長期以來，I2C 一直是嵌入式系統中連接觸控控制器、感測器、EEPROM 和電源管理設備的預設選擇。它很簡單，得到廣泛支持，在許多情況下，仍然完全符合設計人員的需求。
那麼為什麼人們對 MIPI I3C 越來越感興趣呢？
簡而言之，嵌入式系統已經改變了。現代設備越來越多地將觸控介面、多個感測器、相機、人工智慧處理器和各種外圍 IC 整合到一個平台中。隨著系統的互聯程度越來越高，I2C 的一些限制變得更難忽視。
這並不意味著 I2C 正在消失。這僅僅意味著工程師現在可以考慮另一種選擇。
內部積體電路 (I2C) 是 20 世紀 80 年代開發的廣泛使用的兩線串行通訊協定。
I2C 僅使用串列資料 (SDA) 線和串列時脈 (SCL) 線，提供了一種簡單且經濟高效的方式將多個週邊連接到微控制器。
I2C 常見的與顯示相關的應用包括：
電容式觸控控制器
環境光感測器
溫度感測器
EEPROM 設備
電源管理IC
由於其簡單性和廣泛的生態系統支持，I2C 仍然是最廣泛部署的介面之一 嵌入式顯示系統.
然而，系統複雜性的增加暴露了它的一些限制。
MIPI I3C（改進的內部集成電路）是由 MIPI 聯盟開發的現代串行接口，旨在解決 I2C 的性能限制，同時保持向後相容性。
與 I2C 一樣，I3C 僅使用兩條訊號線：
SDA（串行資料）
SCL（串行時脈）
然而，I3C 引入了多項增強功能，包括：
更高的資料傳輸速度
更低的功耗
動態設備尋址
帶內中斷
改進的錯誤處理
更好的電磁幹擾（EMI）效能
支援同一總線上的混合 I2C 和 I3C 設備
這些功能使 I3C 對於下一代嵌入式應用特別有吸引力。
儘管 I2C 已在幾十年前推出，但它仍然是工業和嵌入式顯示系統中最常見的介面之一。
在典型的 HMI 或 工業控制板，I2C常用於與以下設備進行通訊：
電容式觸控控制器
環境光感測器
溫度感測器
EEPROM 設備
電源管理IC
對於這些應用程序，傳輸的資料量相對較小。介面成熟，開發工具現成，工程師熟悉其行為。
換句話說，通常沒有緊急理由僅僅因為存在更新的標準而更換正在運行的 I2C 設計。
在工業應用中尤其如此，其中穩定性和長期可用性通常比採用最新技術更重要。
當系統變得更加複雜時，挑戰就會出現。
現代嵌入式平台可能包括多個感測器、高級觸控功能、相機和處理人工智慧工作負載的專用處理器。所有這些設備都需要與主機處理器通信，通常透過共享介面。
到那時，工程師可能會開始遇到實際問題。
頻寬可能成為限制。額外的中斷線使 PCB 佈線變得複雜。管理同一總線上的多個設備變得更具挑戰性。功耗也成為一個問題，特別是在電池供電的產品中。
這些問題並不一定意味著 I2C 不夠充分。它們只是反映了這樣一個事實：當今的嵌入式系統通常具有與 I2C 最初設計的系統截然不同的要求。
乍一看，I3C 看起來與 I2C 非常相似。兩者都使用兩條訊號線，I3C 的設計目標之一是保持與現有 I2C 生態系統的兼容性。
在更大或要求更高的系統中，差異變得更加明顯。
I3C 支援更高的資料傳輸速率，允許設備透過匯流排本身進行中斷通信，並提供更靈活的設備管理。它還引入了旨在減少操作期間功耗的機制。
對工程師來說，最重要的問題不是I3C是否提供更多功能。而是這些功能是否能解決特定設計中的實際問題。
如果現有的 I2C 實作已經滿足效能要求，那麼切換介面可能不會帶來什麼實際好處。
然而，如果系統複雜性不斷增加，I3C 可能有助於簡化未來的開發。
特徵 |
I2C |
MIPI I3C |
|---|---|---|
訊號線 |
2 |
2 |
典型速度 |
100kHz – 1MHz |
高達 12.5 Mbps (SDR) |
HDR 模式 |
不 |
高達 33.3 Mbps |
中斷方式 |
需要專用中斷引腳 |
帶內中斷 |
裝置尋址 |
靜止的 |
動態的 |
耗電量 |
更高 |
降低 |
電磁幹擾性能 |
緩和 |
改進 |
向後相容性 |
不適用 |
支援傳統 I2C 設備 |
多設備管理 |
基本的 |
增強型 |
表格強調了技術差異，但僅憑規格很少決定設計決策。
在實踐中，決策通常取決於預期的產品生命週期、系統架構以及隨著時間的推移預期的擴展程度。
一種常見的誤解是 I3C 旨在取代顯示接口，例如 MIPI DSI.
它不是。
MIPI DSI 繼續處理處理器和顯示面板之間的影像資料傳輸。
I3C與顯示系統週邊的設備較相關。觸控控制器、環境感測器、生物辨識模組和其他週邊設備對整體使用者體驗的貢獻越來越大。
顯示器仍然可以透過 DSI 接收視訊數據，同時透過 I2C 或 I3C 與觸控控制器通訊。
對於顯示器設計人員來說，這意味著 I3C 不再關注面板本身，而更專注於顯示器運行所在的更廣泛的嵌入式生態系統。
答案很大程度上取決於應用程式。
對於許多工業 HMI、醫療設備和具有相對簡單架構的設備來說，I2C 仍然完全足夠。引入額外的複雜性可能沒有理由。
然而，在新平台上工作的工程師可能會發現自己面臨越來越多的感測器、更嚴格的功耗要求或已經包含本機 I3C 支援的處理器。
在這些情況下，在設計階段儘早了解 I3C 有助於避免以後的限制。
從 I2C 到 I3C 的轉變不可能一蹴可幾。與許多界面演變一樣，它可能會逐漸發生，兩個標準共存多年。
從顯示器供應商的角度來看，介面趨勢超越 顯示面板 本身變得越來越重要。
觸控功能、感測器整合和系統級相容性通常與亮度、視角或光學性能一樣影響產品開發決策。
在 FANNAL ，許多專案仍然依賴經過驗證的基於 I2C 的架構，因為它們提供了工業客戶期望的可靠性和壽命。同時，隨著嵌入式系統的不斷發展，I3C 等新興標準值得關注。
我們的目標很少是盡快採用新技術。更常見的是，它是關於了解這些技術何時解決真正的工程問題。
透過數十年的可靠使用，I2C 在嵌入式設計中贏得了一席之地，而且它不會很快消失。
I3C 不應被視為立即使 I2C 過時的替代品。相反，它代表了一種旨在解決隨著嵌入式系統變得更加複雜而變得更加明顯的挑戰的演變。
對於許多顯示應用程式來說，I2C 將繼續成為實用的選擇。
對於其他系統，特別是整合眾多周邊或面向未來平台可擴展性的系統，I3C 可能會逐漸成為討論的一部分。
重要的問題不是哪個介面“更好”，而是介面是否符合所設計產品的實際需求。
在評估嵌入式顯示系統時，了解這兩個選項有助於工程師根據應用需求而不是僅根據行業趨勢做出決策。
MIPI I3C 和 I2C 設備可以在同一總線上共存嗎？
是的。 I3C 的主要優點之一是向後相容於許多現有的 I2C 設備，允許逐步遷移而無需重新設計整個系統。
MIPI I3C 是否會取代 MIPI DSI 用於 LCD 通訊？
不會。 MIPI DSI 仍然是傳輸顯示影像資料的主要接口，而 I3C 主要用於觸控控制器和感測器等外圍設備通訊。
工業顯示應用需要I3C嗎？
並非總是如此。許多工業系統仍然透過 I2C 有效運作。隨著系統整合更多感測器並需要更高的性能，I3C 變得更具吸引力。
在嵌入式系統中，I3C 相對於 I2C 的主要優點是什麼？
與傳統 I2C 相比，I3C 提供更高的頻寬、更低的功耗、動態尋址、帶內中斷以及更高的可擴展性。
新的嵌入式設計是否應該開始考慮 I3C 支援？
對於開發週期較長或未來有升級需求的產品，儘早評估 I3C 相容性有助於提高長期靈活性。
