エンベデッドシステムスペシャリスト 2016年 午前2 問04
問題文
I²C（Inter-Integrated Circuit）バスの特徴として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：2線式のシリアルインタフェースで複数のデバイスを接続する。（正解）
イ：4線式のシリアルインタフェースで複数のデバイスを接続する。
ウ：低電圧差動伝送を採用して高速化したシリアルインタフェースである。
エ：複数のレーンを束ねることによって高速化したシリアルインタフェースである。
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I²Cバスの特徴【午前2解説】
正解の理由
I²Cは、データ線のSDAとクロック線のSCLを使う2線式のシリアルインタフェースです。同じ2本の信号線に複数のデバイスを接続し、デバイスのアドレスを指定して通信します。
したがって、2線式で複数のデバイスを接続するというアが適切です。なお、ここでいう2線は信号線の数であり、電源線やグラウンド線は含みません。
解法ステップ
- I²Cの信号線を確認します。データ用のSDAと、クロック用のSCLの2本です。
- 複数のデバイスを同じバスに接続でき、アドレスによって通信相手を指定できます。
- 「2線式」という説明に合うアを選びます。差動伝送やレーンの束ね方を示す選択肢は、I²Cの特徴ではありません。
選択肢別の誤答解説
- ア：適切です。SDAとSCLの2本を使い、複数のデバイスを接続できます。
- イ：誤りです。I²Cは4線式ではありません。SPIは一般に、クロック、データ入力、データ出力、チップセレクトなどの信号を使う方式として知られています。
- ウ：誤りです。低電圧差動伝送は、ノイズへの強さや高速性を目的とする伝送方式です。I²Cの基本的な特徴ではありません。
- エ：誤りです。複数のレーンを束ねて高速化する方式の説明であり、I²Cの特徴ではありません。
よくある誤解
- 電源線も含めて2本だと考える
I²Cの「2線」は、通信に使う信号線がSDAとSCLの2本という意味です。実際の回路では、電源線やグラウンド線も必要です。 - 複数のデバイスを接続できるなら、SPIも同じ仕組みだと考える
複数デバイスへの対応方法は方式ごとに異なります。I²Cはアドレスを使い、SPIでは一般にチップセレクト信号で通信相手を選びます。 - I²Cは必ず低速だと考える
I²Cには複数の通信速度モードがあります。ただし、差動伝送やレーンを束ねる方式で高速化するインタフェースとは異なります。
補足コラム
I²Cの信号線は、複数のデバイスが共有する構成に適したオープンドレイン（またはオープンコレクタ）方式で扱われ、通常はプルアップ抵抗を接続します。SCLがクロック、SDAがデータを担うため、信号線の役割と本数をセットで覚えると、SPIなどとの違いを整理しやすくなります。
FAQ
Q. I²Cでは、2本の信号線に複数のデバイスを接続できるのはなぜですか？
A. 通信相手をアドレスで指定するためです。複数のデバイスが同じSDA・SCLを共有できます。
A. 通信相手をアドレスで指定するためです。複数のデバイスが同じSDA・SCLを共有できます。
Q. I²Cの2線とは、どの線ですか？
A. データ線のSDAとクロック線のSCLです。
A. データ線のSDAとクロック線のSCLです。
Q. I²Cは差動伝送を使いますか？
A. いいえ。I²Cの基本的な信号線はSDAとSCLであり、選択肢ウの低電圧差動伝送とは異なります。
A. いいえ。I²Cの基本的な信号線はSDAとSCLであり、選択肢ウの低電圧差動伝送とは異なります。
関連キーワード: I²C、SDA、SCL、シリアルインタフェース、SPI、オープンドレイン
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