LPC55S36 I3C Hot-Join 处理流程详解

小恩GG

1. I3C 协议与 Hot-Join 简介
I3C（Improved Inter Integrated Circuit）是由 MIPI 联盟推出的新一代串行通信协议，旨在替代传统的 I2C 协议。相比 I2C，I3C 提供了更高的数据速率、更低的功耗以及更丰富的功能特性，如动态地址分配、In-Band Interrupt（IBI）、Hot-Join、节能模式等。
与传统的 I2C 协议不同，I3C 支持动态地址分配和更高效的事件通知机制。Hot-Join 是 I3C 的关键特性之一，适用于系统运行过程中新增传感器或外设的场景。控制器必须识别该 IBI 为 Hot-Join 类型，并决定是否接受该设备加入。
Hot-Join 是 I3C 协议中的一种机制，允许新的目标设备在总线运行过程中加入通信。目标设备通过拉低 SDA 线并发起 In-Band Interrupt (IBI) 请求，通知控制器其加入意图。

本文将详细介绍在 LPC55S36 平台上如何处理 I3C 协议中的 Hot-Join（热插拔）事件，包括控制器寄存器配置、协议流程解析、目标设备代码实现，以及逻辑分析仪截图辅助说明。

硬件环境：

      开发板：LPC55S36 EVK

软件环境：

      IDE：MCUXpresso IDEv25.06.0

      SDK：SDK Builder |MCUXpresso SDK Builder (nxp.com)

      基础工程:lpcxpresso55s36_i3c_interrupt_b2b_transfer_master

                     lpcxpresso55s36_i3c_interrupt_b2b_transfer_slave

2. I3C 协议中的 Hot-Join 流程图

根据i3c spec 中的hot join 流程图。

Hot-Join 流程概述

流程如下：

2.1. 总线空闲（Bus Idle）

总线处于空闲状态，目标设备检测到总线空闲后尝试发起 Hot-Join。

2.2. 发送 Hot-Join 请求

设备发出 START 条件，并发送 Hot-Join 地址（固定为 0x7E）。

RnW = 0（写操作），表示 Hot-Join 请求。

2.3. 主机响应

主机根据当前总线状态和策略，可能：

2.3.1 ACK：接受 Hot-Join。

主机发送 STOP，表示请求完成。

后续执行 DAA（Dynamic AddressAssignment） 流程，为新设备分配动态地址。

2.3.1 NACK：拒绝 Hot-Join（暂时不允许加入）。

设备会稍后重试。

3. 目标设备（Slave）Hot-Join 关键代码

1. i3c_slave_config_t slaveConfig;
   
2. I3C_SlaveGetDefaultConfig(&slaveConfig);
   
3. slaveConfig.staticAddr = I3C_STATIC_ADDRESS;
   
4. slaveConfig.vendorID = I3C_VENDOR_ID;
   
5. slaveConfig.offline = false;
   
6. I3C_SlaveInit(EXAMPLE_SLAVE, &slaveConfig, I3C_SLAVE_CLOCK_FREQUENCY);
   
7. i3c_slave_handle_t slaveHandle;
   
8. I3C_SlaveTransferCreateHandle(EXAMPLE_SLAVE, &slaveHandle, i3c_slave_callback, NULL);
   
9. I3C_SlaveTransferNonBlocking(EXAMPLE_SLAVE, &slaveHandle, kI3C_SlaveAllEvents);
   
10. I3C_SlaveRequestEvent(EXAMPLE_SLAVE, kI3C_SlaveEventHotJoinReq);
    
11. g_requestSent = false;
    
12. while (!g_requestSent)
    
13. {
    
14. }

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I3C_SlaveRequestEvent(EXAMPLE_SLAVE,kI3C_SlaveEventHotJoinReq); 为 目标设备的hot join 请求。

4. 主设备（master）Hot-Join 关键代码

在 LPC55S36 中，控制器通过配置 MCTRL 寄存器来处理 I3C 总线上的 Hot-Join 请求。整个流程分为两个阶段：监听阶段和响应阶段，确保控制器能够灵活应对目标设备的动态接入。

4.1 配置 MCTRL 寄存器，进入 AutoIBI +Manual 模式

1. mctrlVal = I3C0->MCTRL;
   
2. mctrlVal &= ~(I3C_MCTRL_REQUEST_MASK | I3C_MCTRL_IBIRESP_MASK);
   
3. mctrlVal |= I3C_MCTRL_REQUEST(kI3C_RequestAutoIbi) |
   
4. I3C_MCTRL_IBIRESP(kI3C_IbiRespManual);
   
5. I3C0->MCTRL = mctrlVal;

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•     kI3C_RequestAutoIbi：控制器进入自动监听模式，当目标设备拉低 SDA 发起 IBI（如 Hot-Join）时，控制器自动检测。

•     kI3C_IbiRespManual：控制器在收到 IBI 后不立即响应，而是进入等待状态，由应用程序决定是否 ACK 或 NACK。

•     此阶段的配置是为了确保控制器能够捕捉到 Hot-Join 请求，并将处理权交给软件层。

4.2 轮询 MSTATUS 寄存器，等待 Hot-Join IBI 到来

1. do {
   
2. mstatusVal = I3C0->MSTATUS;
   
3. } while (((mstatusVal & I3C_MSTATUS_NACKED_MASK) == I3C_MSTATUS_NACKED(1)) ||
   
4. ((mstatusVal & I3C_MSTATUS_IBITYPE_MASK) != I3C_MSTATUS_IBITYPE(3)) ||
   
5. ((mstatusVal & I3C_MSTATUS_SLVSTART_MASK) != I3C_MSTATUS_SLVSTART(1)) ||
   
6. ((mstatusVal & I3C_MSTATUS_MCTRLDONE_MASK) != I3C_MSTATUS_MCTRLDONE(1)) ||
   
7. ((mstatusVal & I3C_MSTATUS_COMPLETE_MASK) != I3C_MSTATUS_COMPLETE(1)) ||
   
8. ((mstatusVal & I3C_MSTATUS_IBIWON_MASK) != I3C_MSTATUS_IBIWON(1)));

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4.3 手动 ACK Hot-Join 请求

1. mctrlVal &= ~(I3C_MCTRL_IBIRESP_MASK | I3C_MCTRL_REQUEST_MASK);
   
2. mctrlVal |= I3C_MCTRL_IBIRESP(kI3C_IbiRespAck) |
   
3. I3C_MCTRL_REQUEST(kI3C_RequestIbiAckNack);
   
4. I3C0->MCTRL = mctrlVal;

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•     kI3C_RequestIbiAckNack：发起手动 ACK/NACK 请求。

•     kI3C_IbiRespAck：明确表示接受该 Hot-Join 请求。

•     此阶段是对第一阶段的补充，完成对目标设备的响应。

4.4 发送 STOP

1. I3C_MasterEmitStop(I3C0, true);

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4.5 执行 DAA（Dynamic AddressAssignment） 流程

1. I3C_MasterProcessDAA(EXAMPLE_MASTER, addressList, 8);

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5. 逻辑分析仪截图

逻辑分析仪显示，目标设备发起Hot-Join， 主设备 成功ACK 并动态分配地址。

6. 总结

本文成功验证了在LPC55S36 平台，如何发起hot join请求，如何处理hot join请求。

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