[参考译文] TM4C1294NCPDT：I2C ARBLOSTRIS 状态位

您可能还需要使用示波器查看 SDA 线。 如果上升时间过慢、则可以将其视为仲裁丢失。 您可能必须降低速度(您没有提到您使用的速度)或降低上拉电阻值以获得更快的上升时间。

您好！

我是否可以同意供应商代理以及作为引用(过去)过账的(成功)参与者、提供我公司为关键客户提供的最新"调查结果报告"。   (客户一致同意发布此数据。)

遵循我们的"技术概要"、其目的是(大大减少、理想情况下防止)从"中删除"I2C 从器件指定器件"、将 SDA 信号线锁存为低电平、同时提高数据交换速度和稳健性：

• 如果和何时/在可能的情况下-将 I2C 从器件的数量限制为'4或更少'。   我们在各种"连接路径和(两者) PCB 布线长度和电缆长度"上测试了4家不同供应商提供的"已知良好的从属器件"。   客户和我的公司"无法积极发现出现这种限制的原因"-但确实如此-并且在"双眼"测试下存在(甚至)-由我的团队和此客户执行(两者都执行)。   请注意、随着 I2C 主设备和从设备之间的距离增加、"增强了4个从设备上的切断"。   我们在添加从器件时降低了上拉电阻器的值、并采用了先进的"阻抗测量设备"、甚至这也不能"指向"导致这种切断的原因、而且这种规律性也很高。   当需要4个以上的从器件时-我们建议使用"I2C 总线中继器"和/或"使用第二个 I2C 通道"。   (即独立的 I2C 通道)
• 正如预期的那样-更高速度的 I2C 数据速率(两种)："缩短了我们可以进行可靠交换的长度"和"增加了此类 I2C SDA 总线挂起的数量！"   再说一次-这是"I2C 中继器"通常解决此类问题的一个区域。

I2C PCB 布线长度和电缆长度(延长)-数据传输速度减慢-并极大地增加了出现这些"DA 挂起！"的次数   我们发现- 9厘米经证明容易出错- 16厘米以上经证明特别容易出错。   利用射频传输线路技术-包括扩大两条布线(尤其是 SCL 布线)、可显著改善距离并提高交换速度。   当 PCB 布线为：

• 太长
• 太窄
• 过于间接(即方向改变-特别是>45°)
• 通过过孔

• 经理论化、这个"多余的走线电感"引起了"变化中的瞬态"-这导致 I2C 从器件的"闩锁"-挂起 SDA。
• 50Ω 在"每个从器件"的 SDA 和 SCL 引脚附近添加了小值串联电阻器(即33k Ω)。   这似乎减少了此问题。

我们采用的测试：

• 3个不同的 ARM Cortex MCU (来自3个不同的供应商- 2个 M4、1M7)和一个用作 I2C "脚轮"的 FPGA。
• I2C 从设备-最常使用-驻留于"官方评估板"上、再次来自各种"名称源"。
• 定制 PCB、可在 I2C 主设备和从设备之间提供"接口：布线长度和布线宽度"
• 传输为"标准(100Kbps)和快速模式(400Kbps)"。   还测试了2种更高速度的模式-这些结果未经"授权披露"。
• 所有测试均在"抗射频室"中进行、这是一个实验室级电源、被保险为"纯功率和充足功率"。

我们要感谢客户让我们能够"收集此数据"、并相信(许多人)将从这项努力中受益...

您好 CB1、

非常感谢您与社区分享如此详细的调查结果！ 并向您的客户表示感谢。 这肯定会帮助许多其他人、我们感谢您分享公司的经验。

您好 Ralph、

在我的示例中、只有一个器件连接到 I2C 总线、没有其他主器件。 因此、当只有一个主器件时、我不会低估状态位"仲裁丢失"。

 我尝试使用以下代码对 SCL 信号进行脉冲：

静态空 ResetI2CModule (空)
｛
 //重置 I2C 模块
 //停止 MasterFunction 中的时钟、复位和 EnableI2C 模块
 SysCtlPeripheralDisable (PSENSOR_I2C_SYSCTL_Periph)；
 SysCtlPeripheralReset (PSENSOR_I2C_SYSCTL_Periph)；
 SysCtlPeripheralEnable (PSENSOR_I2C_SYSCTL_Periph)；

 //等待 Peripheralto 为编程做好准备
 while (！SysCtlPeripheralReady (PSENSOR_I2C_SYSCTL_Periph))；

 #ifdef 调试
 trace_I2C ("I2C 已重置、%d 次\n"、++NbI2CReset)；
 #endif

 //复位中断
 I2CMasterIntClearEx (PSENSOR_I2C_BASE、I2CIntFlags)；
 //I2CMasterIntClear (PSENSOR_I2C_BASE)；
 LastIntStatus = 0；
 //I2CMasterEnable (PSENSOR_I2C_BASE)；
 I2CMasterInitExpClk (PSENSOR_I2C_base、system_clock、false)；
 //启用 I2C 主机中断。
 I2CMasterIntEnableEx (PSENSOR_I2C_BASE、I2CIntFlags)；
｝

空 READ_I2C_DEVICE (空)

｛

(笑声)

 //尝试在 I2C 总线上读取之前完成的测试：

  if (I2CMasterBusy (PSENSOR_I2C_BASE))
  ｛
   uint32_t LineState；
   LineState = I2CMasterLineStateGet (PSENSOR_I2C_BASE)；
   TRACE_I2C ("I2C 总线忙！ %XH SDA %s SCL %s\n",LineState, LineState&0x02?"开"："关"，LineState&0x01?"开"："关")；
   //重置 I2C 模块
   //停止 MasterFunction 中的时钟、复位和 EnableI2C 模块
   SysCtlPeripheralDisable (PSENSOR_I2C_SYSCTL_Periph)；
   TRACE_I2C ("I2C BEGIN Pulse SCL\n")；
   //将 SDA 配置为 DTR 输出信号调制解调器
   GPIOPinConfigure (GPIO_PN4_U1DTR)；
   GPIOPinTypeGPIOOutput (PSENSOR_GPIO_PORT_BASE、PSENSOR_I2C_SDA_PIN)；
   ｛
    uint32_t SignalState；
    //SignalState = GPIOPinRead (PSENSOR_GPIO_PORT_base、PSENSOR_I2C_SCL_PIN|PSENSOR_I2C_SDA_PIN)；
    for (int i = 0；i < 50；+i)
    ｛
     //复位 SCL 和 SDA
     GPIOPinWrite (PSENSOR_GPIO_PORT_BASE、PSENSOR_I2C_SCL_PIN|PSENSOR_I2C_SDA_PIN、PSENSOR_I2C_SCL_PIN/*|PSENSOR_I2C_SDA_PIN*/)；
     //vTaskDelay (1)；
     SysCtlDelay ((system_clock/3/100000)+50)；
     //复位 SCL 和 SDA
     GPIOPinWrite (PSENSOR_GPIO_PORT_base、PSENSOR_I2C_SCL_PIN|PSENSOR_I2C_SDA_PIN、PSENSOR_I2C_SDA_PIN)；
    ｝
   ｝
   //为 I2C 功能配置引脚复用
   GPIOPinConfigure (PSENSOR_I2CSDA_PIN)；  
   //为这些引脚选择 I2C 功能
   GPIOPinTypeI2C (PSENSOR_GPIO_PORT_BASE、PSENSOR_I2C_SDA_PIN)；
   TRACE_I2C ("I2C 端脉冲 SCL\n")；

     ResetI2CModule()；

(笑声)

｝

 它可以正常工作四到五次、但稍后、器件定义不会回答...

感谢您的回答。

 此致。

[引用用户="Ralph Jacobi"]非常感谢您与社区分享如此详细的发现！

您好 Ralph、

员工/我感谢您的善意-以及持续的支持、"供应商代理为该论坛社区提供了帮助"。

我们的客户-阅读我们的帖子-已授权发布我们的其他4项调查结果：  (注意：在所有情况下-仅聘用了"一名总线管理员"！)

• 过去曾使用过一家技术公司"Public"-我们拥有一个"存储正确、"原始"I2C 从设备的集合。   这些器件(以前的)包含在我们的"I2C 从器件库存"中、它(主要)包含较新的从器件。   现在、这些"旧/旧"器件(~15-20年(通过生产日期代码))与"更大的器件几何形状/功能"一起实施、经过"理论化"、将证明"对以下情况具有"更强的抵抗力"：
  • SDA 挂起
  • 距离限制(即主设备和从设备之间)
  • 这种理论(更耐受)是"坚定的肯定！"

• 通过将一个小信号 FET (能够为从器件提供所需的电流)与 FET 置于 MCU 的 GPIO 控制下运行、我们(几乎)始终能够从 SDA 挂起中"快速恢复"！   这些测试主要在许多/大多数论坛用户可能使用的"最新/最出色"I2C 从设备上执行。  
• 虽然尚未完全确定-尽管"对 SCL 信号进行脉冲"(通常)会释放 SDA Hang -但我们相信、"脉冲技术可以避免解决 SDA Hang 的原因-而且进一步的 SDA Hang -及时-(可能)会导致器件损坏！
• 如果这些 SDA 挂起定期发生-可能会出现、
  • 电路板设计问题(布线、布线宽度、不需要的(相邻)噪声和/或信号耦合)
  • 主从设备之间的间隔过大
  • "上拉"电阻值不正确

同样、所有这些结果都源于"仅一个 I2C 主设备"的实现、因此"仲裁"实际上并不起作用。   相反-"DA Hang (DA 悬挂)"可能会提供"警告"-"一切都不好..."

Francois 您好、

您是否能够使用示波器查看 SDA 线路？ Bob 详述了许多原因、这些原因也可能导致这种情况、而这种情况在没有第二个主器件的情况下会发生。 考虑到您所报告的内容、这应该是下一步。 即使在100kbps 时、也需要评估上拉电阻器。 您可能还需要参阅有关上拉电阻的应用手册。  http://www.ti.com/lit/an/slva689/slva689.pdf

感谢 CB1提供的其他四项调查结果！

[引用 USER="CB1_MOBILE]*如果这些 SDA 挂起定期发生-很可能会出现、

• 电路板设计问题(布线、布线宽度、不需要的(相邻)噪声和/或信号耦合)
• 主从设备之间的间隔过大
• "上拉"电阻值不正确

[/报价]

在评估其中一些挂起的根本原因时、范围上限上是否有任何行为可帮助指示存在哪些问题？ 我想第1点和第2点的行为是相似的、但与错误估价的上拉相比、前两点的行为是怎样的？

[引用用户="Ralph Jacobi"]……范围上限上是否有任何行为可帮助指示出现了哪些问题？[/引用]

我们有数百个示波器电容器："PRE、AT 和 Post"触发器。   实际上、由条件1和2引入的(不需要的)增加的电感会产生瞬态尖峰、超出了从器件的规格。   在此阶段-我们的客户认为、"此处提供了有效数据、以便(真正)感兴趣的人员能够进行自己的调查..."

同样、潜在的"关键发现"是、重复出现的"DA Hang (由从属方发起)"是设计/实施缺陷的"工具"。

您好 CB1、

哦、我没有要求发布示波器捕获或任何相关内容、只是想了解 Francois 在分析硬件时可以尝试关注哪些内容。 您的最新回复对此提供了足够的建议、因此再次感谢您提供的所有贡献。

您好 Ralph、

我们没有收到此海报的反馈、因此我们不知道有什么(如果有)被吸收了。

我可以补充、"并非所有从器件都以相同的程度表现出这种"DA 灵敏度"！    这是关键/关键！

例如、"有缺陷的 PCB 布局"可能(及时)破坏特定的从属器件-但"替代器件"(理想情况下具有匹配的 PCB 封装)可能会表现出、远小于甚至没有此类灵敏度！    这是一个(赦免)相当壮观的发现-你不同意吗？   (我们再次感谢我们的客户允许"公开分享"我们的关键/关键"I2C 发现！"

通常(但并非始终如此)、多家供应商可能提供(接近)相同的器件、从而能够"搜索并(希望)成功识别"正在运行的性能、从器件"、该从器件可以"搜索并(甚至)成功识别"低于原始状态"的电路板/噪声/PCB 实施布局...   此类(可能)证明此(迄今为止)"对我们沉默"海报的"最佳行动方案"。

感谢 Ralph 和 CB1的回答。

我无法使用振荡器来查看信号的状态、因为我没有振荡器。

我只能调用 I2CMasterBusy()和 I2CMasterLineStateGE()进程来确定行的状态。 有时、SDA 打开、有时当问题发生时、SDA 关闭。

此致。

                      FWX。

Francois 您好、

如果没有示波器捕获、我们很难在此处提供更多反馈... 您何时可以访问其中一个？

如果是硬件问题、使用一组信息调试这种情况可能不可能。

您好、Ralph、

完全同意-远程诊断-减去关键测量-在"大困难和挑战"下操作。

当地学校、大学甚至小型科技企业可能允许"有计划地使用范围"。

缺少"应付帽"-根据我的客户描述的"调查结果"-海报板的"高分辨率"照片-(可能)可以提供进一步的评论。

此类照片(必须)包括：

• (两个) MCU 和"故障从器件"的清晰、无障碍视图
• 准确测量 MCU 和从设备之间的"间隔距离"
• 照片应清楚地显示 MCU 和从器件之间的布线-尤其是 SCL 线的布线
• 从器件的清晰标识-理想情况下具有"链接"

不清楚海报"已接受"是否 提供了"几乎相同的器件"(具有匹配的 PCB "封装")-并且(可能)证明更能抵抗 "锁定和/或破坏"。