I3C协议 |01. 简介

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I3C协议学习笔记

最近开始使用I3C，以及I3C VIP了，IP不大，功能不少，目前还在探索阶段。之前断断续续看过I2C， 很久没用也忘记了，也没有系统学习过。开这个帖子和大家一起探讨，如果不正确的地方，欢迎批评指正。

I3C（Improved Inter-Integrated Circuit）协议是一种新型的传感器总线协议，旨在解决I2C和SPI协议在低功耗、高性能和高集成度方面的局限性。I3C协议在保持与I2C协议兼容的同时，引入了许多新的特性，如动态地址分配(DAA)、高速数据传输(HDR)和高级电源管理等。

在此之前，由于没有统一的物理传感器接口方法，设备和平台设计者面临着包括I2C、SPI和UART等数字接口碎片化问题，多种协议没法统一 ，多种信号，如专用中断，芯片选择信号，使能和睡眠信号等增加了GPIOs数量，而更多的引脚和更多的PCB层又反过来推高了系统成本。

随着时间的推移和传感器数量的增加，这种情况变得越来越难以支持和管理。MIPI I3C接口通过为传感器提供快速、低成本、低功耗的两线数字接口，简化了移动无线产品中的传感器系统设计架构。

主要功能点：

I3C接口的两个最重要关注点是: 在传输数据和控制时使用尽可能降低能耗，同时减少接口使用的物理引脚数量。

1. 两线(SCL, SDA)串行传输，接口速率高达12.5M；
2. 在总线上，I3C设备和I2C设备共存；
3. 支持动态分配地址，但对于I2C设备只支持静态地址；
4. 支持I2C发送数据；
5. 单数据速率（SDR）发送消息；在basic协议中不支持HDR，HDR是指在CLK的双沿传输数据。
6. Multi-Drop能力（多设备连接能力）：I3C允许在同一总线上连接多个设备，这些设备共享总线资源，通过总线进行通信。这种多设备连接能力使得I3C能够支持更复杂的系统设计，同时简化布线和降低系统成本。在I3C总线上，设备可以是主设备（Master）或从设备（Slave），它们之间可以进行双向通信。
7. Multi-Master能力（多主控制器能力）：I3C支持多个主设备（Master）共存于同一总线上，即存在main master和secondary master。但在同一时间只允许一个master控制总线；这些主设备可以独立控制总线上的从设备（Slave）。多主控制器能力使得I3C具有更高的可扩展性和灵活性，可以应对更复杂的系统需求。在多主控制器环境下，主设备之间需要通过仲裁（Arbitration）机制来协调对总线的访问，避免冲突和资源竞争。
8. 支持In-Band Interrupt: 带内中断，是指在I3C总线上，设备之间通过同一通信信道（即数据总线）来传输中断信号，在I3C中，带内中断允许从设备（Slave）在需要时主动通知主设备（Master）发生了某种事件或状态变化，例如数据更新、设备错误等。这种机制可以提高系统的实时性和响应速度，同时简化硬件设计，减少引脚和布线的需求，与传统的Out-of-Band中断（带外中断）不同，后者需要额外的硬件引脚和信号线来传输中断信号。
9. 新增两种message类型：Broadcast message, 广播通信，使用专用的I3C 广播地址，7'h7E, 将发送给总线上所有的i3c从机，I2C设备会直接忽略，不响应；Direct message, 发送给指定的从机；
10. Hot-Join 机制：I3C协议支持Hot-Join机制，即在I3C总线完成配置之后加入到总线当中。
11. 支持通用命令码(Common Command Codes, CCCs)：可以直接传输到特定的I3C从设备，也可以同时传输到所有的I3C从设备。CCC命令的传输是通过SDR（Single Data Rate）方式进行的，并以I3C广播地址（7'h7E）作为起始地址。
12. 错误检测以及恢复方式：I3C协议中针对主机和从机规定了多种ERROR，以及恢复的方式。

好了，今天的分享就到这里了，个人愚见，如有错误也欢迎批评指正。持续更新，欢迎关注。觉得有帮助的朋友，希望能够点个赞鼓励一下！！你的每个鼓励都是我持续创作的动力！