由于I2C信號(hào)質(zhì)量容易受寄生電容影響，時(shí)序一致性測(cè)試對(duì)保障通信穩(wěn)定至關(guān)重要。本文將通過實(shí)例應(yīng)用教您一秒鐘完成時(shí)序測(cè)試，快速分析I2C信號(hào)脈寬、幅值、邊沿、建立時(shí)間、保持時(shí)間等多種組合參數(shù)。

一、I2C總線介紹

I2C總線是Philips公司推出的一種串行總線，是具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線。I2C總線用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。

圖1 I2C器件選擇

物理結(jié)構(gòu)上，I2C總線只有兩根雙向信號(hào)線，一根是數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線SCL。

· SCL（串行時(shí)鐘線）：上升沿將數(shù)據(jù)輸入到每個(gè)EEPROM器件中；下降沿驅(qū)動(dòng)EEPROM器件輸出數(shù)據(jù)。

· SDA（串行數(shù)據(jù)線）：雙向數(shù)據(jù)線，為OD門，與其它任意數(shù)量的OD與OC門成“線與”關(guān)系。

圖2 I2C總線內(nèi)部結(jié)構(gòu)

I2C總線通過上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根線均為高電平。連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線信號(hào)變低，即各器件的SDA及SCL都是線“與”關(guān)系。

I2C有三種速率，如下：

· 普通模式（100kHz）；

· 快速模式（400kHz）；

· 高速模式（3.4MHz）。

I2C總線數(shù)據(jù)有效性

I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線SDA上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線SCL上的信號(hào)為低電平期間，數(shù)據(jù)線SDA上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)有效性

二、I2C時(shí)序分析軟件

I2C通信時(shí)序傳統(tǒng)的測(cè)試方法，需要人工定位每一項(xiàng)參數(shù)并單獨(dú)卡光標(biāo)測(cè)量，平均測(cè)試一組數(shù)據(jù)的時(shí)間約為30~60分鐘，不僅效率低，而且容易引入讀數(shù)誤差甚至錯(cuò)誤。ZDS5000系列示波器創(chuàng)新的I2C時(shí)序分析功能，可極大地提高測(cè)算效率，保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性。

使用I2C時(shí)序分析軟件，它能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成總線信號(hào)的DC特性和AC特性分析，并與器件手冊(cè)標(biāo)稱參數(shù)做對(duì)比，直接輸出測(cè)試結(jié)果（Pass/Fail），同時(shí)支持報(bào)表導(dǎo)出，省去人工錄入數(shù)據(jù)的煩惱，極大地提升測(cè)試效率。具體測(cè)試界面如下圖4所示。

圖4 I2C時(shí)序分析界面

I2C時(shí)序分析測(cè)試參數(shù)

I2C時(shí)序除了要分析其解碼情況，還需驗(yàn)證是其否滿足I2C的AC特性標(biāo)準(zhǔn)，I2C時(shí)序分析功能測(cè)試參數(shù)及手冊(cè)標(biāo)稱如表1所示，包括時(shí)鐘頻率、起始信號(hào)/數(shù)據(jù)信號(hào)建立時(shí)間、起始信號(hào)/數(shù)據(jù)信號(hào)保持時(shí)間、時(shí)鐘低/高電平時(shí)間和總線空閑時(shí)間等十幾項(xiàng)測(cè)試參數(shù)。

下圖5中黃色部分為測(cè)試項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的測(cè)試具體位置。

圖5 I2C測(cè)試項(xiàng)目

三、I2C時(shí)序分析實(shí)例應(yīng)用