摘要
关于许多运用,如移动电话、轿车、工业操控、以电池为动力的移动设备、互联网等,在传感器衔接方面选用了I2C串行通讯协议,原因在于其简略的两线接口体系结构。尽管也存在其他传感器接口,如串行外围接口(SPI)以及通用异步收发器(UART),但I2C的运用更为常见,原因在于其施行简略,引线数低。
但是,跟着选用的传感器变多,在许多景象下,一台设备中有或许含有12个或更多的传感器,体系集成变得愈加困难,这是由于不间断作业组件的低功耗和高功用要求。路由挑选变得日渐困难,必需求支撑一些可穿戴运用要求的最大数据率。标准I2C接口选用2线结构,可创立多种运用,这类运用需求额定的边带信号,来满意高优先级中止需求,这类信号为非标准性的且与详细施行相关。在图1中,给出了一个I2C体系结构示例。
图1:根据I2C的传感器体系示例(MIPI 联盟)
MIPI®联盟正致力于开发名为I3C(或SenseWire)的新标准,它吸纳了I2C和SPI的要害特性,并将其一致起来。运用全面的低引线数、可扩展性、以及体系结构的支撑性,MIPI I3C增强了每一办法的容量和功用。它支撑移动设备、移动影响以及嵌入体系运用估计近期将需求的传感器接口结构。在本文中,介绍了MIPI I3C标准,以及从I2C无缝衔接I3C的要害长处。
介绍
MIPI I3C标准的一项要害方针是,以I2C生态体系和概念为根底树立,一起保存2线串行接口结构。体系设计人可以在单个设备中衔接很多传感器,一起将功耗最小化,并下降部件和施行本钱。与此一起,经过运用单条I3C总线,制造商可以将来自不同供货商的多种传感器结合在一起,供给新的功用,一起支撑更长的电池寿数和更为经济的体系。在图2中,给出了一个根据I3C的传感器体系示例。
图2:运用单条I3C总线的根据I3C的传感器体系示例(MIPI联盟)
MIPI I3C标准具有与I2C的反向兼容型,答应传统的I2C从设备在相同接口上与支撑MIPI I3C标准的新设备共存。MIPI I3C标准在2线接口上答应带内中止,这样就能大幅度下降设备的引线数和信号途径,并能在设备中集成额定的传感器。与I2C比较,MIPI I3C供给了更高的数据吞吐率,一起还能坚持较低的逻辑复杂度,选用标准的I/O,供给更具适应性的总线拓扑,使得向I3C的搬运成为一项颇有吸引力的挑选。
I3C总线
I3C包括2线总线:串行数据(SDA)对应与双向串行数据;串行时钟(SCL)对应于特定的串行时钟,可用于时钟引线,或是特定高数据速率(HDR)下的数据引线。I3C总线支撑不同类型音讯的混合,如I2C类单数据速率(SDR)音讯,它选用12.5 MHz速率的SCL时钟,以及可以完成更高数据速率的HDR音讯。别的,还支撑向主设备宣布的带内从触发中止恳求,其间可以包括恳求主设备功用的恳求。在标准中,还给出了关于I3C从设备之间对等通讯的规则。
I3C数据率
I3C总线支撑的数据率取决于总线形式或总线上的设备类型,以及其功用。仅衔接有I3C设备的总线称为纯I3C总线。纯I3C总线支撑从8.8 Mbps到26.7 Mbps的速率。典型情况下,纯I3C总线中的SCL时钟频率为12.5 MHz。关于一起衔接了I2C和I3C设备的总线,I3C主设备可以在快速形式下(FM)和快速形式+(FM+)速率下与I2C从设备进行通讯,速率分别为400 Kbps或1 Mbps。在这类混合形式总线中,I3C主设备仍能在相同总线上以高至20.5 Mbps的较高速率与I3C从设备进行通讯。换句话讲,当将I2C设备与I3C总线相连时,总线的最高作业速率会降至20.5 Mbps,而不是26.7 Mbps。
正如所见到的那样,纯I3C总线支撑具有较高功用的HDR和双数据速率形式,与已有选项比较,能明显改进功用和能耗功率。I3C还支撑多个主设备,动态寻址,指令码兼容,以及高档功耗办理的一致办法,如睡觉形式等。在表1中,给出了I3C体系支撑的数据速率。
表1:I3C体系支撑的数据速率
**假如I2C从设备和I3C设备共存,则适用