嵌入式I2C总线调试.pdfVIP

2 基于数字示波器调试嵌入式I C 总线 背景 2 I C(Inter-Integrated Circuit) 总线是PHLIPS 公司于上世纪80 年代推出的一种两线式串行 总线，最初为音频、视频设备开发，如今则多在各种嵌入式系统中应用于连接微控制器及其 外围设备。 2 I C 总线仅需要两根线（一根为串行数据线“SDA ”，一根为串行时钟线“SCL ”），而传输 2 2 速率在高速模式下可达3.4Mbit/s，并且是多主机总线。每一个挂载在I C 总线上的I C 器件 均可通过唯一的地址进行访问。 2 在嵌入式系统开发中应用I C 总线可以有效缩减器件面积、改善抗噪能力、增强设计的 兼容性。当然，在享受其设计便利的同时，信号的复杂性也提高了调试的难度。 2 本文阐述了在实际开发中遇到的I C 通信问题及使用示波器分析问题、解决问题的方法。 分析过程中，本人采用了RIGOL 公司必威体育精装版推出的DS6104 示波器，其具有如下特性： 1. 高达1GHz 带宽，足以满足常用标准总线带宽需求； 2. 5GSa/s 实时采样率，确保不遗漏信号细节； 3. 每秒18 万次的波形捕获率，最大概率捕获感兴趣的信号； 4. 标配的140M 深存储，同时满足总览全局和观察局部的需求； 5. 可录制多达18 万帧波形，奇异信号随意回放、分析； 2 6. 提供多种串行触发，RS232、I C、SPI、CAN、USB 等。 问题 项目设计中计划采用Cypress 68013A 芯片来实现USB Device 功能。68013A 是Cypress 2 出产的一款高速USB Device 器件，该芯片的参考设计是通过I C 总线读取存储在EEPROM 中 的固件程序来运行的，如图 1 所示。 图 1 Cypress 68013A 与EEPROM 连接示意图 设计中为了进一步减少器件面积、降低功耗以及便于后续在线升级固件，决定使用DSP 2 （微控制器）模拟实现EEPROM 与68013A 间的通讯，同时，实现通过I C 总线在线下载固 件至68013A 并运行，如图 2 所示。 图 2 Cypress 68013A 与DSP 连接示意图 参考68013A 数据手册编程后，发现在通过DSP 模拟EEPROM 与68013A 通讯时确无法 2 正确下载固件程序。即，DSP 怎样通过I C 总线下载固件至68013A ？ 解决方法 首先，需要确认通讯环境无问题，即： 1．总线连接无问题； 2 2 ．DSP 的I C 通讯程序无问题； 2 3 ．Cypress 68013A 的I C 通讯无问题。 经依次验证，上诉各项均无问题，那么，只可能是在通讯过程中发生了错误。但，在参 考手册中对于68013A 与EEPROM 间的通讯却没有详细的描述，为了获取两者间在初始通讯 阶段的详细数据，我使用了手头RIGOL 公司的DS6104 示波器来捕获初始阶段通讯数据。 2 2 DS6104 示波器具有I C 触发及I C 解码套件，为捕获数据需设置如下： 2 1．设置DS6104 示波器触发方式为“I C ”、触发条件为“启动”；