接口协议
1. 板级串行外设（Peripheral Buses）
| 协议 | 物理/电平 | 典型速率 | 距离(板内/线缆) | 拓扑 | 同步 | 校验/纠错 | 常见用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I²C | 开漏 + 上拉（3.3/5V） | 100k ~ 3.4M | <0.5–1 m | 多主多从总线 | 同步 | ACK/NACK | 低速传感器/EEPROM |
| I³C | 推挽/开漏混合 | ≤12.5M | <0.5 m | 多主 | 同步 | CRC（可选） | 传感网络/PMIC |
| SPI | 单端 | 10–50M+ | 板内 | 主从、片选扇出 | 同步 | 无内建 | 高速外设/ADC/DAC |
| QSPI/OSPI | SPI x4/x8 | 数十–数百 Mbps | 板内 | 主从 | 同步 | 无内建 | NOR Flash/XIP |
| UART (TTL) | 单端 | 9.6k–1M+ | <3–5 m | 点到点 | 异步 | 奇偶（可选） | 调试/日志 |
| RS‑485 | 差分 | ≤10M | ≤1200 m（低速） | 多点总线 | 异步 | 上层CRC | 工业现场/Modbus RTU |
| 1‑Wire | 单线 | ~16 kbps | <2–5 m | 总线 | 时序 | CRC | ID/简单传感 |
| I²S/TDM | 单端 | 几M–十几Mbps | 板内 | 主从 | 同步 | 无内建 | 音频流 |
| PDM | 单端 | ~1–3 Mbps/声道 | 板内 | 点到点 | 同步 | 无内建 | 数字麦克风 |
| SPMI | MIPI 电源管理 | ≤26 Mbps | 板内 | 多主多从 | 同步 | CRC | PMIC 控制 |
2. 显示与图像接口（Display/Camera）
| 协议 | 物理 | 速率级别 | 距离 | 拓扑 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| MIPI DSI | D‑PHY/C‑PHY | Gbps/通道 | <20–30 cm | 点到点 | 面板输出 |
| MIPI CSI‑2 | D‑PHY/C‑PHY | Gbps/通道 | <20–30 cm | 点到点 | 摄像头输入 |
| LVDS/FPD‑Link | 差分 | 数百 Mbps/对 | 米级 | 点到点/菊花链 | 显示/摄像传输 |
| eDP/DP | 差分 | Gbps级 | 米级 | 点到点 | 高分显示 |
| HDMI | TMDS 差分 | Gbps级 | 数米 | 点到点 | 显示+音频 |
| 并行 RGB/DVP | 多根单端 | 由像素时钟决定 | <10–20 cm | 点到点 | 低分辨率显示/摄像 |
3. 存储与主机接口（Storage/Host）
(1)非易失/卡类
| 协议 | 介质 | 典型吞吐 | 关键特性 |
|---|---|---|---|
| QSPI/OSPI | NOR Flash | 数十~数百 Mbps | 启动/代码执行(XIP)、时序严谨 |
| eMMC (HS400) | eMMC 芯片 | ~400 MB/s | 成熟、易用、单芯片 |
| SD/SDIO (SDR104) | SD 卡/外设 | ~104 MB/s | 热插拔；SDIO 常接 Wi‑Fi/BT 模块 |
| UFS (3.x/4.x) | UFS 芯片 | 1+ GB/s | 并行队列、低延迟 |
| SATA (III) | SSD/HDD | ~600 MB/s | 工业 PC/老平台兼容 |
(2)高速互联
| 协议 | 物理 | 线速 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| USB 2.0/3.x/USB4 | 差分 | 480 Mbps / 5–20+ Gbps | 外设、供电、Type‑C 生态 |
| PCIe (Gen1–5) | 差分 | 2.5–32 GT/s/lane | NVMe/加速卡/FPGA 互联 |
| DDR/LPDDR | 混合 | 数 Gbps/bit | DRAM 内存接口 |
4. 网络与现场总线（Networking/Fieldbus）
(1)以太网与 TSN
| 技术 | 速率 | 距离 | 拓扑 | 实时性 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ethernet (10M/100M/1G/2.5G/10G) | 10M–10G | 100 m(铜) | 星/交换 | 非确定 | FCS 校验、交换机转发 |
| SPE 10BASE‑T1S/T1L | 10 Mbps | 25 m / 1 km | 多点/点到点 | 可确定(配 TSN) | 单对线、可叠加供电 |
| 100/1000BASE‑T1 | 100M/1G | 15–40 m | 点到点 | 配 TSN | 车载骨干 |
| TSN (802.1AS/Qbv/等) | — | — | — | 确定性 | 时间同步/时隙调度 |
(2)汽车/工业总线
| 协议 | 物理 | 速率 | 距离 | 拓扑 | 实时性 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CAN 2.0 / FD | 差分 | 1M / 数M | 数十~数百 m | 总线 | 软实时 | 车身/工业控制 |
| LIN | 单端 | 20 kbps | ~40 m | 一主多从 | 松实时 | 低成本节点 |
| FlexRay | 差分 | 10 Mbps | ~24 m | 星/总线 | 硬实时 | 线控底盘 |
| 工业以太网（EtherCAT/PROFINET 等） | 以太网 | 子 ms 级 | 网段级 | 星/线形 | 硬/确定 | 运动控制/PLC |
5. 无线连接（Wireless）
| 技术 | 频段 | 速率级别 | 覆盖 | 拓扑 | 功耗 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Wi‑Fi 4/5/6/7 | 2.4/5/6 GHz | 10^2 Mbps–Gbps | 室内几十米 | 星/mesh | 中 | 视频/高速数据 |
| Bluetooth LE 5.x | 2.4 GHz | 125 kbps–2 Mbps | 10–30 m | 星/BLE Mesh | 低 | 外设/穿戴/音频 |
| Zigbee/Thread | 2.4 GHz | ~250 kbps | 室内 | Mesh | 低 | 传感/照明（Matter） |
| LoRaWAN | Sub‑GHz | 0.3–50 kbps | 千米级 | 星(网关) | 极低 | 远距低速 |
| UWB | 6–8 GHz | 低速 | 10–30 m | 点到点/星 | 低 | 精准测距 |
| NFC | 13.56 MHz | ≤424 kbps | 几厘米 | 点到点 | 低 | 近场配对/支付 |
| NB‑IoT/LTE‑M | 运营商 | kbps–百 kbps | 广覆盖 | 蜂窝 | 低/中 | 远距低功耗 |
6. 调试与编程（Debug/Program）
| 接口 | 层级 | 用途 |
|---|---|---|
| JTAG (1149.1) | 边界扫描/调试 | 芯片测试、在线编程 |
| SWD (ARM) | 调试 | ARM 内核调试/烧录（2 线） |
| cJTAG (1149.7) | 调试 | 低引脚数链路 |
| UART/USB DFU | Boot/升级 | 量产烧录/现场升级 |
7. 供电与数据复用（Power over Data）
| 技术 | 功能 | 指标 | 用途 |
|---|---|---|---|
| USB‑PD (Type‑C) | 供电协商 | ≤240 W(EPR) | 设备供电/快充 |
| PoE (802.3af/at/bt) | 网线供电 | 13/25/51–90 W | 摄像头/AP/终端 |
| PMBus/SMBus | 数字电源管理 | — | 电源监控/告警 |