I2C

Stichpunkte

Allgemein
	gesprochen I-Quadrat-C bzw
	I2C (für Inter-Integrated Circuit
	I-squared-C) ist ein von Philips Semiconductor entwickelter serieller Bus für Computersysteme
	um Geräte mit geringer Übertragungsgeschwindigkeit an ein Embedded System oder eine Hauptplatine anzuschließen
	Er wird benutzt
	wurde aber später zu einem einfachen internen Bussystem umgebaut
	um mit verschiedenen Chips von Philips Steuerungselektroniken bauen zu können
	Das ursprüngliche System wurde in den frühen 1980er Jahren als Batterie-Kontrollinterface entwickelt
	I2C benutzt lediglich zwei bidirektionale Pins (Takt=SCL und Daten=SDA) sowie die Gerätemasseleitung
	Takt- und Datenleitung sind meist mit Pull-Up-Widerständen an die positive Versorgungsspannung angeschlossen (Wired-AND)
	Der Bus arbeitet meist mit 100 kbit/s im Standard-Modus
	lässt sich jedoch auch in einen langsamen Modus schalten
	bei dem dann 10 kbit/s übertragen werden können
	Modernere Implementierungen und entsprechende Chips lassen Datenraten von 400 kbit/s bis über 3
	4 Mbit/s zu
	Der Bus ist als Master-Slave-Bus konzipiert
	Der Master sendet und ein Slave reagiert darauf
	Mehrere Master sind möglich (Multimaster-Mode)
	Die Buszuteilung (Arbitrierung) ist dabei per Spezifikation geregelt
	Prinzipiell können verschieden schnelle Geräte parallel an einem Bus betrieben werden
	Ist ein Slave-Gerät langsamer als der immer durch den Master vorgegebene Bustakt SCL kann es durch clock stretching den Master während des Bit-Transfers definiert bremsen
	bis der Slave senden kann
	Dabei wird die SCL-Leitung vom Slave solange auf logisch Null gehalten
	Dies ist wegen der Wired-AND-Verschaltung von SDA und SCL jedem Gerät am Bus möglich
	Voraussetzung ist dabei jedoch
	dass die Start- und Stopp-Bedingungen (d.h. eine Pegeländerung an SDA während SCL logisch 1 ist) vom langsamen Gerät auch dekodiert werden können. Slaves besitzen Adressen
	Der Adressraum beträgt 7 b.z.w 10 Bit (Erweiterung)
	Slaves können vom Master Byte-weise adressiert
	geschrieben (Daten an Slave) oder gelesen (Daten vom Slave) werden
	Im Page-Modus können Blöcke aus mehreren Bytes übertragen werden
	wenn sich ihr logischer Pegel während einer Clock-Phase nicht ändert
	Daten (Einzelbits) sind nur gültig
	Das Übertragungsprotokoll nutzt ein Bestätigungsbit (ACK) für Datenpakete
	Eine Prüfsumme wird aber nicht verwendet
	Buchsen) zu rechnen ist. Busse dieses Typs kamen in Mode
	Rauschen
	wo weder mit Ãœbersprechen
	EMV noch mit Kontaktproblemen (Stecker
	Diese Tatsache schränkt die Verwendung des Busses auf störungsarme Anwendungsbereiche
	als die Ingenieure bemerkten
	dass ein Großteil der Kosten eines integrierten Schaltkreises von der Größe des Gehäuses und der Anzahl der Pins abhingen
	Ein großes Gehäuse hat mehr Pins
	daher auch mehr Herstellungsschritte
	die versagen können
	wiegt mehr und hat mehr Verbindungen
	braucht mehr Platz auf der Leiterplatte
	Produktions-
	All dies steigert die Entwicklungs-
	oder verringert den Komfort (Gewicht ist z
	Testkosten und später auch die Betriebskosten
	B. ein kritischer Faktor für Mobiltelefone)
	Eine besondere Stärke von I2C ist die Tatsache
	dass ein Mikrocontroller ein ganzes Netzwerk von Chips mit nur zwei I/O-Pins und einfacher Software kontrollieren kann
	die zwar unbedingt notwendig sind
	ist I2C durch seine niedrigen Kosten geradezu ideal für Peripherie-Geräte
	aber nicht schnell sein müssen
	Obwohl er viel langsamer als die meisten Bus-Systeme ist
	Kontrolle von Taktgeneratoren
	Echtzeituhren
	Er wird häufig für Selbsttests
	zur Kommunikation von ICs innerhalb von Videorecordern oder Fernsehgeräten etc. eingesetzt
	kleine nichtflüchtige Speicher
	Lautstärkeregler
	langsame Analog-Digital- oder Digital-Analog-Wandler
	Auch während des Betriebes können Chips zum Bus hinzugefügt oder entfernt werden
	was I2C auch für im Betrieb tauschbare Geräte nützlich macht
	was bis zu 112 Knoten auf einem Bus erlaubt (16 der 128 möglichen Adressen sind für Sonderzwecke reserviert)
	Der grundlegende Bus hat einen Adressraum von 7 Bit
	1992 wurde die erste standardisierte Version v1.0 veröffentlicht
	Diese fügte einen neuen "schnellen" Modus mit 400 kbit/s hinzu und erweiterte den Adressraum auf 10 Bit
	so dass nun bis zu 1.024 Knoten unterstützt werden
	Version 2.0 aus dem Jahr 1998 fügte einen "Hochgeschwindigkeits-Modus" mit 3
	wobei die Strom- und Spannungsanforderungen in diesem Modus gesenkt wurden (dadurch spart der Bus ganz nebenbei auch noch Energie)
	4 Mbit/s hinzu
	Die neueste Version v2.1 von 2001 ist eine kleine Aktualisierung gegenüber 2.0
	kurz DDC) benutzt. [Bearbeiten]
	I2C wurde auch als Basis für ACCESS.bus und VESA's Monitordaten-Interface (Display Data Channel
Weblinks
	Philips I2C-Spezifikation (http://www.semiconductors.philips.com/buses/i2c/) I2C Bus / Access Bus (http://www.interfacebus.com/Design_Connector_I2C.html) en:I2C

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