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[参考译文] TCA9617A：I2C 总线挂起。

admin
Guru**** 1860910 points
Other Parts Discussed in Thread: TCA9617A, TCA9517, PCA9548A, TCA9617B, TCA9801, TCA9509, PCA9306, TCA9803
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/859429/tca9617a-i2c-bus-gets-hanged

器件型号：TCA9617A
主题中讨论的其他器件： TCA9517、 PCA9548A、 TCA9617B、 TCA9801、 TCA9509、 PCA9306、 TCA9803

您好！

在我们的设计中、我们有一条 I2C 总线、其中 Zynq UltraScale+(XCZU9CG-2FFVB1156E) PS 是主器件、并通过 I2C 集线器(VDD 2.5V)控制 PLL。 因此、使用电平转换器 TCA9517将1.8V (PS 侧)转换为2.5V (集线器侧)。 很少有电路板工作正常。 但后来实现了、B 侧的 TCA9517可在2.7至5.5V 的范围内转换。 因此，我们用 TCA9617A (TI 样片)替换了 Dthe 器件，sTCA9617封装兼容，B 侧的电压范围为2.2V 至5.5V。但是，I2C 总线似乎无法可靠工作。 在将 IC 改回 TCA9517时、总线事务似乎可以、但在电气上不正确。 如果器件 TCA9617A 有任何问题、请提供帮助？ 可以使用 TCA9617A 代替 TCA9517吗？

此致、

Rajneesh

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    TI__Guru**** 1860910 points
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    您好、Rajneesh、

    对于 TCA9617器件、B 侧的 Vil 为0.4V、而 TCA9517在 VccB 的30%和0.4V 之间切换(内部工作方式不同)。 我怀疑这可能是问题所在。 您应该探测 TCA9617A 的 B 侧、并在尝试从 B 侧向 A 侧发送低电平时查看低电压是否低于0.4V。 如果这是问题、您可以在 B 侧使用较弱的上拉电阻器、使该侧的主/从驱动器驱动较低的电压。

    请从 A 侧和 B 侧的波形中发布、以便我们可以确认问题是否存在。

    谢谢、

    -Bobby

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    TI__Guru**** 1860910 points
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    您好、Bobby、

    示波器上测量的 B 侧 VIL 远低于300mV。 波形的快照已附加。 波形显示了从地址77H 读取2字节数据的事务。 读取的字节为08h、08h。

    下面的波形是 A 侧

    B 侧的以下波形

    此致、

    Rajneesh

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    TI__Guru**** 1860910 points
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    您好、Rajneesh、

    在您的设计中、TCA9617A 正在缓冲主器件与 B 侧的通信。 在您发布的第二个示波器快照中、主器件可复制时钟信号(绿色)和初始寻址和读取命令(开头为两个黄色向下脉冲)以及 ACK (第二个光标右侧为小黄色上升)。 这些点的电压看起来高于缓冲器同一侧的从器件驱动的电压。 我们担心该电压不够低(低于0.4v)。 增加这一侧上拉电阻器的值(减小强度)将使缓冲器能够将这些电压始终驱动为一个将被从器件识别的值。  

    此致、

    Eric

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    TI__Guru**** 1860910 points
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    尊敬的 Eric：

    B 侧连接的从站是 IIC 集线器 PCA9548A、对于该集线器、VIL 高达0.3xVCC、VCC 为2.5V。 VOL (您用红色圆圈标出)为500-600mV、处于从器件接受的 VIL 范围内。

    此外、根据您的建议、我尝试了不同的上拉电阻器。 VOL 似乎没有变化。 附加的是具有1.2K 和2.2K 上拉电阻(旧的上拉电阻为1K)的波形。

    使用2.2K 时、完成了不同的事务。

    谢谢、

    Rajneesh

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    TI__Guru**** 1860910 points
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    您好、Rajneesh、

    您是否有 I2C 总线挂起的范围(以及挂起前的 I2C 事务)？ 根据我在范围内看到的情况、TCA9617B 器件工作正常。 您看到的500~600mV 偏移来自 TCA9617B 的静态电压偏移。

    我可以想到的一件事可能会导致总线卡滞、那就是我们在 TCA9617B 上使用的下降时间加速器。 快速边沿可能会在器件的 SDA/SCL 线附近的走线上引起某种串扰。

    您还提到了 I2C 开关 PCA9548A。 您是启用该开关的多个通道还是一次启用一个通道？ 我可以想到的另一件事是、如果您启用多个通道、则通道的上拉电阻器在驱动低电平时将彼此并联。 这可能会导致音量较大。 如果您将 B 侧连接到开关、则此电压可能大于 TCA9617B 的 VIL、并且您尝试通过的低电平可能会丢失。

    I2C 总线卡死时 I2C 树的方框图也很有帮助。

    谢谢、

    -Bobby

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    您好、Bobby、

    我们不会在 PCA9548A 上启用多个通道。 即使 PCA9548A 的 VOL 也在下一个从器件的范围内。

    我在总线挂起之前连接了范围。

    我们能否使用 TCA9617A 以外的其他扩散 IIC 缓冲器？ 您能否建议一个类似于 TCA9517的 IC、它可以从侧面 A 上的1.8V 转换到 B 侧上的2.5V？ TCA9801是否适合替代 TCA9617A？

    此致、

    Rajneesh

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    您好 Raj、

    对延迟答复表示歉意。

    我在波形示波器快照中看不到任何奇怪的东西、这些波形示波器表示会导致残桩总线的任何东西。 阻塞总线之前/期间的 Scopeshots 是分析的理想选择。

    如果您移除 B 侧的上拉电阻器并将 I2C 频率保持在400kHz 或更低、TCA980x 可用作潜在的替代器件。 (TCA9617A 是一款1MHz 器件)。 这将是我们唯一具有的符合电压规则的其他引脚对引脚 I2C 器件。

    谢谢、

    -Bobby

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    您好、Bobby、

    我们还尝试了 TCA9801和 TCA9617B。我们以400kHz 的频率运行总线 、但器件读取仍不正确。 但对于 TCA9517、大部分时间都会发生读取写入。 请建议一些解决方案/替代器件。

    ~ Rajneesh

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    您好、Rajnesh、

    另一个唯一的引脚对引脚器件是 TCA9509、但它需要 A 侧和 B 侧之间的1V 差值、不满足您的2.5V 要求。

    非引脚对引脚解决方案是尝试使用 PCA9306。

    -Bobby

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    您好、Bobby、

    在 IIC 总线上有一个新发现。 我要附上下面的 IIC 方案。  

    这里，IC A 是 TCA9517 (从1.8V 转换为3.3V)，B 是 TCA9617 (1.8V 至2.5V)，C 是 IIC 集线器，PCA9548A。 观察到、当示波器探针连接到3引脚 HDR 上的 SDA 线(在 A 之后)时、总线上的传输过程正常。 因此、尝试在 SDA 线路上加载 B 附近(引脚3和4之间)的5pF/10pF 电容器、但它没有帮助。 然而、在将一个10pF 电容器放置在 SDA 线上的 IC A (TCA9517)之后、从接头上(如虚线框中所示)、总线不会悬空。 当 IC B 更改为 TCA9803 (B 侧的上拉电阻已移除)时、观察到同样的行为。


    您能解释一下这种行为吗？ TCA9517和 TCA9617B 能否以菊花链形式连接(两个 IC 的 A 侧)、如图所示？

    更新了：也将 IC A 替换为 TCA9803以及 IC B、总线工作正常。 但仍在寻找根本原因。 请回复。

    此致、

    Rajneesh

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    您好、Rajneesh、

    如果不看到故障的 o 范围、这仍然很难确定根本原因。 我想我们可能需要在 A 之后、A 之前查看 SDA 线、 在 B 和 C 之间。我想知道缓冲器的展开/展开影响是否与此相关、尽管这需要将任一器件的 B 侧拉至低于0.4V ViLc 阈值。

    -Bobby