ARM SoC上的I2C总线设计与实现

“基于ARM的片上系统（SoC）的I2C总线设计与实现，姜姝慧，牛凯，通过对I2C总线的设计调试，在基于ARM的片上系统（SoC）上，编写ARM处理器的驱动程序，配置相应的寄存器，驱动I2C总线对控制器进行操作，实现I2C总线的软件仿真。” 本文主要探讨了在基于ARM架构的片上系统（System on Chip，SoC）中设计和实现I2C（Inter-Integrated Circuit）总线的方法。I2C总线是一种多主控、两线制的通信协议，常用于微电子设备之间的低速通信，如传感器、存储器和显示控制器等组件的连接。 首先，作者提到了I2C总线的设计与调试过程，这是实现I2C功能的关键步骤。在设计过程中，需要考虑到总线的电气特性、时序规范以及总线仲裁机制，确保不同设备间能正确、高效地通信。调试则包括了对通信过程中的错误检测和故障排除，以保证系统的稳定性和可靠性。 接着，文章指出在基于ARM的SoC平台上，需要编写专门的驱动程序来支持I2C总线的操作。这个驱动程序通常由操作系统内核的一部分组成，负责初始化I2C控制器，设置相关的控制寄存器，以控制总线的时钟频率、数据传输速率以及启动和停止条件。配置这些寄存器是驱动程序的核心任务，它们直接影响到I2C总线的工作状态。 在实现I2C总线的软件仿真部分，作者通过编写驱动程序使ARM处理器能够模拟I2C协议，从而控制I2C总线上的设备。这种仿真方法对于测试和调试系统中的I2C通信非常有用，因为它可以在没有物理设备的情况下验证软件代码的正确性。 此外，文中还提到对EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）的读写操作。EEPROM是一种非易失性存储器，常用于存储配置信息或用户数据。通过I2C总线，可以实现对EEPROM的地址选择、数据传输和命令发送，进行读取和写入操作。这是I2C总线应用的一个典型示例，展示了其在数据存储和交换方面的实用性。 最后，为了验证I2C总线接口设计的正确性，作者在FPGA（Field-Programmable Gate Array）上实现了I2C接口。FPGA是一种可编程逻辑器件，可以快速原型验证硬件设计。通过FPGA实现，可以硬件级别的检查I2C通信协议是否按照标准执行，确保了设计方案的正确性和可行性。 该论文深入研究了基于ARM SoC的I2C总线设计，包括总线设计、驱动程序开发、软件仿真以及硬件验证，为实际嵌入式系统中采用I2C总线提供了重要的参考和技术支持。