Günümüzde ı2c haberleşme iletişim veri yöntemi çok popüler olmakla beraber, pek çok elektronik cihaz tarafından çok sık bir şekilde kullanılmaktadır. Bunun nedenide bir ana ve de çoklu bağımlı cihazlar ya da çoklu ana cihazlar arasında iletişime ihtiyaç duyulan pek çok elektronik tasarımda kolay bir şekilde uygulanabilir olmasıdır.
I2C Haberleşme Protokolü Nedir ?
Genel olarak, baktığımız zaman, ı2c haberleşme protokolü; Master’dan Slave’e haberleşme protokolü olmaktadır. Bunun yanında her Slave’e benzersiz bir adres verilmektedir. İletişim kurmak amacı ile master en başta hedef slave adresini R -W yani oku- Yaz bayrağı ile birlikte gönderir.
Buna karşılık gelen slave cihaz da diğer cihazları kapalı bir durumda bırakıp, aktif moda geçmektedir. Slave hazır olduğu zaman da Master ve Slave arasında gerekli olan iletişim başlamaktadır.
Vericiler 1 baytlık (8 bit) verileri iletirlerse, alıcı tarafından, bir bit alındı bildirimi yanıtlanmaktadır. Cihazlar arasında meydana gelen bu iletişimin sonunda da bir durdurma şartı verilir.
I2C Haberleşme Protokolü İşleyisi
Bu protokolün amacı, çevre kaynaklı yongaları mikro denetleyicilerle bağlamayı kolay hale getirmektedir. Gömülü olan sistemlerde, bütün çevrebirim aygıtları, bellek eşlemeli aygıtlar şeklinde mikro denetleyiciye bağlanmaktadır.
I2C, cihazların arasında bilgi taşımak amacı ile 2 kablo SDA yani, seri veri hattı ve SCL, diğer adı ile seri saat hattı gerektirmektedir. Bu iki aktif kablo çift yönlü olmaktadır. Genel olarak bakıldığı zaman ı2c haberleşme protokolü, seri haberleşme çeşitlerinden biri olan senkron haberleşmeye bir örnek oluşturmaktadır.
Bu haberleşme için toprak hattının dışında SDA ve SCL şeklinde iki hatta gereksinim duyulmasının yanında hat sayısının fazla olması durumlarında, uzun mesafeli olan haberleşme işlemlerinde tercih edilmez. Genelde kısa mesafeli ve de düşük veri aktarım hızlarının yeterli olduğu alanlarda kullanılır.
I2C Haberleşme Protokolü Gerçekleşme Şekli
Genel olarak, ı2c haberleşme protokolü işlemlerinde, haberleşmede kontrol sağlayan master cihaz bulunur. Yapılan her haberleşmede bir adet master bulunmak zorundadır. Bu kapsamda da haberleşmenin sağlanabilmesi için de haberleşme hattına minimum 1 adet slave cihaz bağlanmalıdır.
Bu bağlamda hatta bağlanan birden daha çok slave cihazlardan hangisinin veri aktaracağı konusunda master cihaz karar vermektedir. Bu şekilde hat sayısında bir değişim olmadan birden daha çok cihazla haberleşme sağlanmaktadır.
Master ve de slave cihazların aynı besleme hattına bağlanmaları zorunlu değildir. Ama iletişimin çok iyi bir şekilde sağlanması için toprak hatlarının aynı olması da gereklidir. Bununla birlikte veri aktarımı için de SDA ve SCL haberleşme hattı yer almaktadır. Bu hatlardan SDA, cihazların arasında olan veri aktarımının sağlandığı hat olmaktadır.
Aynı zamanda bu hatta çift yönlü bir şekilde veri aktarımı da olmaktadır. Hatta aktarılmış olan verilerin senkronizasyonu da SCL hattı tarafından gerçekleştirilmektedir. SCL hattı kapsamında master cihaz tarafından üretimi yapılan saat sinyali de bulunmaktadır. SDA hattında yer alan haberleşme de bu sinyale göre düzenlenmektedir.
I2C Veri Transferi Aşamaları
Genel olarak bakıldığı zaman, ı2c haberleşme prokolünün tüm hatlar boyunca hatasız bir biçimde sağlanabilmesi için, SDA ve SCL hatlarının, pull-up dirençler ile VCC hattına bağlanması gerekmektedir. I2C veri transferi işlemi de aşağıdaki aşamalardan meydana gelmektedir.
Herhangi bir veri transferinin olmadığı hattın boşta olması hali
Master tarafından yapılan başlangıç aşaması
Okum ya da yazma işleminde hangisinin olacağı adresleme aşaması
Bit düzeyinde olan veri iletim aşaması
Başlangıç aşamasının tam tersi olan sonlandırma aşaması
İletişim kurulmuş olmasına rağmen, bu iletişim sonlandırılmadan, tekrar yeni bir başlangıç durumunun oluşturulması aşaması yani başlangıç aşamasının tekrarlanmasıdır.
I2C Haberleşme Protokollerinin Avantajları
Genelde ı2c haberleşme protokolü avantajları,
Çok seyrek erişim sağlanan cihazların arasında çok iyi bir iletişim sağlamaktadır.
Adresleme mekanizması ile master ve slave iletişimini daha kolay hale getirir.
Maliyet ve devre kargaşası, cihaz sayısına bağlı kalmamaktadır.
ACK ve NACK biti, her çerçevenin başarılı bir şekilde aktarıldığını onaylar.
Donanım bakımından uartlardan çok daha az karmaşık olmaktadır.
Çok iyi bilinen ve sıklıkla kullanılan bir protokoldür.
Sadece 2 kablo kullanılmaktadır.
Bunun yanında ı2c haberleşme veri yönteminin dezavantajı da sınırlı hıza sahip olmasıdır. Veri çerçeve boyutu 8 bit şeklinde sınırlandırılmıştır. SPI haberleşme protokolünden çok daha karmaşık bir donanıma sahiptir.