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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03
Neste instrutível, é discutido o projeto de um mestre I2C simples em VHDL.
NOTA: clique em cada imagem para ver a imagem completa
Etapa 1: Visão geral do barramento I2C
• Significa Circuito Integrado Inter.
• Síncrono, Half duplex.
• Interface de dois fios - SDA e SCL.
• SDA - Linha de dados seriais controlada por Mestre e Escravo
• SCL - Relógio Serial gerado pelo Mestre
• Protocolo Multi-master, Multi-slave.
• Dois modos - 100 kbits / seg e 400 kbits / seg: lento e rápido.
Etapa 2: Projeto RTL em VHDL
Especificações de design do nosso mestre I2C
- Quadro de dados de 8 bits.
- Somente controle unidirecional SCL.
- Endereço escravo de 7 bits.
- Suporta modos lento e rápido.
- Único mestre, multi-escravo.
- Em conformidade com as especificações I2C originais da Philips.
O código RTL puro é usado. Portanto, o IP é facilmente transportável em todos os FPGAs. O design compacto baseado em FSM usando relógio gerado internamente garante área e desempenho ideais.
Etapa 3: Simulação e teste
Ambiente de teste
- Simulação funcional e teste usando I2C Slave IP de terceiros.
- Sintetizado usando o conjunto de ferramentas Xilinx Vivado.
- Implementado e testado na placa Artix-7 FPGA.
- Projeto de temporização verificada para 100 MHz.
- Formas de onda testadas em DSO / CRO.
- Comunicação testada com sucesso com Arduino UNO como I2C Slave.
Etapa 4: notas importantes
- Ao testar o mestre usando I2C Slave IP, configure o código do escravo de acordo com seus requisitos. Você pode querer alterar a frequência do relógio padrão e o endereço do escravo. A frequência do relógio também deve ser configurada no código mestre.
- Durante o teste on-board, não se esqueça dos resistores pull-up, pois a linha SDA é uma saída de dreno comum !!! Verifique no google o resistor pull-up recomendado para diferentes velocidades i2c. Usei 2,2K para 100 kHz.
- Se não estiver usando a bancada de teste e simular o Master de forma independente, simule cuidadosamente o sinal SDA, pois é um sinal bidirecional (inout). Possui dois drivers, lado mestre e lado escravo. Você deve saber quando 'forçar' e quando 'desforçar'.
- SCL é uma linha unidirecional. Não há necessidade de puxar para cima.
- Por favor, vá até a Documentação IP completamente.
Etapa 5: arquivos anexados
- Todos os códigos RTL do I2C Master.
- Bancada de teste, códigos I2C Slave também, para teste.
- Documentação IP.
Para qualquer dúvida, sinta-se à vontade para entrar em contato comigo:
Mitu Raj
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