[发明专利]一种国产CPU和BBU通信的I2C总线挂死修复方法及装置

说明书

本发明提出了一种国产CPU和BBU通信的I2C总线挂死修复方法，包括：根据数据线以及时钟线的电平的高低判断I2C总线挂死是否是由主机端I2C总线的控制器挂死导致；如果是由主机端I2C总线的控制器挂死导致，则修改国产CPU的寄存器，将I2C总线中数据线管脚以及时钟线管脚分别配置为GPIO模式，再配置为I2C模式，模拟I2C总线的结束条件，实现I2C总线挂死修复；如果是由从机端BBU挂死导致，多次连续发送时钟线的第一数量的脉冲，直至I2C总线释放，实现I2C总线挂死修复，本发明还提出了一种国产CPU和BBU通信的I2C总线挂死修复装置，有效的提高了国产CPU和BBU通信的可靠性以及高效性。

技术领域

本发明涉及I2C总线挂死修复领域，尤其是涉及一种国产CPU和BBU通信的I2C总线挂死修复方法及装置。

背景技术

I2C(Inter-Integrated Circuit BUS)集成电路总线，多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离短，任意时刻只能有一个主机等特性。

I2C总线物理层只要求两条总线，一条是串行数据线SDA，一条是串行时钟线SCL，I2C是半双工，而不是全双工。每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和其它器件通信，主机/从机角色和地址可配置，主机可以作为主机发送器和主机接收器；同时I2C是真正的多主机总线，如果两个或更多的主机同时请求总线，可以通过冲突检测和仲裁防止总线数据被破坏。传输速率在标准模式下可以达到100kb/s,快速模式下可以达到400kb/s。

I2C总线目前已经作为一种最通用的串行总线，MCU(微控制器)及其周围器件都满足I2C的接口。但是在使用时尤其在出现I2C需要热拔插的情况下会出现I2C总线从机挂死或主机挂死的情况。

如图1所示，一种国产CPU和BBU通信I2C总线连接系统示意图，国产CPU系统为飞腾FT2000+/64核ARM(ARM处理器)V8架构，支持arm64指令集。该国产CPU支持2个I2C总线，其中CPU支持8个DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插式存储模块)的接入。CPU初始化内存时，需要通过CPU I2C总线读取DIMM条的SPD(内存的重要信息，诸如内存的芯片及模组厂商、工作频率、工作电压、速度、容量、电压与行、列地址带宽等参数)信息。所以为了保证BIOS(基本输入输出系统)/OS(操作系统)的兼容性，两条I2C总线各分配了4条DIMM。为保证BBU(Battery Backup Unit，备用电池)接入后的I2C地址与DIMM的地址不出现冲突，BBU的I2C总线接在CPU的第二条I2C上。

FT2000+的I2C总线为1.8V电平，所以I2C拓扑中使用PCA9617(电压转换芯片)主要实现+3.3V与+1.8V电平之间的相互转换，74CBTLV3861(总线开关芯片)主要实现热拔插时I2C总线端口级挂死的修复。测试中发现，在拔插BBU时，在系统下读取BBU模块的信息时会出现I2C模块超时的情况。

经过对示波器抓取到的波形及多次对BBU模块进行热拔插操作，测试发现导致BBU挂死及读取BBU寄存器失败涉及两个方面的原因：

原因一：从机BBU挂死导致总线挂死，进而读写失败；

原因二：拔插时因为引入的抖动，导致主机端I2C模块的控制器(controller)异常挂死，进而导致读写失败。

目前intel等x86的I2C总线可以在I2C状态模式下通过控制I2C模块的reset(复位)模块把主机端I2C模块的控制器(controller)复位，国产CPU(例如FT2000+)的I2C总线目前还没有这种功能，因此无法实现国产CPU的I2C总线挂死修复，不利于提高国产CPU和BBU通信的可靠性以及高效性。

发明内容