在電子產業近年來經歷顯著演進後，傳統的通訊方式無法提供足夠的速度與效率的需求，MIPI I3C 介面填補了這一空白，滿足對於更高速、更有效率的低功耗和低線數通訊系統的需求。
MIPI I3C 及其子集I3C Basic℠ 為感測器節點提供了無與倫比的優勢，相對於傳統的串列通訊協定，特別是在行動裝置、物聯網（IoT）和汽車應用中，這些協定主要是指 Inter-Integrated Circuit（I2C） 和 Serial Peripheral Interface（SPI）。
由於 MIPI I3C 和 I3C Basic 分別於 2016 年和 2018 年發布，I3C 工作小組和 I3C Basic 臨時工作小組已經使 I3C 演進並添加了更多功能（請參見上方的功能比較圖），使其與其他選項相比更加強大和靈活，MIPI I3C 還將多個供應商之間的介面設計進行標準化，減少了設計的複雜性，目前大多數使用 I2C 和 SPI 的混合電路板通訊系統，可以輕鬆採用 I3C，以獲得在速度、功耗和成本方面的差異化優勢。
I3C 與 I2C 之間的差異
讓我們看看這兩種協定之間的差異，I3C 是由 MIPI 聯盟所建立，主要在於解決 I2C 的許多限制，因此這兩種協定確實存在許多不同之處，下表簡單的針對這兩種協定進行比較：
儘管I3C相對於I2C具有許多差異和優勢，但MIPI聯盟特別著重於使I3C與I2C向後相容，這表示兩種協定的控制器和目標可以在同一條匯流排上共存，使用I2C和I3C的混合設定。
I3C for Speed I3C 速度
I3C 不僅提供高速通訊和高頻寬，同時對硬體的要求較低；性能方面，相較於I2C通訊，I3C表現出色，提高了10倍甚至更多；雖然SPI通訊在多點匯流排上可達到10 MHz，在點對點設定中可以達到更大的幅度；然而，I3C提供了使用12.5 Mbps基本時脈的方法，提供每秒11 Mbps的標準資料速率，在I3C Basic模式下更可達到25 Mbps，在I3C的高資料速率模式下更可達到33 Mbps。
兩線I3C介面還提供了資料的多通道設定選項，這使得在需要時能夠進一步增加資料速率以實現更大的傳輸量；多通道選項的重點在於提供與雙通道和四通道SPI相似的配置，同時還帶來了I3C的附加功能，這種配置方式使用12.5 MHz的基本時脈，使得目標裝置無需提高基本時脈速度即可實現更高的資料傳輸量，這為功耗和電磁干擾（EMI）方面帶來了優勢。
I3C的另一項功能是帶內中斷（IBI），這提供了將目標事件傳遞給控制器的速度和效率。這些請求可以附帶有效負載，用於識別由目標產生的中斷類型和相關資料。
I3C 功耗
MIPI I3C 提供了內建的命令和功能，協助系統設計師制定功耗預算，並將串列界面的標準電壓範圍擴展至1.2V：
訊號在降低每位元能量方面發揮著重要作用，更多的通訊會產生更高的功耗，特別是在使用開漏（open-drain）通訊時，當匯流排上的訊號為低時會消耗功率，這是由於通過上拉電阻的電流流動；然而，推挽（push-pull）通訊僅在（IO）驅動器切換過渡時消耗功率；在I3C中，僅在少數情況下使用開漏模式通訊，例如地址仲裁或確認位元，而資料傳輸則使用推挽模式；透過策略性地利用這兩種類型，I3C實現了更低的功耗和更快的資料通訊，同時保留了靈活性（仲裁）和可靠性（資料確認）。
I3C協定中的 "進入活動狀態" 指令，結合其對 "熱啟動 (Hot-Join)" 和 "離線 (Offline)" 模式的支援，使匯流排或系統的部分在不需要通訊時能夠進入省電狀態。
透過啟用/禁用目標驅動事件中斷，可以暫停目標驅動事件，並最小化匯流排上的通訊，從而實現節能。
更快的資料傳輸速率和傳輸量，允許以突發模式發送資料，將通訊保持在短時間的活動窗口內；在不用於通訊時，匯流排和連接的裝置保持閒置並處於低功耗狀態。
I3C的共同命令代碼（CCCs）和群組定址是I3C的特點，透過向所有裝置發送單一的廣播或組播訊息，它將多個通訊減少到獨立地針對每個裝置，這樣的方式減少通訊可以帶來更低的功耗和匯流排更多的閒置時間。
I3C 成本
使用串列匯流排的成本可以從不同的角度進行評估，評估的重點將聚焦於匯流排大小和任務優化以實現更好的排程。
通常，中斷是由一條中斷線處理的，通常每個連接在匯流排上的裝置都需要一條專用的中斷線，這一要求增加了印刷電路板（PCB）上用於路由中斷的區域，以及每個中斷所需的額外通用輸入/輸出（GPIO）引腳的數量；I3C 作為真正的雙線介面，允許中斷和復位線在這兩條線上實現，這樣做可以減少額外的 GPIO 成本和 PCB 線路，最小化匯流排的數量，實現系統的緊密設計。
時間約束也對成本產生影響，這取決於單一匯流排上可以支援的裝置數量。但這個因素通常在系統規劃的最後被考慮，這是錯誤的方法。
與每個裝置通訊所需的時間隨著裝置數量的增加而增加，這將影響時間約束；在某一時刻，將另一個裝置添加到匯流排可能不再是可行的選擇，因為這會增加整體的通訊時間和中斷處理的複雜性，使得系統難以在預定的時間內處理所有裝置的通訊需求；如果無法在時間預算內執行裝置的管理，則系統設計師將被迫減少匯流排上的裝置，並添加另一個匯流排來處理已移除的裝置，這將增加系統中裝置管理的區域和成本。
這可以透過減少每個裝置所需的平均時間來解決，在 I3C 中，中斷這個指令透過帶內中斷IBIs來實現，當目標裝置有需要向控制器報告事件時，它可以使用 SDA 線發送中斷 (IBIs) 請求；同時，由於 I3C 使用動態位址分配，每個目標裝置都有獨特的動態位址，這樣控制器可以識別是哪個裝置發起的中斷，這種方式使得多個裝置可以在匯流排上協作，共享通訊資源，而不需要額外的專用中斷線，從而降低了系統的複雜性和成本。
在被識別後，目標發送一個強制資料字元（MDB），這有助於控制器以正確的方式處理中斷，強制資料字元（MDB）用於以兩種方式處理中斷：
發送由目標從保留值集中選擇的強制資料字元（MDB）：當目標裝置發送強制資料字節（MDB）時，它可以從預定的值集中進行選擇，這些預定的值代表不同的中斷類型，並且在中斷發生時，目標可以選擇適合該中斷的特定值，這樣的中斷可以攜帶額外的資料，而不需要額外的讀取操作。
當目標裝置發送特定 MDB 值，指示為「Pending Read Notification（PRN）」時，這種情況表明目標有資料待發送；PRN 的作用僅在通知控制器目標裝置已準備好發送資料，而不是立即提供詳細的中斷訊息，控制器將決定何時最適合讀取與該中斷相關的資料。
最佳的電路板通訊解決方案
在 MIPI I3C 中，大多數這些通訊都已嵌入協定並進行了優化，但是為了從匯流排上識別不同裝置的事件，IBI 需要進行一些通訊；在這些情境中，透過利用裝置短通訊資料的檢索，可以更有效地在同一匯流排上定位更多的裝置，這些優化的目的是為了減少處理中斷所需的時間，同時允許更多的裝置存在於匯流排上。
I3C 的另一個優點是幫助優先處理任務，I3C 是一種具有內建系統的通訊協定，允許透過使用來自裝置動態位址的中斷進行優先處理，這種優先處理是基於 IBI 仲裁機制來實現，而無需等待正常通訊週期結束，有助於減少整理事件所需的處理時間。
對每個裝置進行詢問，以輪詢中斷方式所花費的時間和能量，使得匯流排在裝置數量增加時無法使用；其他協定所需的額外線路也使匯流排的設計變得複雜且昂貴。
MIPI I3C 以其提供的速度、功耗、和成本的獨特組合，成為電子系統不同子系統之間低成本、優化通訊協定的理想解決方案，欲深入了解更多訊息，請參考 MIPI I3C/I3C Basic 規範頁面。
延伸閱讀
Binho I3C Basic 通訊協定分析儀
Binho率先推出I3C 基礎通訊協定分析儀，支援最新 MIPI I3C Basic V1.1.1 版本，達 2.5MHz 單資料速率模式 (SDR Mode)、直接及廣播通用命令代碼 (CCC) 的解碼，以及In-Band 帶內中斷與 Hotjoin 熱啓動要求，為韌體開發與嵌入式系統測試的解決方案；讓您將笨重的 silicon 驗證裝置留在實驗室裡，同時為您省下大筆預算。
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關於 MIPI Alliance
MIPI Alliance（MIPI）是為行動和行動應用關聯性 (mobile-influenced) 的產業開發介面規範的組織，每一款現代智慧手機都至少使用了一項MIPI規範；MIPI聯盟成立於2003年，即將迎來其20週年慶典，該組織擁有超過375家全球會員公司和15個活躍的工作小組，致力於為廣大的行動生態系統提供規範；組織的成員包括：手機製造商、裝置原始設計製造商（OEM）、軟體供應商、半導體公司、應用處理器開發商、IP工具供應商、汽車製造商和Tier 1供應商、測試儀器商，以及相機、平板電腦和筆記型電腦製造商等；欲了解更多資訊，請至 www.mipi.org。