I3C協議Single Data Rate(SDR)模式研讀(一):總線配置Bus Configuration

從本篇開始將介紹I3C Protocol,其中主要包括兩種模式:SDR和HDR,詳細見下圖

1. Single Data Rate (SDR) Mode

SDR模式是I3C總線的默認模式,主要用於從當前主設備到從設備的私人消息傳遞。 SDR模式還用於進入其他模式,子模式和狀態(如本節和第2節所述); 以及內置功能,例如通用命令(CCC),帶內中斷,以及通過分配動態地址從I2C到I3C的轉換。

在過程和條件方面,I3C SDR模式與I2C協議[NXP01]極爲相似,因此I3C設備和許多舊式I2C從設備(但不是I2C主設備)可以共存於同一I3C總線上。但是,SDR模式還包括I2C中不存在的許多新功能。 對於I3C與I2C共享的過程和條件,SDR模式嚴格遵循I2C規範中的定義。從I3C主設備到I2C從設備的I2C流量將被所有I3C從設備正確忽略,因爲I3C協議旨在允許I2C流量。 大多數舊版I2C從設備不會看到從I3C主設備到I3C從設備的I3C流量,因爲I2C峯值過濾器對於I3C更高的時鐘速度是不透明的。

1.1 總線配置:BUS CONFIGURATION

I3C總線可以靈活高效地配置爲多個客戶端之間的鏈接。 在系統架構級別,爲I3C兼容設備定義了八個角色(請參見表2)。

I3C互連的示例框圖如圖8所示。在該圖中,藍色表示具有主角色的設備,粉紅色表示具有I3C從屬角色的設備,而紫色表示具有I2C從屬角色的設備。 請注意,I3C輔助主設備從藍色變爲粉紅色,說明了它們在主角色和從角色中都起作用的能力(在不同時間)。

與I3C兼容的設備可能具有多種特性,以適合其在I3C總線中的功能。根據I3C總線的系統設計,可能不需要爲特定的總線實例啓用給定設備的所有功能。但是,應在與該設備關聯的特性寄存器中描述每個I3C兼容設備的使能功能,如1.1.2節所述。I3C主控主機應在加電之前獲得I3C總線上任何舊式(legacy)I2C設備的特性(例如,總線上每個舊式I2C設備的固定地址)。

在每次從掉電狀態啓動時,主控主機應爲總線上的每個設備(包括其自身)分配唯一的動態地址。動態地址可創建設備帶內中斷的優先級。I3C總線上存在的任何輔助主設備都應通過第1.9節中所述的通用命令代碼,瞭解與總線上每個I3C兼容設備相關的動態地址分配和特性寄存器。

1.1.1 I3C設備特性:I3C Device Characteristics

I3C總線的配置將取決於準備在該I3C總線上處於活動狀態的I3C設備的特性。因此,在給定的I3C總線實例中扮演給定角色的活動I3C設備應履行該角色的所有責任,如表3所示。

I3C協議支持I2C從設備功能的子集。 例如,一個I3C從站可以具有靜態地址,但也支持動態尋址。 在以全時鐘速度運行的I3C總線中使用設備時,不應啓用50 ns的濾波器。 這些差異總結在表4中。在I3C系統中使用時,I3C從設備應啓用或禁用表4中所示的適當I2C功能。

I3C總線的性能在很大程度上取決於可能連接到該總線的任何僅I2C的設備。 因此,在I3C總線的任何實例上允許的所有僅I2C器件都必須符合表5中詳述的類別之一。此外(如表56所示),I3C總線上不存在I2C或I3C設備 與錯誤類型S0相關的任何地址匹配的固定I2C地址(請參見第1.10.1.1節)。

1.1.2  I3C特性寄存器

I3C特性寄存器在設備爲給定系統提供服務時,在I3C總線上描述和定義I3C兼容設備的功能。 沒有I3C特性寄存器的設備不得連接到公共I3C總線。

總共有三種特性寄存器類型:

總線特性寄存器(Bus Characteristics Register,BCR)

設備特性寄存器(Device Characteristics Register,DCR)

遺留虛擬寄存器(Legacy Virtual Register,LVR)

每個I3C兼容設備都應具有相關的特性寄存器,具體取決於設備類型,如下所述:
•每個I3C兼容設備(如表3所示)應具有一個總線特性寄存器和一個設備特性寄存器。
  •每個要連接到I3C總線的Legacy I2C設備都應具有一個關聯的Legacy虛擬寄存器。 由於這些是舊版設備,因此可以理解,該寄存器實際上會存在,例如作爲設備驅動程序的一部分。

連接到I3C總線的每個I3C設備都應具有一個關聯的只讀總線特性寄存器(BCR)。 該只讀寄存器描述了I3C兼容設備在動態地址分配和通用命令代碼中使用的角色和功能。 BCR中的比特應符合表6中的描述。

連接到I3C總線的每個I3C設備都應具有一個關聯的只讀設備特性寄存器(DCR)。 該只讀寄存器描述了在動態地址分配和通用命令代碼中使用的I3C兼容設備類型(例如,加速度計,陀螺儀等)。 DCR中的比特應符合表7中的描述。

每個可以連接到I3C總線的Legacy I2C設備都應具有一個關聯的只讀Legacy虛擬寄存器(LVR),以描述該設備的重要功能。 由於這些是舊版I2C設備,因此可以理解該寄存器實際上是存在的,例如作爲設備驅動程序的一部分。 當I3C總線上存在舊版I2C設備時,LVR數據將確定允許的模式和最大SCL時鐘頻率。 LVR中的比特應符合表8中的描述。

所有LVR均應由控制I3C總線的上級實體建立,並在進行總線配置之前轉移到I3C總線主控主機。 主機始終知道所有I2C設備的LVR內容。 可以使用DEFSLVS CCC將LVR信息傳輸到輔助主設備(請參閱第5.1.9.3.7節)。

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