Microcontroler.ro

În electronica modernă sistemele au un număr mare de periferice i2c-bus conectate, care la rândul lor comunică cu fiecare dintre acestea şi în afara acestuia. Pentru creşterea eficienţei hardware şi pentru reducerea complexităţii circuitelor, firma Philips a dezvoltat un protocol de comunicaţie simplu, bidirecţional pe 2 linii, linia serială de date (SDA) şi linia serială de ceas (SCL), o magistarală pentru controlul comunicaţiei între circuitele integrate (CI). Fiecare dispozitiv este recunoscut de o adresă unică şi poate opera atât ca dispozitiv receptor cât şi ca dispozitiv emiţător.

Magistrala i2c (i2c = iic = INTER INTEGRATED CIRCUIT) bus este o magistrală serială pe două linii, oferind posibilitatea conectării a mai multor dispozitive 'slave' (secundare) pe aceste două linii. Linia SDA respectiv SCL permit o comunicaţie bidirecţională cu facilitatea de detectare a coliziunilor, sincronizarea semnalelor de ceas.

Semnalele de ceas sunt întotdeauna generate de dispozitivul principal, dar dispozitivele secundare pot ţine magistarala în starea '0' logic adică starea de aşteptare.

Mesajele pe care se bazează protocolul, adică comunicaţia între dispozitive sunt reprezentate de condiţiile START, STOP şi alte condiţii.

Emiţătorii şi/sau receptorii pot opera în mod master (dispozitiv principal) sau mod slave (dispozitiv secundar), ceea ce depinde de faptul că chipul a iniţiat un transfer de date sau numai a fost adresat. I2c-bus este o magistrală multi-master, ceea ce înseamnă că poate fi controlat de mai multe circuite integrate (figura 1-1) conectate la aceasta.

Figura 1-1: Magistrala i2c-bus multi-master

În figura 1-1 pe acelaşi magistrală sunt conectate două microcontrollere , un convertor analog-digital, un convertor digital-analog, un driver pentru afişaj cu lichid cristal şi memorii RAM sau EEPROM.

Protocolul i2c-bus original, cu rata de transfer a datelor cu viteze până la 100 kilobiţi/secundă şi cu cei 7 biţi de adresă, a fost introdus prima dată acum 20 de ani. Însă, viteză de transfer a datelor şi funcţionalitatea în diferite aplicaţii a crescut rapid, specificaţiile au inclus modul rapid "fast-mode" cu adresarea pe 10 biţi, întâlnind o cerere mai ales de viteză şi spaţii adresabile mai mari.

I2c-bus a continuat să ţine pasul cu avansările tehnologice păstrând compatibilitatea cu produsele vechi. Combinând diferitele tipuri noi de dispozitive, operabile cu tensiuni reduse, acestea suportă pe magistrala i2c-bus "capabilitatea schimbării nivelurilor". Mai recent a fost adăugat modul cu viteză ridicată (high speed mod), cu o viteză până la 3.4 Megabiţi/secundă care asigură o capacitate a magistralei i2c-bus pentru a oferi suport aplicaţiilor cu memorii EEPROM şi cu memorii Flash, existente şi de viitor, de asemenea o rată de viteză rapidă pe o magistrală serială.

 Un alt avantaj i2c-bus dezvoltat de firma Philips este un standard i2c-bus simplu numit "schimb de nivele", oferind un transfer de date complet bidirecţional între dispozitivele i2c-bus care operează cu tensiuni de alimentare diferite. Aceasta reprezintă o soluţie elegantă pentru a permite circuitelor integrate cu tensiuni de alimentare diferite să comunice şi să fie controlate aproape fără nici un cost suplimentar.

Cu o adăugare simplă a două tranzistoare de cost redus, plasat între sectoarele diferite ale nivelurilor de tensiuni a magistralei i2c-bus, se separă şi se transferă nivelele logice de tensiuni a magistralei pe ambele părţi a nivelului de schimb.

În acelaşi timp specificaţiile i2c-bus au fost extinse şi pentru dispozitivele care operează cu tensini sub 2.7 V.

Această extensie, împreună cu compatibilitatea cu dispozitivele care operează cu tensuni mici şi mari pe o magistrală bidirecţională, asigură ca magistrală serială i2c-bus ce va rămâne o soluţie ideală pentru sistemele viitoare.

Ultimele îmbunătăţiri ale specificaţiilor i2c-bus, verziunea 2.1, include detaliile complete ale standardului de interfaţă i2c-bus, plus specificaţiile pentru toate modurile: rapid, ultra-rapid, adresare pe 10 biţi şi toate detaliile magistralei i2c-bus.