Синхронно-асинхронный интерфейс связи

Из известных синхронно-асинхронных интерфейсов связи наиболее широкое распространение получил интерфейс I²C (Inter-IC bus – шина связи (между) ИС). Обмен осуществляется с помощью двунаправленной линии данных SDA по сигналу однонаправленной линии синхронизации SCL. В отличие от асинхронного интерфейса синхронизация приемника осуществляется по каждому передаваемому биту с помощью сигнала синхронизации SCL. Все устройства, подключенные к линии SDA, имеют выход типа "открытый коллектор". Данная магистраль через резистор 5,1 кОм соединена с источником питания +5 В. Принципиально синхронно-асинхронный интерфейс является низкоскоростным (до 100 кбод) и используется для связи с устройствами, от которых не требуется высокого быстродействия (рис. 6.3).

Рис. 6.3

Основные положения протокола I²C:

1) изменение состояния линии данных SDA в процессе обмена возможно лишь при SCL = 0, при SCL = 1 состояние SDA меняться не должно;

2) начало обмена (старт) – изменение линии SDA 1à0 при SCL = 1;

3) завершение обмена (стоп) – изменение линии SDA 0à1 при SCL = 1;

4) передача осуществляется кадрами, первый передаваемый байт кадра определяет адрес периферийного устройства и направление обмена в данном сеансе связи;

5) каждый передаваемый байт подтверждается приемной стороной путем генерации сигнала логического 0 по линии SDA;

6) первым передается старший бит.

Начало передачи характеризуется выработкой сигнала "старт" ведущим устройством шины. Первый передаваемый байт содержит 7-разрядный адрес микросхемы, с которой будет осуществляться обмен. Восьмой передаваемый бит несет информацию о направлении передачи. Если он равен 0, то будет осуществляться пересылка информации от ведущего устройства к ведомому, если 1, то от ведомого к ведущему. Получив данный байт информации, ведомое устройство сравнивает принятый адрес со своим и в случае их совпадения подтверждает свою готовность к обмену переводя линию SDA в состояние логического 0. Ведущий вводит этот бит путем генерации сигнала SCL. Если ведомый готов, то обмен с ним продолжается. Обмен завершается при выработке ведомым сигнала "стоп". Семиразрядные адреса микросхем устанавливаются изготовителями и фиксированы для различных типов периферийных устройств. Такой интерфейс связи используется для организации взаимодействия между процессором и низкоскоростными устройствами в пределах одной платы или одного функционального узла.

Некоторые однокристальные ЭВМ имеют в своем составе I²C-интерфейсы связи и допускают работу с данным типом шины в режиме нескольких ведущих устройств.

Известно множество типов микросхем периферийных устройств, использующих данный интерфейс связи: часы реального времени, температурные датчики, различные индикаторы, устройства ввода-вывода, EEPROM-память и др.

Дата добавления: 2014-12-27