I²C（Inter-Integrated Circuit）和 SMBus（System Management Bus）的主要区别

I²C 和 SMBus 均基于 两线式串行总线（SDA 和 SCL），但它们在设计目标、电气规范、协议特性等方面存在显著差异。以下是详细对比：

一、设计目标与应用领域

二、电气规范

三、协议特性

1. 数据包格式

• I²C：

• 起始位 + 从机地址（7 位或 10 位） + R/W 位 + 数据字节 + 应答位（ACK/NACK） + 停止位。

• 示例：0x50（读）或 0x51（写）。

• SMBus：

• 基于 I²C，但增加了 PEC（Packet Error Checking） 校验和 超时机制。

• PEC：8 位 CRC 校验，用于数据完整性验证。

2. 时序要求

• I²C：

• 时钟低电平持续时间（T_LOW）和高电平持续时间（T_HIGH）可变，取决于主机能力。

• SMBus：

• T_LOW ≥ 1.3μs，T_HIGH ≥ 0.6μs（标准模式）。

• 支持 超时机制：若从机未在 35ms 内响应，主机将重置总线。

• 严格定义时序：

3. 命令扩展

• I²C：

• 仅支持基本读写操作。

• SMBus：

• ALERT#：从机通过硬件中断通知主机异常。

• Process Call：主机发送命令，从机返回结果。

• Block Read/Write：支持大容量数据传输。

• 增加了 SMBus 特定命令：

四、硬件兼容性

• I²C 与 SMBus 的互操作性：

• SMBus 的超时机制可能触发 I²C 从机的错误响应。

• I²C 从机可能不支持 SMBus 的 PEC 校验。

• SMBus 从机可与 I²C 主机通信（需满足 SMBus 时序要求）。

• I²C 从机可能与 SMBus 主机通信（但可能因时序不匹配导致问题）。

• 兼容性原则：

• 典型问题：

五、软件实现差异

六、典型应用场景对比

七、总结

• I²C：

• 优势：简单、灵活、成本低。

• 劣势：无超时机制，数据可靠性依赖软件。

• SMBus：

• 优势：时序严格、可靠性高，适合系统管理。

• 劣势：硬件和软件复杂度较高。

选择建议：

• 若需通用性、低成本，选择 I²C。

• 若需高可靠性、系统管理功能，选择 SMBus。

• 实际设计中，可通过 电平转换器 或 兼容驱动 实现 I²C 与 SMBus 的混合使用。