Описание интерфейса I2C (1031655), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Улучшеннаятехнология производства микросхем позволила в четыре раза увеличить скоростьпередачи данных без изменения себестоимости изделия.− Большинство из 112 адресов, допустимых при 7-битной адресации, уже былииспользованы более чем один раз. Для предотвращения проблем с размещениемадресов новых устройств, желательно иметь большее количество адресныхкомбинаций.
Примерно десятикратное увеличение количества доступных адресовполучено при использовании новой 10-битной адресации.Устройства с I2C интерфейсом, работающие в быстром режиме, как минимумдолжны быть способны входить в синхронизацию в быстром режиме, с тем чтобы снизитьскорость передачи (путем удлинения НИЗКОГО периода SCL) до допустимой величины.Быстрые устройства должны быть совместимы снизу-вверх, что означает их способностьработать со стандартными устройствами по медленной шине.Очевидно, что стандартные устройства не способны работать в быстрой шине,потому что они не могут синхронизироваться на высокой скорости и их состояние станетнепредсказуемым.Ведомые быстрые устройства могут обладать как 7-битным, так и 10-битнымадресом.
Однако, 7-битный адрес более предпочтителен, так как его аппаратнаяреализация более проста и длина посылки меньше.Устройства с 7-битным и 10-битным адресами могут одновременно использоватьсяна одной шине, независимо от скорости передачи.10. Быстрый режим.В быстром режиме протокол, формат, логические уровни и максимальнаяемкостная нагрузка линий шины остается неизменными. Изменения в спецификациитаковы:− максимальная скорость передачи возросла до 400 кбит/с;− синхронизация SDA и SCL линий была изменена. Не требуется совместимости сCBUS-устройствами, так как они не могут работать на высоких скоростях;− входные цепи быстрых устройств должны иметь встроенное подавление выбросов итриггер Шмитта на обоих линиях;− выходной буфер быстрых устройств должен иметь каскад с управлением временемзаднего фронта линий SDA и SCL;− если источник напряжения питания быстрых устройств выключается, линии должныпереходить в третье состояние;− внешние подтягивающие устройства, подключенные к линиям шины должны бытьизменены для обеспечения допустимого времени нарастания переднего фронта.
Длянагрузок шины до 200 пФ это подтягивающее устройство может быть простымрезистором, а для нагрузок от 200 пФ до 400 пФ это должен быть источник тока (3мА максимум) или схема на переключаемых резисторах..11. 10-битная адресация.10-битная адресация не меняет формат шины. Для этого используетсязарезервированная адресная комбинация 1111ХХХ первых семи бит первого байта (см.Раздел 6.0). 10-битная адресация не влияет на существующую 7-битную адресацию.Устройства с 7-битной и 10-битной адресацией могут быть подключены к одной шине.Хотя имеются восемь возможных комбинаций последовательности 1111ХХХ, изних используются только четыре - 11110ХХ. Комбинации типа 11111ХХ зарезервированыдля дальнейших улучшений шины.11.1.
Назначение битов первых двух байтов.10-битный адрес формируется из первых двух байтов. Первые семь бит первогобайта являются комбинацией вида 11110ХХ, где два младших бита (ХХ) являются двумястаршими (9 и 8) битами 10-битного адреса; восьмой бит первого байта - бит направления."Ноль" в этом бите означает, что ведущий собирается записывать информацию введомого, а "единица" - что ведущий будет считывать информацию из ведомого.Если бит направления равен "нулю", то второй байт содержит оставшиеся 8 бит 10битного адреса. Если бит направления равен "единице", то следующий байт содержитданные, переданные с ведомого ведущему.11.2.
10-битные форматы.−−−−−Возможны различные комбинации форматов 10-битных посылок:Ведущий-передатчик передает информацию ведомому-приемнику. Направлениепересылки не меняется. Когда за сигалом СТАРТ появляется начало 10-битногоадреса, каждый ведомый на шине сравнивает первые семь бит первого байта сосвоим собственным адресом и удостоверяется, что бит направления равен "нулю".Допустимо, чтобы более одного устройства обнаружили совпадение и сгенерировалисигнал подтверждения (А1).
Все ведомые с совпавшими адресами продолжаютсравнивать последующие 8 бит адреса, и только одно устройство обнаруживаетсовпадение и генерирует подтверждение (А2). Это устройство остается выбранным,пока ведущий не пошлет сигнал СТОП или сигнал повторного СТАРТА с другимадресом.Ведущий-приемник принимает данные от ведомого-передатчика. Направлениепередачи меняется после второго бита направления. Процедура идентичнавышеописанной вплоть до момента второго подтверждения (А2).
Далее передаетсясигнал повторного СТАРТА. Выбранный ведомый помнит, что был адресован ранее.Этот ведомый сравнивает первые семь бит адреса со своим адресом, а такжеудостоверяется, что бит направления равен "единице". При совпадении ведомыйполагает, что он адресован как передатчик и генерирует подтверждение (А3).Ведомый-передатчик остается адресованным до прихода сигнала СТОП или сигналаповторного СТАРТА с другим адресом. После сигнала повторного СТАРТА вседругие устройства также сравнивают первые семь бит со своим адресом и проверяютбит направления. Однако, ни одно из них не адресуется, так как бит направленияравен "единице" (для 10-битных устройств), или такого адреса не существует (для 7битных устройств).Комбинированный формат.
Ведущий передает данные ведомому, а потом читаетданные с этого же ведомого (см. Рисунок 27). Один ведущий занимает шину на всевремя пересылки. Направление пересылки меняется после второго бита направленияКомбинированный формат. Ведущий передает данные одному ведомому, а потомпередает данные другому ведомому (см. Рисунок 28).
Один ведущий занимает шинуна все время пересылкиКомбинированный формат. 10-Битная и 7-битная адресация применяются в однойпосылке (см. Рисунок 29). После каждого сигнала СТАРТ или повторный СТАРТпередается 10-битный или 7-битный адрес. Рисунок 30 показывает, как ведущийпередает данные ведомому с 7-битным адресом, а потом передает данные второмуведомому с 10-битным адресом.
Один ведущий занимает шину на все времяпересылки.Рисунок 27. Комбинированный формат. Ведущий адресует ведомого 10-битным адресом, потомпередает ему данные и принимает из него данные.1.2.3.4.5.6.7.Адрес ведомого (первые 7 бит)ЗаписьАдрес ведомого (второй байт)ДанныеСигнал повторный СТАРТЧтениеСигнал СТОПРисунок 28. Комбинированный формат. Ведущий передает данные двум ведомым, оба 10битные.1.2.3.4.5.6.Адрес ведомого (первые 7 бит)ЗаписьАдрес ведомого (второй байт)ДанныеСигнал повторный СТАРТСигнал СТОПРисунок 29. Комбинированный формат. Ведущий передает данные двум ведомым, один из них7-битный, второй - 10-битный.1.2.3.4.5.6.7.8.Сигнал СТАРТ7-битный адрес ведомогоЗаписьДанныеСигнал повторный СТАРТАдрес ведомого (первые 7 бит)Адрес ведомого (второй байт)Сигнал СТОППРИМЕЧАНИЯ:− Комбинированные форматы могут быть использованы, например, для управленияпоследовательной памятью.
Во время первого байта данных можно передавать адресв памяти, который записывается во внутреннюю защелку. После повторения сигналаСТАРТа и адреса ведомого выдаются данные из памяти.− Все решения об авто-инкременте или декременте адреса, к которому произошелпредыдущий доступ, принимаются конструктором устройства− Каждый байт завершается битом подтверждения, обозначенным А или А^ на рисунках− I2C-совместимые устройства должны сбрасывать логику шины при получении сигналаСТАРТ или повторный СТАРТ и подготавливаться к приему адреса.12.
Адрес общего вызова и байт СТАРТА.Процедура 10-битной адресации такова, что первые два байта после сигналаСТАРТ определяют адрес ведомого. Исключение составляет адрес "общего вызова"00000000. Ведомые устройства с 10-битной адресацией должны реагировать на "общийвызов" также, как и устройства с 7-битной адресацией. Аппаратные ведущие могутпередавать свои 10-битные адреса после "общего вызова". В этом случае, с байтом"общего вызова" следуют два байта, содержащих 10-битный адрес ведущего-передатчика.Формат совпадает с показанным на рис. 15, только первый байт ДАННЫХ содержит 8младших разрядов адреса.Байт СТАРТА 00000001 может предварять 10-битный адрес точно таким жеспособом, как и при 7-битной адресации (см.
Раздел 6.0).13.0. Электрические и временные параметры.Уровни ввода/вывода, ток, подавление выбросов, управление скоростьюнарастания и емкость контактов для I2C-совместимых устройств даны в таблице 3.Временные пераметры (см. Рисунок 30) даны в таблице 4.Шумовые границы для ВЫСОКОГО и НИЗКОГО уровней для быстрых устройствсовпадает с границами для стандартных устройств (см. Раздел 7.0).Минимальное значение НИЗКОГО и ВЫСОКОГО периодов линии SCL, указанныев таблице 4, определяет максимальные скорости передачи 100 кбит/с и 400 кбит/ссоответственно. Стандартные и быстрые устройства должны быть способны передаватьданные на этих скоростях, либо, как минимум, синхронизироваться и снижать скорости дотребуемого значения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
