深入探讨嵌入式系统中SPI协议相较于IIC协议更快的原因

之前面试嵌入式方面的工作的时候，因为工作方面对于SPI和IIC有一定的要求，所以会提问到相关协议的问题。

SPI和IIC协议相比较更快的原因：

1.从软件协议上来说。

由于IIC的引脚较少，所以不得不在仅有两条数据线的情况下，设置更为复杂的协议来进行规范。

比如IIC的起始信号、校验位、应答位、停止信号。

而且由于IIC可以连接多个从机，在主机需要指定一个从机去发送信号的时候，还需要先发送9个数据（选址数据）来指定从机。

但是对于SPI来说，因为有时钟信号线，所以SPI在软件上，不需要起始信号、停止信号来确保主从机发送接收在同一个频率（不会出现错位接收的情况）。同时片选引脚，可以通过输出高低电平到从机的CS引脚上，来选择对应的从机，就不需要额外再发送从机地址来进行选址。

以上是从软件角度上说明，但这并不是主要原因。

2.从硬件角度来说明。

有一个重要的硬件差异限制了I2C的速度。

SPI:所有线路均由发送器驱动为高电平和低电平.这最大限度地减少了电线改变状态所需的时间.

I2C:所有线路都是集电极开路,这意味着变送器只能将线路驱动为低电平.当变送器释放线路时,连接到Vcc的电阻(电源电压)将灯拉高.然而,由于导线和元件的电容,导线相对缓慢地变为高电压.因此,必须降低时钟速度,以便让线路"漂移"高的时间。

硬件的原因参考于下面的网页。

是什么让SPI比I2C协议更快 |

简单来说，就是SPI的电平变化是有发送器驱动来执行，硬件不管你软件设置什么协议，硬件我就快速拉高和拉低就可以。而IIC拉高电平则是通过上拉电阻来实现，由于导线等电气特性，电平是缓慢拉高到对应电压，为了适配这种情况不得不对IIC的时钟速度进行限制。

当然后续IIC也有对硬件进行提升的方案，最高也能保证IIC运行在Mbps以上的速率。但由于软件上的限制，依然会比SPI要更慢。

以上是我根据网上的资料，以及自己对两种协议的理解提出的一些拙见，别杠杠就是你对。

欢迎各位大佬提出额外的可能性，个人觉得可能还有一些其他原因，如果有更好的内容我再做补充。