Максимальная скорость пдд: к чему готовиться водителям :: Autonews
Автопоезд на «максималках», или О скоростном режиме в населённых пунктах для легковых авто с прицепом
Недавно в одном из тематических сообществ в социальных сетях был поднят вопрос о максимальной скорости для легковых автомобилей с прицепом на дорогах в населённых пунктах, с установленным дорожным знаком 3.24, которым введено ограничение 80 км/ч. Казалось бы – заурядная тема. Но нет.
Более детально изучив предмет обсуждения, вырисовываются определённые выводы.
Структурно скоростной режим отнесён к юрисдикции раздела 10 Правил дорожного движения.
Пункт 10.2 ПДД не содержит специальной нормы, регламентирующей движение с прицепом легковых автомобилей в населенных пунктах. 10.2 не содержит подробной классификации скоростного режима по видам транспортных средств, как в пункте 10.3 для дорог вне населенных пунктов и автомагистрали.
Норма 10.2 устанавливает общий скоростной режим в населенных пунктах – не более 60, в жилых зонах, велосипедных зонах и на дворовых территориях — не более 20 км/ч.
Согласно примечанию к п. 10.2 по решению органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации может разрешаться
Представим ситуацию. В населённом пункте установлен дорожный знак 3.24 с значением ограничения максимальной скорости 80 км/ч. Знаки дополнительной информации отсутствуют.
Движение осуществляет легковой автомобиль с прицепом.
С какой максимальной скоростью данному участнику разрешено продолжить движение?
60 км/ч. И ни на йоту выше.
Относительно максимальной скорости легковых автомобилей с прицепом в населённых пунктах имеет место квалифицированное умолчание
.То есть, данные участники в НП ограничены общим правовым режимом 10.2.
Легальная возможность повысить скоростной режим в населённых пунктах для отдельных видов транспортных средств определена примечанием к п. 10.2.
Откуда есть пошли отдельные виды транспортных средств?
Идём в п. 5.9.8 ГОСТ Р 52289-2019:
Таблички 8.4.1, 8.4.2, 8.4.3.1, 8.4.3.2, 8.4.4 — 8.4.8 «Вид транспортного средства» применяют для указания вида транспортного средства, на который распространяется действие знака или светофора.
Таблички (приведём некоторые) распространяют действие знака:
— 8.4.1 — на грузовые автомобили, в том числе и с прицепом, разрешенной максимальной массой более 3,5 т (если на табличке не указана масса) или с разрешенной максимальной массой более указанной на табличке;
— 8.4.2 — на грузовые автомобили или тракторы с прицепом или полуприцепом любого типа, а также на транспортные средства, буксирующие механические транспортные средства;
— 8.4.3.1 — на электромобили и гибридные автомобили, имеющие возможность зарядки от внешнего источника.
— 8.4.3.2 — на легковые автомобили, а также грузовые автомобили с разрешенной максимальной массой не более 3,5 т.
В арсенале ГОСТов нет соответствующих технических средств организации дорожного движения для легковых авто с прицепом. Легковые ТС подпадают под юрисдикцию таблички 8.4.3.2, в описании к которой ни ПДД, ни ГОСТы не содержат ни слова о легковых авто с прицепом (в отличие от 8.4.1 для грузовых). И это — квалифицированное умолчание.
Сопоставив содержание норм, резюмируем — повысить порог максимальной скорости для легковых авто с прицепом имеющимися в ГОСТах ТСОДД невозможно по причине отсутствия таковых. Это избыточно и логически не вписывается в содержание раздела 10 ПДД. Для указанных ТС срабатывают общие ограничители, установленные Правилами.
Если расклассифицировать скоростные режимы по видам ТС, сопоставив нормы п.п. 10.2 и 10.3 ПДД, в системной взаимосвязи с ГОСТ Р 52289-2019, становится всё на круги своя.
В НП, например, установлено ограничение максимальной скорости 80 км/ч дорожным знаком 3.24 с знаком дополнительной информации 8.4.3.2.
Легковой авто без прицепа осуществляет движение с максимальной скоростью не более 80. С прицепом – не более 60. Для ТС с прицепом по-прежнему действует общий правовой режим 10.2, для иных видов ТС – специальный.
Таким образом, в населенных пунктах для легковых авто с прицепом максимальный скоростной порог – 60 км/ч. В ЖЗ, ДТ и ВЗ естественно 20.
Вне населенных пунктов легковым автомобилям при буксировке прицепа на автомагистралях максимальная скорость ограничена следующими значениями — не более 90 км/ч, на остальных дорогах
Итого: не более 60 (20), 70 и 90 соответственно. Менее — да. Но не более.
То есть, легковые авто с прицепом подчинены суверенному правовому режиму – в НП, вне НП и на автомагистрали. Легально повысить максимальную скорость в НП для легковых авто с прицепом невозможно. Это не пробел, но квалифицированное умолчание.
Да, в примечании к 10.2 указывается исключительно о повышении скорости. Снижение общего порога максимальной скорости, скажем, до 50 или 40 км/ч – действует на общих основаниях и на легковые ТС с прицепом.
Утверждение о том, что установленный 3.24 без указания вида ТС распространяется на все виды транспортных средств – следствие легковесного, поверхностного толкования норм Правил.
Абсолютно нелогично (и небезопасно) установить ограничения максимальной скорости для легковых авто с прицепом вне населённых пунктов (70 км/ч) и на автомагистралях (90 км/ч), в населённых же пунктах — поднять планку скоростного барьера до уровня автомагистрали (90 км/ч).
Следуя подобной логике, зададимся вопросом — д.з. 3.24 с значением 80, например, позволяет транспортным средствам, осуществляющим организованные перевозки групп детей, или грузовым автомобилям, перевозящим людей в кузове, осуществлять движение с максимальной скоростью 80 км/ч в НП? Тогда как 10.3 ограничивает для данных ТС максимальную скорость вне НП не более 60 км/ч.
Абсурд.
Дорожные службы обязаны выполнять требования ПДД и устанавливать с знаком 3.24 соответствующие знаки дополнительной информации, как это предписано ПДД и ГОСТ.
Но легально повысить скоростной режим возможно исключительно для отдельных видов транспортных средств соответствующими техническими средствами организации движения (п. 5.9.8 ГОСТ 52289-2019). Отсутствие в группе знаков дополнительной информации соответствующего вида ТС пробелом, безусловно, не является. Эта опция не для всех.
По мотопоезду ситуация видится следующей.
Раздел 10 не содержит норм, регламентирующих скоростной режим мотоциклов с грузовым прицепом.
Ремарка. Мотоцикл с боковым прицепом является конструктивно единым ТС (п. 1.2 ПДД), не образующим состав транспортных средств. Есть мотоциклы, в том числе с боковым прицепом, конструкция которых предусматривает возможность эксплуатации грузового прицепа (согласно ОТТС). И это состав ТС, то есть – мотопоезд.
Фото: https://www.motobratan.ru/32288/91188.html
Руководствуемся п. 10.5, согласно которому водителю запрещается превышать максимальную скорость, определенную технической характеристикой транспортного средства.
Если прицеп эксплуатируется легально, сертифицирован, то завод-изготовитель в инструкции к ТС указывает соответствующие ограничения. Например, к прицепу «Енот» — максимальная скорость 50 км/ч.
Мотопоезд ограничен режимом 10.5, при этом не превышая установленных требованиями Правил и дорожными знаками скоростных ограничений.
Некоторые водители мотопоезда превышали порог в 100 км/ч. Но это уже за гранью.
Новости
Сегодня, 29 июля 2013 года, на официальном Интернет-портале правовой информации (www.pravo.gov.ru) опубликовано постановление Правительства Российской Федерации от 23 июля 2013 года № 621 «О внесении изменений в Правила дорожного движения Российской Федерации». Постановление вступит в силу по истечении семи дней после дня его официального опубликования, то есть – 6 августа 2013 года.
Вносимые в ПДД изменения касаются, в частности, установления значений возможной максимальной скорости движения для отдельных видов транспортных средств вне населенных пунктов при условии, что дорожные условия обеспечивают безопасное движение с большей скоростью. Так, по решению владельцев автомобильных дорог для легковых автомобилей и грузовых автомобилей с разрешенной максимальной массой не более 3,5 т может быть установлена максимальная скорость в 130 км/ч на дорогах, обозначенных знаком 5.1 «Автомагистраль», и в 110 км/ч на дорогах, обозначенных знаком 5.3 «Дорога для автомобилей».
При этом необходимо отметить, что значение самих знаков «Автомагистраль» и «Дорога для автомобилей» не изменяется. То есть, само наличие таких знаков на дороге не означает, что по ней можно двигаться со скоростью 130 и 110 км/ч соответственно. В местах, где владелец дороги принял решение об увеличении максимальной скорости движения, будут установлены дорожные знаки 3.24 «Ограничение максимальной скорости».
Также в ПДД вводится термин «Парковка», соответствующий аналогичному термину Градостроительного кодекса Российской Федерации, а наименование дорожного знака 6.4, который сейчас называется «Место стоянки», изменяется на «Парковка (парковочное место)». При этом в описании дополнительной таблички 8.8 «Платные услуги», которая используется совместно с этим знаком, слова «услуги предоставляются только за наличный расчет» заменяются словами «услуги предоставляются только за плату», поскольку современные паркинги уже сейчас оборудуются терминалами, работающими с безналичными формами оплаты парковки.
Изменения в ПДД предусматривают также возможность ограничения остановки транспортных средств в местах стоянки легковых такси путем введения новых знаков дополнительной информации (табличек) «Кроме вида транспортных средств», указывающих вид транспортного средства, на который не распространяется действие знака, и «Работает эвакуатор», информирующей об осуществлении задержания транспортных средств.
Для уведомления участников дорожного движения об окончании полосы, предназначенной для движения только маршрутных транспортных средств и транспортных средств, используемых в качестве легковых такси, движущихся попутно общему потоку транспортных средств, вводится новый дорожный знак «Конец полосы для маршрутных транспортных средств».
Изменяется и требование дорожного знака 3.4 «Движение грузовых автомобилей запрещено». Теперь данный знак будет распространяться на все грузовые транспортные средства с определенной разрешенной максимальной массой (в том числе и на обслуживающие предприятия, находящиеся в обозначенной зоне, а также обслуживающие граждан или принадлежащие гражданам, проживающим или работающим в обозначенной зоне).
Кроме того, в местах производства дорожных работ изменения в ПДД предусматривают применение временных дорожных знаков на желтом фоне.
Сегодня «заработают» изменения в ПДД — Общество — Свежие новости Бурятии и Улан-Удэ — ГТРК
Сегодня, 6 августа,вступает в силу постановление Правительства РФ от 23 июля 2013 года № 621 «О внесении изменений в Правила дорожного движения Российской Федерации».Как пояснили в отделении пропаганды Госавтоинспекции России, вносимые в ПДД изменения касаются, в частности, установления значений возможной максимальной скорости движения для отдельных видов транспортных средств вне населенных пунктов при условии, что дорожные условия обеспечивают безопасное движение с большей скоростью. Так, по решению владельцев автомобильных дорог для легковых автомобилей и грузовых автомобилей с разрешенной максимальной массой не более 3,5 т может быть установлена максимальная скорость в 130 км/ч на дорогах, обозначенных знаком 5.1 «Автомагистраль», и в 110 км/ч на дорогах, обозначенных знаком 5.3 «Дорога для автомобилей».
При этом необходимо отметить, что значение самих знаков «Автомагистраль» и «Дорога для автомобилей» не изменяется. То есть, само наличие таких знаков на дороге не означает, что по ней можно двигаться со скоростью 130 и 110 км/ч соответственно. В местах, где владелец дороги принял решение об увеличении максимальной скорости движения, будут установлены дорожные знаки 3.24 «Ограничение максимальной скорости».
Также в ПДД вводится термин «Парковка», соответствующий аналогичному термину Градостроительного кодекса Российской Федерации, а наименование дорожного знака 6.4, который сейчас называется «Место стоянки», изменяется на «Парковка (парковочное место)». При этом в описании дополнительной таблички 8.8 «Платные услуги», которая используется совместно с этим знаком, слова «услуги предоставляются только за наличный расчет» заменяются словами «услуги предоставляются только за плату», поскольку современные паркинги уже сейчас оборудуются терминалами, работающими с безналичными формами оплаты парковки.
Изменения в ПДД предусматривают также возможность ограничения остановки транспортных средств в местах стоянки легковых такси путем введения новых знаков дополнительной информации (табличек) «Кроме вида транспортных средств», указывающих вид транспортного средства, на который не распространяется действие знака, и «Работает эвакуатор», информирующей об осуществлении задержания транспортных средств.
Для уведомления участников дорожного движения об окончании полосы, предназначенной для движения только маршрутных транспортных средств и транспортных средств, используемых в качестве легковых такси, движущихся попутно общему потоку транспортных средств, вводится новый дорожный знак «Конец полосы для маршрутных транспортных средств».
Изменяется и требование дорожного знака 3.4 «Движение грузовых автомобилей запрещено». Теперь данный знак будет распространяться на все грузовые транспортные средства с определенной разрешенной максимальной массой (в том числе и на обслуживающие предприятия, находящиеся в обозначенной зоне, а также обслуживающие граждан или принадлежащие гражданам, проживающим или работающим в обозначенной зоне).
Кроме того, в местах производства дорожных работ изменения в ПДД предусматривают применение временных дорожных знаков на желтом фоне.
Источник: auto.amic.ru
Фото: inmosreg.ru
Автоматически штрафовать за превышение скорости на автобанах начнут в 2021 году | Курсив
Система видеоконтроля и автоматической фиксации нарушений правил дорожного движения будет запущена на платных автодорогах республиканского значения в марте-апреле следующего года. Это позволит штрафовать владельцев транспортных средств за превышение скорости и другие нарушения.
Как сообщил 14 декабря на встрече с журналистами председатель правления АО «НК «КазАвтоЖол» Улан Алипов, на первом автобане Нур-Султан –Щучинск, где платность была введена в 2013 году, многие автолюбители превышают допустимую скорость в 140 км/ч и двигаются со скоростью более 200 км/ч.
«На автодороге Нур-Султан – Щучинск есть арка с камерой определения скорости движения. По данным этой камеры, многие машины едут со скоростью выше 200 км/ч. Одна машина проехала со скоростью 236 км/ч», – сказал он.
По его словам, с улучшением качества дорожного покрытия и ширины проезжей части автомобилисты увеличивают скорость движения. Для того чтобы они не нарушали ПДД, «КазАвтоЖол» планирует внедрить систему, позволяющую фиксировать нарушения и передавать их в Единый реестр административных правонарушений (ЕРАП).
«Это компания «Сергек», они будут устанавливать арки, на которых будут камеры. Они будут непосредственно работать с ЕРАП. Как в городах, будут выявлять нарушения правил дорожного движения и будут передавать в ЕРАП», – сказал Алипов.
По его словам, такие арки с камерами уже устанавливаются на действующих платных автодорогах республиканского значения.
«В марте-апреле следующего года они заработают», – сказал он.
В настоящее время максимальная допустимая скорость движения на платных автодорогах в зависимости от их категории составляет 140 км/ч. По ходу движения на них есть арки, камеры на которых измеряют скорость движения автомашины. Но эти данные используются лишь для предупреждения самого водителя и анализа данных.
С начала текущего года сборы с существующих платных автодорог Нур-Султан –Щучинск, Нур-Султан – Темиртау, Алматы – Хоргос и Алматы – Капшагай составили более 5 млрд тенге. За весь 2019 год этот показатель составил 5,4 млрд тенге. Проезд по автодорогам республиканского значения общей протяженностью 5,8 тыс. км станет платным в марте-апреле следующего года.
Читайте «Курсив» там, где вам удобно. Самые актуальные новости из делового мира в Facebook и Telegram
«Общие положения» | Видео | ПДД |
«Общие обязанности водителей часть1» | Видео | ПДД |
«Общие обязанности водителей часть 2» | Видео | |
«Обязанности пешеходов» | Видео | ПДД |
«Предупреждающие знаки» | Видео | ПДД |
«Знаки приоритета» | Видео | ПДД |
«Запрещающие знаки» | Видео | ПДД |
«Предписывающие знаки» | Видео | ПДД |
«Знаки особых предписаний» | Видео | ПДД |
«Информационные знаки» | Видео | ПДД |
«Знаки сервиса» | Видео | ПДД |
«Таблички» | Видео | ПДД |
«Опознавательные знаки» | Видео | |
«Дорожная разметка» | Видео | ПДД |
«Применение специальных сигналов» | Видео | ПДД |
«Сигналы светофора» | Видео | ПДД |
«Сигналы регулировщика» | Видео | ПДД |
«Применение аварийной сигнализации и знака аварийной остановки» | Видео | ПДД |
«Начало движения маневрирование» | Видео | ПДД |
«Расположение транспортных средств на проезжей части» | Видео | ПДД |
«Скорость движения» | Видео | ПДД |
«Обгон, опережение, встречный разъезд» | Видео | ПДД |
«Остановка и стоянка» | Видео | ПДД |
«Проезд перекрёстков общие правила» | Видео | ПДД |
«Проезд нерегулируемых перекрёстков» | Видео | ПДД |
«Проезд регулируемых перекрёстков» | Видео | ПДД |
«Круговое движение» | Видео | ПДД |
«Пешеходные переходы» | Видео | ПДД |
«Движение через жд пути» | Видео | ПДД |
«Движение по автомагистрали» | Видео | ПДД |
«Движение в жилых зонах» | Видео | ПДД |
«Приоритет маршрутных транспортных средств» | Видео | ПДД |
«Пользование внешними световыми приборами и звуковыми сигналами» | Видео | ПДД |
«Буксировка механических транспортных средств» | Видео | ПДД |
«Учебная езда» | Видео | ПДД |
«Перевозка людей» | Видео | ПДД |
«Перевозка грузов» | Видео | ПДД |
«Дополнительные требования к движению велосипедистов и водителей мопедов» | Видео | ПДД |
«Неисправности, при которых запрещена эксплуатация тс» | Видео | ПДД |
«Основы безопасности дорожного движения (часть 1)» | Видео | |
«Основы безопасности дорожного движения (часть 2)» | Видео | |
«Ответственность за нарушение ПДД» | Видео | |
«Оказание первой медицинской помощи» | Видео | |
«Заносы» | Видео |
Скорость движения
п 10.1 ПДД. Водитель должен вести транспортное средство со скоростью, не превышающей установленного ограничения, учитывая при этом интенсивность движения, особенности и состояние транспортного средства и груза, дорожные и метеорологические условия, в частности видимость в направлении движения. Скорость должна обеспечивать водителю возможность постоянного контроля за движением транспортного средства для выполнения требований Правил.
При возникновении опасности для движения, которую водитель в состоянии обнаружить, он должен принять возможные меры к снижению скорости вплоть до остановки транспортного средства.
п 10.2 ПДД. В населенных пунктах разрешается движение транспортных средств со скоростью не более 60 км/ч, а в жилых зонах, велосипедных зонах и на дворовых территориях не более 20 км/ч.
Примечание. По решению органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации может разрешаться повышение скорости (с установкой соответствующих знаков) на участках дорог или полосах движения для отдельных видов транспортных средств, если дорожные условия обеспечивают безопасное движение с большей скоростью. В этом случае величина разрешенной скорости не должна превышать значения, установленные для соответствующих видов транспортных средств на автомагистралях.
п 10.3 ПДД. Вне населенных пунктов разрешается движение:
мотоциклам, легковым автомобилям и грузовым автомобилям с разрешенной максимальной массой не более 3,5 т на автомагистралях — со скоростью не более 110 км/ч, на остальных дорогах — не более 90 км/ч;
междугородним и маломестным автобусам на всех дорогах — не более 90 км/ч;
другим автобусам, легковым автомобилям при буксировке прицепа, грузовым автомобилям с разрешенной максимальной массой более 3,5 т на автомагистралях — не более 90 км/ч, на остальных дорогах — не более 70 км/ч;
грузовым автомобилям, перевозящим людей в кузове, — не более 60 км/ч;
транспортным средствам, осуществляющим организованные перевозки групп детей, — не более 60 км/ч;
Примечание. По решению собственников или владельцев автомобильных дорог может разрешаться повышение скорости на участках дорог для отдельных видов транспортных средств, если дорожные условия обеспечивают безопасное движение с большей скоростью. В этом случае величина разрешенной скорости не должна превышать значения 130 км/ч на дорогах, обозначенных знаком 5.1, и 110 км/ч на дорогах, обозначенных знаком 5.3.
п 10.4 ПДД. Транспортным средствам, буксирующим механические транспортные средства, разрешается движение со скоростью не более 50 км/ч.
Тяжеловесным транспортным средствам, крупногабаритным транспортным средствам и транспортным средствам, осуществляющим перевозки опасных грузов, разрешается движение со скоростью, не превышающей скорости, указанной в специальном разрешении, при наличии которого в соответствии с законодательством об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности допускается движение по автомобильным дорогам таких транспортных средств.
п 10.5 ПДД. Водителю запрещается:
превышать максимальную скорость, определенную технической характеристикой транспортного средства;
превышать скорость, указанную на опознавательном знаке «Ограничение скорости», установленном на транспортном средстве;
создавать помехи другим транспортным средствам, двигаясь без необходимости со слишком малой скоростью;
резко тормозить, если это не требуется для предотвращения дорожно-транспортного происшествия.
Комментарий к Разделу 10 Правил дорожного движения РФ
10.1.
Опытный водитель выбирает скорость движения учитывая многие факторы. Движение с разрешенной максимальной скоростью, установленной ПДД на конкретном участке дороги, в определенных условиях не всегда может быть безопасным. Например, на дороге установлена предельная скорость движения 90км/ч. Но в гололед двигаться с такой скоростью опасно.
Увеличение скорости движения удлиняет остановочный и тормозной путь автомобиля.
Остановочный путь автомобиля – это расстояние, которое проходит автомобиль с момента обнаружения водителем опасности до полной остановки. Учитывая условия видимости, водитель должен так выбирать скорость, чтобы остановочный путь автомобиля не превышал расстояние видимости.
Тормозной путь – это расстояние, которое проходит автомобиль с момента нажатия на педаль тормоза до полной остановки. Тормозной путь является частью остановочного пути. Тормозной путь автомобиля зависит от скорости, эффективности работы тормозной системы, состояния проезжей части и шин, а также массы ТС.
10.2.
Речь идет о населенных пунктах, въезды и выезды у которых обозначены знаками 5.23.1 — 5.24.2 (на белом фоне). Подробнее — в статье Знаки Начало и Конец населенного пункта.
10.3.
Разрешенная максимальная скорость движения транспортных средств (км/ч)
Вне населенных пунктов: следует понимать как за пределами населенных пунктов, въезды в которые обозначены знаками 5.23.1, 5.23.2 «Начало населенного пункта», и выезды из которых обозначены знаками 5.24.1, 5.24.2 «Конец населенного пункта» на белом фоне.
Движение в населенных пунктах, начало и конец которых обозначены знаками 5.25 и 5.26 с названием на синем фоне, также подчиняется требованиям ПДД для движения ВНЕ населенных пунктов.
10.4.
Помимо скоростных ограничений, обозначенных в пунктах 10.1-10.4 ПДД, существует такое понятие как безопасная скорость. В любой дорожной ситуации безопасная скорость всегда разная, она зависит от многих факторов: местности, наличия других участников движения, времени суток, погодных условий, состояния дороги и пр.
Поэтому, кроме правовых ограничений скоростного режима, для безопасного передвижения следует выбирать именно безопасную скорость.
10.5.
При движении без необходимости со слишком малой скоростью вы можете создать помехи другим транспортным средствам. Если по каким-либо причинам вы вынуждены двигаться с малой скоростью (за исключением движения в заторе, под запрещающим знаком 3.24 «Ограничение максимальной скорости» и т.п.), то для информирования других водителей включите аварийную сигнализацию.
При движении вне населенного пункта, если обгон вашего ТС затруднен, следует принять как можно правее или даже остановиться, чтобы пропустить скопившиеся сзади машины (п.11.6 ПДД).
Во Фрайбурге хотят ограничить скорость езды по городу 30 км/ч | Новости из Германии о Германии | DW
Во Фрайбурге, расположенном в федеральной земле Баден-Вюртемберг, намерены ограничить скорость езды по всему городу 30 километрами в час. Исключение предполагается сделать лишь для нескольких улиц. Обер-бургомистр Фрайбурга Мартин Хорн (Martin Horn) уже обратился с предложением к министру транспорта Германии Андреасу Шойеру (Andreas Scheuer) провести подобный эксперимент, сообщили городские власти в пятницу, 4 декабря.
Чтобы создать юридические возможности для такого эксперимента, Шойер должен внести специальное положение в правила дорожного движения, предлагают во Фрайбурге. Если эта норма будет принята, город станет первым немецким населенным пунктом с подобным правилом.
Инициативу поддержал министр транспорта Баден-Вюртемберга Винфрид Херман (Winfried Hermann), который представляет партию «Союз-90/Зеленые». По его словам, давно пора ограничить скорость для безопасности движения.
В настоящее время в Германии допустимая скорость езды по городу составляет, как правило, 50 км/ч, ограничение в 30 км/ч должно быть обосновано. До сих пор его вводили только в жилых районах, вблизи детских садов либо для защиты от шума.
Смотрите также:
Пешеходный переход по-немецки
Самый известный в мире пешеходный переход находится, как принято считать, в Лондоне, на улице Эбби-Роуд. В 1969 году здесь сфотографировались для обложки своего последнего совместного студийного проекта музыканты группы «Битлз». Через два года альбому «Abbey Road» исполнится полвека, но мы так долго ждать не будем, а отметим другой пешеходно-переходный юбилей — 65-летие первой зебры в Германии.
Пешеходный переход по-немецки
Первая немецкая зебра (Zebrastreifen), сведения о которой сохранились в архивах, была нанесена на проезжую часть одной из улиц Мюнхена в 1952 году — двенадцать белых полосок. При этом думать о безопасности пешеходов в Германии начали намного раньше. Первый такой параграф появился в 1929 году — в правилах уличного движения Берлина, однако обозначали переходы тогда не зеброй, а другой разметкой.
Пешеходный переход по-немецки
Современные зебры, получившие распространение во всем мире, своим появлением обязаны международным соглашениям, подписанным странами-членами ООН в Женеве в 1949 году. В Германии правила поведения водителей, пешеходов и других участников движения на зебрах и перед ними закреплены в параграфе 25 ПДД (§ 25 StVO), а наказания для нарушителей определены в специальном штрафном каталоге.
Пешеходный переход по-немецки
Помимо разметки в виде белых полосок нерегулируемые пешеходные переходы дополнительно обозначаются такими информирующими квадратными знаками, а в опасных или плохо обозримых местах — предупреждающими треугольниками. Преимуществом на таких переходах пользуются пешеходы, а также лица на инвалидных колясках — простых или моторизированных. Велосипедисты преимуществ не имеют!
Пешеходный переход по-немецки
Велосипедистам в Германии не запрещается ездить по зебре, но в таком случае они не являются пешеходами и несут ответственность случае ДТП — например, если вылетят на переход на полной скорости, не оценив ситуацию. В идеальном варианте велосипед по зебре нужно катить, то есть слезть с него или отталкиваться ногой, стоя на одной педали. Лишь в этом случае машины обязаны уступать им дорогу.
Пешеходный переход по-немецки
Другое дело, когда параллельно зебре проезжую часть также пересекает велосипедная дорожка, то есть нанесена разметка и поставлены знаки, например, при круговом движении — тогда можно спокойно ехать, соблюдая, кончено же, осторожность. То же самое касается пешеходов. Зебра не означает, что вы можете идти по ней, уткнувшись в телефон. Сначала нужно посмотреть по сторонам. Многие об этом забывают.
Пешеходный переход по-немецки
Ежегодно в Германии на зебрах происходит около 5500 ДТП, в которых страдают люди. В 2016 году в результате таких происшествий тяжелые травмы получило более 900 человек, 25 человек погибло. Многих ДТП можно было бы избежать, если бы все участники движения соблюдали правила, были более внимательными и взаимовежливыми. Ведь лучше подождать, чем настаивать на своем преимуществе и пострадать.
Пешеходный переход по-немецки
Перед зеброй водители (и велосипедисты, если двигаются по проезжей части или зебра нанесена на велосипедную дорожку) обязаны снизить скорость и пропустить пешехода, даже если тот еще только подходит к зебре, но очевидно собирается перейти дорогу. Подавать какие-то знаки пешеход не обязан. В таких местах нельзя обгонять, останавливаться ближе пяти метров до разметки, а также на самом переходе.
Пешеходный переход по-немецки
За большинство нарушений § 25 ПДД водителям в Германии грозят штрафы от 80 до 120 евро плюс один балл в картотеке Федерального ведомства автодорожного транспорта во Фленсбурге. Например, 80 евро и один балл, если не снизить скорость перед зеброй при наличии вблизи пешехода. Лишение прав происходит при восьми баллах. Сгорают они нескоро. По таким нарушениям — через 2,5 года.
Пешеходный переход по-немецки
Пешеходам перед выходом на зебру следует быть особенно внимательными в темное время суток и при плохой погоде, в условиях сниженной видимости. На этот счет есть соответствующие судебные решения, при грубом несоблюдении элементарной осторожности возлагающие частичную вину и на пешеходов.
Пешеходный переход по-немецки
Где в Германии появляются зебры? Согласно правилам, такие пешеходные переходы могут оборудоваться в местах, где в часы с наиболее интенсивным движением дорогу переходит не менее 50 пешеходов и при этом проезжает не менее 200 машин. При более сильном трафике ставят пешеходные светофоры. При менее интенсивном — оборудуют островки безопасности между полосами проезжей части, но без зебры.
Пешеходный переход по-немецки
Считается также, что слишком короткие расстояния между зебрами на дороге приводят к снижению желания и готовности водителей каждый раз сбавлять скорость перед ними, что приводит к росту числа ДТП. Оборудование нерегулируемого пешеходного перехода (включая разметку, знаки, освещение и утопленные бордюры) обходится в Германии от 12 до 75 тысяч евро, в среднем — около 30 тысяч евро.
Автор: Максим Нелюбин
Скорость
— шина I2C
При синхронной последовательной передаче, такой как связь RS232, тактовая частота предопределена. Поскольку получатель не получает явного тактового сигнала, он должен полагаться на точность синхронизации отправителя. Любое отклонение почти фатально, так как рано или поздно может привести к ошибкам. Несмотря на то, что существует доступная технология для обеспечения синхронизации такой связи, даже если так называемая скорость передачи данных немного дрейфует, общий подход состоит в том, чтобы поддерживать эту скорость постоянной и точной.
Это дает преимущество предсказуемой синхронизации передачи, но добавляет очевидное требование поддержания этой постоянной скорости. Вот почему калькуляторы скорости передачи можно найти повсюду в Интернете.
На синхронных передачах, таких как шина I2C, ситуация гораздо более расслабленная. Часы передаются отправителем, и получатель всегда может синхронизироваться с этими часами. I2C определяет несколько уровней скорости, но термин «скорость передачи данных» в этом контексте довольно необычен.
Уровни скорости (стандартный режим: 100 кбит / с, полная скорость: 400 кбит / с, быстрый режим: 1 Мбит / с, высокая скорость: 3,2 Мбит / с) являются максимальными.Совместимое оборудование гарантирует, что оно может обрабатывать скорость передачи до максимальной тактовой частоты, указанной режимом.
Это не означает, что передача не может происходить на какой-либо более низкой скорости или даже с несколько изменяющейся скоростью передачи битов.
Фактически, мастер шины даже не имеет полного контроля над фактической синхронизацией. Причина этого проста. В шине I2C используется технология открытого стока. Автобус находится на высоком уровне, и запись в автобус означает опускание его уровня на землю.В зависимости от оконечной нагрузки шины, последовательных резисторов, емкости, длины кабеля, напряжения на шине и других факторов этот процесс понижения уровня и его сброса занимает некоторое время. Поэтому для любого устройства рекомендуется считывать логический уровень измененной линии (как часы, так и данные), прежде чем переходить к дальнейшим действиям.
Мастер запишет ноль на шину, сначала разрешив схеме установить на шине низкий уровень, затем считывает состояние линии и затем переходит к следующему шагу.
Как следствие, мастер, настроенный на тактовую частоту 100 кГц, скорее всего, будет иметь более низкую скорость на шине. Поскольку влияние электрической задержки увеличивается с увеличением тактовой частоты, этот эффект проявляется больше при более высоких скоростях.
Шина I2C предназначена для обмена данными между микросхемами, и это обычно означает небольшие пакеты данных. Поскольку синхронизация никогда не может быть определена точно, а передаваемая информация часто бывает короткой, точность тактовых импульсов шины не имеет большого значения для большинства приложений.
На всякий случай — в случае сомнений — гораздо лучше поддерживать максимальную скорость передачи данных ниже максимального рейтинга в любое время, а не превышать ее время от времени.
СвязьI2C — все о I²C со схемами
Как инженер, однажды вам придется использовать связь I2C. I2C — одно из самых популярных коммуникационных периферийных устройств из-за его высокой скорости и гибкости.
Сегодня из этого блога вы узнаете все о I2C, его основах и принципах работы.Что будет покрыто:
- Интерфейс
- Характеристики
- Протокол связи
- Преимущества и недостатки
- Примеры и реализация I2C
Без лишних слов, давайте сразу перейдем к тому, почему мы используем I2C?
Зачем использовать I2C?
- Шина I2C в настоящее время по-прежнему является распространенным периферийным устройством связи, используемым различными схемами, и ее легко реализовать. Независимо от того, сколько устройств подключено к шине, необходимы только две сигнальные линии (SCL синхронизации и SDA данных).
- Это настоящая шина с несколькими мастерами, которая превосходит SPI.
- Кроме того, интерфейс I2C также является гибким, что позволяет ему обмениваться данными с медленными устройствами, а также иметь высокоскоростные режимы для передачи больших объемов данных. Скорость передачи может достигать 100 кбит / с в стандартном режиме, 400 кбит / с в быстром режиме и 3,4 Мбит / с в высокоскоростном режиме;
- Благодаря своей гибкости, I2C всегда останется одним из лучших коммуникационных периферийных устройств для подключения устройств.
Продукты Seeed I2C
- Здесь, в Seeed, мы действительно предлагаем различные продукты I²C! Например, у нас есть два наших удивительных продукта I²C, как показано ниже:
I2C LCD (с универсальным кабелем Grove)
- Этот ЖК-дисплей I2C, который представляет собой простой в использовании модуль дисплея, может значительно упростить создание дисплея.
- Мы разработали библиотеку Arduino для ЖК-дисплея I2C, где пользователям достаточно всего нескольких строк кода для достижения сложных функций отображения графики и текста.
- Кроме того, мы также разрабатываем программное обеспечение для преобразования данных (преобразователь растровых изображений), которое поддерживает ПК Windows, Linux, Mac OS. С помощью этого программного обеспечения вы можете поместить свое любимое изображение на ЖК-дисплей I2C без необходимости сложного программирования.
- Он также поддерживается Grove, нашей собственной модульной стандартизированной системой прототипирования соединителей.
Драйвер I2C / Легко управляемый адаптер Устройства I2C
- У нас есть собственный драйвер I²C, который представляет собой простой в использовании инструмент с открытым исходным кодом для управления устройствами I²C.
- Он работает с Windows, Mac и Linux и имеет встроенный цветной экран, на котором в реальном времени отображается вся деятельность I²C.
- Для связи с ПК используется стандартный последовательный USB-чип FTDI, поэтому установка специальных драйверов не требуется. На плате имеется отдельный источник питания 3,3 В с контролем напряжения и тока.
- Боитесь, что ваше соединение I²C может выйти из строя? Хотите избежать мучительной отладки? Что ж, этот драйвер I²CDriver делает I²C намного более удобным для пользователя и может предотвратить это.
Если вам интересно узнать больше о наших продуктах I²C и о том, что мы предлагаем, вы можете посетить наш веб-сайт Bazaar здесь:
Продукты Seeed Studio I2C
Сопутствующие товары (не I2C)
Драйвер SPI / Легко управляемый адаптер Устройства SPI
- Мы также предлагаем драйвер SPI Driver инструмент с открытым исходным кодом для управления устройствами SPI.
- Он имеет такой же встроенный цветной экран, который показывает в реальном времени отображение логического анализатора всего трафика SPI.Он также использует стандартный последовательный USB-чип FTDI для связи с ПК, поэтому установка специальных драйверов не требуется.
- Вы можете напрямую управлять светодиодами и ЖК-дисплеями, не приближаясь к микроконтроллеру. Если вам нужно проверить, создать резервную копию или клонировать флэш-память SPI, SPIDriver — идеальный инструмент.
Что такое I²C? (Сигналы)
- I²C означает Inter-integration-circuit
- Это интерфейс последовательной связи с двунаправленной двухпроводной синхронной последовательной шиной, обычно состоящей из двух проводов — SDA (последовательная линия данных) и SCL (последовательная линия синхронизации) и тянущий резисторы вверх.
- Они используются для проектов, требующих совместной работы множества различных частей (например, датчиков, выводов, расширений и драйверов), поскольку они могут подключать до 128 устройств к материнской плате, сохраняя при этом четкий канал связи!
- Он используется для соединения различных низкоскоростных устройств, таких как микроконтроллеры, EEPROM, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и т. Д.
- В отличие от UART или SPI, драйверы шины I2C имеют открытый сток, что предотвращает конфликты на шине и устраняет шансы на повреждение водителей.
- Каждая сигнальная линия в I2C содержит подтягивающие резисторы для восстановления сигнала на высоком уровне провода, когда ни одно устройство не подтягивает его к низкому уровню.
- Все передачи инициируются и завершаются «ведущим устройством»; «главное устройство» может записывать данные в одно или несколько «подчиненных устройств» или запрашивать данные у «подчиненных устройств». «Мастер» и «Ведомый» не фиксируются в системе. Фактически, любое устройство может использоваться как «ведущее» или «ведомое», если оно настроено с соответствующим оборудованием или прошивкой.
- Данные передаются одним байтом, и за каждым байтом следует 1-битный сигнал подтверждения в виде бита ACK / NACK (подтверждение / отсутствие ответа).
Характеристики
Провода | 2 (SCL и SDA) |
Размер кадра данных | 8-битные пакеты |
Максимальная скорость | Стандартный режим = 100 Кбит / с |
Высокоскоростной режим = 3.4 Мбит / с | |
Сверхбыстрый режим = 5 Мбит / с | |
Строгая скорость передачи? | Нет (по сравнению с UART) |
Количество мастеров | Без ограничений |
Количество ведомых устройств | Зависит от (до 127, но может быть больше до , емкость 400 пФ) |
Протокол связи I²C
Как работает I²C?
- Данные I2C передаются в сообщениях, которые разбиваются на фреймы данных.
- Каждое сообщение содержит:
- Условие запуска
- Условие останова
- Биты чтения и записи
- Биты ACK / NACK
- Адрес ведомого устройства
- Фрейм данных
Условия запуска и остановки
- Начало Условие:
- Передача начнется, когда ведущее устройство переключает линию SDA с высокого уровня напряжения на низкий уровень, а затем переключает линию SCL с высокого на низкий.
- Сообщает другим ведомым устройствам о том, что должна произойти передача.
- Если два мастера одновременно отправляют условие запуска и хотят стать владельцем шины, тот, кто первым потянет низкий уровень SDA, «выигрывает»
- Stop Condition:
- Состояние остановки будет передано после всех данных кадры отправлены.
- Линия SCL сначала переключится с низкого уровня напряжения на высокий, прежде чем линия SDA переключится с низкого напряжения на высокое
- Значение на SDA не должно изменяться, когда SCL высокий во время нормальной операции записи данных, так как это может вызвать условия ложной остановки .
Бит чтения / записи
- Один бит, определяющий, передает ли ведущее (записывает) данные ведомому (низкий уровень напряжения) или запрашивает (считывает) данные от него (высокий уровень напряжения).
Бит ACK / NACK
- Отправляется принимающим устройством после каждого кадра, чтобы сообщить отправителю, был ли кадр данных принят успешно (ACK) или нет (NACK)
Адресация
- По сравнению с SPI, I2C не имеет линий выбора ведомого, из-за которых ведомые устройства не могут знать, когда данные отправляются ему, а не другим ведомым.
- Чтобы решить эту проблему, I2C использует адресный кадр, который является первым кадром после стартового бита в новом сообщении.
- Ведущие устройства сначала отправят уникальный адрес ведомого, с которым они хотят связаться. I
- Если адрес совпадает с собственным адресом ведомого, он отправит бит ACK обратно ведущему устройству.
- Если он не совпадает, ведомое устройство не будет делать ничего, что оставит линию SDA на высоком уровне.
Адрес:
Ведущее устройство отправляет адрес ведомого устройства, с которым он хочет связаться с каждым к нему подключено подчиненное устройство.Подчиненное устройство сравнивает полученный адрес со своим адресом.
- Если совпадение прошло успешно, ведомое устройство знает, что оно установит связь с ведущим устройством. Он отправит бит ACK обратно на главное устройство.
- По сравнению с SPI, I2C не имеет линий выбора ведомого, из-за которых ведомые устройства не могут знать, когда данные отправляются ему, а не другим ведомым.
- Чтобы решить эту проблему, I2C использует адресный кадр, который является первым кадром после стартового бита в новом сообщении.
- Ведущие устройства сначала отправят уникальный адрес ведомого, с которым они хотят связаться. I
- Если адрес действительно совпадает с собственным адресом ведомого, он отправит бит ACK обратно ведущему устройству.
- Если он не совпадает, ведомое устройство не будет делать ничего, что оставит линию SDA на высоком уровне.
10-битный адрес устройства
- I2C обычно имеет 7-битный адрес, а различных устройств I2C всего 127. Однако на самом деле существует гораздо больше типов устройств I2C, и устройство I2C имеет высокий шанс иметь тот же адрес на шине.
- Чтобы обойти это ограничение, многие устройства используют двойной адрес через контакты внешней конфигурации, а также 10-битную схему адресации.
- 10-битная адресная схема имеет два эффекта на нормальный протокол I2C:
- Адресный кадр теперь имеет два байта вместо одного байта.
- Первые пять наиболее значимых битов первого байта используются для идентификации 10-битного адреса с условным обозначением «11110».
- I2C также имеют адреса, зарезервированные для специальных цели
Кадр данных (данные для передачи)
Данные Кадр (данные для передачи)
После того, как адресный кадр был отправлен и ведущее устройство получит бит ACK от ведомого, начнут передаваться данные длиной 8 бит, причем первыми отправляются старшие биты (MSB).
Пока ведущее устройство будет генерировать тактовые импульсы через равные промежутки времени, данные отправляются в SDA мастером или подчиненным в зависимости от бита чтения / записи.
После этот процесс завершен, мастер отправит подчиненному условие остановки который завершит передачу.
Кадр данных (данные для передачи)
- После того, как адресный кадр был отправлен и ведущее устройство получит бит ACK от ведомого, начнут передаваться данные длиной 8 бит, причем первыми отправляются старшие биты (MSB).
- В то время как ведущее устройство будет генерировать тактовые импульсы с регулярными интервалами, данные отправляются в SDA ведущим или ведомым устройством в зависимости от бита чтения / записи.
- За каждым кадром данных следует бит ACK / NACK, чтобы сообщить, были ли данные приняты успешно. Бит ACK должен быть получен либо ведущим, либо ведомым устройством, прежде чем можно будет отправить следующий кадр данных.
- После завершения этого процесса ведущее устройство отправит ведомому устройству условие остановки, которое завершит передачу.
Пошаговая связь I2C
- Шаг 1 : ведущее устройство генерирует сигнал запуска, который передает другим устройствам сигнал начать прослушивание шины и подготовиться к приему данных. (SCL высокий, SDA переключается с высокого на низкий)
- Когда передается условие сигнала запуска, шина переходит в состояние занятости, при котором текущая передача данных ограничивается только выбранными ведущим и ведомым. Только после того, как сгенерировано условие остановки, шина будет освобождена и снова перейдет в режим ожидания.
- Шаг 2 : Главное устройство отправит 7-битный адрес устройства плюс один бит чтения и запишет фрейм данных на каждое устройство. Бит также укажет направление следующей передачи данных. 0 = ведущее устройство записывает данные на ведомые устройства. 1 = ведущее устройство считывает данные на ведомые устройства.
- Шаг 3 : Каждое ведомое устройство сравнивает адрес, отправленный ведущим, со своим собственным адресом. Подчиненное устройство, которое успешно соответствует адресу, возвращает бит ACK, переводя линию SDA в низкий уровень.
- Шаг 4 : Когда ведущее устройство получает сигнал подтверждения от ведомого устройства, оно начинает передачу или прием данных. Ниже представлена схема процесса передачи данных на указанное устройство.
- Шаг 5 : После передачи каждого кадра данных принимающее устройство возвращает еще один бит ACK отправителю, чтобы подтвердить, что кадр успешно принят, а затем отправитель продолжает передавать кадр данных и так далее.
- Шаг 6 : Когда передача данных завершена, ведущее устройство отправит сигнал остановки, который сигнализирует об отключении шины другим устройствам, и шина перейдет в состояние ожидания.
Работа шины I²C
- Работа шины I2C — это процесс чтения и записи между ведущим и ведомым устройствами. В основном они разделены на 3 процесса:
- Ведущее устройство записывает данные на ведомое устройство:
- Ведущее устройство считывает данные с ведомого устройства:
- Условия повторного запуска:
- Используется в состоянии ожидания шины, где ни один другой ведущий не может утверждать управление шиной и нет условий остановки.
- Это система с одним ведущим.Повторение / перезапуск условных механизмов более эффективны, чем использование сигнала остановки для завершения передачи и повторного запуска шины
- Например,
- Ведущее устройство записывает данные на ведомое устройство, затем перезапускает условие запуска, а затем считывает данные с ведомого устройство ИЛИ
- Ведущее устройство считывает данные с ведомого устройства, затем перезапускает условие запуска, а затем ведущее устройство записывает данные на ведомое устройство:
Часы-растяжка
- В I2C ведущее устройство управляет тактовой частотой, и сигнал может быть передан только ведущим устройством.
- Растяжение тактовой частоты используется, чтобы позволить ведомому устройству управлять линией тактовых импульсов путем нажатия на линию тактовых импульсов, чтобы заставить ведущее устройство войти в режим ожидания, пока оно не освободит линию тактовых импульсов, после чего связь может продолжаться.
- Используется, когда ведомое устройство не может поддерживать скорость ведущего устройства в структуре I2C.
Быстрый режим (= 400 Кбит / с)
- Устройства быстрого режима могут быть синхронизированы с передачей 400 кбит / с.
- Устройства быстрого режима обратно совместимы и могут обмениваться данными с устройствами стандартного режима в системе шины I²C на скорости 0 ~ 100 кбит / с.
- Однако устройства стандартного режима несовместимы снизу вверх, поэтому они не могут работать в системе шины I²C в быстром режиме.
Скоростной режим
- Скорость — один из факторов, ограничивающих применение шины I2C. Использование подтягивающего резистора, который устанавливает логическую единицу, ограничивает максимальную скорость передачи данных по шине, поэтому высокоскоростной режим на скорости 3.Вводится 4 Мбит / с.
- Он может быть переключен мастером, который сначала будет передавать высокоскоростной сигнал в низкоскоростном режиме (например, в быстром режиме).
- Чтобы сократить период сигнала и увеличить скорость шины, этот режим должен использоваться с дополнительным буфером ввода / вывода.
- В этом режиме арбитраж шины может быть замаскирован. (Для получения дополнительной информации см. Стандартную документацию по шине.
Преимущества и недостатки I2C
Преимущества
- Низкое количество выводов / сигналов даже при большом количестве устройств на шине
- Гибкий = поддерживает связь с несколькими ведущими и несколькими ведомыми устройствами
- Простой = использует только 2 провода
- Адаптируемый = адаптируется к потребностям различных ведомых устройств.
- Надежный = ACK / NACK подтверждает, что каждый кадр был успешно передан.
- Устройства можно установить или удалить на шине в любой момент.
Недостатки
- Более низкая скорость по сравнению с SPI, поскольку в нем используются подтягивающие резисторы.
- Конструкция с открытым стоком = ограниченная скорость.
- Требуется больше места за счет использования резисторов
- Сложно по мере увеличения количества устройств.
Примеры I2C в микроконтроллерах
Благодаря своей гибкости, I²C всегда будет оставаться одним из лучших коммуникационных периферийных устройств для подключения устройств.Ниже приведены 3 примера использования I²C в микроконтроллерах:
Grove — концентратор I2C (6 портов)
- I2C — очень популярный протокол связи. В системе Grove I2C используется более чем 80 датчиками для связи, 19 из которых связаны с мониторингом окружающей среды.
- Сегодня все больше и больше микроконтроллеров используют уровни связи 3,3 В, но традиционный Arduino Uno по-прежнему использует 5 В, что приводит к необходимости выравнивания многих модулей, особенно сенсорных модулей, при их использовании.
- Мы действительно работали в этой области, и теперь большинство сенсорных модулей Grove имеют функцию сдвига уровня, и пользователям не нужно учитывать использование микроконтроллера 3,3 В или 5 В при его использовании. Это соответствует девизу Гроув: плагин, и используйте его, это так просто. Для более подробного обзора совместимости датчиков вы можете просмотреть наше Руководство по выбору Grove.
МКП 4725
- Низкое энергопотребление, высокая точность, одноканальный, с 12-битным буферизированным выходным напряжением цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) с энергонезависимой памятью.
- Позволяет считывать сигналы с аналоговых датчиков и преобразовывать их в цифровой язык.
- Использует стандартную распиновку I2C
Raspberry Pi I2C и Arduino I2C
- I2C также используется и совместим с Raspberry Pi и Arduino, чтобы обеспечить обмен данными между микроконтроллерами и периферийными устройствами с небольшой проводкой.
- Raspberry Pi = Это недорогой компьютер размером с кредитную карту, который можно подключить к монитору компьютера или телевизору.
- Arduino = электронная платформа с открытым исходным кодом, которая может считывать входные данные, такие как свет на датчике, нажатие на кнопку, и превращать ее в выходной сигнал.(активация двигателя — включение светодиода)
- С помощью I2C вы можете соединить оба устройства вместе!
I2C Ардуино
- Связь I2C также может использоваться между двумя платами Arduino или другими устройствами.
- I2C упрощает подключение датчиков и дисплеев вместе с Arduino, поскольку он включает только два провода и может уменьшить количество выводов даже с многочисленными устройствами на шине.
- Они используются только для связи на короткие расстояния с синхронизированным тактовым импульсом и в основном используется для связи с датчиками или другими устройствами, которые должны отправлять информацию мастеру.
- Существует также стандартная библиотека I2C для Arduino, которая называется библиотекой проводов, которая позволяет вам легко связываться с устройствами I2C с вашим Arduino.
Сводка
И все по I2C! Мы рассмотрели все, что вам нужно знать о I2C, от интерфейса до реализации и примеров. Надеюсь, что теперь вы лучше понимаете I2C. Если вас интересуют блоги как таковые, перейдите по ссылке ниже!
ресурса
Если вы хотите узнать больше о других коммуникационных периферийных устройствах, таких как SPI и UART, и их сравнении с I2C, вы можете проверить мою другую статью, в которой у нас также есть больше примеров I2C, таких как ADS1115, MCP23017 и PCF 8574 здесь:
UART против I2C VS SPI — протоколы связи и их использование
Следите за нами и ставьте лайки:
Продолжить чтение
SPI и протокол I2C Различия и что следует учитывать
Когда дело доходит до связи между микросхемами на печатной плате, чрезвычайно популярны два протокола: последовательный периферийный интерфейс (SPI) и межинтегральная схема (IIC или I2C).Эти проводные протоколы считаются «маленькими» или «бюджетными», поскольку они не обладают скоростью, надежностью и расстоянием, которыми могут похвастаться другие протоколы, такие как USB, Ethernet, SATA и т. Д.
Однако SPI и I2C являются чрезвычайно популярны, поскольку они просты в реализации, требуют небольшого количества компонентов и небольшого количества кода по сравнению с их тяжеловесными собратьями. Оба используют последовательную связь для передачи данных и поддерживают несколько устройств на одной шине. Многие микроконтроллеры, датчики и периферийные устройства (например, ЖК-дисплеи) полагаются на SPI и I2C для взаимодействия друг с другом.
Если вы разрабатываете продукт и вам нужно выбрать между SPI и I2C, какой из них вы выберете?
SPI был разработан Motorola в 1980-х годах как способ связи между их ранними микроконтроллерами и встроенными периферийными устройствами, такими как EEPROM. Motorola, как и любая другая организация, не поддерживает какой-либо стандартизации протокола SPI. В результате применения этого стандарта «де-факто» реализация может варьироваться от производителя к производителю. Убедитесь, что вы внимательно прочитали техническое описание каждой части, поддерживающей SPI!
SPI использует четыре активные сигнальные линии (которые не включают линии питания и заземления) для связи между частями.Эти строки включают в себя:
SCLK: последовательные часы (управляется ведущим устройством)
MOSI: Master Out Slave In (контролируется ведущим)
MISO: Master In Slave Out (контролируется ведомым устройством)
SS: Выбор ведомого (управляется ведущим)
С помощью этих четырех линий управляющее устройство (ведущее) может связываться с другим периферийным устройством (ведомым).
Двухточечные соединения SPI
Хотя у вас может быть только один мастер на шине SPI, вы можете добавить любое количество периферийных устройств.Однако для каждого добавляемого периферийного устройства необходимо добавить дополнительную линию SS. В примере диаграммы мы должны использовать три отдельные линии SS, каждая из которых управляет отдельным периферийным устройством.
SPI-соединения для 3-х подчиненных устройств
Когда главное устройство желает отправить данные на периферийное устройство или получить дату от него, оно начинает связь, переводя соответствующую линию SS в низкий уровень. В то же время он активирует линию синхронизации (переключение высокого и низкого уровня SCLK на заданной частоте). Ведущее устройство отправляет данные по линии MOSI, одновременно производя выборку по линии MISO.В результате данные могут передаваться между главным и периферийным устройством одновременно (полнодуплексный режим).
Обратите внимание, что только одно периферийное устройство может одновременно связываться с мастером.
Пример временной диаграммы для режима 0 SPI: линии MOSI и MISO дискретизируются по нарастающему фронту SCLK
SPI имеет четыре различных режима, которые могут быть установлены, которые определяют, как работают часы. Ведущее и периферийные устройства должны использовать один и тот же режим. Режим 0 на сегодняшний день является наиболее распространенным режимом среди устройств.
Режим 0: выборка данных при нарастающем фронте тактовой частоты, низкий уровень холостого хода
Режим 1: выборка данных при спадающем фронте тактового сигнала, низкий уровень простоя
Режим 2: выборка данных при спадающем фронте тактового сигнала, простоя тактового сигнала высокий
Режим 3: выборка данных по нарастающему фронту тактового сигнала, высокий тактовый сигнал в режиме ожидания
SPI не определяет никаких конкретных уровней напряжения, максимальной скорости или схем адресации. В результате решать эти факторы вам.Скорость SPI может легко превышать 10 Мбит / с, поэтому обязательно ознакомьтесь с техническими данными для всех своих компонентов, так как это определит допустимые напряжения, ограничения скорости и поддерживаемые режимы.
Компания Philips Semiconductors (теперь известная как NXP Semiconductors) создала спецификацию I2C в 1982 году, чтобы помочь стандартизировать связь между микросхемами на одной плате.NXP не взимает плату с кого-либо за использование или внедрение I2C, но они взимают плату, если вы хотите зарегистрировать адрес устройства.
I2C использует 2 линии (не включая питание и землю) для связи:
Теоретически к одной шине можно подключить любое количество главных и любое количество подчиненных устройств. Линии SDA и SCL должны быть линиями с открытым стоком. В результате устройства могут подтягивать каждую линию только к низкому уровню. На каждой линии требуется подтягивающий резистор, чтобы подтянуть линию до высокого уровня.
Соединения I2C для нескольких главных и нескольких подчиненных устройств
Благодаря конструкции с открытым стоком, I2C поддерживает несколько мастеров на одной шине. Если два устройства начинают передачу одновременно, одно из них в конечном итоге отключается в процессе, известном как «арбитраж». Во время связи устройства контролируют линию SDA. Если устройство видит, что линия SDA имеет низкий уровень, когда оно пытается передать высокий логический уровень, оно знает, что другое устройство пытается установить связь, и прекращает передачу.
Чтобы начать обмен данными, ведущее устройство выдает состояние START, при котором линия SDA подтягивается к низкому уровню, в то время как линия SCL все еще находится на высоком уровне. Затем мастер отправляет 7-битный адрес предполагаемого получателя на шине, за которым следует бит записи (0) или бит чтения (1). Если устройство на шине имеет этот конкретный адрес, оно ответит установкой низкого уровня на линии SDA (бит ACK).
После этого ведущее или периферийное устройство может отправлять данные пакетами по 1 байту за раз; каждый байт должен подтверждаться получателем битом ACK.Как только связь будет завершена, мастер выдаст условие STOP, освободив линию SDA (которая будет подтянута к высокому уровню), пока SCL высокий.
Изначально скорость передачи данных была ограничена 100 кбит / с (стандартный режим). В 1992 году Philips повысила ограничение скорости до 400 кбит / с (быстрый режим). Спустя 6 лет был добавлен специальный режим 3,4 Мбит / с (высокоскоростной). Для установления высокоскоростного соединения на более низких скоростях между ведущим устройством и периферийным устройством должен передаваться специальный набор команд.
Хотя к шине I2C физически может быть подключено любое количество устройств, 7-битный адрес ограничивает фактическое количество устройств.Некоторые адреса зарезервированы, поэтому на одной шине может быть только 112 различных устройств. При необходимости можно включить специальный 10-битный режим адресации, чтобы разрешить использование большего количества устройств.
I2C имеет форму управления потоком, известную как «растяжение часов». Периферийное устройство может удерживать линию SCL на низком уровне, что указывает ведущему устройству снизить скорость передачи. Этот метод позволяет периферийному устройству некоторое время обработать данные, прежде чем ответить.
Из-за малого количества выводов, требуемого I2C, многие производители датчиков используют этот протокол в своих микросхемах.Например, датчики температуры, акселерометры, аналого-цифровые преобразователи и т. Д. Можно найти с помощью I2C.
Оба протокола подходят для множества различных приложений. Чаще всего вы ограничены тем протоколом, который реализован производителем конкретной детали. Некоторые, например акселерометр Analog Devices ADXL345, предлагают интерфейсы I2C и SPI на одном чипе.
Если вам нужно выбирать между двумя, SPI, как правило, лучший инструмент, если вам нужны более высокие скорости передачи.I2C, с другой стороны, лучше всего, если у вас ограниченное количество контактов на вашем микроконтроллере или микропроцессоре.
Введение в протоколы I²C и SPI — байтовая парадигма — ускорение проверки встроенной системы
I²C против SPIСегодня на нижнем уровне коммуникационных протоколов мы находим I²C (для «межинтегральной схемы», протокол) и SPI (для «последовательного периферийного интерфейса»). Оба протокола хорошо подходят для связи между интегральными схемами, для медленной связи со встроенными периферийными устройствами.В основе этих двух популярных протоколов мы находим две крупные компании — Philips для I²C и Motorola для SPI — и две разные истории о том, почему, когда и как были созданы протоколы.
Шина I²C была разработана в 1982 году; его первоначальная цель заключалась в том, чтобы обеспечить простой способ подключения процессора к микросхемам периферийных устройств в телевизоре. Периферийные устройства во встроенных системах часто подключаются к микроконтроллеру как устройства ввода-вывода с отображением памяти. Один из распространенных способов сделать это — подключить периферийные устройства к параллельному адресу микроконтроллера и шинам данных.Это приводит к большому количеству проводов на печатной плате и дополнительной «логической схеме» для декодирования адресной шины, к которой подключены все периферийные устройства. Чтобы сэкономить контакты микроконтроллера, дополнительную логику и упростить печатные платы, то есть снизить затраты, лаборатории Philips в Эйндховене (Нидерланды) изобрели протокол Inter-Integrated Circuit, IIC или I²C, для которого требуется только 2 провода. для подключения всей периферии к микроконтроллеру. Первоначальная спецификация определяла скорость шины 100 кбит / с (килобит в секунду).Спецификация пересматривалась несколько раз, в частности, в 1995 г. была введена скорость 400 кбит / с, а с 1998 г. — 3,4 Мбит / с для еще более быстрых периферийных устройств.
Кажется, что протокол последовательной периферии (SPI) был впервые представлен с первым микроконтроллером, основанным на той же архитектуре, что и популярный микропроцессор Motorola 68000, анонсированный в 1979 году. SPI определил внешнюю шину микроконтроллера, используемую для 4-проводного подключения периферийных устройств микроконтроллера. В отличие от I²C, трудно найти формальную отдельную «спецификацию» шины SPI — для получения подробного «официального» описания необходимо прочитать спецификации микроконтроллеров и соответствующие примечания по применению.
SPISPI довольно прост — он определяет функции, о которых мог бы подумать любой инженер по цифровой электронике, если бы он быстро определил способ связи между двумя цифровыми устройствами. SPI — это протокол на 4 сигнальных линиях (см. Рисунок 1):
— Тактовый сигнал с именем SCLK, отправляемый мастером шины всем ведомым устройствам; все сигналы SPI синхронны этому тактовому сигналу;
— сигнал выбора ведомого для каждого ведомого, SSn, используемый для выбора ведомого, с которым связывается ведущее устройство;
— Линия данных от ведущего к ведомым, названная MOSI (Master Out-Slave In)
— Линия данных от ведомых к ведущему, названная MISO (Master In-Slave Out).
SPI — это протокол связи с одним мастером. Это означает, что одно центральное устройство инициирует все коммуникации с ведомыми устройствами. Когда ведущее устройство SPI желает отправить данные ведомому устройству и / или запросить у него информацию, оно выбирает ведомое устройство, переводя соответствующую линию SS в низкий уровень, и активирует тактовый сигнал на тактовой частоте, используемой ведущим и ведомым устройством. Мастер генерирует информацию в строке MOSI, пока он производит выборку линии MISO (см. Рисунок 2).
Доступны четыре режима связи (MODE 0, 1, 2, 3), которые в основном определяют край SCLK, на котором переключается линия MOSI, край SCLK, на котором мастер выбирает линию MISO, и устойчивый уровень сигнала SCLK (т. Е. уровень часов, высокий или низкий, когда часы неактивны).Каждый режим формально определяется парой параметров, называемых «полярность тактового сигнала» (CPOL) и «фаза тактового сигнала» (CPHA).
Пара главный / подчиненный должна использовать один и тот же набор параметров — частоту SCLK, CPOL и CPHA, чтобы связь была возможна. Если используется несколько ведомых устройств, которые имеют разные конфигурации, ведущему придется перенастраивать себя каждый раз, когда ему необходимо установить связь с другим ведомым устройством.
Это в основном все, что определено для протокола SPI.SPI не определяет ни максимальную скорость передачи данных, ни какую-либо конкретную схему адресации; он не имеет механизма подтверждения для подтверждения получения данных и не предлагает никакого управления потоком. Фактически, мастер SPI не знает, существует ли подчиненное устройство, если только «что-то» не сделано вне протокола SPI. Например, простому кодеку не потребуется больше, чем SPI, в то время как для управления типом «команда-ответ» потребуется протокол более высокого уровня, построенный поверх интерфейса SPI. SPI не заботится о характеристиках физического интерфейса, таких как напряжения ввода / вывода и стандарты, используемые между устройствами.Первоначально в большинстве реализаций SPI использовались прерывистые часы и побайтовая схема. Но сейчас существует множество вариантов протокола, которые используют непрерывный тактовый сигнал и произвольную длину передачи.
I²C — это протокол с несколькими ведущими, который использует 2 сигнальные линии. Два сигнала I²C называются «последовательными данными» (SDA) и «последовательными часами» (SCL). Нет необходимости в выборе микросхемы (выбор ведомого) или арбитражной логике. Фактически любое количество подчиненных и любое количество мастеров может быть подключено к этим 2 сигнальным линиям и обмениваться данными между собой с использованием протокола, который определяет:
— 7-битные адреса подчиненных: каждое устройство, подключенное к шине, имеет такой уникальный адрес;
— данные, разделенные на 8-битные байты.
— несколько битов управления для управления началом, концом, направлением связи и механизмом подтверждения.
Скорость передачи данных должна быть выбрана между 100 кбит / с, 400 кбит / с и 3,4 Мбит / с, соответственно, называемые стандартным режимом, быстрым режимом и высокоскоростным режимом. Некоторые варианты I²C включают допустимые скорости 10 кбит / с (низкоскоростной режим) и 1 Мбит / с (быстрый режим +).
Физически шина I²C состоит из 2 активных проводов SDA и SCL и заземления (см. Рисунок 4). Оба активных провода двунаправленные. В спецификации протокола I2C указано, что ИС, которая инициирует передачу данных по шине, считается мастером шины.Следовательно, в то время все остальные ИС рассматриваются как подчиненные шины.
Сначала мастер выдаст условие СТАРТ. Это действует как сигнал «Внимание» для всех подключенных устройств. Все микросхемы на шине будут прослушивать шину на предмет входящих данных.
Затем мастер отправляет АДРЕС устройства, к которому он хочет получить доступ, вместе с указанием, является ли доступ операцией чтения или записи (запись в нашем примере). Получив адрес, все НК сравнивают его со своим собственным адресом.Если он не совпадает, они просто ждут, пока автобус не будет освобожден условием остановки (см. Ниже). Однако, если адрес совпадает, микросхема выдаст ответ, называемый сигналом ACKNOWLEDGE.
Как только мастер получает подтверждение, он может начать передачу или получение ДАННЫХ. В нашем случае данные будут передавать мастер. Когда все будет сделано, мастер выдаст условие STOP. Это сигнал, который сообщает, что шина отключена и подключенные ИС могут ожидать начала другой передачи в любой момент.
Когда ведущее устройство хочет получить данные от ведомого, он действует таким же образом, но устанавливает для бита RD / nWR значение логической единицы. Как только ведомое устройство подтвердило адрес, оно начинает побайтовую отправку запрошенных данных. После каждого байта данных мастер должен подтвердить полученные данные (см. Рисунок 5).
START и STOP — это уникальные условия на шине, которые во многом зависят от физической структуры шины I²C. Более того, в спецификации I²C указано, что данные могут изменяться на линии SDA только в том случае, если тактовый сигнал SCL находится на низком уровне; и наоборот, данные на линии SDA считаются стабильными, когда SCL находится в высоком состоянии (см. рисунок 6 ниже).
На физическом уровне линии SCL и SDA представляют собой входы / выходы с открытым стоком и подтягивающими резисторами (см. Рисунок 4). Притягивание такой линии к земле декодируется как логический ноль, в то время как отключение линии и пропускание — логическая единица. Фактически, устройство на шине I²C «записывает только нули».
И вот мы подошли к тому месту, где I²C действительно элегантен. Связывание физического уровня и протокола, описанного выше, обеспечивает безупречную связь между любым количеством устройств всего по 2 физическим проводам.
Например, что произойдет, если 2 устройства одновременно попытаются передать информацию на линии SDA и / или SCL?
На электрическом уровне вообще не возникает конфликта, если несколько устройств одновременно пытаются подключить какой-либо логический уровень к линиям шины I²C. Если один из драйверов пытается записать логический ноль, а другой — логическую единицу, то структура с открытым стоком и подтягиванием гарантирует, что не будет никакого ярлыка, и шина фактически увидит проход логического нуля по шине.Другими словами, в любом конфликте всегда «побеждает» логический ноль.
Физическая реализация шины также позволяет ведущим устройствам одновременно записывать и прослушивать линии шины. Таким образом, любое устройство способно обнаруживать столкновения. В случае конфликта между двумя мастерами (один из них пытается записать ноль, а другой — единицу) мастер, который получает арбитраж на шине, даже не узнает о конфликте: только мастер, который проигрывает будет знать — поскольку он намеревается записать логическую единицу и читает логический ноль.В результате мастер, проигравший арбитраж на I²C, перестанет пытаться получить доступ к шине. В большинстве случаев он просто откладывает доступ и пробует тот же доступ позже.
Кроме того, протокол I²C также помогает решать проблемы связи. Любое устройство, подключенное к I²C, постоянно его слушает. Потенциальные мастера на I²C, обнаруживающие состояние ПУСК, будут ждать, пока не будет обнаружен СТОП, для попытки нового доступа к шине. Подчиненные устройства на шине I²C будут декодировать адрес устройства, следующий за условием START, и проверять, совпадает ли он с их адресом.Все подчиненные устройства, которым не было адресовано, будут ждать, пока не будет выдано условие STOP, прежде чем снова прослушивать шину. Точно так же, поскольку протокол I²C предусматривает бит подтверждения активного низкого уровня после каждого байта, пара ведущий / ведомый может обнаруживать присутствие своего двойника. В конечном итоге, если что-то еще пойдет не так, это будет означать, что устройство, «говорящее по шине» (ведущее или ведомое), узнает об этом, просто сравнив то, что оно отправляет, с тем, что видно на шине. Если обнаружена разница, должно быть выдано условие STOP, которое освобождает шину.
Кроме того, I²C обладает некоторыми расширенными функциями, такими как расширенная адресация шины, растяжение тактовой частоты и очень специфический высокоскоростной режим со скоростью 3,4 Мбит / с.
— 10-битная адресация устройства
Любое устройство I²C должно иметь встроенный 7-битный адрес. Теоретически это означает, что в мире будет всего 128 различных типов устройств I²C. На практике существует гораздо больше различных устройств I²C, и велика вероятность того, что два устройства имеют одинаковый адрес на шине I²C.Чтобы преодолеть это ограничение, устройства часто имеют несколько встроенных адресов, которые инженер может выбрать с помощью контактов внешней конфигурации на устройстве. Спецификация I²C также предусматривает 10-битную схему адресации для расширения диапазона доступных адресов устройств.
На практике это оказывает следующее влияние на протокол I²C (см. Рисунок 7):
— Для адресации устройства используются два адресных слова вместо одного.
— Старшие биты первого адресного слова обычно кодируются как «11110», поэтому любое устройство на шине знает, что ведущее устройство отправляет 10-битный адрес устройства.
На самом деле существуют другие зарезервированные адресные коды для определенных типов доступа (см. Таблицу 1). Подробнее о них см. В спецификации I²C.
— Часы растяжки
При обмене данными I²C ведущее устройство определяет тактовую частоту. Сигнал SCL — это явный тактовый сигнал, по которому синхронизируется связь.
Однако бывают ситуации, когда ведомое устройство I²C не может взаимодействовать с тактовой частотой, заданной ведущим, и ему необходимо немного замедлиться.Это делается с помощью механизма, называемого растяжением тактового сигнала, и становится возможным благодаря особой структуре с открытым стоком / подтягиванием линии шины I²C.
Подчиненному устройству I²C разрешено удерживать тактовую частоту, если ему необходимо снизить скорость шины. Мастер, с другой стороны, должен считывать тактовый сигнал после перевода его в высокое состояние и ждать, пока линия фактически не перейдет в высокий уровень.
— Высокоскоростной режим
По сути, использование подтягиваний для установки логической единицы ограничивает максимальную скорость шины.Это может быть ограничивающим фактором для многих приложений. Вот почему был введен высокоскоростной режим 3,4 Мбит / с. Перед использованием этого режима мастер шины должен выдать специальный код «High Speed Master» в более низкоскоростном режиме (например: 400 кбит / с в быстром режиме) (см. Таблицу 1), который инициирует сеанс на скорости 3,4 Мбит / с. Также необходимо использовать специальные буферы ввода / вывода, чтобы шина могла сократить время нарастания сигналов и увеличить скорость шины. Протокол также в некоторой степени адаптирован таким образом, что во время высокоскоростной передачи арбитража не выполняется.Обратитесь к спецификации I²C для получения дополнительной информации о высокоскоростном режиме.
Давайте сравним I²C и SPI по нескольким ключевым аспектам протокола:
— Топология шины / маршрутизация / ресурсы:
I²C требует 2 линии, и все, в то время как SPI формально определяет как минимум 4 сигнала и более, если вы добавляете подчиненные устройства. Некоторым неофициальным вариантам SPI требуется только 3 провода, то есть SCLK, SS и двунаправленная линия MISO / MOSI.Тем не менее, для этой реализации потребуется одна линия SS на ведомое устройство. SPI требует дополнительной работы, логики и / или выводов, если архитектура с несколькими мастерами должна быть построена на SPI. Единственная проблема I²C при построении системы — это ограниченное 7-битное адресное пространство устройства, преодолеваемое 10-битным расширением.
С этой точки зрения, I²C является явным победителем над SPI в плане экономии контактов, маршрутизации платы и простоты построения сети I²C.
— Пропускная способность / скорость:
Если данные должны передаваться на «высокой скорости», очевидно, что предпочтительным протоколом является SPI, а не I²C.SPI — полнодуплексный; I²C — нет. SPI не определяет никаких ограничений скорости; реализации часто превышают 10 Мбит / с. I²C ограничен до 1 Мбит / с в быстром режиме + и до 3,4 Мбит / с в высокоскоростном режиме — последний требует определенных буферов ввода-вывода, которые не всегда легко доступны.
— Элегантность:
Часто говорят, что I²C намного элегантнее, чем SPI, и что последний является очень «грубым» (если не «тупым») протоколом. На самом деле мы склонны думать, что эти два протокола одинаково элегантны и сопоставимы по надежности.
I²C элегантен, поскольку предлагает очень продвинутые функции, такие как автоматическая обработка конфликтов с несколькими мастерами и встроенное управление адресацией, в очень легкой инфраструктуре. Однако он может быть очень сложным и неэффективным.
SPI, с другой стороны, очень прост для понимания и реализации и предлагает большую гибкость для расширений и вариаций. В простоте и заключается элегантность SPI. SPI следует рассматривать как хорошую платформу для создания собственных стеков протоколов для связи между микросхемами.Таким образом, согласно потребностям инженера, использование SPI может потребовать больше работы, но обеспечивает повышенную производительность передачи данных и почти полную свободу.
И SPI, и I2C предлагают хорошую поддержку для связи с низкоскоростными устройствами, но SPI лучше подходит для приложений, в которых устройства передают потоки данных, в то время как I²C лучше подходит для приложения «доступ к регистрам» с несколькими ведущими.
При правильном использовании эти два протокола обеспечивают одинаковый уровень надежности и пользуются одинаковым успехом среди поставщиков.EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), ADC (аналого-цифровой преобразователь), DAC (цифро-аналоговый преобразователь), RTC (часы реального времени), микроконтроллеры, датчики, ЖК-дисплей (жидкокристаллический дисплей) контроллеры в основном доступны с интерфейсами I²C, SPI или двумя.
Выводы. В мире протоколов связи I²C и SPI часто считаются «небольшими» протоколами связи по сравнению с Ethernet, USB, SATA, PCI-Express и другими, которые обеспечивают пропускную способность в диапазоне x100 мегабит в секунду, если не гигабит в секунду. .Однако не следует забывать, для чего предназначен каждый протокол. Ethernet, USB, SATA предназначены для «нестандартной связи» и обмена данными между целыми системами. Когда есть необходимость реализовать связь между интегральной схемой, такой как микроконтроллер, и набором относительно медленных периферийных устройств, нет смысла использовать какие-либо чрезмерно сложные протоколы. Там I²C и SPI идеально подходят для всех требований и стали настолько популярными, что весьма вероятно, что любой инженер по встроенным системам будет использовать их в течение своей карьеры.
trim — Ubuntu SSD — Быстро, теперь очень медленно
Это то, что я получаю сейчас с твердотельным накопителем Crucial MX300 750 ГБ (с последней прошивкой [пока нет обновлений прошивки]).
lptp [бла]: sudo hdparm -Tt / dev / sda
/ dev / sda:
Время чтения из кеша: 10202 МБ за 2,00 секунды = 5103,20 МБ / с
Считывание с диска с временной буферизацией: 128 МБ за 3.06 секунд = 41,88 МБ / с
Видите, что скорость чтения с буферизованного диска !!!! ТАК МЕДЛЕННО !!!! Когда я впервые настраивал свой ноутбук, я видел более 400 МБ / с, что меня вполне устраивало, учитывая, что это старый ноутбук, и , все зашифровано, хорошо.
Это мой / etc / fstab
. Я включил обрезку, вручную запустил обрезку, включил / отключил функции, перезагрузился и все такое. Я не могу вернуть эти быстрые скорости:
/ dev / mapper / ubuntu - gnome - vg-root / ext4 noatime, nodiratime, errors = remount-ro, барьер = 0, сбросить 0 1
Просто чтобы было понятно, вот варианты, которые я использую.Я пробовал различные их комбинации, но безрезультатно:
noatime, nodiratime, errors = remount-ro, барьер = 0, отменить
Есть подсказки? Это сводит меня с ума.
Да, еще, я использую Ubuntu 16.04 (x64) на Lenovo T420 с оперативной памятью 16 ГБ и процессором i7:
lptp [blah]: lsb_release -a
Нет доступных модулей LSB.
Идентификатор распространителя: Ubuntu
Описание: Ubuntu 16.04.1 LTS
Релиз: 16.04
Кодовое имя: xenial
Вывод Smartctl:
lptp [бла]: sudo smartctl / dev / sda -a
smartctl 6.5 24.01.2016 r4214 [x86_64-linux-4.4.0-38-generic] (локальная сборка)
Авторские права (C) 2002-16, Брюс Аллен, Кристиан Франке, www.smartmontools.org
=== НАЧАЛО ИНФОРМАЦИОННОГО РАЗДЕЛА ===
Модель устройства: Crucial_CT750MX300SSD1
Серийный номер: XXXXXX
LU WWN Идентификатор устройства: 5 XXXXX XXXXXXX
Версия прошивки: M0CR011
Емкость пользователя: 750 156 374 016 байт [750 ГБ]
Размер сектора: 512 байт логический / физический
Скорость вращения: твердотельное устройство
Форм-фактор: 2,5 дюйма
Устройство: отсутствует в базе данных smartctl [для получения подробной информации используйте: -P showall]
Версия ATA: ACS-3 T13 / 2161-D, редакция 5
Версия SATA: SATA 3.2, 6,0 Гбит / с (текущая: 6,0 Гбит / с)
Местное время: Tue Nov 1 21:22:05 2016 CDT
Поддержка SMART: Доступна - устройство поддерживает SMART.
Поддержка SMART: Включена
=== НАЧАЛО ЧТЕНИЯ РАЗДЕЛА ДАННЫХ SMART ===
Результат теста SMART для самооценки общего состояния здоровья: ПРОЙДЕН
Общие ценности SMART:
Статус автономного сбора данных: (0x00) Активность автономного сбора данных
никогда не запускался.
Автоматический сбор данных в автономном режиме: отключен.
Состояние выполнения самотестирования: (0) Предыдущая процедура самотестирования завершена.
без ошибок или без самотестирования никогда
был запущен.Общее время для завершения в автономном режиме
сбор данных: (1987) секунды.
Автономный сбор данных
возможности: (0x7b) SMART немедленно выполнить Offline.
Поддержка автоматического включения / выключения сбора данных в автономном режиме.
Приостановить автономный сбор при новых
команда.
Поддерживается автономное сканирование поверхности.
Поддерживается самотестирование.
Поддерживается самотестирование передачи.
Поддерживается выборочная самопроверка.Возможности SMART: (0x0003) Сохраняет данные SMART перед вводом
режим энергосбережения.
Поддерживает таймер автоматического сохранения SMART.
Возможность регистрации ошибок: (0x01) Поддерживается регистрация ошибок.
Поддерживается универсальное ведение журнала.
Краткая программа самопроверки
рекомендуемое время опроса: (2) минуты.
Расширенная программа самопроверки
рекомендуемое время опроса: (10) минут.
Процедура самотестирования транспортировки
рекомендуемое время опроса: (3) минуты.
Возможности SCT: (0x0035) Поддерживается статус SCT.SCT Feature Control поддерживается.
Таблица данных SCT поддерживается.
Номер версии структуры данных атрибутов SMART: 16
Атрибуты SMART с пороговыми значениями, зависящие от поставщика:
ID № ATTRIBUTE_NAME FLAG VALUE WORST THRESH TYPE UPDATED WHEN_FAILED RAW_VALUE
1 Raw_Read_Error_Rate 0x002f 100100000 До отказа Всегда - 0
5 Reallocated_Sector_Ct 0x0032 100 100 010 Old_age Всегда - 0
9 Power_On_Hours 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 52
12 Power_Cycle_Count 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 41
171 Unknown_Attribute 0x0032 100 100 000 Old_age Всегда - 0
172 Unknown_Attribute 0x0032 100 100 000 Old_age Всегда - 0
173 Unknown_Attribute 0x0032 100 100 000 Old_age Всегда - 1
174 Unknown_Attribute 0x0032 100 100 000 Old_age Всегда - 11
183 Runtime_Bad_Block 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 0
184 End-to-End_Error 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 0
187 Reported_Uncorrect 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 0
194 Temperature_Celsius 0x0022 059 052 000 Old_age Всегда - 41 (Мин. / Макс. 21/48)
196 Reallocated_Event_Count 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 0
197 Current_Pending_Sector 0x0032 100 100 000 Old_age Всегда - 0
198 Offline_Uncorrectable 0x0030 100 100 000 Old_age Offline - 0
199 UDMA_CRC_Error_Count 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 0
202 Unknown_SSD_Attribute 0x0030 100 100 001 Old_age Offline - 0
206 Unknown_SSD_Attribute 0x000e 100 100 000 Old_age Всегда - 0
246 Unknown_Attribute 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 138859820
247 Unknown_Attribute 0x0032 100100000 Old_age Всегда - 4354463
248 Unknown_Attribute 0x0032 100 100 000 Old_age Всегда - 1675456
180 Unused_Rsvd_Blk_Cnt_Tot 0x0033 000 000 000 До отказа Всегда - 3558
210 Unknown_Attribute 0x0032 100 100 000 Old_age Всегда - 0
Версия журнала ошибок SMART: 1
Ошибок не регистрируется
Версия журнала самотестирования SMART №1
Самопроверки не регистрировались.[Чтобы запустить самопроверку, используйте: smartctl -t]
Редакция структуры данных журнала выборочной самопроверки SMART номер 1
SPAN MIN_LBA MAX_LBA CURRENT_TEST_STATUS
1 0 0 Not_testing
2 0 0 Not_testing
3 0 0 Not_testing
4 0 0 Not_testing
5 0 0 Not_testing
Флаги выборочной самопроверки (0x0):
После сканирования выбранных участков НЕ выполняйте сканирование и чтение оставшейся части диска.
Если при включении питания ожидается выборочная самотестирование, возобновите работу с задержкой в 0 минут.
Что меня убивает, так это то, что ОНА РАБОТАЛ, ПОКА . Однажды это сработало, а на следующий день прекратилось, и я даже не сделал ничего (что я могу придумать), что должно было изменить это.
ОБНОВЛЕНИЕ
Проверено конкретное устройство ( / dev / sda1
), но такие же медленные результаты:
lptp [~]: sudo hdparm -Tt / dev / sda1
/ dev / sda1:
Время чтения из кеша: 13130 МБ за 2,00 секунды = 6568,77 МБ / с
Считывание с диска с временной буферизацией: 128 МБ за 3.06 секунд = 41,79 МБ / с
ОБНОВЛЕНИЕ
Также протестировано на логическом разделе:
lptp [~]: sudo hdparm -Tt / dev / mapper / ubuntu - gnome - корень vg
/ dev / mapper / ubuntu - gnome - корень vg:
Время чтения из кеша: 11468 МБ за 2,00 секунды = 5736,85 МБ / с
Считывание с буферизованного диска по времени: 178 МБ за 3,04 секунды = 58,47 МБ / с
ОБНОВЛЕНИЕ dd
тест
Этот тест показывает, что он даже медленнее, чем показывает hdparm…
lptp [blah]: dd if = / dev / zero of = tempfile bs = 1M count = 1024 conv = fdatasync, notrunc status = прогресс
1024 + 0 записей в
1024 + 0 записей
1073741824 байта (1,1 ГБ, 1,0 ГБ) скопировано, 35,0156 с, 30,7 МБ / с
lptp [бла]: sudo bash -c "эхо 3> / proc / sys / vm / drop_caches"
lptp [blah]: dd if = tempfile of = / dev / null bs = 1M count = 1024 status = прогресс
1066401792 байта (1,1 ГБ, 1017 МБ) скопировано, 34,0193 с, 31,3 МБ / с
1024 + 0 записей в
1024 + 0 записей
1073741824 байта (1,1 ГБ, 1.0 ГиБ) скопировано, 34,256 с, 31,3 МБ / с
ОБНОВЛЕНИЕ: выравнивание разделов
Вот выравнивание разделов на моем ноутбуке:
lptp [~]: sudo parted
GNU Parted 3.2
Использование / dev / sda
Добро пожаловать в GNU Parted! Введите «help», чтобы просмотреть список команд.
(расстались) п
Модель: ATA Crucial_CT750MX3 (scsi)
Диск / dev / sda: 750 ГБ
Размер сектора (логический / физический): 512Б / 512Б
Таблица разделов: msdos
Флаги диска:
Номер Начало Конец Размер Тип Файловая система Флаги
1 1049 КБ 512 МБ 511 МБ первичная загрузка ext2
2 513 МБ 750 ГБ 750 ГБ расширенный
5 513 МБ 750 ГБ 750 ГБ логическая
(parted) align-check opt 1
1 выровнено
(parted) align-check опт 2
2 не выровнены
(parted) align-check opt 5
5 выровнены
(расстались)
Я не уверен, что думать о том, что раздел 2 не выравнивается: ^ / но разделы 1 и 5 выравниваются.
Также вот разделы, как видно из fdisk -l
Устройство Загрузочное начало Размер конечных секторов Тип идентификатора
/ dev / sda1 * 2048 999423 997376 487M 83 Linux
/ dev / sda2 1001470 1465147391 1464145922 698.2G 5 Расширенный
/ dev / sda5 1001472 1465147391 1464145920 698.2G 83 Linux
ОБНОВЛЕНИЕ: ИСПРАВЛЕНО? Я изменил планировщик на планировщик noop (вместо крайнего срока). Кажется, это сработало (сделал это, изменив / etc / default / grub
на строку:
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT = "тихий всплеск лифта = нет"
А затем обновление grub с помощью sudo update-grub2
и перезагрузка.
Я собираюсь подождать несколько дней, чтобы увидеть, работает ли он после еще нескольких перезагрузок / использования, прежде чем я отвечу и приму его.
Текущие скорости сейчас после смены планировщика:
lptp [~]: sudo hdparm -Tt / dev / sda
/ dev / sda:
Время чтения из кеша: 12388 МБ за 2,00 секунды = 6197,19 МБ / с
Считывание с диска с буферизацией по времени: 1454 МБ за 3,00 секунды = 484,59 МБ / с
Параметры в fstab:
noatime, nodiratime, errors = remount-ro, барьер = 0
ОБНОВЛЕНИЕ «FIX»
После небольшого использования и нескольких перезагрузок он НАЗАД НА МЕДЛЕННЫЕ СКОРОСТИ 🙁 🙁 🙁 🙁 🙁 🙁
)ОБНОВЛЕНИЕ — ВОЗМОЖНОЕ «ИСПРАВЛЕНИЕ»
У меня возникла мысль, что, возможно, мой ноутбук делает некоторые оптимизации для экономии заряда батареи, когда он загружается и работает от батареи.После одного простого теста загрузки с подключенным зарядным устройством он вернулся к своей действительно высокой скорости. Я почти уверен, что это так — все время, пока он тестировался на высоких скоростях, у меня было подключено зарядное устройство. Я проведу еще несколько тестов, чтобы проверить, но я почти уверен, что это то, что вызывало замедление.
Устранение распространенных проблем шины I²C
Шина между интегральными схемами очень хорошо известна, поскольку она широко используется во многих устройствах многочисленными производителями микросхем. Кроме того, в Интернете доступно много информации.Тем не менее, всегда есть проблемы и вопросы, связанные с шиной Inter-IC, начиная с того, как правильно ее сократить. К счастью, официальный логотип дает ответ, I²C.
В этой технической статье обсуждаются некоторые общие проблемы, которые могут возникнуть при использовании шины I²C, и способы их решения. Основы того, как работает шина I²C, не являются частью этой статьи, но их можно найти в этом руководстве: Основы работы шины I²C.
Наиболее частыми проблемами при использовании шины I²C являются конфликты при адресации ведомых устройств, смешивание устройств с разной скоростью и / или уровнем напряжения, неправильные или забытые подтягивающие резисторы, чрезмерная емкость шины и отсутствие общего заземления.
Адрес
Устройства, подключенные к шине I²C, получают свои данные после адресации. Адреса на шине I²C могут иметь длину 7 или 10 бит и предопределены в устройстве. Адреса назначаются NXP производителям устройств. Каждое устройство, подключенное к шине, должно иметь уникальный адрес.
Чтобы использовать одно и то же устройство более одного раза на шину I²C, многие устройства предлагают возможность изменять адрес в пределах заранее определенного диапазона, подтягивая контакты к напряжению питания или к земле.Например, расширитель ввода-вывода TCA9534APWR от Texas Instruments.
Это устройство может быть сконфигурировано с тремя адресными линиями (A0, A1 и A2) для адресов в диапазоне от 0x38 до 0x3F (Таблица 1), что позволяет использовать 8 устройств на шине.
|
Таблица 1: Ссылка на адрес (Источник изображения: Digi-Key Electronics)
Например, вытягивание всех трех адресных строк на низкий уровень назначает адрес 0x38 для TCA9534A, как показано в таблице 1.
Рисунок 1: TCA9534 настроен для адреса 0x38 (Источник изображения: Texas Instruments)
Некоторые устройства доступны только с одним адресом. Например, для STS21 от Sensirion AG или SI705x от Silicon Labs нельзя настроить разные адреса. Если на одной шине используется более одного из этих устройств, это вызовет проблемы, поскольку все устройства будут реагировать одновременно, что может привести к сбою всей шины.
Еще одна более типичная проблема с адресацией устройств, подключенных к шине I²C, связана с программным обеспечением.Шина I²C — это 8-битная последовательная шина. Адрес обычно имеет длину 7 бит, за которым следует бит, обозначающий чтение или запись. Например, чтение с адреса 0x40 (0b01000000) приведет к появлению на шине 0x81 (0b10000001), как показано на рисунке 2 ниже. Восьмой бит — 1 для чтения и 0 для записи.
Рисунок 2: Чтение с адреса 0x40, как видно на SDA (Источник изображения: Digi-Key Electronics)
10-битный адрес использует два байта на шине I²C. Первые 5 битов всегда равны 0b11110, за ними следуют два старших бита и 8 -й бит , снова бит чтения / записи.Второй переданный байт содержит 8 младших битов 10-битного адреса. Чтение с 10-битного адреса 0x240 (0b1001000000) приведет к созданию двух байтов 0xf5 (0b11110101) и 0x40 (0b01000000).
7-битные адреса от 0x70 до 0x7B зарезервированы для 10-битной адресации и не могут использоваться 7-битными устройствами. Это дает возможность смешивать 7-битные и 10-битные устройства на одной шине I²C.
Используя логический анализатор, поддерживающий шину I²C, можно легко найти и решить программные проблемы с адресацией.Обратите внимание, что некоторые логические анализаторы шины I²C показывают переданный адрес напрямую.
Скорость автобуса
Устройства с шинойI²C доступны с разной скоростью. Как определено в спецификации I²C, различные скорости двунаправленной передачи: Стандартный режим (Sm) со скоростью передачи данных до 100 кбит / с, за которым следует быстрый режим (Fm) до 400 кбит / с, быстрый режим Plus (Fm +) до 1 Мбит / с, и, наконец, высокоскоростной режим (HS), который достигает 3,4 Мбит / с. Поскольку они обычно имеют обратную совместимость, более высокоскоростные устройства могут использоваться на одной шине с более низкоскоростными устройствами при более низкой скорости передачи данных.И наоборот, если устройство с более низкой скоростью будет подключено к шине с более высокой скоростью, это может привести к непредсказуемому состоянию и заблокировать шину.
Уровни напряжения
Несовпадение скоростей может блокировать шину, а смешивание различных уровней напряжения может иметь катастрофические последствия и буквально разрушать детали.
В соответствии со спецификацией I²C уровни напряжения для высокого и низкого сигнала определяются относительно напряжения питания. В таблице ниже показаны минимальные и максимальные уровни напряжения для 2.5 вольт до 5 вольт. Обратите внимание, что устройство на 2,5 В не может производить достаточное напряжение, чтобы устройство на 5 В было интерпретировано как высокое.
|
Таблица 2: Уровни входного напряжения (Источник таблицы: Digi-Key Electronics)
И наоборот, выход 5 вольт может вывести из строя 2.Устройство на 5 вольт.
Сегментация шины
Сегментация шины I²C может решить проблемы, связанные с разными уровнями напряжения, разными скоростями передачи данных и даже с устройствами с одним и тем же адресом.
Сегментация шины I²C возможна с помощью переключателей шины, таких как PCA9548APW, 118 от NXP USA Inc. или PCA9548ADWR от Texas Instruments. Программируя эти устройства, можно разрешить или запретить доступ к шине для различных сегментов. Различные сегменты могут быть разделены по уровню напряжения, скорости или устройствам с одним и тем же адресом.
Рисунок 3: Коммутатор шины I²C (Источник изображения: NXP)
При работе с разными уровнями напряжения разные сегменты могут быть активны одновременно. Однако для одного и того же адреса необходимо убедиться, что сегменты с одним и тем же адресом не активны одновременно. Конечно, переключатель шины также должен поддерживать различные уровни напряжения и / или режимы скорости. Хотя два устройства, показанные выше, поддерживают напряжения 1,8 В, 2,5 В, 3,3 В и 5 В, а также поддерживают быстрый режим до 400 кбит / с, этого не всегда достаточно.
PCA9617ADPJ от NXP USA Inc. — это повторитель шины, поддерживающий скорость до Fm + и напряжение до 0,8 В с одной стороны и 2,2 В с другой. Это устройство можно использовать либо для расширения диапазона, либо для отделения одной стороны от другой с помощью разрешающей линии. Поскольку это устройство не действует как ведомое устройство I²C, ему требуется дополнительный вывод микроконтроллера для разделения линий шины.
Найти коммутаторы или повторители, поддерживающие скорость до шины Fm +, сложнее, чем найти аналогичное решение для высокоскоростной шины.Для одной главной шины самым простым решением было бы выбрать процессор, аналогичный семейству SAM D21 от Microchip Technology, который предлагает две или более шины I²C, и разделить устройства по скорости. Для системы с несколькими мастерами решение несколько сложнее. Один из мастеров должен использовать режим моста, который будет пересылать каждый сигнал со скоростью до Fm + на другую шину, но разделяет шины при переключении в режим Hs.
Емкость шины
Разделение шины на разные сегменты помогает решить дополнительные проблемы, такие как емкость линии шины, поскольку максимальная емкость является отдельной для каждого сегмента.Каждое устройство, подключенное к линиям шины, увеличивает существующую емкость, вызванную дорожками на печатной плате. Более высокая емкость шины приводит к более медленному нарастанию и спаду, поскольку ее необходимо заряжать / разряжать от ворот. Добавление нескольких устройств к одной шине I²C может достичь указанного предела, замедляя обмен данными.
Емкость шины увеличивается не только из-за слишком большого количества устройств, но и из-за слишком длинных линий шины. I²C был разработан как шина между интегральными схемами на одной печатной плате.Однако он часто используется для связи с устройствами на другой печатной плате по длине кабеля, достигающей нескольких футов. Для дорожек на печатной плате многие инструменты проектирования предлагают возможность рассчитать емкость дорожек. Для стандартных ленточных кабелей это значение обычно указывается в техническом описании как емкость от 10 до 15 пФ на фут на фут. Кроме того, если шина проходит по кабелю длиной несколько футов к разным печатным платам, это может привести к появлению зашумленного сигнала, вызванного электромагнитными помехами, что также может привести к сбою связи.
Общая земля
Для I²C важно иметь общее заземление между всеми устройствами на шине. Из-за энергопотребления уровни земли на платах, соединенных кабелем длиной несколько футов, могут отличаться, что вызывает проблемы со связью. Вариант избежать этого, а также уменьшить возможные проблемы с электромагнитными помехами — это PCA9615DPJ от NXP USA Inc. Это устройство представляет собой повторитель шины I²C со стандартной шиной I²C с одной стороны и дифференциальной шиной I²C с другой.
Рисунок 4: Дифференциальная шина I²C (Источник изображения: NXP)
Дифференциальный сигнал не только снижает возможные проблемы с электромагнитными помехами, но также устраняет необходимость в общем заземлении.Это также позволяет удлинить шину I²C для кабеля витой пары длиной до десяти футов для многоточечной шины с тактовой частотой 1 МГц (Fm + bus) и даже больше для более низких скоростей.
Подтягивающие резисторы
И последнее, но, возможно, самое важное — это подтягивающие резисторы.
Все подключенные порты на шине I²C имеют открытый сток, что позволяет использовать различные напряжения на линиях шины. Пороговые значения напряжения определяются напряжением, к которому линии подтягиваются с помощью резисторов.Для каждого сегмента шины I²C требуются подтягивающие резисторы, и их значения могут отличаться для каждого сегмента. Некоторые устройства имеют внутренние подтягивающие резисторы, которые можно включать или отключать. Практично ли их использовать, нужно решать в каждом конкретном случае.
Низкое сопротивление резистора сильно подтягивает линии SDA и SCL до максимального напряжения на шине, что может сделать некоторые устройства на шине неспособными подтянуть линию до указанного низкого уровня напряжения. Кроме того, сопротивление линии шины будет добавляться к сопротивлению подтягивания, и устройства, расположенные ближе к подтягивающим устройствам, могут иметь другой уровень напряжения, чем устройства, расположенные дальше.И наоборот, выбор слишком высокого подтягивающего резистора приведет к более длительному времени нарастания, которое также будет зависеть от емкости шины провода, дорожек, соединений и контактов, присутствующих на шине.
Как определить номинал резистора?
Спецификация I²C предоставляет две формулы для расчета минимального и максимального сопротивления подтягивающего резистора.
Минимальное сопротивление R p (min) зависит от напряжения на шине V DD и выходного тока низкого уровня I OL .V OL (макс.) составляет либо 0,4 В, либо 0,2 В DD для V DD ниже 2 В.
|
Таблица 3: Минимальные значения подтягивающего резистора для различных напряжений питания (Источник таблицы: Digi-Key Electronics)
Использование более низкого сопротивления, чем значения, указанные в таблице, приведет к более высокому току через устройство, что может привести к его повреждению или к нечеткому состоянию для низкого сигнала.
Максимальное сопротивление R p (max) рассчитывается исходя из расчетной емкости шины C b и максимального времени нарастания t r . Максимальное время нарастания зависит от скорости передачи данных по шине.
В таблице ниже показано допустимое максимальное сопротивление (R p (max) ) для максимального времени нарастания (t r (max) ) и максимальной емкости шины (t r (max) ) для другой шины. скорости. Чтобы получить меньшее время нарастания, необходимо уменьшить емкость шины или сопротивление резистора.
|
Таблица 4: Максимальное значение резистора для шины наихудшего случая (Источник таблицы: Digi-Key Electronics)
В приведенной выше таблице показаны наихудшие сценарии с максимальной емкостью шины и максимальным временем нарастания для различных скоростей шины.Лучше всего оценить емкость шины и рассчитать значение сопротивления по приведенной формуле.
Очень важно, чтобы подтягивающий резистор находился между рассчитанными минимальным и максимальным значениями. Тем не менее, сопротивление резистора может быть слишком высоким. Одна из причин может заключаться в том, что последовательные резисторы, используемые для защиты устройств, не были включены в расчет. Обратите внимание, что такие последовательные резисторы также влияют на время нарастания и спада шины.
Рисунок 5: Подтягивающие и последовательные резисторы на шине I²C (Источник изображения: NXP)
В целом, если возникают проблемы с нестабильной связью, рекомендуется измерить время нарастания и спада и соответствующим образом отрегулировать подтягивающие резисторы.
Реальный пример
В Arduino Uno используются внутренние подтягивающие резисторы номиналом от 20 кОм до 50 кОм. Это обеспечивает максимальную емкость шины от 7 пФ до 18 пФ для скорости шины Fm и от 24 пФ до 59 пФ для скорости шины Sm.
Поскольку каждый порт на шине имеет емкость до 10 пФ вместе с некоторой дополнительной емкостью для проводки и соединений, у Arduino могут возникнуть проблемы со связью с использованием скорости шины Fm даже с одним ведомым устройством.Однако скорость шины Sm может работать с несколькими устройствами. Таким образом, при использовании I²C на Arduino рекомендуется использовать внешние подтягивающие резисторы.
Заключение
Используя устройства с одинаковой скоростью и напряжением, выбирая соответствующие подтягивающие резисторы и тщательно спланировав использование адреса, можно избежать многих общих проблем с I²C.
Заявление об ограничении ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.
Как определить скорость передачи данных с жесткого диска в Linux
Это руководство научит вас, как определить скорость передачи данных с жесткого диска в Linux. Другими словами, мы собираемся определить, насколько быстро ваш жесткий диск доставляет данные в Linux и Unix-подобных операционных системах.
Мы также собираемся поговорить о других полезных вещах, таких как, сколько секторов может читать жесткий диск одновременно, функция упреждающего чтения, акустический режим, кэширование с обратной записью и тестирование жесткого диска и т. Д.
Для целей этого руководства, мы будем использовать утилиту командной строки hdparm
для проверки скорости чтения, записи жесткого диска и тестирования производительности жесткого диска.
На случай, если вы это пропустили, мы уже использовали утилиту hdparm
, чтобы найти сведения о жестком диске в Linux. Теперь воспользуемся той же утилитой hdparm
для измерения скорости передачи жесткого диска.
Предупреждение
Несмотря на то, что hdparm
предлагает значительные преимущества для увеличения производительности диска, он также ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНЫЙ . При неправильном использовании некоторых параметров это, скорее всего, приведет к массовой потере данных.В документации hdparm говорится, что НЕ СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НЕКОТОРЫЕ КОМАНДЫ ПРИ ЛЮБЫХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ . Поэтому я исключил такие опасные команды из этого руководства. Что еще более важно, всегда рекомендуется делать резервную копию жесткого диска перед тестированием жесткого диска с помощью hdparm
в вашей системе Linux.
Найти скорость передачи данных жесткого диска в Linux
Чтобы проверить скорость передачи данных жесткого диска в Linux, запустите команду "hdparm"
с флагом -t
, как показано ниже:
$ sudo hdparm -t / dev / sda
Пример вывода:
/ dev / sda: Считывание с диска с временной буферизацией: 246 МБ за 3.00 секунд = 81,97 МБ / сПроверьте скорость жесткого диска с помощью команды hdparm в Linux
Как видите, скорость передачи данных составляет 81,97 МБ / с в секунду. Убедитесь, что никакие другие программы не работают в фоновом режиме.
Выполните команду hdparm
не менее двух или трех раз и вычислите среднюю скорость передачи данных вашего диска по результатам.
Как видно из вышеприведенного вывода, ядро Linux помещает данные, полученные с жесткого диска, в буфер при передаче данных.Если вы хотите измерить более точную скорость передачи данных, используйте:
$ sudo hdparm -t --direct / dev / sda
Пример вывода:
/ dev / sda: Время чтения диска O_DIRECT: 242 МБ за 3,02 секунды = 80,21 МБ / с
Теперь программа hdparm
не будет использовать буфер и будет читать данные непосредственно с жесткого диска. Как вы заметили в приведенном выше выводе, скорость передачи данных без буфера снизилась.
Hdparm
всегда будет считывать данные с начала устройств хранения.Если вы хотите, чтобы hdparm
читал данные из другой области устройства хранения, вы можете использовать параметр «смещение»
, как показано ниже.
$ sudo hdparm -t --direct --offset 10 / dev / sda
Здесь 10
обозначает количество гигабайт, которое нужно пропустить. Согласно приведенной выше команде, первые 10 ГБ
будут пропущены при чтении данных с диска. На диске 20 ГБ приведенная выше команда доставит данные из середины диска.
Пример вывода:
dev / sda: Диск по времени O_DIRECT читает (смещение 10 ГБ) : 244 МБ в 3.01 секунда = 81,15 МБ / сОпределение скорости передачи данных с жесткого диска в Linux
Сравните скорость передачи данных с жесткого диска со значениями смещения и без них. Когда мы использовали параметр «смещение»
во второй команде, скорость передачи снизилась. Следовательно, похоже, что жесткие диски доставляют данные из внешних областей дисков немного медленнее.
Определите, сколько секторов читает жесткий диск.
Обычно жесткий диск читает несколько секторов одновременно, чтобы ускорить передачу данных.Вы можете найти это значение, запустив:
$ sudo hdparm -I / dev / sda
В разделе «Возможности»
вы увидите результат, как показано ниже.
[...] Возможности: LBA, IORDY (можно отключить) Глубина очереди: 32 Значения таймера режима ожидания: указаны в стандарте, минимум для конкретного устройства отсутствует R / W многосекторная передача: Макс. = 16 Ток = 16 Уровень расширенного управления питанием: 254 Рекомендуемое значение акустической защиты: 208, текущее значение: 208 DMA: mdma0 mdma1 mdma2 udma0 udma1 udma2 udma3 udma4 udma5 * udma6 [...]
Согласно вышеприведенному выводу, мой жесткий диск читает 16 секторов
за раз.
Некоторые современные жесткие диски могут извлекать сектора заранее. Эта функция называется «чтение вперед»
. Вы можете найти это значение с помощью флага "-a"
, как показано ниже:
$ sudo hdparm -a / dev / sda
Пример вывода:
/ dev / sda: readahead = 256 (on)
Как видно из вышеприведенного вывода, жесткий диск может заранее прочитать 256
секторов.
Переведите жесткий диск в тихий режим для увеличения времени доступа
В некоторых современных жестких дисках можно замедлить движение головки. Замедление движения головы снизит уровень шума и увеличит время доступа.
Чтобы проверить, поддерживает ли ваш жесткий диск этот «акустический режим»
, запустите:
$ sudo hdparm -M / dev / sda
Если ваш накопитель поддерживает акустический режим, вы должны получить вывод, как показано ниже.
/ разработчик / sda: акустический = 208 (128 = тихий ... 254 = быстрый)проверьте, поддерживает ли жесткий диск акустический режим
Текущее значение акустического режима в моей системе составляет 208
.Значения акустического режима могут быть установлены от 128
до 254
.
Чтобы перевести жесткий диск в тихий режим, выполните:
$ sudo hdparm -M 128 / dev / sda
Чтобы установить высокую скорость движения головы, выполните:
$ sudo hdparm -M 254 / dev / sda
Обратите внимание, что ваша операционная система должна поддерживать эту функцию.
Если не поддерживает эту функцию, вы увидите следующее:
dev / sda: акустический = не поддерживается
Кэширование с обратной записью
Когда включен режим кэширования с обратной записью, жесткий диск помещает данные для записи в буфер.Таким образом, жесткий диск сможет писать быстрее.
Чтобы проверить, включен ли режим кэширования с обратной записью, используйте флаг «-W».
$ sudo hdparm -W / dev / sda
Пример вывода:
/ dev / sda: write-caching = 1 (on)
Если выходное значение равно 1, функция кэширования с обратной записью включена. Если он равен 0, кэширование с обратной записью отключено. Вы можете включить его с помощью команды:
$ sudo hdparm -W1 / dev / sda
Если hdparm не может включить эту функцию, убедитесь, что в вашем BIOS включена функция кэширования с обратной записью.
Чтобы отключить его, просто введите:
$ sudo hdparm -W0 / dev / sda
Несмотря на то, что кэширование записи увеличивает скорость записи, в некоторых ситуациях это не рекомендуется.
Например, при внезапном отключении питания данные в буфере будут безвозвратно потеряны. Поэтому вам не следует включать функцию кэширования с обратной записью при запуске программ баз данных, таких как PostgreSQL.
Тестирование жесткого диска из командной строки
Чтобы протестировать жесткий диск и проверить читаемую скорость диска, используйте флаги верхнего регистра «T»
и нижнего регистра «t»
, как показано ниже.
$ sudo hdparm -Tt / dev / sda
Пример вывода:
/ dev / sda: Время чтения из кеша: 7232 МБ за 1,99 секунды = 3629,42 МБ / с. Считывание с буферизованного диска по времени: 250 МБ за 3,01 секунды = 82,99 МБ / с.Benchmark жесткого диска из интерфейса командной строки в Linux
Повторите эту команду не менее 2–3 раз, чтобы получить значимый результат.
Дополнительные сведения см. На страницах руководства.
$ man hdparm
Тестирование жесткого диска с помощью графической утилиты GNOME Disks
Если вам не нравится способ командной строки, программа GNOME Disks с графическим интерфейсом также позволяет нам тестировать жесткие диски.