UART / SPI / I2C란?

UART, SPI, I2C는 마이크로컨트롤러나 센서, 모듈들이 서로 대화할 때 사용하는 통신 방식입니다. 사람으로 치면 “어떻게 말하느냐”, “몇 명이 동시에 말하느냐”, “규칙이 있느냐”의 차이입니다.

 

이 세 가지는 속도, 배선 수, 연결 방식이 서로 다른데, 이 부분을 비유로 들어 블로그 포스팅에서 다루겠습니다.

 

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UART – 1:1 전화 통화

UART는 전화 통화에 비유할 수 있습니다.

• 한 번에 한 사람과만 통화
• 서로 약속한 말하는 속도(baud rate)가 같아야 함
• 선은 2개(TX, RX)

A가 말하면 B가 듣고, B가 말하면 A가 듣는 구조라, 전화기 두 대를 직접 연결한 느낌

 

특징

• 구조가 단순
• 디버깅이 쉬움
• 여러 장치를 동시에 연결하기 어려움

주 사용처

• PC ↔ 마이크로컨트롤러 (시리얼 모니터)
• GPS 모듈
• 블루투스 모듈

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SPI – 회의실에서 손들고 말하는 방식

SPI는 회의실 발표에 비유할 수 있습니다.

• 한 명의 진행자와 여러 명의 참가자가 있을때,
• 진행자가 “너 말해” 하고 지정해야 말할 수 있습니다

회의실에 여러 사람이 있지만, 진행자가 이름을 부르면 그 사람만 말합니다. 때문에 말이 빠르고 정확하게 전달됩니다.

 

특징

• 매우 빠른 속도
• 배선이 많음(보통 4개 이상)
• 동기식 통신이라 안정적 

 

주 사용처

• 디스플레이
• 고속 센서
• SD 카드

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I2C – 단체 채팅방

I2C는 단체 채팅방에 비유할 수 있습니다.

• 모든 사람이 같은 채팅방에 있고 각자 고유한 닉네임(주소)이 있을때,
• 두 개의 선만으로 모두 연결

“@센서1 데이터 보내줘”라고 말하면, 센서1만 응답하는 구조입니다.

 

특징

• 선이 2개뿐이라 배선이 깔끔합니다
• 여러 장치를 쉽게 연결할 수 있습니다
• 속도는 SPI보다 느립니다

주 사용처

• 온습도 센서
• 가속도 센서
• RTC 모듈

 

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한눈에 비교

UART	전화 통화	1:1	중간	단순함
SPI	회의 발표	1:N	매우 빠름	고속, 안정
I2C	단체 채팅	1:N	느림	배선 간단

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언제 어떤 걸 쓰면 좋을까?

• 디버깅, 간단한 통신 → UART
• 속도가 가장 중요할 때 → SPI
• 센서 여러 개를 깔끔하게 연결할 때 → I2C

 

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결론

UART, SPI, I2C는 누가 말하는지, 어떻게 말하는지, 얼마나 빨리 말하는지의 차이이며, 상황에 맞게 통신 방식을 선택하는 것이 임베디드 시스템 설계의 핵심입니다.