30秒搞定IIC時(shí)序分析

　　在I2C總線(xiàn)產(chǎn)品的硬件測試中，驗證時(shí)序是否滿(mǎn)足標準時(shí)經(jīng)常要對十幾項參數進(jìn)行逐一測量，工作繁瑣耗時(shí)長(cháng)。但如果用了這一功能，30s之內即可搞定I2C時(shí)序分析軟件。此功能ZDS全系列示波器均可免費升級!

　　1、I2C總線(xiàn)介紹

　　I2C總線(xiàn)是PHLIPS公司推出的一種串行總線(xiàn)，是具備多主機系統所需的包括總線(xiàn)裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線(xiàn)。I2C總線(xiàn)用于連接微控制器及其外圍設備。

　　圖1 I2C器件選擇

　　物理結構上，I2C總線(xiàn)只有兩根雙向信號線(xiàn)，一根是數據線(xiàn)SDA，另一根是時(shí)鐘線(xiàn)SCL。

　　SCL(串行時(shí)鐘線(xiàn))：上升沿將數據輸入到每個(gè)EEPROM器件中;下降沿驅動(dòng)EEPROM器件輸出數據。

　　SDA(串行數據線(xiàn))：雙向數據線(xiàn)，為OD門(mén)，與其它任意數量的OD與OC門(mén)成“線(xiàn)與”關(guān)系。

　　圖2 I2C總線(xiàn)內部結構

　　I2C總線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接正電源。當總線(xiàn)空閑時(shí)，兩根線(xiàn)均為高電平。連到總線(xiàn)上的任一器件輸出的低電平，都將使總線(xiàn)信號變低，即各器件的SDA及SCL都是線(xiàn)“與”關(guān)系。

　　I2C有三種速率，如下：

　　普通模式(100kHz);

　　快速模式(400kHz);

　　高速模式(3.4MHz)。

　　I2C總線(xiàn)數據有效性

　　I2C總線(xiàn)進(jìn)行數據傳送時(shí)，時(shí)鐘信號SCL為高電平期間，數據線(xiàn)SDA上的數據必須保持穩定，只有在時(shí)鐘線(xiàn)SCL上的信號為低電平期間，數據線(xiàn)SDA上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化，如圖3所示。

　　圖3數據有效性

　　2、I2C時(shí)序分析軟件

　　ZDS4000 Plus系列示波器是行業(yè)內首個(gè)標配I2C時(shí)序分析軟件的示波器，該分析軟件適用于所有應用I2C總線(xiàn)產(chǎn)品的硬件測試，特別是批量產(chǎn)品的硬件測試。傳統的測試方法，需要人工定位每一項參數并單獨卡光標測量，平均測試一組數據的時(shí)間約為30~60分鐘，不僅效率低，而且容易引入讀數誤差甚至錯誤。

　　使用I2C時(shí)序分析軟件，它能夠在極短的時(shí)間內完成總線(xiàn)信號的DC特性和AC特性分析，并與器件手冊標稱(chēng)參數做對比，直接輸出測試結果(Pass/Fail)，同時(shí)支持報表導出，省去人工錄入數據的煩惱，極大的提升測試效率。具體測試界面如下圖4所示。

　　圖4 I2C時(shí)序分析界面

　　3、I2C時(shí)序分析測試參數

　　I2C時(shí)序除了要分析其解碼情況，還需驗證是其否滿(mǎn)足I2C的AC特性標準，I2C時(shí)序分析功能測試參數及手冊標稱(chēng)如表1所示，包括時(shí)鐘頻率、起始信號/數據信號建立時(shí)間、起始信號/數據信號保持時(shí)間、時(shí)鐘低/高電平時(shí)間和總線(xiàn)空閑時(shí)間等十幾項測試參數。

　　下圖5中黃色部分為測試項目所對應的測試具體位置。

　　圖 5 I2C測試項目

　　4、I2C時(shí)序分析實(shí)例應用

　　此次測試選用標配有I2C時(shí)序分析軟件的ZDS4054 Plus示波器進(jìn)行測試。如圖6所示為I2C時(shí)序分析參數設置界面，包含總線(xiàn)設置和參數設置，根據測試的標準用戶(hù)可自行調節參數的數值。

　　圖 6 參數設置界面

　　l總線(xiàn)電平：即輸入電壓Vcc，一般的I2C輸入電壓為3.30V，若為其他輸入電壓值也可通過(guò)旋鈕A對其進(jìn)行調節?？偩€(xiàn)電平Vcc的調節將會(huì )影響VIL和VIH 的值，Vcc與VIL 、VIH存在如表2所示的關(guān)系。

　　l輸入的高電平/低電平電壓(VIH 、VIL)：兩者輸入的值由Vcc決定，滿(mǎn)足表2所示的關(guān)系，也可以通過(guò)旋鈕A對其進(jìn)行調節，它們值的變化將不會(huì )影響Vcc值的變化。

　　設置完參數后點(diǎn)擊【返回】可查看到測試分析的結果，如下圖7所示。

　　圖 7 I2C時(shí)序分析

　　5、I2C時(shí)序測試數據細節分析

　　如圖8所示：

　　l通過(guò)觀(guān)察測試表中的測量參數，若所測量的參數符合測試標準則通過(guò)測試，顯示為“Pass”;

　　l若不符合設定的標準則不通過(guò)測試，顯示為“Fail”;

　　l若測試表中顯示“No Test”則表示找不到測試信號，此時(shí)可調整示波器水平時(shí)基，使示波器的屏幕上盡可能出現幾幀甚至十幾幀的波形，有利于對多點(diǎn)進(jìn)行測試分析和比較。

　　l在測試表的最下方將顯示最終的整體測試效果，若完全通過(guò)測試則顯示“Pass”，若有一項不通過(guò)測試，則為“Fail”。

　　圖 8 I2C時(shí)序測試結果

　　l在測試列表中旋轉旋鈕B可查看測試表中的參數測試結果，需要查看某一項參數測試細節可通過(guò)旋鈕B選中后短按旋鈕B，此時(shí)屏幕中的縮放窗口將跳轉至所選數據的測試部位，如圖9所示。

　　圖9 數據分析

　　測試完成后可對所測試的波形和數據進(jìn)行導出，導出的“網(wǎng)頁(yè)報表”文件可使用網(wǎng)頁(yè)打開(kāi)，導出的“CSV”文件可使用Excel打開(kāi)。