I2Cコンセプトカーディング

1.はじめに

I2C（Inter-integrated Circuit）バスはデバイス間の近距離通信をサポートし、情報交換を完了するには2本の信号線が必要です（1本のSDA、シリアルデータ線、1本のSCL、シリアルクロック線）。I2Cは、1982年にフィリップスによって最初に開発および設計され、独自のチップで使用されました。当初、100kHz、7ビットの標準アドレスのみが許可されていました。1992年、I2Cの最初の公開仕様が発行され、400kHz高速モードと10ビット拡張アドレスが追加されました。I2Cに基づいて、Intelは1995年に低速デバイス通信用に「システム管理バス」（SMBus）を提案しました。SMBus はクロック周波数を10kHz _100kHzに制限します_{が、I2Cは0kHz} 5MHzデバイスを_{サポートでき}ます：通常モード（100kHzは100kbpsです））、高速モード（400kHz）、高速モード+（1MHz）、高速モード。

2、I2c合意

1.開始条件

送信の正式な開始を示すために、マスターデバイスはSCLをハイに設定し（バスがアイドルのとき、SDAとSCLはハイ状態）、SDAをローにして、すべてのスレーブデバイスが送信が開始されようとしていることを認識します。両方のマスターデバイスが同時にバスの所有権を取得したい場合は、SDAをLowにした方がバスの制御権を獲得します。通信期間全体で、新しい各通信シーケンスを開始するために複数の開始がある場合があります。

2.アドレスフレーム

メッセージが送信されるスレーブを示すためにマスターによって使用されます。

アドレスフレームは常に通信の最初に表示されます。最上位ビット（MSB）から7ビットのアドレスが送信されます。このアドレスの後には1ビットの演算子が続き、1は読み取り操作、0は書き込み操作です。

次のビットはNACK / ACKです。このフレームの最初の8ビットが送信された後、受信デバイスはSDA制御を取得します。このとき、受信デバイスは、9番目のクロックパルスの前にACK（SDAをローにプル）する必要があります。受信が正常であることを示します。受信デバイスがSDAをLowにプルしない場合、受信デバイスがデータを受信していない（アドレス指定されたデバイスが存在しない、デバイスがビジーであるなど）か、受信したメッセージを解析できません。そうである場合、マスターは何をすべきかを決定します（停止または繰り返し開始条件）。

3.データフレーム

マスターからスレーブ（またはスレーブからマスター）に送信されるデータ、各フレームは8ビットデータです。

アドレスフレームが送信された後、データ送信を開始できます。マスターは引き続きクロックパルスを生成し、データはマスター（書き込み操作）またはスレーブ（読み取り操作）によってSDAに配置されます。各データフレームは8ビットで、ストップコンディションが生成されるまで、データフレームの数は任意です。データ送信の各フレームの後（つまり、8ビットごと）に、レシーバーはACKまたはNACKで応答する必要があります（スレーブはデータの書き込み時にACKを送信し、マスターはデータの読み取り時にACKを送信します。マスターがデータの最後のバイトの読み取りを完了したことがわかった場合時間、NACKを送信してから条件を停止できます）。

4.停止条件

すべてのデータが送信されると、マスターは停止条件を生成します。ストップ条件は次のように定義されます。SDAがローにされると、SCLがハイに引き上げられてハイに保持され、その後SDAがハイに引き上げられます。

注：通常のデータ送信中、SCLが高レベルの場合、予期しない停止状態を防ぐためにSDAの値を変更しないでください。

5.繰り返し開始条件

SCLがローのときにSDAがハイになり、次にSCLがハイになります。次に、マスターは開始条件を生成して、新しいメッセージの送信を続行できます。

6.クロックストレッチ、クロック同期、バス調停