I2C 제어 버스. 계획, 설명

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I²C는 Philips에서 개발한 100선식 인터페이스입니다. 인터페이스의 원래 사양은 최대 데이터 속도가 XNUMXKbps였습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 더 빠른 작동 모드에 대한 표준이 나타났습니다.²C. 하나의 타이어에 I²C에서 데이터 속도는 클럭 신호에 의해 결정되기 때문에 액세스 속도가 다른 장치를 연결할 수 있습니다.

데이터 전송 프로토콜은 전송된 데이터의 안정적인 수신을 보장하는 방식으로 설계되었습니다.

데이터 전송에서 하나의 장치는 데이터 전송을 시작하고 동기화 신호를 생성하는 "마스터"입니다. 다른 장치 "슬레이브" - "마스터"의 명령에 의해서만 전송을 시작합니다.

PIC16CXXX 마이크로컨트롤러에서 장치의 "슬레이브" 모드는 SSP 모듈의 하드웨어에서 구현됩니다. "마스터" 모드는 소프트웨어에서 구현됩니다.

버스 운행을 설명할 때 사용되는 기본 용어 I²C:

송신기 - 버스에서 데이터를 전송하는 장치

수화기 - 버스로부터 데이터를 수신하는 장치

"주인" - 전송을 시작하고 클럭 신호를 생성하는 장치

"노예" - "마스터"가 액세스하는 장치

멀티 "마스터" - 버스 모드 I²하나 이상의 "마스터"가 있는 C

중재 - 하나의 "마스터"만 버스를 제어하도록 하는 절차

동기화 중 - 두 개 이상의 장치에서 클럭 신호를 동기화하는 절차

클록(SCL) 및 데이터(SDA) 컨디셔너의 출력단은 오픈 컬렉터(드레인) 회로로 만들어져 여러 출력을 결합하고 외부 저항을 통해 전원 양극에 연결되어 "1" 레벨을 갖습니다. 하나의 장치가 "0" 신호를 생성하지 않을 때 버스. 최대 용량성 부하는 400pF로 제한됩니다.

데이터 전송 초기화 및 완료

버스에서 데이터 전송이 없으면 외부 저항으로 인해 SCL 및 SDA 신호가 높습니다.

START 및 STOP 신호는 각각 데이터 전송의 시작과 끝을 결정하기 위해 "마스터"에 의해 생성됩니다.

START 신호는 SCL 신호가 하이인 동안 SDA 신호의 하이-로우 전환에 의해 생성됩니다. STOP 신호는 SCL이 하이일 때 로우에서 하이로 SDA 전환으로 정의됩니다. 따라서 데이터를 전송할 때 SDA 신호는 SCL 신호가 낮을 때만 변경될 수 있습니다.

I2C 제어 버스

버스 I의 장치 주소 지정²C

두 가지 주소 형식이 장치 주소 지정에 사용됩니다.

R/W 읽기/쓰기 비트가 있는 간단한 7비트 형식.

I2C 제어 버스

및 10비트 형식 - 첫 번째 바이트에서는 주소의 최상위 XNUMX비트와 쓰기/읽기 비트가 전송되고 두 번째 바이트에서는 주소의 하위 부분이 전송됩니다.

I2C 제어 버스

수락 확인

데이터를 전송할 때 각 전송된 바이트 후에 수신기는 ACK 신호로 바이트 수신을 확인해야 합니다.

"슬레이브"가 주소 또는 데이터 바이트의 수신을 확인하지 않으면 "마스터"는 STOP 신호를 발행하여 전송을 중단해야 합니다.

"Slave"에서 "Master"로 데이터를 전송할 때 "Master"는 데이터 ACK를 수신하기 위한 승인 신호를 생성합니다. "마스터"가 바이트 수신을 승인하지 않으면 "슬레이브"는 데이터 전송을 중지하고 SDA 라인을 "해제"합니다. 그런 다음 "마스터"는 STOP 신호를 생성할 수 있습니다.

데이터 전송 지연의 경우 "슬레이브"는 "마스터"가 기다려야 함을 나타내는 논리 XNUMX을 설정할 수 있습니다. SCL 라인의 "해제" 후 데이터 전송이 계속됩니다.

I2C 제어 버스

"마스터"에서 "슬레이브"로 데이터 전송

I2C 제어 버스

"슬레이브"에서 데이터 읽기

I2C 제어 버스

re-START 신호를 사용하여 "슬레이브"에 액세스

I2C 제어 버스

멀티 마스터 모드

통신 프로토콜 I²C에서는 버스에 둘 이상의 "마스터"를 둘 수 있습니다. 중재 및 동기화 기능은 전송 초기화 중에 버스의 충돌을 해결하는 데 사용됩니다.

중재

SCL 라인이 높을 때 SDA 라인에서 중재가 수행됩니다. 다른 장치가 로우를 보낼 때 SDA 라인을 하이로 구동하는 장치는 "마스터"를 취할 권리를 잃고 "슬레이브" 모드로 들어가야 합니다. 버스에서 주도권을 잃은 "마스터"는 마스터 속성을 잃은 바이트 끝까지 클록 펄스를 생성할 수 있습니다.

I2C 제어 버스

동기화 중

버스의 클럭은 SCL 신호에 대해 중재가 수행된 후에 발생합니다. SCL 신호가 하이에서 로우로 바뀌면 관심 있는 모든 장치가 로우 레벨의 지속 시간을 계산하기 시작합니다. 그런 다음 장치는 필요한 데이터 속도에 따라 SCL을 낮음에서 높음으로 전환하기 시작합니다. 수준이 낮음에서 높음으로 전환된 후 관심 있는 장치는 높은 수준의 지속 시간을 계산합니다. SCL 신호를 낮추는 첫 번째 장치가 클록 매개변수를 결정합니다.

I2C 제어 버스

간행물: cxem.net

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물리학자들은 홀뮴 원자를 백금 원자의 특별한 "케이지(cage)"에 넣어 상대적으로 안정적인 스핀 메모리 셀을 만들 수 있었습니다. 네이처 저널의 기사.

최근 수십 년 동안 물리학자들은 전자와 원자의 양자 특성을 적극적으로 연구하고 전자 장치를 만들기 위해 이를 적용하려고 노력했습니다. 기존의 마이크로일렉트로닉스에서 정보는 전하로 표현됩니다. 스핀 전자 또는 스핀트로닉스에서 정보는 전자의 스핀(입자의 회전 방향)을 사용하여 표현됩니다.

독일 칼스루에 공과대학의 Wulf Wulfhekel과 그의 동료들은 전자의 스핀을 이전 기록보다 수백 배 더 높은 시간 동안 안정화하는 방법을 터득한 후 이러한 장치를 만드는 데 큰 걸음을 내디뎠습니다. 기사 작성자의 주요 발견은 자체 내부에 "데드 존"을 생성하는 백금 원자의 특별한 "셀"을 만드는 것입니다.

이 디자인은 백금 원자가 정삼각형으로 결합된 미세한 판입니다. 이 삼각형 중 하나의 중심에 과학자들은 특이한 자기 및 양자 특성을 가진 란타나이드 계열의 희토류 금속인 홀뮴 원자를 배치했습니다.

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