣ-ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಸಂವಹನ: ಡೇಟಾವನ್ನು ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ರವಾನಿಸಬಹುದು.
• ಅನೇಕ ಸ್ಲೇವ್‌ಗಳು: ಒಂದು ಮಾಸ್ಟರ್ ಅನೇಕ ಸ್ಲೇವ್ ಸಾಧನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಬಹುದು.
• ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್: SPI ಗೆ ಕೇವಲ ನಾಲ್ಕು ತಂತಿಗಳು (ಪ್ರತಿ ಸ್ಲೇವ್ ಸಾಧನಕ್ಕೆ ಒಂದು SS/CS ಲೈನ್ ಜೊತೆಗೆ) ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

SPI ಅನಾನುಕೂಲಗಳು

• ಅಡ್ರೆಸ್ಸಿಂಗ್ ಯೋಜನೆ ಇಲ್ಲ: SPI ಸ್ಲೇವ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು SS/CS ಲೈನ್‌ಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸ್ಲೇವ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ತೊಡಕಾಗಬಹುದು.
• ಕಡಿಮೆ ದೂರ: SPI ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅಧಃಪತನದಿಂದಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ದೂರಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ.
• ದೋಷ ಪತ್ತೆ ಇಲ್ಲ: SPI ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ದೋಷ ಪತ್ತೆ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ದೋಷ ತಪಾಸಣೆಯನ್ನು ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಬೇಕು.
• ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಅನುಷ್ಠಾನ: ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿದ್ದರೂ, ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಅನುಷ್ಠಾನವು UART ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಬಹುದು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅನೇಕ ಸ್ಲೇವ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ SPI ಮೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ.

SPI ಉದಾಹರಣೆ: ಅಕ್ಸೆಲೆರೊಮೀಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸಿಂಗ್

ಅನೇಕ ಅಕ್ಸೆಲೆರೊಮೀಟರ್‌ಗಳು, ಜನಪ್ರಿಯ ADXL345 ನಂತಹವು, ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ SPI ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ADXL345 ನಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಡೇಟಾವನ್ನು ಓದಲು, ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್ (ಮಾಸ್ಟರ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ) ಸೂಕ್ತ ರಿಜಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಓದಲು ಅಕ್ಸೆಲೆರೊಮೀಟರ್‌ಗೆ (ಸ್ಲೇವ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ) ಆಜ್ಞೆಯನ್ನು ಕಳುಹಿಸಬೇಕು. ಕೆಳಗಿನ ಸೂಡೊಕೋಡ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ:

1. ADXL345 ರ SS/CS ಲೈನ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅದನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿ.
2. ಓದಲು ರಿಜಿಸ್ಟರ್ ವಿಳಾಸವನ್ನು ಕಳುಹಿಸಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, X-ಅಕ್ಷದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಡೇಟಾದ ವಿಳಾಸ).
3. MISO ಲೈನ್‌ನಿಂದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಓದಿ (X-ಅಕ್ಷದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೌಲ್ಯ).
4. Y ಮತ್ತು Z ಅಕ್ಷಗಳಿಗಾಗಿ ಹಂತ 2 ಮತ್ತು 3 ಅನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಿ.
5. ADXL345 ರ SS/CS ಲೈನ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅದನ್ನು ಆಯ್ಕೆಯಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಿ.

ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಜ್ಞೆಗಳು ಮತ್ತು ರಿಜಿಸ್ಟರ್ ವಿಳಾಸಗಳು ಅಕ್ಸೆಲೆರೊಮೀಟರ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ನಿಖರವಾದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಗಾಗಿ ಡೇಟಾಶೀಟ್ ಅನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ಪರಿಶೀಲಿಸಬೇಕು.

UART ವರ್ಸಸ್ SPI: ಒಂದು ಹೋಲಿಕೆ

UART ಮತ್ತು SPI ನಡುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತಗೊಳಿಸುವ ಟೇಬಲ್ ಇಲ್ಲಿದೆ:

ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯ	UART	SPI
ಸಂವಹನ ಪ್ರಕಾರ	ಅಸಿಂಕ್ರೋನಸ್	ಸಿಂಕ್ರೋನಸ್
ಕ್ಲಾಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್	ಇಲ್ಲ	ಹಂಚಿದ ಕ್ಲಾಕ್
ತಂತಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ	2 (TX, RX)	4 (MOSI, MISO, SCK, SS/CS) + ಪ್ರತಿ ಸ್ಲೇವ್‌ಗೆ 1 SS/CS
ಡೇಟಾ ದರ	ಕಡಿಮೆ	ಹೆಚ್ಚು
ಪೂರ್ಣ-ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್	ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಾಫ್-ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್ (ಆದರೂ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪೂರ್ಣ ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಅನುಕರಿಸಬಹುದು)	ಪೂರ್ಣ-ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್
ದೋಷ ಪತ್ತೆ	ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬಿಟ್ (ಐಚ್ಛಿಕ)	ಇಲ್ಲ (ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಅನುಷ್ಠಾನ ಅಗತ್ಯ)
ಸಾಧನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ	2 (ಪಾಯಿಂಟ್-ಟು-ಪಾಯಿಂಟ್)	ಅನೇಕ (ಮಾಸ್ಟರ್-ಸ್ಲೇವ್)
ಸಂಕೀರ್ಣತೆ	ಸರಳ	ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣ
ದೂರ	ಹೆಚ್ಚು	ಕಡಿಮೆ

ಸರಿಯಾದ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಅನ್ನು ಆರಿಸುವುದು

UART ಮತ್ತು SPI ನಡುವಿನ ಆಯ್ಕೆಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಕೆಳಗಿನ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ:

• ಡೇಟಾ ದರ: ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಡೇಟಾ ವರ್ಗಾವಣೆ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, SPI ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ.
• ದೂರ: ಹೆಚ್ಚಿನ ದೂರಗಳಿಗೆ, UART ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.
• ಸಾಧನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ: ಅನೇಕ ಸಾಧನಗಳು ಒಂದೇ ಮಾಸ್ಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಬೇಕಾದರೆ, SPI ಗೆ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಸಂಕೀರ್ಣತೆ: ಸರಳತೆಯು ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿದ್ದರೆ, UART ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸುವುದು ಸುಲಭ.
• ದೋಷ ಪತ್ತೆ: ದೋಷ ಪತ್ತೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದ್ದರೆ, ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬಿಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ UART ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದನ್ನು ಅಥವಾ SPI ಗಾಗಿ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನಲ್ಲಿ ದೋಷ ಪರಿಶೀಲನೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸುವುದನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.
• ಲಭ್ಯವಿರುವ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್: ಕೆಲವು ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ಗಳು ಒಂದು ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಅಥವಾ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. ನಿಮ್ಮ ನಿರ್ಧಾರವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್ ಒಂದು ಸಂವೇದಕದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ದೂರದಲ್ಲಿ ಡೇಟಾವನ್ನು ಓದಬೇಕಾದ ಸರಳ ಸಂವೇದಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ, ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಿಂದಾಗಿ SPI ಉತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿರಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಡೀಬಗ್ ಮಾಡುವ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ದೂರದಲ್ಲಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಬೇಕಾದರೆ, UART ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಸುಧಾರಿತ ಪರಿಗಣನೆಗಳು

I2C (ಇಂಟರ್-ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್)

ಈ ಲೇಖನವು UART ಮತ್ತು SPI ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ್ದರೂ, I2C (ಇಂಟರ್-ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್) ಅನ್ನು ಮತ್ತೊಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಆಗಿ ಉಲ್ಲೇಖಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. I2C ಒಂದು ಎರಡು-ತಂತಿಯ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದು ಒಂದೇ ಬಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಮಾಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಸ್ಲೇವ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್‌ನಲ್ಲಿನ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. SPI ಗೆ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, I2C ವಿಳಾಸೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ದೊಡ್ಡ ಸಾಧನಗಳ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

TTL ವರ್ಸಸ್ RS-232

UART ನೊಂದಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವಾಗ, TTL (ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್-ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಲಾಜಿಕ್) ಮತ್ತು RS-232 ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಟ್ಟಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. TTL ಲಾಜಿಕ್ ತಾರ್ಕಿಕ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನದನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲು ಕ್ರಮವಾಗಿ 0V ಮತ್ತು 5V (ಅಥವಾ 3.3V) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. RS-232, ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ±12V ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. TTL UART ಅನ್ನು RS-232 UART ಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸುವುದರಿಂದ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹಾನಿಯಾಗಬಹುದು. TTL ಮತ್ತು RS-232 ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಟ್ಟಗಳ ನಡುವೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಲೆವೆಲ್ ಶಿಫ್ಟ್ಟರ್ (MAX232 ಚಿಪ್‌ನಂತಹ) ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ದೋಷಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು

UART ಮತ್ತು SPI ಸೀಮಿತ ದೋಷ ಪತ್ತೆ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನಲ್ಲಿ ದೋಷ ನಿರ್ವಹಣೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಚೆಕ್‌ಸಮ್‌ಗಳು, ಸೈಕ್ಲಿಕ್ ರಿಡಂಡೆನ್ಸಿ ಚೆಕ್‌ಗಳು (CRCs), ಮತ್ತು ಟೈಮ್‌ಔಟ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಸೇರಿವೆ.

ತೀರ್ಮಾನ

UART ಮತ್ತು SPI ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕೂ ಮೀರಿದ ಅವಶ್ಯಕ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ಗಳಾಗಿವೆ. UART ಸರಳತೆ ಮತ್ತು ನಮ್ಯತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ಗಳನ್ನು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ದೂರದಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. SPI ಸಂವೇದಕಗಳು, ಮೆಮೊರಿ ಕಾರ್ಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರದರ್ಶನಗಳಂತಹ ಕಡಿಮೆ ದೂರದ ಅನ್ವಯಗಳಿಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಸಂವಹನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ನ ತತ್ವಗಳು, ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ನಿಮ್ಮ ಮುಂದಿನ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ ತಿಳುವಳಿಕೆಯುಳ್ಳ ನಿರ್ಧಾರಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ನಿಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಮುಂದುವರೆದಂತೆ, ಈ ಸೀರಿಯಲ್ ಸಂವಹನ ವಿಧಾನಗಳ ಅನ್ವಯವೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರಂತರ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಲಿಕೆಯು ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹವ್ಯಾಸಿಗಳು ಈ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ಗಳನ್ನು ತಮ್ಮ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.