[发明专利]用可编程器件实现访问多个I2C从器件的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及到一种在通讯领域利用可编程器件实现对多个I2C从器件读写操作的方法，还涉及一种利用现有的可编程器件，实现访问多个I2C从器件的装置。

背景技术

I2C总线接口具有信号线少、操作简便的特点，在通讯设备领域，I2C总线接口得到越来越广泛的应用。在标准的应用中，每个I2C器件具有唯一的器件地址，I2C控制器通过区分器件地址实现对连接到I2C总线的从器件进行读写操作。但在现实的应用中，会遇到需要对多个具有相同器件地址的I2C器件进行访问的情况，比如小封装光模块的器件地址都是固化在E2PROM中的“A0H”或者“A2H”。

要解决这类问题，实质是要解决I2C控制器的实现和多路I2C从器件的选择的问题，现有技术中，已经形成了一些实现对多个I2C从器件读写操作的方法。在I2C控制器的实现方面，一种是利用CPU的I/O引脚模拟I2C总线时序，用完全软件的方式实现I2C接口，这种方式占用比较多的CPU资源，而且容易受软件运行的稳定性影响，效率低下；另一种方法是利用IC芯片上的I2C控制器实现多个I2C从器件的读写操作，这种方式运行稳定，但只能在有专用支持I2C接口ASIC硬核的单板上使用，单板设计成本高。

在多路I2C从器件的选择方面，一种方法是在主I2C器件与多个I2C从器件的串行数据线上设置开关组，通过I2C从器件的串行数据线来选择需要操作的I2C从器件；另一种方法是在主I2C器件与多个I2C从器件的串行时钟线上设置开关组，通过选通I2C从器件的串行时钟线来选择需要操作的I2C从器件。这两种方式都是通过控制I2C总线的一条线路来实现选路的，另一条线路则与所有的I2C从器件连接，如果连接在I2C总线上的某个I2C从器件被损坏，会出现该线路一直被拉低的情况，致使其他的器件也不能使用I2C总线，所以这两种I2C从器件的选择方法都存在风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种用可编程器件实现访问多个I2C从器件的方法及装置，利用单板上现有的可编程器件实现硬件的I2C控制器和多路选择网络，实现对多个I2C从器件的读写操作，提高I2C从器件的访问效率和可靠性，降低开发成本。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用可编程器件实现访问多个I2C从器件的方法，包括以下步骤：

(1)在多个I2C从器件中选取某一个要访问的I2C从器件，向所述可编程器件内的寄存器组写入访问该I2C从器件的选路信息，并根据该信息，将可编程器件内I2C控制器与该I2C从器件的对应线路连通；

(2)向所述可编程器件内的寄存器组写入在访问该I2C从器件时所需的数据信息，并发送命令启动对I2C从器件的访问操作；

(3)按照I2C总线规范的时序，根据所述寄存器组内的数据信息，执行对该I2C从器件的访问操作；

进一步的，本发明所述的方法，其中，所述寄存器组，包括：从器件地址寄存器、从器件寄存器地址寄存器、读数据寄存器、写数据寄存器、读操作控制寄存器、写操作控制寄存器、从器件选择寄存器、读操作状态寄存器和写操作状态寄存器；

进一步的，本发明所述的方法，其中，所述步骤(1)中，包括：CPU选取准备访问的I2C从器件，向可编程器件内的从器件选择寄存器写入选路信息，并根据所述从器件选择寄存器中的选路信息，将可编程器件内I2C控制器的串行数据线、串行时钟线，分别与该I2C从器件的串行数据线、串行时钟线连通；将可编程器件内I2C控制器的串行数据线、串行时钟线，与不进行操作的I2C从器件串行数据线、串行时钟线断开；

进一步的，本发明所述的方法，其中，步骤(2)中，所述数据信息，包括：I2C从器件地址信息、操作数据和控制信息；

进一步的，本发明所述的方法，其中，步骤(2)中，所述对I2C从器件的访问操作，包括以下两种情况：对I2C从器件进行写操作、以及对I2C从器件进行读操作；

进一步的，本发明所述的方法，其中，对I2C从器件进行写操作，包括以下步骤：

(21a)写入要操作的从器件地址；

(22a)写入要操作的从器件寄存器地址；

(23a)写入要向从器件寄存器写入的数据；

(24a)发起启动写操作的命令；

进一步的，本发明所述的方法，其中，对I2C从器件进行读操作，包括以下步骤：

(21b)写入要操作的从器件地址；

(22b)写入要操作的从器件寄存器地址；

(23b)发起启动读操作的命令；