[发明专利]一种I2C总线的三线扩展方法及电路

说明书

本发明提供了一种I2C总线的三线扩展方法及电路，本发明增加了一根主器件到复用芯片的SDA链路，两组I2C共用一条SCL链路，在链路上，使用多路复用芯片对链路数据进行处理，负责数据的转发和分析，并对整个链路进行监控，保证两根数据线不会同时访问同一条复用链路，当一条数据链路出现故障的时候，另一条数据链路可以完全承担整个系统的通信任务，实现从器件通信效率以及通信稳定性的提升，保证在同样提高从器件挂载数目的基础上，提高总线容量，提高通信的及时性和质量，节省了I/O资源，降低了成本。

技术领域

本发明涉及电路的技术领域，具体涉及一种I2C总线的三线扩展方法及电路。

背景技术

I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是由飞利浦公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。I2C通过串行数据(SDA)线和串行时钟(SCL)线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别，而且都可以作为一个发送器或接收器(由器件的功能决定)。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。

由于I2C(Inter-Integrated Circuit)总线具有信号线少、控制简单方便等优点，在现今计算机网络通讯设备中，越来越多的设备采用I2C总线实现设备之间的通信。现有的I2C从设备连接在同一个I2C主设备下，其访问地址为相同固定的地址，因此并不能直接访问多个具有同一设备地址的I2C从设备，而必须增加额外的方案来实现对每一I2C从设备的单独访问和控制。现有技术中主要采用专用I2C复用芯片或利用CPU的I/O接口用软件方式模拟I2C总线时序来打开I2C从设备并进行访问。但是专用I2C复用芯片成本较高，不适合大量使用，而采用软件模拟I2C总线时序的方式会占据大量CPU资源而影响系统性能。

附图3为现有技术的I2C设备的拓展，在一组I2C链路上使用多路复用芯片，建立所述多路复用芯片与所述I2C设备的连接，通过芯片的二次寻址，解决同类型器件地址冲突的问题，实现更多从器件的挂载，来解决现有I2C设备的拓展成本高和因占用大量CPU资源影响系统性能的技术问题。虽然现有技术使用多路复用芯片，可以使链路上挂载更多的从器件，但是由于I2C接口本身的数目并没有改变，而且I2C协议的通信速率较慢，当挂载过多从器件的时候，会出现总线资源的长时间占用，导致链路的堵塞拥挤，造成总线通信的质量和及时性下降。此外，采用一组总线挂载多组设备，一旦上端的接口出现故障，并没有应急的通信链路来维持低强度的通信，整个链路都会陷入瘫痪。

因此，针对现有技术中，I2C多路复用芯片只能增加从器件挂载数目，无法提高I2C总线通信上限的缺点，本领域亟需一种技术来保证在同样提高从器件挂载数目的基础上，提高总线容量，提高通信的及时性和质量。

发明内容

基于上述问题，本发明提出了一种I2C总线的三线扩展方法及电路，在原有I2C链路的基础上扩展出一套三线复用系统，保证在同样提高从器件挂载数目的基础上，提高总线容量，提高通信的及时性和质量。

本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种I2C总线的三线扩展方法，包括：

步骤101，提供多路复用芯片；

步骤102，建立主器件与所述多路复用芯片的连接，所述主器件通过所述多路复用芯片输入端的第一SDA线路、第二SDA线路及SCL线路输入到所述多路复用芯片；

步骤103，所述多路复用芯片输出端通过输出端的SCL线路、第一SDA线路、第二SDA线路及第三SDA线路输出寻址，实现四组双线链路。