I2C七宗罪之第五罪

alexwang

. M7 D- a7 ^. B) Y5 G% T- V5 W

I2C七宗罪之第五罪——没有ACK怎么办？

8 I8 w! ?- [$ C6 x: V- V/ ~

EDA365原创 作者：John

每一笔I2C的访问都是随着设备互相之间的ACK后结束的，这就好像你和别人商量个事情，要等到别人答应了，这次对话才算结束；又或者你给别人寄一个包裹，一般要等到收件人收到东西后，给你回了电话，你才会认为东西送到了。

这里的“答应”和“回电话”就等于I2C里面的ACK，这一点在前面都已经反复叙述了，这里不再展开说明（可以戳文段开头的链接回顾哦）。
3 e+ y# Q5 f. ?" i  b我们先来看看下面这张图：

做几点说明，让大家明白讨论内容。
1.系统串口打印信息如下，表示I2C访问失败：
$ |4 j. G7 c9 K
I2C slave device not found num1,addr 0xe2====i2c_send_command_to+scc_rommon send_status Failed.
; Z7 f- _- I4 t$ XI2C slave device not found num1,addr 0xe2====i2c_send_command_to+scc_rommon send_status Failed.
! ?$ f/ D9 u2 L! z
4 S) x& X# S6 u3 {2.上图中我在ACK的位置坐了标注，细心的读者只要和下面这张正常的图一比较，就可以看出差别，在ACK的位置，SCL为High/SDA为Low，但是上图确刚刚好相反；

3.我们现在知道在第一个ACK的位置， Slave设备本来应该给出SDA=Low，为了更加清楚的分析问题，我们再来一张说明更多的图。

由前面的说明，我知道是Slave设备出了问题，那么到底出了什么问题呢？

' N' o9 q8 U$ f* n5 I

我们先把最前面那张图的案例分析一下，可能有人已经注意到了图中有一个@-40C，对了，没错！就是我们的交换机放在温箱里面做高低温时，在零下-40C的时候发现的问题。
6 V& k. W+ Z9 b( r( B3 j
有人问-40度下，这波形怎么量到的啊？

这明显问到了关键点上，硬件工程师的辛苦就体现出来。首先要把I2C信号线和串口线分别从板子上焊接出来，再分别连到外面的示波器和电脑上，然后就苦逼地守着温箱，运气好的话很快就能复现问题，运气不好要折腾很久才能trigger到这个issue，真的是一把辛酸泪啊。
' v# n2 l' b4 [  W解决的问题过程更加复杂，而且并没有什么技术含量可言——说服Supply Chain的人认为是vendor的器件问题，让他们在芯片生产线做Screen的时候，从原来的泡-40/5分钟改为-45/20分钟，把没有margin的芯片筛选掉。这个和Supply chain以及vendor沟通的过程是痛苦的，大公司嘛，不说了，你们懂的……
7 {* J$ U& N6 y0 q/ A2 |
$ q! t" p; K' g5 j现在我们知道了器件受环境影响会产生I2C不ACK的问题，下面这张图是另外一种情况，先故设迷局，一起看看下图中有什么问题？

- z  v4 v& n* d: B) ~. J

我承认，这个真的不好发现，以前团队中的某工程师在调试一个Sony的IMX291 Sensor时，CPU通过I2C死活访问不了，最后把波形一点一点在示波器上触发下来看，还是看不出来，这就难怪，没有经验确实很难找。

7 h# x3 c" r" s9 e# F- c9 f. O我们先来看单次写操作：
1.Start
2.Master发device address
3.Master发 R/W为Write
4.Slave 回ACK
5.Master发寄存器地址，也叫Word Address
6.Slave 再回ACK
7.Master发要写的数据给Slave
3 M/ h9 t- c3 w  n) L3 i8.Slave收到数据后回ACK
9.Master看到ACK后发Stop结束本次操作

! X1 T( X+ n: W0 u( O% z1 v我们再来看单次多操作：
- z( h6 _0 I" H0 e  |- F  \0 Y. Q1.Start
2.Master发device address
0 Y" i7 Z0 C- \( @3 q: y& ~; I3.Master发 R/W为Write
% I' d  ?; N. r, |; ^: Q; I( A3 l4.Slave 回ACK
6 e& W) y3 P. M2 K5.Master发寄存器地址，也叫Word Address
% E9 u4 T# ?* B) D6.Slave收到后再回ACK
  x; c9 n2 }7 X# u- g( q7.此时Slave内部的寄存器指针已经知道对应的寄存器地址
8.Master发start
9.Master再次发device address
10.Master 发R/W为Read
11.Slave发出ACK
12.Slave发数据给Slave
13.Master收到数据后发NAK给Slave3
14.Master发stop结束本次读操作

! [# f0 n  `5 ^6 n& G* v: [所以上图的读操作一共有两个错误，为了防止读者烧脑，我直接标注出来吧：

不知道大家在前面阅读的时候有没有看出来呢？ 特别是第一个Start很容易漏掉，不是老司机一下子真心发现不了。
! U; J- m7 D7 H# z添加了这里漏掉的START和ACK后，我们的Sony Sensor终于可以访问了，所以时刻要注意ACK是否少了。

为了让大家清晰理解，这里给出一张完整的逻辑图，大家在理解时要注意和写操作做对比，然后一定要独立思考弄清楚为什么会有这样的差别？一直到自己彻底想明白了，以后独立解决问题的速度也就会变快。

8 E% F. X6 s" i0 k* \9 V5 H

最后我再给大家看一张图，请大家自行研究错在哪里？ 答案我们将在“第六宗罪”里面揭晓。

注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载。

yongbudl2015

各位，有john大神的联系方式吗，很想认识一下，我邮箱2929219135@qq.com

ohdsp

谢谢资料分享