IIC總線測(cè)試總結(jié)

對(duì)于Current Address Read，其操作過程為：

1、主設(shè)備發(fā)出START信號(hào)；

2、主設(shè)備發(fā)出DEV SEL信號(hào)，之后“R/W”位置1，表示接下來執(zhí)行讀操作；

3、從設(shè)備應(yīng)答ACK；

4、從設(shè)備從當(dāng)前指針?biāo)竼卧l(fā)出數(shù)據(jù)；

5、主設(shè)備應(yīng)答位，不應(yīng)答從數(shù)據(jù)設(shè)備讀入（NO ACK，高電平）；

6、主設(shè)備發(fā)出STOP信號(hào)，結(jié)束此次讀操作。

Sequential Current Read一次可讀出多個(gè)數(shù)據(jù)，每8位數(shù)據(jù)讀出后，主設(shè)備進(jìn)行一次ACK應(yīng)答，最后一個(gè)數(shù)據(jù)，主設(shè)備不進(jìn)行應(yīng)答，應(yīng)答位置高，之后發(fā)出STOP信號(hào)結(jié)束操作。

對(duì)于Random Address Read，其操作過程為：

1、主設(shè)備發(fā)出START信號(hào)；

2、主設(shè)備發(fā)出DEV SEL信號(hào)，之后“R/W”位置0，表示接下來仍執(zhí)行寫操作；

3、從設(shè)備應(yīng)答ACK；

4、主設(shè)備發(fā)出Byte addr信號(hào)，從設(shè)備對(duì)每8位Byte addr進(jìn)行一次應(yīng)答ACK；

5、主設(shè)備再次發(fā)出START信號(hào)；

6、主設(shè)備再次發(fā)出DEV SEL信號(hào)，之后“R/W”位置1，表示接下來執(zhí)行讀操作；

7、從設(shè)備應(yīng)答ACK；

8、從設(shè)備從之前寫入的Byte addr地址中讀出數(shù)據(jù)；

9、主設(shè)備不進(jìn)行應(yīng)答，應(yīng)答位置高（NO ACK）；

10、主設(shè)備發(fā)出STOP信號(hào)，結(jié)束此次操作。

三、IIC總線測(cè)試項(xiàng)目

1、時(shí)鐘SCL信號(hào)質(zhì)量測(cè)試

包括高電平電壓、低電平電壓、上沖、下沖、上升時(shí)間、下降時(shí)間、時(shí)鐘頻率、高電平脈寬、低電平脈寬。

2、數(shù)據(jù)SDA信號(hào)質(zhì)量測(cè)試

包括高電平電壓、低電平電壓、上沖、下沖、上升時(shí)間、下降時(shí)間。

3、寫保護(hù)WC信號(hào)質(zhì)量測(cè)試

包括高電平電壓、低電平電壓、上沖、下沖。

4、時(shí)序測(cè)試

需要測(cè)試的時(shí)序如下圖所示：

圖4 IIC總線時(shí)序測(cè)試項(xiàng)目圖

(1) tHD:STA：START信號(hào)保持時(shí)間。IIC總線是在SCL信號(hào)為高電平時(shí)，SDA下降沿作為START信號(hào)的。該參數(shù)是指SDA信號(hào)由高變低后，SCL還需要維持高電平的最短時(shí)間，以確保START信號(hào)成功采樣；

(2) tHD:DAT：數(shù)據(jù)保持時(shí)間。IIC總線是在時(shí)鐘SCL上升沿的時(shí)候?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采樣，SDA需在時(shí)鐘上升沿來臨前保持穩(wěn)定；同時(shí)SDA需在時(shí)鐘SCL為低電平時(shí)才能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。該參數(shù)即是時(shí)鐘SCL由高變低后，SDA還需要維持上一位數(shù)據(jù)電平的最短時(shí)間；

(3) tSU:DAT：數(shù)據(jù)建立時(shí)間。指在SCL上升沿來臨之前，SDA此次采樣數(shù)據(jù)電平需要提前維持的最短時(shí)間，以確保此次數(shù)據(jù)的采樣成功；

(4) tSU:STA：START信號(hào)建立時(shí)間。指在SDA下降沿來臨之前，SCL需要提前維持高電平的最短時(shí)間，以確保START信號(hào)的成功建立；

(5) tSU:STO：STOP信號(hào)建立時(shí)間。IIC總線是在SCL信號(hào)為高電平時(shí)，SDA上升沿作為STOP信號(hào)的。該參數(shù)是指在SDA上升沿來臨之前，SCL需要提前維持高電平的最短時(shí)間，以確保STOP信號(hào)的成功建立；

(6) tBUF：總線釋放最短時(shí)間。本次IIC操作結(jié)束和下次IIC操作開始需要對(duì)總線進(jìn)行釋放的最短時(shí)間；

(7) tWLDL（tSU:WC）：WC信號(hào)建立時(shí)間。WC信號(hào)需要在START信號(hào)發(fā)出前便完成建立。該參數(shù)即在START信號(hào)SDA下降沿來臨之前，WC信號(hào)需要提前維持低電平以確保成功建立的最短時(shí)間；

(8) tDHWH（tHD:WC）：WC信號(hào)保持時(shí)間。WC信號(hào)需要在STOP信號(hào)發(fā)出后仍維持一段時(shí)間。該參數(shù)即在STOP信號(hào)SDA上升沿發(fā)出之后，WC信號(hào)仍需維持低電平以確保STOP操作成功完成的最短時(shí)間。

以上便是需要進(jìn)行測(cè)試的項(xiàng)目。

四、IIC總線測(cè)試注意事項(xiàng)

自己之前在進(jìn)行IIC總線測(cè)試時(shí)，由于急于完成，誤認(rèn)為讀過程就是完全的數(shù)據(jù)讀出。其實(shí)從IIC讀操作過程就可以很明確的得知，讀過程也包含著數(shù)據(jù)寫入的階段，比如START信號(hào)發(fā)出，DEV SEL信號(hào)發(fā)出和Byte addr信號(hào)的發(fā)出；

另一方面，由于START信號(hào)和STOP信號(hào)均是由主設(shè)備發(fā)出的，因此在測(cè)試IIC讀操作時(shí)序的時(shí)候，僅需要測(cè)試tSU:DAT和tHD:DAT兩項(xiàng)參數(shù)。而寫操作才需要測(cè)試所有時(shí)序參數(shù)；

最后在測(cè)試過程中，尤其是在讀操作過程中，由于前面先要執(zhí)行設(shè)備識(shí)別、地址寫入等寫操作，之后才會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出，如果要用示波器去抓整個(gè)讀操作過程，然后再放大局部去讀取時(shí)序參數(shù)，可能會(huì)由于時(shí)基過大，局部分辨率不夠，導(dǎo)致讀取的時(shí)序參數(shù)并不準(zhǔn)確。

對(duì)于示波器，自己覺得比較重要的幾個(gè)參數(shù)包括：帶寬、采樣速率和存儲(chǔ)深度。

帶寬主要針對(duì)的是示波器支持的輸入波形頻率范圍；

采樣速率主要是指示波器內(nèi)部對(duì)波形的采樣速率，根據(jù)香農(nóng)采樣定理，要想不失真地恢復(fù)模擬信號(hào)，采樣頻率應(yīng)該不小于模擬信號(hào)頻譜中最高頻率的2倍。而實(shí)際上對(duì)于輸入的波形，其最高頻率取決于波形的邊沿，可以用5~7倍信號(hào)頻率來評(píng)估；

存儲(chǔ)深度主要指示波器存儲(chǔ)采樣點(diǎn)的多少。之所以說在IIC讀操作測(cè)試中，為了獲取整個(gè)操作過程中的波形，將時(shí)基調(diào)大，然后再局部放大，受限于存儲(chǔ)深度，局部的波形可能就會(huì)失真，讀取出來的參數(shù)會(huì)有較大誤差。

因此在讀測(cè)試時(shí)，可以采用脈寬采樣，由于我們的測(cè)試中，用到的是Random Address Read和Sequential Random Read兩種模式，在讀出數(shù)據(jù)前，主設(shè)備還要再發(fā)出一次DEV SEL信號(hào)，tSU:STA便是在此時(shí)測(cè)量，但此時(shí)的SCL信號(hào)脈寬也不同于之前，如下圖紅色框中的波形所示：

圖5 tSU:STA測(cè)試時(shí)對(duì)應(yīng)的SCL脈沖波形

可以先將時(shí)基調(diào)大，初步測(cè)出紅色框中SCL脈寬長(zhǎng)度，然后用脈寬采樣，劃定波形脈寬范圍，然后采出波形，這樣得到的讀數(shù)據(jù)波形便有足夠的采樣點(diǎn)，讀取的參數(shù)值也更有參考價(jià)值。

tSU:STA和tBUF也可按此方法采樣測(cè)試。

通過這次測(cè)試，使自己更加明白，在做任何事情，不要急于著手，而是先想想看計(jì)劃是怎樣，采用什么樣的方法，從總體上理清了頭緒再著手，遇到細(xì)節(jié)問題再深究。