Классический вариант обмена данными между любыми устройствами заключается в том, что одно устройство передает информацию, а другое ее принимает. Устройства могут при необходимости поменяться ролями, то есть передатчик может стать приемником и, наоборот, приемник — передатчиком. Но в любом случае важно четко определить, какое из устройств является главным, задающим правила и последовательность обмена, а какое — подчиненным.
Устройства, подключаемые к шине ГС, также подчиняются этому принципу. Договорились, что одно из устройств будет ведущим (master), а остальные — ведомыми (slave). Такая организация шины называется master-организацией и является наиболее типичным случаем (рис. 1.1).
Master-устройством обычно назначается микроконтроллер. Именно он задает основной поток данных на шине, формирует необходимые временные интервалы и т. д.
Гораздо реже используется в аппаратуре режим multi-master (рис. 1.2), когда к одной шине подключено несколько master-устройств.
Сложность такой организации шины состоит главным образом в том, что master-устройства должны решать, кто из них будет работать в данный момент со slave-устройствами. Одновременно на шине может совершать операции только одно master-устройство, остальные обязаны отключаться. В противном случае возникает ситуация, называемая шинным конфликтом. Информация может попросту не дойти до адресата, нарушится работа устройства.
Для того чтобы исключить шинные конфликты, в режиме multi-master должны содержаться процедуры арбитража и синхронизации, устанавливающие порядок работы master-устройств. В книге мы не будем рассматривать этот режим подробно с точки зрения аппаратной реализации, разберемся лишь, как осуществляется арбитраж устройств и их синхронизация. Основное внимание сосредоточим на классическом режиме с одним master-устройством.
История шины 12С в том виде, в котором она представлена сейчас, началась в 1992 году, когда фирмой Philips была выпущена ее первая спецификация версии 1.0. Эта спецификация исключала возможность задания адреса slave-устройства программным способом как наиболее сложную процедуру. Наряду со стандартным режимом скорости передачи данных 100 кбит/с (low-speed) был введен режим быстрой передачи (fast-speed) со скоростью до 400 кбит/с. Появился также режим 10-разрядной адресации.
Версия 2.0, выпущенная в 1998 году, ввела в спецификацию шины быстродействующий режим (Hs-mode) со скоростью передачи до 3,4 Мбит/с. Причем требования предписали вводить обязательную возможность совместимости с режимами low-speed и fast-speed. К моменту появления версии 2.0 шина 12С распространилась по всему миру, став международным стандартом. Было разработано более 1000 интегральных схем, лицензия на официальное использование спецификации приобретена более чем 50 фирмами.
Версия 2.1, датируемая 2000 годом, включает в себя незначительные модификации, не нашедшие отражения в версии 2.0. На момент написания этой книги версия 2.1 является последней действующей версией, выпущенной Philips. Не исключено, что в процессе подготовки книги в печать выйдет очередная модификация. Спешу успокоить читателя — едва ли новая версия будет содержать кардинальные отличия, да и в любом случае совместимость сохранится.
Мы не будем вдаваться во все тонкости и хитросплетения названных версий, разберем лишь самые необходимые для практики положения. Желающие подробнее ознакомиться с официальной документацией [4] без труда смогут получить ее с Интернет-сервера фирмы Philips (http://www.semiconductors.philips.com).
Интересно отметить, что фирма Philips особо выделяет в своей документации микросхемы, оснащенные интерфейсом 12С. Обложка или первый лист фирменных datasheet обязательно сопровождается значком, показанным на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Фирменный знак интерфейса 12С
Полная гамма микросхем с интерфейсом 12С, выпускаемых фирмой, насчитывает в настоящее время более 150 наименований, выполненных с применением как перспективной КМОП-технологии, так и с уже ставшей традиционной — биполярной. Номенклатура продолжает расти, так что следите за новинками!
Литература:
Б. Ю. Семенов,ШИНА 12С В РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ
Москва СОЛОН-Р 2002
0 коммент.:
Отправить комментарий