[发明专利]光通信器件中多路I2C器件的实时监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信器件的实时监控，具体涉及光通信器件中多路I2C器件 的实时监控方法。

背景技术

I2C总线(INTER IC BUS)是Philips公司开发的一个简单双向两线总线， 用于连接微控制器及其外围器件。I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性， 所有符合I2C总线的器件都具有一个片上接口，使器件之间直接通过I2C总线 通讯，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数 量，降低了互联成本。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控 (multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的器件都可以成为主总线， 这个设计解决了很多在设计数字控制电路时遇到的接口问题。现在Philips提 供了超过150种CMOS和双极性兼容I2C总线的IC。

I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。 在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，I2C总线在传送数据过程 中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。

开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。

结束信号：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出 特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待 受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况做出是否 继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。

I2C总线在传输数据开始前，主控器件发送起始位，通知从器件做好接收 准备；在传输数据结束时，主控器件发送停止位，通知从器件停止接收。起始 位时序：当SCL位为高位时，SDA线由高到低的转换；停止位时序：当SCL位 为高位时，SDA线由低到高的转换。SDA上的数据在时钟高电平期间必须保持 稳定，在SCL低电平期间才可以改变，输出到SDA线上的每个字节必须是8 位，每次传输的字节不受限制，每个字节必须有一个确认位(又称应答位ACK)， 与确认位对应的时钟脉冲由主控器产生，发送器在应答期间必须拉低SDA线。

在光通信器件中，基于I2C总线的器件应用极为广泛，各种光传输模块、 时钟模块、AD采样转换模块、电源管理模块都使用I2C总线实现配置的下载和 数据的上报。随着通信技术的发展，传输速率越来越快，对数据采集实时性的 要求也越来越高。CPU对所管辖的各种具有I2C总线的器件进行配置和监控的 行为，占用了CPU的大量资源，同时也降低了数据交互的实时性；而且由于各 个厂家的I2C器件的时序特性和操作方法各有不同，造成CPU在和这些器件进 行数据交换时容易出现操作超时等很多问题。

另外，由于CPU的I/O口资源有限，能直接接入到CPU的I2C器件数量有 限，目前解决多路I2C器件监控问题时通常是通过FPGA器件或CPLD器件扩展 CPU的I/O口，具体有两种实现方法：第一种是所有的I2C器件共享一根SCL 线或者一根SDA线，另一根连接单独I/O口，然后通过模拟I2C时序的方法依 次对各个器件进行；第二种是所有的I2C器件的SCL线和SDA线连接单独的I/O 口，然后通过模拟I2C时序的方法依次对各个器件进行操作。随着传输器件复 杂性提高，越来越多的I2C器件被实际应用，由于上述两种方法的工作模式为 串行模式，造成了以下一些问题：

(1)、虽然扩展了I/O口，可以监控更多的I2C器件，但CPU不能及时处 理某个I2C器件，还是只能采取轮询I2C器件的方法，延时太大。

(2)、在光传输系统中，I2C器件的数据变化往往具有随机性和突发性， 而上述方法的读写操作都需要CPU主动发起，且一次只能操作一个I2C器件， 这样容易造成CPU不能及时获取器件性能的变化信息，从而无法及时做出适当 响应，这会对系统的性能造成较大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决光通信器件中，CPU不能及时获取I2C 器件性能的变化信息，从而无法及时做出适当响应的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种光通信器件 中多路I2C器件的实时监控方法，包括以下步骤：

A10、选择需要操作的I2C器件；