I2C總線(xiàn)的仲裁機(jī)制
I2C總線(xiàn)上的仲裁分兩部分:SCL線(xiàn)的同步和SDA線(xiàn)的仲裁。
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SCL同步是由于總線(xiàn)具有線(xiàn)“與”的邏輯功能,即只要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送低電平時(shí),總線(xiàn)上就表現(xiàn)為低電平。當(dāng)所有的節(jié)點(diǎn)都發(fā)送高電平時(shí),總線(xiàn)才能表現(xiàn)為高電平。正是由于線(xiàn)“與”邏輯功能的原理,當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)時(shí),在總線(xiàn)上表現(xiàn)的是統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)。這就是SCL的同步原理
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2 SDA仲裁
SDA線(xiàn)的仲裁也是建立在總線(xiàn)具有線(xiàn)“與”邏輯功能的原理上的。節(jié)點(diǎn)在發(fā)送1位數(shù)據(jù)后,比較總線(xiàn)上所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)與自己發(fā)送的是否一致。是,繼續(xù)發(fā)送;否則,退出競(jìng)爭(zhēng)。SDA線(xiàn)的仲裁可以保證I2C總線(xiàn)系統(tǒng)在多個(gè)主節(jié)點(diǎn)同時(shí)企圖控制總線(xiàn)時(shí)通信正常進(jìn)行并且數(shù)據(jù)不丟失??偩€(xiàn)系統(tǒng)通過(guò)仲裁只允許一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)占據(jù)總線(xiàn)
3仲裁過(guò)程

兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)的仲裁過(guò)程
上圖是以?xún)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)為例的仲裁過(guò)程。DATA1和DATA2分別是主節(jié)點(diǎn)向總線(xiàn)所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào),SDA為總線(xiàn)上所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信號(hào),SCL是總線(xiàn)上所呈現(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)1、2同時(shí)發(fā)送起始信號(hào)時(shí),兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)都發(fā)送了高電平信號(hào)。這時(shí)總線(xiàn)上呈現(xiàn)的信號(hào)為高電平,兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)都檢測(cè)到總線(xiàn)上的信號(hào)與自己發(fā)送的信號(hào)相同,繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。第2個(gè)時(shí)鐘周期,2個(gè)主節(jié)點(diǎn)都發(fā)送低電平信號(hào),在總線(xiàn)上呈現(xiàn)的信號(hào)為低電平,仍繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。在第3個(gè)時(shí)鐘周期,主節(jié)點(diǎn)1發(fā)送高電平信號(hào),而主節(jié)點(diǎn)2發(fā)送低電平信號(hào)。根據(jù)總線(xiàn)的線(xiàn)“與”的邏輯功能,總線(xiàn)上的信號(hào)為低電平,這時(shí)主節(jié)點(diǎn)1檢測(cè)到總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)和自己所發(fā)送的數(shù)據(jù)不一樣,就斷開(kāi)數(shù)據(jù)的輸出級(jí),轉(zhuǎn)為從機(jī)接收狀態(tài)。這樣主節(jié)點(diǎn)2就贏得了總線(xiàn),而且數(shù)據(jù)沒(méi)有丟失,即總線(xiàn)的數(shù)據(jù)與主節(jié)點(diǎn)2所發(fā)送的數(shù)據(jù)一樣,而主節(jié)點(diǎn)1在轉(zhuǎn)為從節(jié)點(diǎn)后繼續(xù)接收數(shù)據(jù),同樣也沒(méi)有丟掉SDA線(xiàn)上的數(shù)據(jù)。因此在仲裁過(guò)程中數(shù)據(jù)沒(méi)有丟失。
總結(jié):SDA仲裁和SCL時(shí)鐘同步處理過(guò)程沒(méi)有先后關(guān)系,而是同時(shí)進(jìn)行的。
評(píng)論