i2c总线仲裁机制（探究I2C总线的仲裁机制）

探究I2C总线的仲裁机制

了解I2C总线

在探究I2C总线的仲裁机制之前，我们需要了解什么是I2C总线。

I2C总线是一种串行通信协议，它由Philips（飞利浦）公司设计，I2C是Inter-Integrated Circuit（集成电路之间的互连）英文缩写的意思，它是一个双向二线制总线，支持多个从设备与多个主设备连接，常用于连接处理器和其他集成电路。

I2C总线的基本原理

I2C总线中有两条线：SCL（时钟）和SDA（数据）。主设备通过SCL线传输时钟信号，通过SDA线传输数据信号。处理器通常是I2C总线的主设备，许多各种设备，如芯片、电池、温度传感器等，则是I2C总线上的从设备。

了解I2C总线的仲裁机制

1. I2C总线上的多主设备通信

在I2C总线上，允许存在并发的主设备，不过，为了防止多个主设备同时发起通信，导致冲突或数据的重复，需要在I2C总线上设定仲裁机制。

什么是仲裁？

仲裁指在多方竞争中，通过一定机制确定某方作为优先权。在I2C总线上的多主设备场景中，当多个主设备同时发起读写请求时，通过I2C总线上的仲裁机制，规定优先级以保证正确传输。

2. I2C总线上的多从设备通信

多个主设备引发的冲突问题，多个从设备在一定时刻被连无所作为或者强制关闭，这种问题称为冲突问题。冲突问题是I2C总线上的常见问题。

在I2C总线上，主设备向从设备发出读写请求时，可能会碰到两个或多个从设备同时响应的情况，此时需要从设备通过仲裁机制来解决这种冲突。

I2C总线的仲裁机制一般使用“比特寄存器位”实现，如果一个从设备在读取和写入的过程中，它在比特寄存器中存储的数据与总线上的反馈数据不一致，则意味着I2C总线上存在冲突，该从设备必须立即停止进行读写操作。

总结

I2C总线是一种行业标准的串行总线，由于其高效、可靠且简单易用，广泛应用于各种微控制器、微处理器及各类IC芯片中。正确理解I2C总线的仲裁机制，能够保障从主设备的正确操作和数据传输。

参考文献

1. I2C规范版本4.1

2. Understanding I2C Bus Timing by siliconlabs