I2C總線的仲裁問題
【問】有網(wǎng)友問關(guān)于I2C總線的仲裁問題：
The I2C-bus specification的第13頁有這樣的話：
In other words, arbitration isn’t allowed between:
* A repeated START condition and a data bit
* A STOP condition and a data bit
* A repeated START condition and a STOP condition.
Slaves are not involved in the arbitration procedure.
我現(xiàn)在遇到了一個(gè)問題，假設(shè)說有兩臺主機(jī)A和B同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)給C，但是A發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，B發(fā)送兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。并且他們第一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都相同。即A 發(fā)送的是" start+C地址+字節(jié)1+stop",B發(fā)送的數(shù)據(jù)是"start+C地址+字節(jié)1+字節(jié)2+stop".由于第一個(gè)字節(jié)相同所以在第一個(gè)字節(jié)傳送完后仲裁過程沒有結(jié)束。這就遇到了規(guī)范上所講到的一個(gè)停止位和一個(gè)數(shù)據(jù)位的情況，那么是不應(yīng)該發(fā)生仲裁的。如果說B發(fā)送的第二個(gè)字節(jié)的第一位是1，那么“線與”后SCL和SDA線實(shí)際上就表示了stop信號，如果不仲裁則B繼續(xù)發(fā)數(shù)據(jù)，而此前C已經(jīng)收到了一個(gè)停止信號。C停止了，那么B所發(fā)送的第二個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)根本就沒有成功。有那位大蝦可以幫我解釋一下，應(yīng)該怎么辦。多謝了。另外如果兩個(gè)主機(jī)，一個(gè)發(fā)送停止條件，一個(gè)發(fā)送重復(fù)起始條件，如果不仲裁，總的效果就是產(chǎn)生一個(gè)低電平的數(shù)據(jù)，那么從機(jī)就會把這個(gè)數(shù)據(jù)接收過去，但事實(shí)上這并不是兩個(gè)主機(jī)期望發(fā)送的數(shù)據(jù)，I2C總線的時(shí)序就亂了。
【答】I2C規(guī)范的這段話的含義可以譯為：
也就是說，仲裁不能在下面情況之間進(jìn)行：
* 重復(fù)起始條件和數(shù)據(jù)位。
* 停止條件和數(shù)據(jù)位。
* 重復(fù)起始條件和停止條件。
從機(jī)不被卷入仲裁過程。
翻閱《I2C總線規(guī)范》，對于I2C總線的仲裁有比較詳細(xì)地論述。個(gè)人認(rèn)為需要明白其的先決條件：
1、I2C總線的控制只由地址或主機(jī)碼以及競爭主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)決定，沒有中央主機(jī)，總線也沒有任何定制的優(yōu)先權(quán)。
2、主機(jī)只能在總線空閑的時(shí)侯啟動傳送。兩個(gè)或多個(gè)主機(jī)可能在起始條件的最小持續(xù)時(shí)間tHD;STA內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)起始條件，結(jié)果在總線上產(chǎn)生一個(gè)規(guī)定的起始條件。
3、當(dāng)SCL線是高電平時(shí)，仲裁在SDA 線發(fā)生;這樣，在其他主機(jī)發(fā)送低電平時(shí)，發(fā)送高電平的主機(jī)將斷開它的數(shù)據(jù)輸出級，因?yàn)榭偩上的電平與它自己的電平不相同。
然后，進(jìn)一步獲得其的判定條件：
1、仲裁可以持續(xù)多位。首先是比較地址位。如果每個(gè)主機(jī)都試圖尋址同一的器件，仲裁會繼續(xù)比較數(shù)據(jù)位(假設(shè)主機(jī)是發(fā)送器)，或者比較響應(yīng)位(假設(shè)主機(jī)是接收器)。
2、I2C總線的地址和數(shù)據(jù)信息由贏得仲裁的主機(jī)決定，在仲裁過程中不會丟失信息。丟失仲裁的主機(jī)可以產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖直到丟失仲裁的該字節(jié)末尾。
3、在串行傳輸過程中時(shí)，一旦有重復(fù)的起始條件或停止條件發(fā)送到I2C總線的時(shí)侯，仲裁過程仍在進(jìn)行。如果可能產(chǎn)生這樣的情況，有關(guān)的主機(jī)必須在幀格式相同位置發(fā)送這個(gè)重復(fù)起始條件或停止條件，也就是開始那段話的含義。
4、此外，如果主機(jī)也結(jié)合了從機(jī)功能，而且在尋址階段丟失仲裁，它很可能就是贏得仲裁的主機(jī)在尋址的器件。那么，丟失仲裁的主機(jī)必須立即切換到它的從機(jī)模式
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2019-07-31
