通過SerDes遠端I2C接口訪問16位I2C外設寄存器地址

摘要：本應用筆記介紹如何通過吉比特多媒體串行鏈路（GMSL） SerDes的遠端I2C接口訪問16位寄存器地址。

引言

Maxim吉比特多媒體串行鏈路（GMSL）串行器/解串器（SerDes）系列包括MAX9249、MAX9259、MAX9260、MAX9263和MAX9264,具有UART/I2C轉(zhuǎn)換器，用于遠端控制I2C接口外設。這些外設包括相機傳感器、I/O端口擴展器、音頻模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC），以及LED照明。

在GMSL數(shù)據(jù)資料和相關技術文件中，通過UART端口直接連接至電子控制單元（ECU）的一端被稱為本地端,另一端被稱為遠端.

I2C外設接口是控制通道基本模式中的默認設置。GMSL系列SerDes只轉(zhuǎn)換器件地址不同于GMSL串行器或解串器地址的UART數(shù)據(jù)包。UART/I2C轉(zhuǎn)換器接收（比如）汽車ECU發(fā)出的UART讀或?qū)憯?shù)據(jù)包，并將其轉(zhuǎn)換為I2C主控制器協(xié)議。

I2C接口支持外設使用的多種不同格式，有或沒有變址寄存器以及8為或16位變址寄存器地址均可，通過遠端寄存器位I2CMETHOD （寄存器0x05位7）設置實現(xiàn)。

對于沒有變址寄存器的外設：

設置I2CMETHOD = 1,按照標準GMSL UART協(xié)議發(fā)送讀/寫數(shù)據(jù)包。UART/I2C轉(zhuǎn)換器將去掉讀/寫數(shù)據(jù)包中的8位寄存器地址，如圖1所示。

圖1. 命令模式（I2CMETHOD = 1）下UART和I2C之間的格式轉(zhuǎn)換

對于采用8位變址寄存器的外設：

設置I2CMETHOD = 0,按照標準GMSL UART協(xié)議發(fā)送讀/寫數(shù)據(jù)包，如圖2所示。

圖2. 帶有寄存器地址（I2CMETHOD = 0）時，UART和I2C之間的格式轉(zhuǎn)換

對于采用16位變址寄存器的外設：

3.1. 寫操作。設置I2CMETHOD = 1,按照標準GMSL UART協(xié)議產(chǎn)生寫數(shù)據(jù)包。將16為變址寄存器地址置于數(shù)據(jù)的前2個字節(jié)，使字節(jié)的數(shù)量等于發(fā)送數(shù)據(jù)的原始數(shù)量加2.UART/I2C轉(zhuǎn)換器將去掉標準寫數(shù)據(jù)包中的8位寄存器地址，如圖1所示。

例如，如果外設需要16位變址寄存器和8位數(shù)據(jù)，類似于：

假設device_address = 0x22,index_regiSTer_address = 0x3344,及data = 0x55.主控ECU需要將數(shù)據(jù)包0x79 + 0x22 + 0x00 + 0x03 + 0x33 + 0x44 + 0x55寫入UART端口，然后讀取來自UART端口的ACK字節(jié)，檢查寫操作是否成功。

　　0x79為同步字節(jié)，

　　0x22為帶有寫操作指示的器件地址，

　　0x00為虛擬字節(jié)，可為任意值；UART/I2C轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換時將其刪除，

　　0x03為字節(jié)數(shù)量，

　　0x33為16位變址寄存器地址的高位字節(jié)，

　　0x44為16為變址寄存器地址的低位字節(jié)，

　　0x55為8位數(shù)據(jù)。

　　UART/I2C轉(zhuǎn)換器之后，數(shù)據(jù)包將變?yōu)椋?/p>

3.2. 讀操作。完成寫操作需要2個UART數(shù)據(jù)包，1個寫數(shù)據(jù)包后跟1個讀數(shù)據(jù)包。寫數(shù)據(jù)包設置變址寄存器地址，讀數(shù)據(jù)包讀取數(shù)據(jù)。

假設外設的器件地址和變址寄存器地址相同，需要讀取1個數(shù)據(jù)字節(jié)，需按以下步驟進行：

　　設置I2CMETHOD = 1,

　　ECU發(fā)送寫數(shù)據(jù)包0x79 + 0x22 + 0x00 + 0x02 + 0x33 + 0x44至UART端口，

　　ECU從UART端口讀取ACK字節(jié)，

　　ECU發(fā)送讀數(shù)據(jù)包0x79 + 0x23 + 0x00 + 0x01至UART端口，

　　ECU從UART端口讀取ACK字節(jié)，

　　然后ECU從UART端口讀取數(shù)據(jù)。

　　對于寫數(shù)據(jù)包：

　　0x79為同步字節(jié)，

　　0x22為帶有寫操作指示的器件地址，

　　0x00為虛擬字節(jié)，可為任意值；UART/I2C轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換時將其刪除，

　　0x02為字節(jié)數(shù)量，

　　0x33為16位變址寄存器地址的高位字節(jié)，

　　0x44為16位變址寄存器地址的低位字節(jié)。

　　對于讀數(shù)據(jù)包：

　　0x79為同步字節(jié)，

　　0x23為帶有讀操作指示的器件地址，

　　0x00為虛擬字節(jié)，可為任意值；UART/I2C轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換時將其刪除，

　　0x01為字節(jié)數(shù)量。