Il bus SPI nel settore automobilistico
Che cos'è l'SPI?
L'interfaccia periferica seriale (SPI) è un bus seriale progettato per il funzionamento master-slave tra microprocessori e componenti Motorola. Il bus SPI sincrono è simile al bus I2C di Philips e al Microwire di National Semiconductor, ma è più veloce del bus I2C ed è particolarmente adatto per applicazioni ad accesso irregolare, come la comunicazione tra microprocessori e chip di elaborazione del segnale.
Dove viene utilizzato l'SPI?
L'SPI viene utilizzato principalmente all'interno dei dispositivi per la comunicazione tra diverse parti del circuito, ad esempio tra un controller e i circuiti integrati periferici. Un esempio è rappresentato da un sensore di temperatura, un microcontrollore e una EEPROM. Il microcontrollore legge il sensore e memorizza i dati sulla EEPROM. L'intero scambio di dati avviene tramite SPI. Il vantaggio dell'SPI rispetto all'alternativa I2C è la velocità dei dati molto più elevata.
Qual è il problema dell'SPI nel settore automobilistico?
A causa della presenza di soli due fili, la gestione dell'indirizzamento e della conferma è molto complessa. Il bus SPI non è adatto a trasmissioni lunghe un metro, soprattutto nel settore automobilistico, dove ci sono anche molte interferenze sulla trasmissione del segnale, come l'accensione o l'alternatore. Per le reti interne dei veicoli si preferiscono protocolli di comunicazione più adatti, come CAN o RS-485.
Dispositivi SPI per il settore automobilistico
Poiché i dispositivi SPI, come le EEPROM, sono soggetti a condizioni ambientali più severe e devono soddisfare requisiti elevati, diversi produttori di circuiti integrati offrono dispositivi appositamente costruiti che hanno una maggiore tolleranza alla temperatura e sono meno soggetti a guasti.
Un esempio di circuito integrato SPI di tipo automobilistico è rappresentato dai modelli AT25080B, AT25160B, AT25320B e AT25640B di Microchip (ATMEL), che hanno un intervallo di temperatura operativa esteso (classe 1) e sono particolarmente efficienti dal punto di vista energetico. Intervallo di temperatura classe 1: da -40°C a 125°C.
Strumenti di sviluppo SPI
Per testare i dispositivi SPI, è necessario un master per interrogare e controllare i circuiti integrati slave. Aardvark I2C/SPI Host Adapter e Cheetah SPI Host Adapter sono interfacce che permettono agli sviluppatori di accedere al bus SPI direttamente dal proprio PC. L'Aardvark I2C/SPI Host Adapter si collega via USB e può trasferire flussi di dati seriali utilizzando i protocolli I2C e SPI. Aardvark può essere utilizzato per simulare, sviluppare e testare configurazioni di sistemi SPI. Inoltre, dispone di una libreria di circuiti integrati di programmazione completa, con la quale è possibile programmare il circuito integrato corrispondente con un semplice clic dal PC dello sviluppatore.
Un oscilloscopio non è sufficiente per identificare gli errori di bus o di trasmissione nelle trasmissioni lunghe e per individuarne l'origine perché la profondità della memoria è troppo piccola. Per il debug dell'SPI si consiglia di utilizzare un analizzatore di protocollo. Il Beagle I2C/SPI Analyser è una soluzione di monitoraggio ad alte prestazioni in un dispositivo compatto e portatile.
