Introducción a los conmutadores y multiplexores I2C e I3C
Introducción a los conmutadores y multiplexores I2C e I3C. Los conmutadores y multiplexores I2C (Inter-Integrated Circuit) e I3C (Inter-Integrated Circuit mejorado) son componentes de interfaz principales para ampliar la capacidad del bus de comunicación en serie y optimizar la gestión de conexiones para múltiples dispositivos esclavos. Resuelven problemas prácticos comunes, incluido el número limitado de dispositivos que se pueden montar en un solo bus, conflictos de dirección y conflictos de ruta de señal, y actualmente se implementan ampliamente en escenarios de aplicaciones como redes de sensores, expansión de sistemas integrados e interacción multi-periférica.
Principios operativos básicos de los conmutadores y multiplexores I2C e I3C
El principio de funcionamiento central de los conmutadores y multiplexores I2C es implementar la conmutación de canales mediante la configuración de registros I2C. La mayoría de los dispositivos vienen con direcciones esclavas configurables: el controlador principal solo necesita enviar un comando I2C para seleccionar el canal de destino y establecer una conexión entre el dispositivo esclavo correspondiente y el bus. Los canales no seleccionados permanecen aislados eléctricamente, lo que evita que los dispositivos en estos canales interfieran con la comunicación del bus. Estos dispositivos admiten todas las velocidades de comunicación I2C comunes, incluido el modo estándar (100 kbps), el modo rápido (400 kbps) y el modo rápido Plus (1 Mbps), que pueden cumplir con los requisitos de aplicación de la gran mayoría de dispositivos esclavos I2C. Algunos dispositivos integran una funcionalidad de cambio de nivel-, lo que permite hacer coincidir el nivel de voltaje entre el controlador principal y los dispositivos esclavos en diferentes dominios de voltaje. Esto elimina la necesidad de chips de cambio de nivel-discretos adicionales y simplifica el diseño general del hardware. En términos de especificaciones de canales, actualmente se encuentran disponibles opciones de 2 canales, 4 canales, 8 canales y otras, lo que permite a los usuarios seleccionar de manera flexible según sus requisitos de expansión. Algunos dispositivos también admiten la expansión en cascada, lo que aumenta aún más la cantidad máxima de dispositivos que se pueden conectar al bus.
Algunos multiplexores I3C también admiten conmutación-de doble función. No solo pueden expandirse para conectar múltiples dispositivos esclavos I3C descendentes, sino también adaptarse a escenarios de acceso multi-maestro, permitiendo que múltiples controladores principales accedan al mismo grupo de dispositivos esclavos en tiempo-compartido para cumplir con los requisitos de aplicación de arquitecturas de sistemas más complejas.
Números de pieza específicos para conmutadores y multiplexores I2C e I3C
El dispositivo TCA9848 integra ocho interruptores bidireccionales que se pueden controlar a través del bus I2C. Expande un par de buses SCL/SDA ascendentes en ocho pares (canales) de buses descendentes. Según la configuración escrita en el registro de control programable, los usuarios pueden seleccionar cualquier canal SCn/SDn individual o cualquier combinación de múltiples canales. Estos canales descendentes se pueden utilizar para resolver conflictos de direcciones de destino I2C: por ejemplo, si una aplicación requiere ocho sensores de temperatura digitales idénticos, se puede conectar un sensor a cada canal numerado del 0 al 7.
En caso de que se agote el tiempo de espera de la comunicación u otra operación anormal, el controlador del sistema puede restablecer el TCA9848 bajando el pin de entrada RESET. Un reinicio de encendido-también anulará la selección de todos los canales e inicializará la máquina de estado I2C/SMBus. Al extraer la señal RESET se puede completar el reinicio y la inicialización del dispositivo sin apagarlo, lo que permite que el sistema se recupere cuando cualquier bus I2C descendente se atasca en un estado de nivel bajo-.
Parámetros del multiplexor y conmutador I2C e I3C
Los parámetros de los conmutadores y multiplexores I2C e I3C son los siguientes:
|
Direcciones |
16 |
|
Características |
Restablecer pin |
|
Clasificación |
Catalogar |
|
Frecuencia (máx.) (MHz) |
1 |
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Rango de temperatura de funcionamiento (grados) |
-40 a 125 |
|
Número de canales |
8 |
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