シリアル通信インタフェース（I2C・SPI・UART）とは？しりあるつうしんいんたふぇーす
シリアル通信インタフェース（I2C・SPI・UART）とは、基板上でCPUと周辺デバイスを結ぶ、低速・近距離の直列通信規格群。2本の信号線でアドレス指定により多数のデバイスをぶら下げられるI2C、4本前後で高速な全二重通信を行うSPI、1対1で通信速度を双方が事前に合わせる非同期のUARTを、必要な速度と配線本数から選び分ける。
最終更新：2026-10-06
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1本の線に1ビットずつ流す直列方式は、並列方式に比べて配線が少なく、基板の面積とピン数という物理的な制約に直接効く。一方で速度・接続台数・同期の取り方はそれぞれ別の設計判断になり、1つの規格ですべての用途を満たすことはできない。3規格は、この配線数と速度と接続数の取り合いを異なる点で妥協した結果として並立している。
具体例
温湿度センサを数個ぶら下げるならI2C、ディスプレイやフラッシュメモリのように大量データを速く送る用途はSPI、GPSモジュールやデバッグ用のコンソール出力はUART、という選び分けになる。
試験での引っ掛け
I2Cは配線が少ない代わりに速度が低く、バス上でアドレスが衝突すると通信できない。UARTは通信速度・パリティ・ストップビットの設定が双方で一致していないと文字化けする。速度だけで選ぶと配線数や接続台数の拡張で行き詰まる点も判断材料になる。
関連用語
出た過去問
出典：令和4年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問17（IPA）
出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問16（IPA）
一つのI2Cバスに接続された二つのセンサーがある。それぞれのセンサー値を読み込む二つのタスクを排他的に制御したい。利用するリアルタイムOSの機能として、適切なも…
正解：セマフォ
要点：共有資源の排他制御にはセマフォを使う
1本のI2Cバスという単一の共有資源を、複数のタスクが同時に使わないように調停する必要がある。リアルタイムOSでこの相互排除を実現する機構がセマフォであり、資源を利用する前に獲得、利用後に解放することで、同時に1つのタスクだけがバスを使う状態を保証できる。
出典・参考
公式シラバスの2 コンピュータシステム ＞ 4. 入出力デバイス ＞ (1) 入出力インタフェースに掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。