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简述嵌入式中的总线概念

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索旭东
发布2026-01-20 15:00:53
发布2026-01-20 15:00:53
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“总线”是一个组织和连接的系统性概念,根据信息发送的同步性可以分为并行及串行的总线;串口、SPI、IIC、CAN、GPIO是具体的通信接口,串行总线和串口是两个维度的概念。

1. 概念简述

判断一个接口是不是“总线”,看它是否具备以下核心特征:

  1. 拓扑结构:支持多个设备接在同一条或多条信号线上。
  2. 寻址机制:具有明确的地址分配或片选机制,使得主机可以唯一地选择与哪个从机通信。
  3. 共享介质与协议:所有设备共享传输介质,并遵循一套严格的通信协议(包括时序、帧格式、仲裁等)来有序访问,避免冲突。

2. 通信接口示例

接口

是否总线

关键理由与辨析

CAN

是,经典总线

完全符合:多设备挂接(总线型)、有报文ID(即地址/优先级)、有严格的仲裁和错误检测协议

I²C

是,板级串行总线

完全符合:多主多从、共用SDA/SCL线、每个从机有唯一地址、有严格的起始/停止/应答协议,芯片间低速总线。

SPI

通常是,但非典型总线

有条件符合:它支持一主多从(通过片选SS/CS线寻址),共享时钟和数据线,缺乏标准的冲突仲裁机制,扩展性受限,更被视为高速点对点/点对多点接口。

串口

不是

本质是点对点:异步串行接口,标准RS-232严格一对一;其变种RS-485(基于串口协议,改变电气特性)因其多设备、差分传输特性,被认为是串行总线。

GPIO

是最基础的输入输出单元:单个GPIO引脚只是控制一个比特的电平;一组GPIO被组织起来,遵循特定时序协议模仿某种总线(如并口LCD的“8080时序”),可视为一个软件模拟的并行总线。

3. 总结

  • 总线接口:像一条有多站点的公交线路,有固定的路线(共享线路)、站牌号(地址)、行车规则(协议),任何符合规则的设备都可以在站点(节点)接入或离开。
  • 非总线接口:像两个人之间的专用电话线(UART),或一个开关控制一盏灯(GPIO),它们是专属的、无组织的连接。
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原始发表:2026-01-14,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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