一直以來,I2C總線都是大家的關注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在,小編將為大家?guī)鞩2C總線的相關介紹,詳細內(nèi)容請看下文。
一、I2C總線協(xié)議標準
Philips公司發(fā)明I2C-bus后,一方面,利用該項技術,研發(fā)出許多帶有I2C-bus功能的芯片。這些帶有I2C-bus功能的芯片,一部分用于自己使用,一部分出售給其他芯片應用廠商;另一方面,將I2C-bus專利技術授權提供給其他芯片制造廠商,獲得專利技術授權的其他芯片制造廠商把該項技術應用集成到自家的芯片中,使自家的芯片也具有I2C-bus功能。
Philips公司無論是對外出售I2C-bus芯片,還是對外出售I2C-bus專利技術,都要同時對外提供一套完整的技術文檔和應用細則,使得具有I2C-bus功能的器件有一個統(tǒng)一的標準,這就是I2C總線規(guī)范(I2C-bus Specification)。
最初,I2C 總線規(guī)范由飛利浦半導體公司編寫。后來被IEEE(電氣電子工程師協(xié)會)引用采納,成為全世界的行業(yè)標準。2016年, Philips(飛利浦)公司旗下的半導體事業(yè)部獨立成為一個新公司,取名NXP(恩智浦)公司,NXP(恩智浦)公司現(xiàn)在是I2C總線規(guī)范的利益相關者。
自2006年10月10日起,I2C原始專利已過期,因此I2C總線可以自由使用,不需要支付專利費,但制造商獲取NXP分配的IC從設備地址仍然需要付費。
2017年由MIPI聯(lián)盟推出的I3C規(guī)范,NXP參與并做出了貢獻。MIPI I3C提供了與I2C的向后兼容性、更高的速度和更低的功耗,并且提供了免版稅版本。
I2C總線協(xié)議標準發(fā)展如下:
① 首發(fā)版本:1982年Philips原創(chuàng)首發(fā)。
② V1.0-1992: 刪除了從機地址軟件編程的內(nèi)容;刪除了低速模式(Low-speed mode )的詳細說明;增加了快速模式(Fast-mode),位速率達400Kbit/s,并向下兼容標準模式(Standard-mode)的0~100Kbit/s位速率。
③ V2.0-1998:I2C總線已經(jīng)成為世界標準,已授權給50多家公司,并在1000多種不同的IC中應用實現(xiàn)。增加了高速模式(High-speed),位速率達3.4Mbit/s,并向下兼容快速模式和標準模式;增加了對低電壓2V或更低器件的支持,并兼容高電壓器件;刪除了快速模式輸出級的0.6V/6mA的要求;增加了新的器件用總線電壓相關電平替代固定電平的內(nèi)容;增加了雙向電平轉換器的應用。
④ V2.1-2000:增加了在高速模式下的重復起始條件后,可以延長時鐘信號SCLH;放寬了高速模式下的一些時序參數(shù)要求。
⑤ V3.0-20070619:增加了快速模式增強版(Fast-mode Plus),它將驅動強度提高了10倍,并將位速率從快速模式的400Kbit/s,提高到1 Mbit/s,以滿足更長的總線和或更快的速度的應用需求。
⑥ V4.0-20120213:增加單向I2C總線和超快模式(Ultra Fast-mode),位速率達5Mbit/s。
⑦ V5.0-20121009:糾正了一些錯誤。
⑧ V6.0-2014:修改了上拉電阻的計算方法。
⑨ V7.0-2021:更新了I2C芯片制造商名稱ID清單表;將術語“主/從”更新為“控制器/目標”;增加了MIPI I3C規(guī)范內(nèi)容,I3C位速率達10Mbit/s,為I2C和SPI提供靈活的升級方案。
二、I2C總線用途
1.用于外圍芯片的接口:I2C總線可以和可編程的外圍芯片進行鏈接,如定時器,繼電器,存儲器和模擬電路,可以大大減少數(shù)據(jù)通訊和控制電路的連接線數(shù)量,降低系統(tǒng)復雜度,節(jié)省成本。
2.用于傳感器的接口:I2C總線可以實現(xiàn)各種類型的傳感器和微處理器或微控制器之間的高速通信,從而可以實現(xiàn)復雜的控制系統(tǒng),以及實時檢測和實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng);
3.用于模擬和數(shù)字芯片的接口:I2C總線用于主機和模擬和數(shù)字芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸,同時也可以實現(xiàn)外設和外設之間的快速傳輸,這種鏈路通訊方式有助于滿足系統(tǒng)各部分通信協(xié)作和控制需求;
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