IIC通信总线技术手册及IIC扩展器件应用指南

IIC 是电子设计中常用的通信总线,应用范围非常广泛,各半导体厂商也提供了相关的器件和技术手册,尤其是 TI 和 NXP 的 IIC 扩展器件,应用手册也比较到位,下面对相应的技术文档做一下介绍,具体内容可直接点击链接查看。

先来看一下 TI 关于 IIC 的技术手册。

一、TI IIC 技术手册及 IIC 扩展器件应用指南

Understanding the I2C Bus

TI 的这篇技术文档介绍了 IIC 总线的通信原理,分别从 IIC 器件的硬件原理和通信协议等方面做了介绍,对于应用 IIC 总线来说,有一个初步的理解。

IIC通信总线技术手册及IIC扩展器件应用指南
图 1 IIC 通信总线

I2C Bus Pull-Up Resistor Calculation

IIC通信总线技术手册及IIC扩展器件应用指南
图 2 各 IIC 通信模式参数

该技术文档介绍 IIC 总线上拉电阻阻值对通信频率的影响,顺便给出了对应的例子。另外,也可以参考下面的博文:

IIC上拉电阻的选取原则及电阻阻值计算

IIC上拉电阻的选取原则及电阻阻值计算

IIC 通信总线是电子设计中常见的总线之一,由于 IIC 的硬件结构所限,IIC 总线上拉电阻的选取受多个因素的影响,因此就结合 IIC 开发文档分析一下上拉电阻的选取原则,以及如…

Choosing the Correct I2C Device for New Designs

由于 IIC 总线的应用场景很多,应用需求也五花八门,因此促使半导体厂商提供了 IIC 的扩展器件。这篇技术文档讲解了 IIC 扩展器件的分类及用途,如图 3 所示。

IIC通信总线技术手册及IIC扩展器件应用指南
图 3 IIC 扩展器件

根据上图可以看出,IIC 扩展器件主要分为 3 个类型(图中红色框):IIC Switch、IIC 扩展 IO 和 IIC 中继器(Hub, Repeater, Buffer)。

  • IIC Switch 就是 IIC 总线切换器件,即 master 使能不同的 IIC 总线,起到分时复用的作用;
  • IIC 扩展 IO,其实就是 IIC 转 IO,一般用于 IO 不够的场合;
  • IIC 中继器的功能就比较多了,如降低 IIC 总线电容、协调不同通信速率或电平的 IIC 器件。

接下来,文档中又分别对这 3 类的应用做了较为详尽的描述,同时也给出了可供选择的器件。

另外,IIC 中继器的具体应用,也在下面 2 个小节中的文档中做了单独的介绍。

Why, When, and How to use I2C Buffers

这篇技术文档介绍了 IIC 总线电容的产生及影响因素,如何使用 IIC Buffer 降低 IIC 总线电容,以及 IIC Buffer 的正确使用方式。

IIC通信总线技术手册及IIC扩展器件应用指南
图 4 IIC 总线电容

IIC Dataline Handoff Delay
Maximum Clock Frequency of I2C Bus Using Repeaters

这 2 篇技术文档介绍了 IIC 中继器对 IIC 通信波形造成的时延以及对 IIC 通信频率的影响。详细介绍了在使用 IIC 中继器的情况下,如何计算 IIC 总线的最大通信频率。

IIC通信总线技术手册及IIC扩展器件应用指南
图 5 IIC Repeater 对 IIC 时钟频率造成的时延

二、NXP IIC 技术手册及 IIC 扩展器件应用指南

同样,NXP 也提供了 IIC 通信总线技术文档,只不过看起来没有 TI 提供的全面,而且通过阅读两家的英文文档,可以感受出荷兰英语和美式英语的差异。

NXP 提供的 IIC 中继器技术文档,请戳:

PCA9516A | NXP Semiconductors

另外,着重推荐一下这篇文档,对 IIC 中继器的很多应用场景做了说明。

I2C / SMBus Repeaters, Hubs and Expanders

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