I2C總線用于連接許多設備 是什么促進了I2C總線的發(fā)展I2C總線的運行速度不斷遞增，外圍芯片數(shù)量不斷增長，半導體廠商們是如何使得總線更容易使用的？一個主要問題是現(xiàn)代系統(tǒng)中不同的供電電平。CPU 使用的電壓最低以減少其功耗，而傳感器使用較高的電壓以增加模擬信號的擺幅。由于不同的供電電壓，I2C總線需要一個高速、雙向、穩(wěn)健的電壓電平轉換器。 需要注意的是，I2C總線是雙向的，但是它并沒有方向引腳，轉換器必須檢測出要往哪個方向傳遞并做出相應的調整——在高速運行的狀況下這個任務并不容易。 在某些情況下，I2C總線必須從處于相對安全的設備外殼中脫離出來，面對嚴酷的、不可預測的外界環(huán)境。即使是處于設備外殼中，當PCB信號線過長時，可能造成電容性負載增加，進而將導致信號成倍增長，不再符合規(guī)范。這兩種狀況都可以用I2C緩沖器和信號放大器來解決。而在緩沖器設計方面，所有電壓 電平轉換器的設計依然面臨挑戰(zhàn)，而且還增加了對高速放大器的需要。 現(xiàn)在的系統(tǒng)使用大量的I2C外設，所以容易導致設備地址沖突。解決辦法是采用一個多路復用器芯片將上游總線分為2個、4個或8個獨立的下游總線，以作為各個部分獨立運作。這些分部可以作為冗余分支，也可以簡單地為I2C外設劃分地址空間。 新一代I2C總線的發(fā)展方向半導體器件公司正在積極地開展對總線的改進和擴大應用。許多人關心的問題是其抗噪聲能力。雖然I2C高度可靠，但是并沒有協(xié)議方法來丟棄錯誤的數(shù)據(jù)包，因為總線本身設計簡單，以便于應用。 NXP公司推出了一個硬件的解決方案，可以直接將I2C總線由單端切換為差分配置。這極大地增強了抗噪聲能力，并且克服了由于不同電源域而導致的接地偏移問題。當然為了確保當前軟件可以使用，并沒有改變協(xié)議。 I2C總線規(guī)范對于多個主機也做出了規(guī)定，但是有許多地方可能會引發(fā)問題。N X P的解決方案明確了協(xié)議以及在需要仲裁之前要發(fā)送什么消息。這使得主機之間的無縫切換成為可能，并且不會出現(xiàn)丟包或畸形數(shù)據(jù)包——增加了整個系統(tǒng)的可靠性和安全性。 另一個開發(fā)領域是關于多主機的仲裁。有127個I2C地址，而每個設備有一個基址是固化的，許多設備使用引腳來改變地址，還有許多設備只有一個地址。假設你有一個設備只有1個I2C地址，但是你必須在系統(tǒng)中使用4個設備。你可以使用多路復用器將上游總線分為4個獨立的下游總線。你可以在每個下游總線上使用相同的I2C地址而不會引起沖突。 I2C會被SPI取代嗎由于具備工作系統(tǒng)所需的簡單的硬件和軟件，I2C總線被廣泛接受。在許多年的“精簡系統(tǒng)”之后，似乎有人懷疑另一種總線可以取代I2C總線，這就是SPI。S P I經(jīng)常被視為I2C的可行的替代方案。因為S P I的接口更加面向數(shù)字化，這使得將S P I納入系統(tǒng)似乎更簡單。但是S P I只是一個硬件接口，而其協(xié)議是完全開放的，這意味著每個新的S P I外設的使用需要新的軟件支持。而I2C總線是完全指定的，所有的外設都可以在任何主機上工作。但是I2C總線屬于模擬密集型，需要細致的系統(tǒng)設計以維持其最佳性能。我們都應該重溫I2C總線的細節(jié)，投入所需的資源進行設計，以實現(xiàn)總線可靠性最大化。
