前言:i2c信号完整性测试,时钟测试
插入等待时间
如果被控器需要延迟下一个数据字节开始传送的时间,则可以通过把时钟线SCL电平拉低并且保持,使主控器进入等待状态。一旦被控器释放时钟线,数据传输就得以继续下去,这样就使得被控器得到足够时间转移已经收到的数据字节,或者准备好即将发送的数据字节。带有CPU的被控器在对收到的地址字节做出应答之后,需要一定的时间去执行中断服务子程序,来分析或比较地址码,其间就把SCL线钳位在低电平上,直到处理妥当后才释放SCL线,进而使主控器继续后续数据字节的发送。
总线封锁状态
在特殊情况下,如果需要禁止所有发生在I2C总线上的通信活动,封锁或关闭总线是一种可行途径,只要挂接于该总线上的任意一个器件将时钟线SCL锁定在低电平上即可。
总线竞争的仲裁
总线上可能挂接有多个器件,有时会发生两个或多个主器件同时想占用总线的情况,这种情况叫做总线竞争。I2C总线具有多主控能力,可以对发生在SDA线上的总线竞争进行仲裁,其仲裁原则是这样的:当多个主器件同时想占用总线时,如果某个主器件发送高电平,而另一个主器件发送低电平,则发送电平与此时SDA总线电平不符的那个器件将自动关闭其输出级。总线竞争的仲裁是在两个层次上进行的。首先是地址位的比较,如果主器件寻址同一个从器件,则进入数据位的比较,从而确保了竞争仲裁的可靠性。由于是利用I2C总线上的信息进行仲裁,因此不会造成信息的丢失。
为何识别到“0”将丢失仲裁呢?因为对于OD门,只能驱动到低电平,释放总线只能通过不驱动总线释放,停止驱动即产生“1”,但是发现总线还是“0”,这说明还有主机在跟自己竞争总线使用权,自己线驱动到“1”,确检测到“0”,那代表自己已经失去了仲裁。
主机只能在总线空闲的时侯启动传送。两个或多个主机可能在起始条件的小持续时间tHD;STA 内产生一个起始条件,结果在总线上产生一个规定的起始条件。
当SCL 线是高电平时,仲裁在SDA 线发生;这样,在其他主机发送低电平时,发送高电平的主机将断开它的数据输出级,因为总线上的电平与它自己的电平不相同。然后,进一步获得其的判定条件:
仲裁可以持续多位。首先是比较地址位。如果每个主机都试图寻址同一的器件,仲裁会继续比较数据位(假设主机是发送器),或者比较响应位(假设主机是接收器)。
I2C 总线的地址和数据信息由赢得仲裁的主机决定,在仲裁过程中不会丢失信息。丢失仲裁的主机可以产生时钟脉冲直到丢失仲裁的该字节末尾。
在串行传输过程中时,一旦有重复的起始条件或停止条件发送到I2C 总线的时侯,仲裁过程仍在进行。如果可能产生这样的情况,有关的主机必须在帧格式相同位置发送这个重复起始条件或停止条件。
此外,如果主机也结合了从机功能,而且在寻址阶段丢失仲裁,它很可能就是赢得仲裁的主机在寻址的器件。那么,丢失仲裁的主机必须立即切换到它的从机模式。
I2C 总线的控制只由地址或主机码以及竞争主机发送的数据决定,没有中央主机,总线也没有任何定制的优先权。