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Aborder le fonctionnement du bus I²C

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Découvrez, dans les grandes lignes, les principes de fonctionnement du bus de communication I²C (Inter-Integrated Circuit, protocole de liaison entre circuits intégrés).
04:46

Transcription

Dans cette vidéo, je vais vous parler de la liaison I2C. Alors dans la notice technique de notre mega, vous trouverez au chapitre 22 : 2-wire Serial Interface, qui correspond exactement au protocole I2C. Alors ce protocole a été mis en place par Philips dans les années 80, pour répondre à un vrai besoin, une vraie problématique, à savoir comment pouvoir transmettre de la donnée entre plusieurs maîtres et plusieurs esclaves avec deux lignes. Alors en fait, il faut savoir que vous avez une ligne SCL, qui sert pour l'horloge, et une ligne SDA qui sert pour la donnée. Alors les deux sont reliées à deux résistances dites de pull-up. Alors ces résistances ont normalement deux valeurs identiques, dans 95% des cas, puisque si vous avez deux maîtres qui sont sur le même bus pour interroger plusieurs esclaves, en général, ils sont synchronisés quand même à la même fréquence d'horloge. Alors, il y a une particularité sur ce bus avec ces résistances de pull-up, c'est à dire que nous fonctionnons à 0 dominant et 1 récessif. Je m'explique : en fait, vous avez un système de transistors, qui permet, lorsqu'on veut envoyer un 1 logique, de mettre en fait en court-circuit la ligne VCC par le biais de la résistance de pull-up, et qui va tirer la ligne aux 0 volts lorsqu'on va vouloir y mettre un 1 logique. Donc c'est pour ça qu'on parle de 0 dominant et de 1 récessif, parce que en fait, le 1 est forcément remis au plus VCC. Alors il faut faire la distinction justement entre l'état logique et l'état électrique. Alors continuons un peu notre prospection, les choses importantes à retenir, ce sont les capacitances total d'entrée sur le bus, qui ne doivent pas dépasser 400 pF. Je m'explique, sur chaque maître ou esclave, vous avez une capacitance d'entrée qui se mesure en quelques pF, et il ne faut pas que l'ensemble de ces entrées, maîtres et esclaves confondus sur le bus dépasse 400 pF. Après, vous avez une fréquence d'horloge qui peut varier entre 100 kHz ou 400 kHz. Alors au niveau de la validité d'une donnée, c'est très simple, une fois que l'horloge est stable, la donnée est envoyée automatiquement. Tout se fait en fait de façon synchrone par rapport à l'horloge. Alors voici le genre de trame que l'on peut avoir. Soit par exemple le maître désire obtenir une réponse de la part de l'esclave, donc vous avez une condition de start qui se fait ici, il envoie sa trame, et puis après il peut laisser le bus libre, ou, deuxième possibilité, il envoie une condition de start, il envoie sa trame, sauf qu'il n'a pas fini de discuter avec son esclave, dans ce cas là il fait une condition de repeat start, donc simplement union acquittement, pour ne pas perdre en fait la main sur le bus. Il faut savoir que ceci, cette durée, ne doit pas excéder 4,7 microsecondes. Alors après, vous avez des adresses qui sont plus ou moins réservées, notamment l'adresse 000, donc c'est à dire, si vous mettez ici, ces 7 bits ici à 0, c'est un appel général, et vous avez quelques adresses, comme ça, qui sont vraiment réservées. Alors au niveau de la trame, ici, il faut savoir que vous envoyez d'abord le MSV et ensuite le LSV. Ensuite vous envoyez une condition, soit d'écriture, ici, le Write, soit de lecture. Alors si vous mettez 1, c'est de la lecture, si vous mettez un 0, en fait ce sera de l'écriture. Donc après, on vous présente les différentes possibilités pour obtenir en fait une conversation entre son maître et son esclave. Alors on va juste parler de quelque chose qui peut être important, à savoir, par exemple, l'arbitrage, voilà. Alors, supposons que nous avons deux maîtres qui veulent discuter en même temps, c'est simplement celui qui va laisser la ligne au repos, donc à un 1 électrique, donc à plus ?? le plus longtemps qui va perdre l'arbitrage par rapport à celui qui va imposer un 0 logique, donc sur la ligne. Donc c'est pour ça que nous sommes toujours sur le 0 dominant et le 1 récessif. Donc voilà comment on arrive un peu à effectuer l'arbitrage entre deux maîtres qui veulent prendre la communication au sein d'un même bus I2C pour communiquer avec un ou plusieurs esclaves.

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Date de parution :31 août 2017
Mis à jour le:22 sept. 2017

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