[發(fā)明專利]一種I2C總線被從器件鎖定后的恢復方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710076833.6
• 申請日: 2007-08-31
• 公開（公告）號: CN101118528A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 于克泳;湯寧峰;邵國;翟紅健
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 深圳市永杰專利商標事務所
• 代理人: 曹建軍

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種I2C總線被I2C從器件鎖定后的恢復方法和裝置，屬于計算機通訊領。

背景技術(shù)

I2C總線(Inter—IC?BUS或IIC?BUS，集成電路間互連總線)是一種由飛利浦(PHILIPS)公司開發(fā)的一套串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。I2C總線有兩根信號線：一根時鐘線SCL，一根雙向數(shù)據(jù)線SDA。所有接到I2C總線上的器件的時鐘線SCL均接到總線的SCL，其數(shù)據(jù)線SDA都連接到總線的雙向數(shù)據(jù)線SDA線。總線使用軟件尋址來識別每個器件(如微控制器、存儲器、LCD驅(qū)動器、時鐘芯片和其他I2C總線器件)，完全省去了每個器件的片選線，因而使系統(tǒng)的接線非常簡單。目前I2C已經(jīng)成為重要的全球業(yè)界標準，被所有主要的IC廠商所認同和使用。在計算機網(wǎng)絡通訊設備中，具有I2C總線接口的器件應用也越來越多。在I2C總線中，當某個器件生成總線上的時鐘信號SCK并發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸時，被稱為是主器件(也叫發(fā)送器)，某個器件從總線上接收控制信息時，被稱為從器件(也叫接收器)。主器件用于啟動總線，產(chǎn)生時鐘并傳送數(shù)據(jù)，此時任何被尋址的器件均被認為是從器件。

I2C總線工作時，由總線上的主器件控制時鐘線SCL提供時鐘同步信號脈沖，由雙向數(shù)據(jù)線SDA完成數(shù)據(jù)傳送。I2C總線的數(shù)據(jù)傳送速率，在標準工作方式下為100kbit/s，在快速方式下，最高傳送速率可達400kbit/s。I2C總線技術(shù)規(guī)范中，總線協(xié)議有著嚴格的時序要求。

I2C總線的數(shù)據(jù)傳送格式是：在I2C總線開始信號后，送出的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)是用來選擇從器件的地址和指示讀寫操作，其中前7bit為地址碼，第8bit為讀寫標志位(R/W)。標志位為“0”表示是主器件的“寫”操作，即主器件把信息寫入到所選址的從器件；標志位為“1”表示主器件的“讀”操作。開始信號后，系統(tǒng)中的各個器件將自己的地址和主器件送到總線上的地址進行比較，如果與主器件發(fā)送到總線上的地址一致，則該器件即為被主器件尋址的器件，其接收信息還是發(fā)送信息則由第8bit標志(R/W)確定。I2C總線上每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不受限制，但每一個字節(jié)必須為8位，而且每個傳送的字節(jié)后面(第9位)，從器件必須跟一個認可位，也叫應答位(ACK，Acknowledge?bit)。

I2C總線的工作速度一般是取決于主器件和從器件的性能，參考I2C的總線規(guī)范，時鐘線SCL的工作頻率可以工作在0Hz到100kHz之間。

I2C總線技術(shù)規(guī)范中，對開始和結(jié)束信號(也稱起始和停止信號)以及應答信號的定義如下：

起始信號(S)：在時鐘線SCL保持高電平期間，雙向數(shù)據(jù)線SDA上出現(xiàn)由高電平向低電平的變化，用于啟動I2C總線，為I2C總線的起始信號；

停止信號(P)：在時鐘線SCL保持高電平期間，雙向數(shù)據(jù)線SDA上出現(xiàn)由低電平向高電平的變化，用于停止I2C總線，為I2C總線的終止信號；

應答信號(A)：在I2C總線傳輸過程中每一個字節(jié)的第9個SCL脈沖對應著應答位，若雙向數(shù)據(jù)線SDA上顯示低電平則為總線“應答(A)”，若雙向數(shù)據(jù)線SDA上顯示高電平則為總線“非應答(/A)”。

因只有主器件才能對I2C總線實現(xiàn)管理與檢測，所以開始信號和結(jié)束信號一般都是由主器件產(chǎn)生。I2C總線數(shù)據(jù)傳輸時，在時鐘線SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線SDA上必須保持有穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)，高電平表示數(shù)據(jù)1，低電平表示數(shù)據(jù)0。只有在時鐘線SCL為低電平時，才允許數(shù)據(jù)線SDA上的電平狀態(tài)發(fā)生變化。

I2C總線本身不會鎖定，但如果總線上存在干擾或者SDA或SCL被某些特定的因素拉成低電平，I2C總線就產(chǎn)生鎖定，這些情況通常是由于外部干擾以及從器件的失效和故障造成，一般情況下，在印制電路板設計時經(jīng)過仔細的布局布線，是可以避免因總線上出現(xiàn)干擾造成總線的鎖定。