原创 I2C接口技术经典问答

文章末了，將一些平常對I2C介面的詢問做個條列式整理摘要，方便讀者們閱讀或是查詢之用。

問題一：I2C介面的最長連接距離為何？
答：這個問題的答案與介面上的負載相關聯。典型的應用約是9～12英尺左右。

問題二：若要延長I2C介面，有沒有類似中繼器（Repeater）解決方法？
答：當然有，這是屬於電流放大器（Current Amplifier）的屬性應用。可以解決線長的電容負載。然而，傳送端以及接收端必須搭配使用，避免衍生困擾。
　

圖十五　 I2C介面電流放大器。
　

問題三：市面上有沒有獨立的I2C介面控制器？
答：確實有，比如PCD8584或PCF8584等元件等。

問題四：為何SCL信號線必須為雙向？
答：理由很單純，當使用多個主控制的場合就需要了。

問題五：如何追蹤I2C介面上的信號活動？
答：市面上有些廠商在販售監視裝置 （Monitor）或除錯工具（Debugger），可以自行上網查詢。

問題六：I2C介面與SMbus的差異性與相容性？
答：這是一個好問題。兩者都是兩線式（2-wire）的介面，基本上是彼此相容的。然而，SMbus的動作速度僅有100KHz，I2C介面尚有400KHz與2MHz。因此，相容性是指「有限度」的相容性。
　

圖十六　典型的資料通信架構，都有起始（Start）與結束（Stop）狀態。
　

逾時（Timeout）以及最小的時脈速度，可說是I2C介面與SMbus的最大差異。

◎ I2C Bus = DC （no timeout）
◎ SMBus = 10kHz （35mS timeout）

其次，若仔細來觀察信號邏輯位階，兩者還是有所不同，請參閱下圖。
　

圖十七　I2C介面與SMbus的信號邏輯位階。
　

拉高電阻與電流位階（Current level）部分也值得注意。SMBus規定的沉入電流（Sink current）為100uA～350uA，I2C介面卻是3mA，間接也就決定了拉高電阻的可接受值。