А.А. Дедюхин
Шина межмикросхемного управления Inter-IntegratedCircuit (или имеющая альтернативные обозначения IIC, I2C или будем дальше упрощенно ее именовать I2C) была разработана в начале 80-х годов компанией Philips для межмикросхемного управления в блоках телевизоров с целью наращивания возможностей телевизионных приемников с одновременным сокращением числа печатных проводников на платах, соединяющих между собой все растущее число ИМС. Задачей появления шины I2C являлось перейти от параллельной передачи данных, неизбежно имеющей число проводников равное разрядности шины, что значительно затрудняло разводку печатных плат и создавало массу других проблем, к последовательной передаче данных по трем проводам. Интерес у разработчиков и конструкторов различного рода радиоэлектронных устройств к шине I2C не ослабевал все эти годы, но отмена с 1 октября 2006 года компанией Philips отчислений за использование протокола I2C вызвало оживление интереса и дало новый толчок к все более широкому использованию шины I2C в различного рода электронных устройствах, не связанных с телевизионным приемом. В настоящее время шина I2C широко используется в микросхемах памяти, видеопроцессорах, модулей обработки аудио- и видео-сигналов, АЦП и ЦАП, драйверах ЖК-индикаторов, телефонах, кодеках и многих других устройствах. «Второе» и тем более такое бурное рождение» шины I2C не могло не остаться незамеченным производителями средств визуальной диагностики – производителями цифровых осциллографов. Долгие годы инженеры и разработчики, при разработке и отладке устройств использующих протокол I2C, применяли программно-аппаратные средства, если и позволяющие производить декодирование протокола I2C, то абсолютно не приспособленные для анализа этих сигналов на физическом уровне, то есть с визуальным просмотром процессов происходящих на шине, с одновременным декодированием протокола. Эти проблемы полностью решает современный цифровой осциллограф, имеющий возможность декодирования протоколов I2C. К числу таких осциллографов можно отнести осциллографы LeCroy серии WaveSurfer Xs, WaveRunner, WavePro и WaveMaster.
Для того, что бы разобраться в особенностях декодирования и анализа шины I2C кратко обратимся к структуре шины I2C.
В стандартном режиме шина I2C обеспечивает передачу последовательных 8-битных данных со скоростью до 100 кбит/с, до 400 кбит/с в скоростном режиме или со скоростью 3,4 Мбит/с в высокоскоростном режим работы. Для осуществления процесса обмена информацией по I2C шине, используется всего два сигнала линия данных SDA линия синхронизации SCL. Для обеспечения реализации двунаправленности шины без применения сложных арбитров шины выходные каскады устройств, подключенных к шине, имеют открытый сток или открытый коллектор для обеспечения функции монтажного "И". Максимальное допустимое количество микросхем, подсоединенных к одной шине, ограничивается максимальной емкостью шины 400 пФ. На рисунке представлен принцип подключения нескольких ИМС к одной шине обмена.
Читать статью в полном обьеме (pdf)
