彻底搞懂I2C总线（4）I2C总线的其他用途

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彻底搞懂I2C总线（4）I2C总线的其他用途

I2C是什么

I2c总线一般拿来实现什么功能?

I2C总线是什么？求解

一、彻底搞懂I2C总线（4）I2C总线的其他用途

本文由德力威尔王术平原创，转载、引用请注明出处，否则侵权。

摘要

本章节阐述了I2C总线的其他用途，如用于CBUS总线、SMBUS总线、PMBUS总线、IPMI接口、ATCA通信、DDC通信等。

四. I2C总线通信协议的其他用途

I2C总线被用作多种系统结构的通信协议。除了基本的I2C规范之外，这些体系结构还增加了命令集和特定于应用程序的扩展。

4.1 CBUS兼容性

CBUS接收器可以连接到标准模式（Sm）的I2C总线（SCL、SDA）上，但是，还必须连接附加的第三根DLEN总线，并忽略应答位。通常，I2C传输是8位字节序列；但CBUS兼容设备有它自己不同的格式。

在混合总线（I2C+CBUS）结构中，有一个特殊的保留的CBUS地址（0000 001X），专用于寻址CBUS设备，所以I2C设备不会响应CBUS设备的信息。传送完CBUS地址后，就可以激活DLEN线路，发送CBUS格式的传输。在停止条件之后，所有设备再次准备好接受数据。

主机可以在发送CBUS地址后发送CBUS格式数据。所有设备均可识别停止条件，从而结束传输。

如果CBUS配置是已知的，并且CBUS兼容设备的扩展是不可预见的，允许设计者根据所用设备的具体要求调整保持时间。

4.2 系统管理总线（SMBus）

SMBus使用I2C硬件和I2C硬件寻址，但添加了用于构建特殊系统的二级软件规范。特别是，它的规范包括一个可以进行动态地址分配的地址解析协议。

硬件和软件的动态重新配置允许总线设备“热插拔”并立即使用，无需重启系统。设备会被自动识别并分配唯一的地址。这个优点使得用户可以即插即用。

SMBus目前在大多数电脑中被用作系统管理总线（如图1-53）。由英特尔及其他公司一起于1995年开发，它修改了I2C的一些电气和软件特性，以便更好地与便携式设备快速下降的电源预算兼容。

图1-53 Inter处理器的笔记本设备管理器中的SMBUS总线

SMBus也有一个“高功率”的2.0版本，其中包括一个4 mA吸收电流，不能由I2C芯片驱动，除非上拉电阻的大小符合I2C总线的电平。

4.2.1 I2C/SMBus合规性

SMBus和I2C协议基本相同：SMBus主机能够控制I2C从机，反之亦然。SMBus时钟的定义范围为10 kHz至100 kHz，而I2C可以是0 Hz至100 kHz、0 Hz至400 kHz、0 Hz至1 MHz和0 Hz至3.4 MHz，具体取决于模式。这意味着运行频率低于10 kHz的I2C总线不符合SMBus标准，因为SMBus设备可能会超时。

逻辑电平也略有不同：SMBus的TTL低电平≤ 0.8 V，TTL高电平≥ 2.1 V；而I2C则为CMOS电平，CMOS低电平≤30 %VDD，CMOS高电平≥70 % VDD。如果VDD > 3.0 V，这不是问题。如果I2C器件低于3.0 V，那么如果逻辑高/低电平不能被正确识别，就可能有问题。

4.2.2 超时功能（Time out feature）

SMBus具有超时功能，如果通信时间过长，它会重置器件。这解释了为什么最小时钟频率为10 kHz，以防止锁定总线。

I2C可以是“DC”总线，这意味着当主机访问从机设备时，从机设备在执行某些事务时会延长主机时钟（从机通知主机，我从机正忙，但不想失去通信）。从机设备将允许在其任务完成后继续。在I2C总线协议中，这种延迟时间没有限制，而对于SMBus系统，这种延迟时间限制在35毫秒。

SMBus协议规定，如果某件事情花费的时间太长，则意味着总线上有问题，所有器件必须复位才能清除该模式。然后，并且不允许从机设备将时钟保持在低电平太长时间。

4.2.3 SMBus 1.0和SMBus 2.0的区别

SMBus规范定义了两类电气特性：低功率和高功率。第一类最初在SMBus 1.0和1.1规范中定义，主要是为智能电池设计的，但也可以用于其他低功耗设备。

2.0版本引入了另一组更高功率的电气特性。此类适用于需要更高驱动能力的情况，例如PCI附加卡上的SMBus设备，以及通过PCI连接器将这些卡相互连接并连接到系统板上的SMBus设备。

设备可以由总线VDD或另一个电源Vbus（例如智能电池）供电，并且只要它们遵守本类的SMBus电气规范，就可以互操作。

恩智浦器件的电气特性比SMBus 1.0更强大。主要区别在于VOL = 0.4 V时的吸电流能力：①SMBus低功耗= 350 μA；②SMBus高功率= 4 mA；③I2C总线= 3毫安。

如果上拉电阻的限流大小为3 mA，SMBus“高功率”器件和I2C总线器件将协同工作。有关更多信息，请参考:http:///content/www/us/en/products/docs/servers/ipmi/ipmi-home.html。

4.5 高级电信计算架构（ATCA）

高级电信计算架构（ATCA）是紧凑型PCI (cPCI)的后续产品，提供标准化的外形，具有更大的卡面积、更大的间距和更大的电源，可用于高级机架式电信硬件。它包括一个热管理的容错方案，在板之间使用I2C总线通信。

高级电信计算架构（ATCA）得到了100多家公司的支持，其中包括许多大型公司，如英特尔、朗讯和摩托罗拉。

有两种通用的符合ATCA标准的风扇控制方法：第一种是智能FRU（现场可更换单元），这意味着风扇控制将直接连接到IPMB(智能平台管理总线)；第二种是管理型或非智能型FRU。

ATCA要求管理双I2C总线的硬件和软件。这需要一个片上隔离电源为电路供电，一个带上升时间加速器的缓冲双I2C总线，以及三态功能。I2C控制器必须能够支持多控制器I2C双总线，并处理协议中概述的标准风扇命令集。此外，还需要板载温度报告、托盘功能报告、风扇关闭功能和非易失性存储。

有关更多信息，请参考:https:///docs/en/user-guide/UM10204.pdf。

②https:///docs/en/application-note/AN10216.pdf。

③https://www.i2c-bus.org。

一、I2C是什么

I²C（Inter-Integrated Circuit）是内部整合电路的称呼，是一种串行通讯总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边装置而发展。I²C（读作"I-squared-C" ），还有可选的拼写方式是I2C（读作I-two-C）以及IIC（读作I-I-C），在中国则多以"I方C"称之。

拓展资料：

1. I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

2. 主器件用于启动总线传送数据，并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件．在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的，而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送；如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件．然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。在这种情况下．主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

3. 在硬件上，12C总线只需要一根数据线和一根时钟线两根线，总线接口已经集成在芯片内部，不需要特殊的接口电路，而且片上接口电路的滤波器可以滤去总线数据上的毛刺．因此I2C总线简化了硬件电路PCB布线，降低了系统成本，提高了系统可靠性。因为12C芯片除了这两根线和少量中断线，与系统再没有连接的线，用户常用IC可以很容易形成标准化和模块化，便于重复利用。

4. I2C总线是一个真正的多主机总线，如果两个或多个主机同时初始化数据传输，可以通过冲突检测和仲裁防止数据破坏，每个连接到总线上的器件都有唯一的地址，任何器件既可以作为主机也可以作为从机，但同一时刻只允许有一个主机。数据传输和地址设定由软件设定，非常灵活。总线上的器件增加和删除不影响其他器件正常工作。

5. I2C总线可以通过外部连线进行在线检测，便于系统故障诊断和调试，故障可以立即被寻址，软件也利于标准化和模块化，缩短开发时问。连接到相同总线上的IC数量只受总线最大电容的限制，串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100Kbit/s，快速模式下可达400Kbit/s，高速模式下可达3．4Mbit/s。

二、I2c总线一般拿来实现什么功能?

在消费电子，电讯和工业电子中，看上去不相关得设计里经常有很多相似得地方。例如几乎每个系统都包括：
一些智能控制，通常是一个单片得微控制器
通用电路，例如lcd驱动器，远程io口，ram等
面相应用得电路，例如收音机和食品系统得数字调谐和信号处理电路。
为了使这些相似之处对系统设计者和器件厂商都得益，而且使硬件效益最大电路简单，Philips开发了一个简单得双向两线总线，实现有效得ic之间控制。这个总线就是Inter IC或者I2C总线。

三、I2C总线是什么？求解

I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。