如何在Versal平台实现两个PS I2C控制器的回环

本文来自 XILINX 产品应用工程师 Davis Zhang

I2C 总线的两根信号线 SCL 和 SDA 需要上拉才能正常工作，当板卡上没有合适的硬件设置或者没有合适的 I2Cslave 设备，我们就无法进行 I2C 软件测试。那么是否可以将两个 PSI2C 控制器通过 EMIO 接口互连起来呢？

因为在 PL 内部无法设置信号线上拉，所以不能直接将 I2Cmaster 控制器的 scl_o/sda_o 连接到 I2C slave 控制器的 scl_i/sda_i。有另一种方法来实现上拉的效果，就是通过在顶层 wrapper 里 scl_T 和 sda_T 的组合逻辑来模拟 scl_i 和 sda_i，具体逻辑如下，

assign i2c0_scl_i = i2c1_scl_t && i2c0_scl_t;

  assign i2c0_sda_i = i2c1_sda_t && i2c0_sda_t;

  assign i2c1_scl_i = i2c0_scl_t && i2c1_scl_t;

  assign i2c1_sda_i = i2c0_sda_t && i2c1_sda_t;

这些信号都是两个 PS I2C 控制器的 emio 信号从 block design 导出到顶层 wrapper，其中四个 emio 信号在从 block design 导出到顶层 wrapper 之前需要做逻辑反相。

i2c0_scl_t、i2c0_sda_tn、i2c1_scl_t、i2c1_sda_tn

反相操作如图中 util_vector_logic_0~3所示，

附件是个例子工程 (附件可点击阅读原文 输入0513获取)，基于 vck190 es1 board 和 Vivado2020.2。里面包含 block design tcl脚本、顶层 wrapper、prebuilt xsa 文件和 vitis application 源码。Vitis application 把i2c0 配置为 master、i2c1 为 slave，然后做读写校验测试。可以通过串口输出信息来判断是否测试成功，block design 里也介入了 ila，可以在 hardware manager 里检查相关信号。下面是 i2c0_scl_i/i2c0_sda_i/i2c1_scl_i/i2c1_sda_i 波形 :

　　审核编辑：汤梓红