Концепция и общие характеристики I2C

Для 8-битных приложений цифрового управления, таких, как микроконтроллеры, могут быть определены некоторые основные критерии:

· полная система обычно состоит по крайней мере из одного микроконтроллера и других периферийных устройств, таких, как память и расширители ввода/вывода;

· стоимость соединения различных устройств внутри системы должна быть минимизирована;

· система, которая выполняет функция управления, не требует высокоскоростной передачи данных;

· общая эффективность зависит от выбранных устройств и структуры соединительной шины.

В спецификации I2C выделено 3 типа устройств:

• Некоторое устройство интеллектуального управления, обычно - однокристальный микроконтроллер;

• Универсальные схемы, подобные драйверам LCD, коммуникационным портам ввода/вывода, RAM, EEPROM или преобразователям данных;

• Специализированные схемы, подобные схемам цифровой настройки приема и обработки сигналов для радио и телевизионных систем, генераторов DTMF для телефонов с тональным набором.

Некоторые особенности I2C:

• В шине используются только две линии: последовательная линия данных (Serial Data Line - SDA) и линия синхронизирующего сигнала последовательной передачи данных (Serial Clock Line - SCL);

• Каждое устройство, подключенное к шине, программно адресуется уникальным адресом. В дополнение к делению на приемопередатчики и приемники устройства при передаче данных могут также подразделяться на ведущие (master) и ведомые (slave). Ведущий (master) - устройство, которое инициализирует передачу данных по шине и генерирует синхроимпульсы, разрешающие эту передачу. В это время любое адресуемое им устройство рассматривается как ведомое (slave);

• Это шина, в которой может присутствовать несколько ведущих устройств. Шина обеспечивает обнаружение коллизий и арбитраж, предотвращающий нарушение целостности данных в случае, если два или более ведущих устройства одновременно инициализируют передачу данных;

• Передача данных выполняется двунаправлено в 8-битном бит-ориентированном формате, скорость передачи составляет до 100 Кбит/с в стандартном режиме или до 400 Кбит/с в быстром режиме;

• Встроенная схема фильтрации удаляет импульсы, наведенные в линии данных шины, сохраняя целостность данных;

• Число микросхем (портов), которые могут быть подключены к одной шине, ограничено только максимально допустимой емкостью шины 400 pF.

Микросхемы, совместимые с шиной I2C, позволяют разрабатывать системы, быстро реализуемые, начиная от функциональной структурной схемы и до прототипа. Кроме того, так как они подключаются к шине I2C прямо, без какого-либо дополнительного интерфейсного устройства, они позволяют быстро модернизировать исходную систему, подключая или отключая необходимые интегральные схемы к шине.

Таблица 5.1. Терминология I2C.