I2C と SPI の違い
2線式か、3線式か

更新日 2026年11月2日読む時間の目安約4分

この記事の要点

この記事の目次

I2C とは

フィリップス社が提案した、2線式の同期シリアル通信です。マイコン側のマスタデバイスと、センサ側のスレーブデバイスの間で、1対 N の通信を行います。

2本の線には、それぞれ役割があります。

モトローラ社が提案した、3線式の同期シリアル通信です。I2C と同じく、マスタとスレーブの間で1対 N の通信を行います。

SCK: 同期のためのクロック信号を送る線。
SDI（Serial Data Input）と SDO（Serial Data Output）: データの入力と出力を別々の線で行うので、データの送受信を同時にできます。
スレーブを複数つなぐときは、SS（Slave Select）信号を使います。通信の速さやタイミングは、厳格には決められていません。

I2C と SPI は、どちらも近距離しか通信できないので、同一ユニットの中の実装に限って使います。センサの出力をシリアル通信で行うセンサが増えており、そのうち IoT では、この2つが一般に多く使われます。

試験では、次の用語が選択肢に並びます。

I2C と SPI の線の違い（もちこ道場のまとめ）

比べること	I2C	SPI
提案した会社	フィリップス社	モトローラ社
線の数	2線式	3線式
クロックの線	SCL	SCK
データの線	SDA の1本で送り受け	SDI（入力）と SDO（出力）に分け、同時に送受信できる
複数のスレーブ	1対 N の通信	1対 N の通信。SS 信号を使う
共通点	同期式のシリアル通信。近距離用で、同一ユニット内の実装に限る	同左

IoTシステム技術検定中級では、第5章「IoTデバイス」で出ます。もちこ道場の第5章の問題（全50問）のうち、I2C・SPI を扱う問題は3問あります。

穴埋め: 「フィリップス社が提案した2線式の同期シリアル通信インタフェース」に I2C を選ぶ。選択肢には UART・USB・SPI が並びます。
2つの空欄: 「1対 N 通信を行うシリアル通信インタフェースの代表例」に I2C と SPI を入れる。UART と USB、Bluetooth と ZigBee など、別の組み合わせも並びます。
不適切な記述を選ぶ: 「IoT では非同期の1線式が一般に多く用いられる」のように、同期式の I2C・SPI という説明を入れ替えた記述を見抜く。

数字で覚えます。I2C は2線、SPI は3線。線の名前も、I2C は SCL・SDA の2つ、SPI は SCK・SDI・SDO の3つです。
会社は、I2C がフィリップス社、SPI がモトローラ社。
SPI は入力（SDI）と出力（SDO）が別の線なので、同時に送受信できると結び付けます。

第5章のほかの用語は「第5章 IoTデバイスの要点」にまとめています。

もちこ道場の第5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

デジタル量を、一定周期のパルス信号のパルス幅に比例させて出力する方式を1という。オンの時間幅の割合であるデューティ比を変えて出力し、その信号をコンデンサで平滑すればD/A変換ができるため、LED照明の調節などにも用いられる。

答えと解説を見る

正解は 3（PWM）です。

【概要】

PWMはパルス幅変調のことで、デジタル量を一定周期のパルス信号のパルス幅に対応させて出力する方式である。デューティ比を変えて電力などを制御できる。

【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. UARTあなたの解答 UARTは、非同期方式のシリアル通信の規格であり、パルス幅でデジタル量を表す出力方式ではない。
2. GPIOあなたの解答 GPIOは、複数のデジタル入力とデジタル出力を扱う汎用の入出力インタフェースであり、パルス幅に比例させる出力方式ではない。
3. PWM正解あなたの解答 PWMは、デジタル量をパルス幅に対応させる方式で、デューティ比を変えて平滑するとD/A変換にも使える点が問題文と合う。
4. A/D変換あなたの解答 A/D変換は、アナログ信号をデジタル信号に変える処理であり、デジタル量をパルス幅で出力する本問の方式とは変換の向きが逆である。

問2

複数のデジタル入力とデジタル出力をまとめて扱うインタフェースで、マイコンボードの端子を通じてスイッチの読み取りやLEDの制御に使われるものを1という。

答えと解説を見る

正解は 1（GPIO）です。

【概要】

GPIOは汎用入出力のことで、複数のデジタル入力とデジタル出力を扱うインタフェースである。スイッチやLED、開閉器のオン・オフに使われる。

【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. GPIO正解あなたの解答 GPIOは、複数のデジタル入出力をまとめて扱う汎用のインタフェースであり、スイッチの読み取りやLED制御に使うという問題文の条件に合う。
2. UARTあなたの解答 UARTは、非同期方式のシリアル通信の規格であり、デジタル入出力をまとめて扱うインタフェースではない。
3. USBあなたの解答 USBは、シリアル通信の規格として知られるインタフェースであり、複数のデジタル入出力端子を扱う汎用入出力ではない。
4. PWMあなたの解答 PWMは、パルス幅変調で電力などを制御する方式であり、デジタル入力と出力をまとめて扱うインタフェースの名称ではない。