- 名称
I²C : Inter Integrated Circuit
- 同期・半2重
２線式のシリアル・バスで，ひとつはクロック，もうひとつをデータに使う。
それぞれ，
SCL（Serial Clock Line）
SDA（Serial DAta line）
と呼ばれ
データはクロックに同期してやり取りされる。
データの通信方向は，送信・受信の両方に対応している。
１本のデータ線を，送信・受信を切り替えて使う。
- オープンドレイン出力
比較：プッシュプル出力
HIGH：信号線に規定電圧を出す (push)
LOW：GNDに引っ張る (pull)
ワイヤード・アンド
すべてのデバイスがHIGH出力 ＝ スイッチ OFF
いずれかのデバイスがLOW出力 ＝ スイッチ ON
- クロック周波数
standard mode (Sm) : 100kHz以下
fast mode (Fm) : 最大 400kHz
fast mode plus (Fm+) : 最大 1MHz
Sm, Fm は，ほとんどのデバイスが対応。
Fm+ は，通信量が多いアプリケーションに使われる。
- 接続トポロジ
2本の信号線 (SCLとSDA) に，デバイスすべてを接続。
接続できるデバイスの数は，｢バス容量｣ によって制限される。
通信は，主と従の関係で行われる。
この役割を，それぞれコントローラ (マスタ)，ターゲット (スレーブ) と呼ぶ。
例
STM32 センサ A, B, C
ＰＢ６ ───┬── Ａ (SCL)
├── Ｂ (SCL)CL
└── Ｃ (SCL)
ＰＢ７ ───┬── Ａ (SDA)
├── Ｂ (SDA)CL
└── Ｃ (SDA)
- プロトコル
通信はコントローラが主導する。
デバイスは，7bit のターゲット・アドレスを持つ。
コントローラは通信を行うデバイスをターゲット・アドレスで指定し，データの転送方向を指示する。
1. 通信開始
2. データ転送
3. 通信終了
例えば，MPU6050 のターゲット・アドレスが 0x68 の場合，MPU を読み出す MCU は，つぎのように通信する：
START
ADDRESS (0x68)
READ
STOP
転送開始 (START) 直後の1バイト (ADDRESS) は，コントローラからターゲットへの転送で，
ターゲット・アドレス (7ビット)
データ転送方向（送信か受信か）
を指定。
- データの転送単位
基本の通信の単位は，データの8ビットのあとに1ビットを追加した9ビット。
1クロックで1ビットを送信/受信。
- 強み
I2C の最大の利点は：
SDA（データ）
SCL（クロック）
の 2本だけで複数デバイスを接続できること。
IMU，気圧センサ，温度センサなどを同じ I2C バスにぶら下げられる。
UART だと，デバイスごとに
TX
RX
GND
の3本線のポートが必要。
つまり，I2C は
｢センサ集約｣
に圧倒的に向いている。
- ケーブル長
I2C はノイズに弱い。
ロボット内部でも 10〜20cm 程度 に抑えるのが理想。
- I2C 専用分岐 (ブレークアウト) 基板
製品例
Qwiic ハブ（SparkFun）
Stemma QT ハブ（Adafruit）
実質ハブであり，：
SDA/SCL を内部で共通化
コネクタを複数並べる
ケーブルで簡単に分岐できる
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