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数据传输 - 基于MIPI I3C规范从I2C无缝连接I3C的关键优点

2017年11月16日 19:11 网络整理 作者:Sriram Balasubramania 用户评论(0

数据传输发生在以“START”字段开始的帧内,随后跟着的是目标从设备地址、数据,最后是“STOP”字段。要想进入HDR模式,需向所有从设备发送专门的广播地址数据头,随后跟着的是高数据速率模式读/写命令和数据。高数据速率模式采用退出模式协议来结束。使用“START”后的数据头,可实现总线仲裁特性。命令码称为公用命令码(CCC),用于管理设备,并进入高数据速率模式。在任何时候,I3C仅允许一个主设备控制I3C总线。在规范中,给出了从一个设备切换至另一设备的主设备功能切换机制。

I3C总线配置和设备作用
I3C总线包含5种不同的设备特性:

一级主设备:用于控制I3C总线和功能;包括总线所有权控制以及切换至二级主设备。

二级主设备:获取对I3C总线的临时控制;需要来自一级主设备的许可;完成控制任务后,将控制交回到一级主设备。

从设备:这类设备的行为相当于I3C主设备的从设备,与来自主设备的公用命令或单独命令对应。

对等从设备:能够直接写入到另一从设备或从另一从设备读取数据的设备,无需与主设备的交互。

I2C从设备:I3C总线中的传统I2C设备;I3C主设备能够有条件地与这类传统设备进行通讯;对速度和容量存在限制。

 

图3:I3C系统中的总线设备

 

图3:I3C系统中的总线设备

在MIPI I3C规范中,定义了适用于每一类型设备的不同特性,如管理SDA仲裁,动态地址分配,热接入特性,HDR主设备和从设备性能。

管理SDA仲裁:当多个设备同时进行传输时,就需要用到仲裁,来解决总线的所有权问题。在仲裁过程中,I3C采用了SDA线,以及漏极开路方法。典型情况下,主设备负责SDA仲裁管理。

动态地址分配:对于与I3C总线相连的每一设备,均需要用于后续事务的独特地址。该地址由I3C一级主设备分配,在总线的初始化过程中分配,或是当新设备连接至现有已配置I3C总线时分配。该过程称为动态地址分配。

热接入特性:对于将在I3C首次加电时激活的所有从设备,并不需要该特性。这种特性出现在两种情形:1)在随后将部分从设备实际连接到总线中,或是这类设备已存在,但尚未激活;2)在总线处于活动状态后的一段时间后为这类设备加电。在总线中激活这类从设备的过程称为热接入。使用热接入特性,当从设备发出请求时,主设备能够将动态地址赋予从设备。

HDR主设备和从设备性能:主设备和从设备均支持高数据速率,如MIPI I3C规范中定义的16.84 Mbps和更高的速率,称为HDR主设备/从设备性能。

I3C使用案例示例
图像传感器
目前,很多系统采纳了流行的MIPI摄像机串行接口(CSI-2)协议,用于连接多种图像传感器,基于I2C协议的旁带控制通道用于摄像机控制接口(CCI)。按照预期,对于与SOC的连接,将采用I3C。采用这一新的配置,能够减少引线数,并简化系统实施,如图4所示。

图4:将I3C和MIPI CSI-2协议用于摄像机控制接口

 

图4:将I3C和MIPI CSI-2协议用于摄像机控制接口

图像传感器能够利用I3C较高的性能来进行控制信息通信,并传输实际图像数据。这类使用与具体情形有关,按照预期,这类使用对于始终工作的图像感知应用来说十分有用,在所述应用中,需要低带宽像素分辨率。很可能的情况是,我们会见到支持I3C的图像传感器,其中,仅将其用作像素通信的数据路径。

传感器子系统
在图5中,显示了SOC总线子系统中的I3C主设备。IP子系统中的模型十分类似于在当前设计中使用I2C主设备的方式,能够以最小风险方便地迁移至I3C总线。

图5:基于AMBA的I3C子系统

 

图5:基于AMBA的I3C子系统

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( 发表人:黄昊宇 )

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