I3C是下一代传感器的高性能接口

I3C是下一代传感器的高性能接口

I3C接口的目的

在保持向后兼容性的原始 I2C 标准的基础上，由 MIPI 联盟标准化的新 I3C接口增加了改进和重要的附加功能，例如多点操作机制。这种创新接口的主要目的是引入一个通用标准来管理与不同类型传感器的通信，同时确保高性能、低功耗和减少接口引脚的数量。图1显示了一个界面的应用图，我们可以立即看到：

只有两条线（SDA 和 SCL）的通信总线，与传统 I2C 中的通信总线完全相同

多种速度通信模式，允许高达 30.3Mbps 的数据数据

带内中断和热连接机制

在同一总线上连接多个主节点的可能性

能够连接 I3C 和 I2C 从设备（向后兼容）

I3C 接口中引入的新功能之一是连接到总线的每个从设备可以利用用于通信协议的相同 SDA 和 CLK 线生成中断信号。在这方面，我们谈到“带内”中断 (IBI)，这意味着不需要额外的线路或信号，从而节省成本并简化连接。以完全类似的方式，可以管理带内命令代码。其他显着特性包括 7 位动态寻址，仅适用于 I3C 设备（仍保留传统 I2C 接口的静态寻址）、多主机操作，以及支持总线上的“热插拔”设备（热连接功能） . I3C 接口还支持低功耗操作并显着提高传输数据速率，

I3C：技术概述

带内中断

接受从机的请求，发送一个 ACK​​ 并获取从机传输的数据字节。

拒绝来自从站的请求，但不禁用中断（被动 NACK）。一旦总线可用，从站现在可以重试操作。

通过禁用中断并发送 NACK 来拒绝来自从站的请求。

从设备使用带内中断机制将事件或状态变化通知主设备。通过这种机制自发发送信息的可能性允许 I3C 传感器仅在获得的物理量发生显着变化时（例如，考虑到检测到坠落运动的加速度计）向主机传达获取的物理量的显着变化，并且不需要与传统 I2C 和 SPI 接口一样的专用中断线。

热连接功能

同样重要的是离线功能，它允许从节点变为非活动状态，然后在稍后恢复正常操作。有两种离线模式：

从机完全不活动（相当于断电），只有在某些外部事件发生时才恢复活动；发生这种情况时，从机热加入总线以获取新的动态地址。

从机部分处于非活动状态，从某种意义上说，它继续监视总线以检查是否向其发送命令，例如从机复位，从机唤醒并返回操作。

常用命令代码

一个非常有用的功能是通用命令代码 (CCC)，即主机用来与连接到总线（广播）的所有从机或特定从机通信的命令。CCC 命令包括标准操作，例如启用/禁用事件、处理特定 I3C 总线功能（例如，动态寻址和时序控制）或其他总线操作。所有与 CCC 命令相关的代码均由 MIPI 联盟定义，部分值保留用于未来扩展。

主控请求

此功能允许辅助主节点在他们打算获得活动主节点角色时发送主控请求 (MR)。如果请求被当前主控接受，则主控权从后者转移到次主控。

通讯方式

单一数据速率 (SDR) 是与传统 I2C 接口的消息交换兼容的模式，提供高达 12.5 .MHz 的数据速率

高数据速率 (HDR) 包括几种与 I2C 不兼容的消息交换模式。在 SDR 和 HDR 操作模式下，SDA 引脚用作双向数据信号。第二个引脚在 SDR 和 HDR-DDR 模式下用作时钟信号 (SCL)，在 HDR-TSL 和 HDR-TSP 协议通信模式下用作双向数据信号。

SDR 模式支持不同类型的消息，例如标准 I2C 消息、广播消息和 CCC 消息，允许主机与总线上的所有设备通信并处理从机转发的请求（例如，带内中断或假设请求主人的角色）。有两种主要的 HDR 模式：HDR-DDR（双倍数据速率）和 HDR-TSL/TSP（三元符号），它们提供高于 33 Mbps 的比特率，而在快速模式（400 kHz ）。HDR-DDR 可用于与 MIPI I3C 从设备通信，允许将传统 I2C 设备连接到同一总线上，这将忽略高速 MIPI I3C HDR 广播。HDR-DDR 模式使用 SCL 信号作为时钟，数据位在 SCL 两侧同步。另一方面，HDR-TSL/TSP 模式允许三元符号编码（即，用于 I3C (TSP) 和 I2C-legacy inclusive (TSL) MIPI 系统的三位数基本代码。HDR-TSL 使用 SCL 和 SDA 作为数据线，其中每个周期必须至少传输一条线。转换索引用于将二进制符号的传输编码为三进制，以实现以非常低的功率进行高速传输。

图 ：进入 HDR 模式 CCC 总线模式

与 I2C（和 SPI）的主要区别

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