3.0 Концепция шины I2C

Шина I2C поддерживает любую технологию изготовления микросхем (НМОП, КМОП, биполярную). Две линии, данных (SDA) и синхронизации (SCL) служат для переноса информации. Каждое устройство распознается по уникальному адресу - будь то микроконтроллер, ЖКИ буфер, память или интерфейс клавиатуры - и может работать как передатчик или приёмник, в зависимости от назначения устройства. Обычно ЖКИ буфер - только приёмник, а память может как принимать, так и передавать данные. Кроме того, устройства могут быть классифицированы как ведущие и ведомые при передаче данных (см. Табл 1). Ведущий - это устройство, которое инициирует передачу данных и вырабатывает сигналы синхронизации. При этом любое адресуемое устройство считается ведомым по отношению к ведущему.

Термин (англ) Термин (рус) Описание
Transmitter Передатчик Устройство, посылающее данные в шину
Receiver Приемник Устройство, принимающее с шины
Master Ведущий Начинает пересылку данных, вырабатывает синхроимпульсы, заканчивает пересылку данных
Slave Ведомый Устройство, адресуемое ведущим
Multi-master - Несколько ведущих могут пытаться захватить шину одновременно, без нарушения передаваемой информации
Arbitration Арбитраж Процедура, обеспечивающая Multi-master
Synchronization Синхр. Процедура синхронизации двух устройств

Рисунок 3. Пример конфигурации шины I2C с двумя микроконтроллерами

  1. Микроконтроллер А
  2. Массив
  3. ЖКИ драйвер
  4. АЦП
  5. Статическая ОЗУ или ППЗУ
  6. Микроконтроллер B

Шина I2C допускает несколько ведущих. Это означает, что более чем одно устройство, способное управлять шиной, может быть подключено к ней. Поскольку в качестве ведущих обычно выступают микроконтроллеры, давайте рассмотрим пример пересылки данных между двумя микроконтроллерами, подключенными к шине (рис 3). Пример покажет взаимоотношения передатчик-приемник и ведущий-ведомый, существующие в шине I2C. Необходимо заметить, что эти отношения не постоянны, а зависят только от направления пересылки данных в данный момент времени. Пересылка данных будет происходить следующим образом:

  1. Пусть микроконтроллер А желает послать информацию в микроконтроллер В:
  2. Пусть микроконтроллер А желает принять информацию от микроконтроллера В:

В обоих случаях ведущий (микроконтроллер А) генерирует синхроимпульсы и заканчивает пересылку.

Возможность подключения более одного микроконтроллера к шине означает, что более чем один ведущий может попытаться начать пересылку в один и тот же момент времени. Для устранения хаоса, который может возникнуть в данном случае, разработана процедура арбитража. Эта процедура основана на том, что все I2C-устройства подключаются к шине по правилу монтажного И. Подробнее об арбитраже см. Раздел 7.0.

Генерация синхросигнала - это всегда обязанность ведущего; каждый ведущий генерирует свой собственный сигнал синхронизации при пересылке данных по шине. Сигнал синхронизации может быть изменен только если он “вытягивается” медленным ведомым устройством (путем удержания линии в низком состоянии), или другим ведущим, если происходит столкновение.


« Предыдущая страница  |  Оглавление  |  Следующая страница »