I2C と SPI の違い
アドレスで指定するか、SS 線で指定するか
- I2C と SPI は、どちらも マイコンとセンサをつなぐ、同期式のシリアル通信方式です。
- I2C は、通信先をアドレス(ID 番号)で指定し、SPI は、SS(Slave Select)という信号線で指定します。提唱した会社は、I2C がフィリップス社、SPI が旧モトローラ社です。
- 選択肢には、通信方式ではない GPIO(汎用のポート)や A/D コンバータも並びます。
この記事の目次
I2C とは
I2C は、マイコンとセンサを接続する同期式のシリアル通信方式で、オランダのフィリップス社が提唱しました。特徴は、通信先の周辺機器を、アドレス(I2C アドレスと呼ぶ ID 番号)で指定することです。
SPI とは
SPI は、同じくマイコンとセンサを接続する同期式のシリアル通信方式で、米国の旧モトローラ社が提唱しました。通信先の周辺機器を、SS(Slave Select)と呼ぶ信号線で指定するのが特徴です。データの入出力とクロックの線に、スレーブセレクトの線を加えた「3線+n式」と説明されます。
どちらも、少ない本数のケーブルで多くの通信対象を接続できる方式です。温湿度センサには、I2C や SPI などの通信機能を備え、測定結果をデジタルデータとしてマイコンに送れるものがあります。
あわせて出る GPIO
選択肢には GPIO もよく並びます。GPIO は、マイコン上で外部機器との接続に使う汎用のポート(端子)で、デジタルかアナログか、入力か出力かといった目的に応じて使い分けます。通信方式の名前ではなく、特定の会社が提唱したものでもありません。
違いを表で比べる
| 比べること | I2C | SPI |
|---|---|---|
| 提唱した会社 | フィリップス社(オランダ) | 旧モトローラ社(米国) |
| 通信の方式 | 同期式のシリアル通信 | 同期式のシリアル通信 |
| 通信先の指定 | I2C アドレス(ID 番号) | SS(Slave Select)という信号線 |
| 信号線の構成 | 少ない本数のケーブルで多くの通信対象を接続できる | データ入出力とクロックにスレーブセレクトを加えた「3線+n式」 |
試験での問われ方
IoTシステム技術検定 基礎では、第3章「IoTデバイスを理解する」で出ます。もちこ道場の第3章の問題(全90問)のうち、I2C・SPI が問題文や選択肢に出る問題は10問あります。
- 穴埋め: 「オランダのフィリップス社が提唱し、アドレスと呼ぶ ID 番号で通信先を指定する同期式のシリアル通信方式」に I2C、「米国の旧モトローラ社が提唱し、SS という信号線で通信先を指定する方式」に SPI を選ぶ。選択肢には、もう一方に加えて、GPIO・SoC・A/D コンバータが並びます。
- 2つの空欄の組み合わせ: 「フィリップス社が提唱した [I2C] や、旧モトローラ社が提唱した [SPI]」のように、提唱した会社と方式を順に入れる。順番を逆にした選択肢(SPI と I2C)のほか、UART と I2C、SPI と GPIO の組み合わせも並びます。
- 記述を選ぶ: 「SPI は、I2C アドレスで通信先を指定する」「SPI は1本の信号線で構成される」のように、指定のしかたや線の構成を入れ替えた記述を見抜く。
覚え方
- 「アドレスで呼ぶのが I2C」、「SS(スレーブセレクト)で選ぶのが SPI」と、通信先の指定のしかたで分けます。
- 提唱した会社も、フィリップス社は I2C、旧モトローラ社は SPI とセットで覚えます。
- GPIO は通信方式ではなく、マイコンの汎用のポート。「通信方式の名前を聞かれているか」を、まず確かめます。
第3章のほかの用語は「第3章 IoTデバイスを理解するの要点」にまとめています。
第3章の問題を2問、解いてみる
もちこ道場の第3章の問題です。演習画面と同じ解説(図解・選択肢ごとの解説)を付けています。
問1
センサとマイコンを接続するシリアル通信方式のうち、米国の旧モトローラ社によって提唱された同期式のシリアル通信方式であり、SS(Slave Select)と呼ばれる信号線で通信先の周辺機器を指定する方式を1という。
答えと解説を見る
正解は 3(SPI)です。
【概要】
SPIは旧モトローラ社が提唱した同期式のシリアル通信方式であり、通信先の周辺機器をSSと呼ぶ信号線で指定する点が特徴である。
【図解】実験的機能
図解は実験的機能です。内容を簡略化しているため、公式テキストの記載と異なることがあります。
【各選択肢の解説】
- 1. I2Cあなたの解答 I2Cはフィリップス社が提唱した方式で、通信先をI2Cアドレスで指定するため、信号線で選ぶ方式ではない。
- 2. GPIOあなたの解答 GPIOはマイコン上の汎用の入出力ポートであり、特定の会社が提唱したシリアル通信方式ではない。
- 3. SPI正解あなたの解答 SPIは旧モトローラ社提唱の同期式シリアル通信で、Slave Select線により相手機器を選ぶ。
- 4. SoCあなたの解答 SoCはプロセッサやメモリなどを1チップに集積したものであり、通信方式を指す用語ではない。
問2
マイコン上で外部機器との接続に使う汎用的なポートであり、デジタルやアナログ、入力や出力信号の目的に応じて使い分けられる端子を1という。
答えと解説を見る
正解は 4(GPIO)です。
【概要】
GPIOはマイコンと外部機器をつなぐ汎用の入出力端子であり、デジタルかアナログか、入力か出力かといった目的に応じて使い分ける。
【図解】実験的機能
図解は実験的機能です。内容を簡略化しているため、公式テキストの記載と異なることがあります。
【各選択肢の解説】
- 1. SoCあなたの解答 SoCはプロセッサやメモリなどを1チップに集積したものであり、外部機器と接続するための端子ではない。
- 2. I2Cあなたの解答 I2Cはアドレスで通信先を指定する同期式シリアル通信方式であり、汎用の入出力端子そのものではない。
- 3. SPIあなたの解答 SPIは信号線SSで通信先を指定する同期式シリアル通信方式であり、汎用の入出力端子を指す語ではない。
- 4. GPIO正解あなたの解答 GPIOはマイコン上の汎用ポートで、温湿度センサのデータピンの接続先などに用いられる。
第3章は約90問。いま解いた問題と同じ形で、選択肢ごとの解説と図解が付いています。まずは登録なしで、第1章の90問から解き方を試せます(第2章からはプランで解けます)。
よくある質問
GPIO は、I2C や SPI の仲間ですか?
仲間ではありません。GPIO は、マイコン上で外部機器とつなぐ汎用の入出力ポート(端子)で、デジタルかアナログか、入力か出力かといった目的に応じて使い分けます。I2C と SPI は、センサなどとつなぐためのシリアル通信方式の名前です。
A/D コンバータは、I2C や SPI と関係がありますか?
A/D コンバータは、アナログの計測量をデジタルデータに変える回路で、通信方式ではありません。A/D コンバータを内蔵したマイコンなら、アナログ出力のセンサを直接つないでデジタルに変換できます。一方、温湿度センサの中には、I2C や SPI の通信機能を備えて、測定結果をデジタルデータとして送れるものがあります。
SPI の信号線は何本ですか?
問題では、データの入出力とクロックにスレーブセレクトを加えた「3線+n式」と説明されています。「1本の信号線上でデータを送る」という記述は誤りとして出ます。
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出題範囲は、2026年11月6日にMCPC の公式ページで確認しました。用語の説明は、もちこ道場の問題と解説をもとにまとめたものです。