I3C是个什么鬼？还能用LPC55S28模拟实现？

NXP管管 · 发表于 2021-6-10 08:49:04

说I3C总线之前要提一提I2C总线。I2C的全称是“Inter Integrated Circuit”，就是集成电路总线。

对一名嵌入式工程师来说，I2C总线再熟悉不过了。因为很多传感器模块都是用的是I2C总线。在这里再碎碎念一下它的优点：节省端口，只需要两根线；一条总线上面可以接多个I2C模块，多主多从；每个从机都有地址，可寻址通信。这些优点让它用起来简单方便。

几乎在每个嵌入式板子上面都可以找到它的身影，板子上面接一个EEPROM，温湿度传感器，或者是加速度传感器，用它特别好。

而我们今天的主角并不是它，因为在I3C面前它是小弟。话说I3C是什么物种，为何敢对I2C妄称老大，我们来看看它有什么本领。

I3C的全称是“Improved Inter Integrated Circuit”。说白了就是升级版的I2C，或者叫I2C plus，但是I2C plus已经存在了，它只能在前面加个improved, 提高版。

那它究竟提高在哪些地方了？经过小编七七四十九天的刻苦钻研，终于参透一二。

  ·首先，I3C在速度方面有很大提高，正常模式下可以高达12.5Mbps, 特定模式下可以达到25Mbps。
  ·其次，传输1Mbit的数据， I3C的功耗较低，因为速度上去了，时间短，总功耗低。
  ·还有，I3C可以动态分配地址，给新加入成员分配地址，听着好像是有点意思。
  ·还有+1，I3C允许带内中断，书上叫“In-Band Interrupt”，也就是在地址仲裁阶段允许从机给主机发中断，这就出现了向上层及时反馈的通道，挺好。
  ·还有+2，允许从机热加入，就是一个从机直接加入总线，现场让主机分配地址，这个听起来有点秀。
以上是小编参透的基本内容，听起来还是很刺激交感神经的。

有大佬会问，它的优势在哪里。问得好，我感觉它就是特长生。跟I2C比，它比的是速度，高出好几倍。跟SPI它比的是管脚少，多主多从。跟USB比，它是同步信号，协议简单。巧妙地填补了漏洞，占据一方城池。

此时我们的讨论已经进入了一个小高潮，相信有些同学想玩一玩这个I3C总线，不但如此，我们的客户更要把I3C集成到他的系统中，具体要求是做一个I3C的集中器，把传统的I2C、SPI、UART等设备，连接到I3C主机的上位机系统中。

那么问题来了，有I3C外设的芯片或MCU还不是很多，NXP的RT系列是有的，LPC系列目前还木有。为了贯彻恩智浦对客户有求必应的原则，小编决定从最底层做起，用对客户性价比最好的LPC55S28，使用内部的大神EZH手撸了一个I3C从机，配合现有的其它接口实现客户的需求。

EZH是LPC系列MCU内部无所不在的多面手，该大神上得厅堂，下得厨房，既可投笔从戎，又可舌战群儒。有点夸张，但不足为过。

小编用EZH模拟I3C从机接口是真下功夫了，好几次都差点放弃。

首先I3C有个最大的特点就是在推挽输出和开漏输出之间不停切换，这就要求IO口不停在高阻态和推挽输出之间切换。其次是速度最高可达12.5Mbps，对于主频150MHz的MCU上面模拟这么高的频率还是很难的(/(ㄒoㄒ)/~~)。

下图是调试硬件，用RT600当作I3C主机，用LPC55S28模拟I3C从机。

下图是小编调试中的波形，8.3Mbps. 最高实现过11MHz，再高的话就很难了。

相信在不久的未来，I3C总线会越来越普及，存在于每一个MCU上面，而不必再这么费劲去模拟。

本文简单介绍了I3C的特点和优势，并介绍了一个具体的案例。有兴趣的朋友可以在评论区多多留下宝贵意见。

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