I2C总线死锁原因及解决方法

在正常状况下，I2C总线协议可以确保总线正常的读写操作。可是，当I2C主设备反常复位时(看门狗动作，板上电源反常
导致复位芯片动作，手动按钮复位等等)有或许导致I2C总线死锁发生。下面具体阐明一下总线死锁发生的原因。

在I2C主设备进行读写操作的过程中.主设备在开端信号后操控SCL发生8个时钟脉冲，然后拉低SCL信号为低电平，在这个时分，从设备输出应对信号，将SDA信号拉为低电平。假如这个时分主设备反常复位，SCL就会被开释为高电平。此刻，假如从设备没有复位，就会持续I2C的应对，将SDA一向拉为低电平，直到SCL变为低电平，才会完毕应对信号。而关于I2C主设备来说.复位后检测SCL和SDA信号，假如发现SDA信号为低电平，则会以为I2C总线被占用，会一向等候SCL和SDA信号变为高电平。这样，I2C主设备等候从设备开释SDA信号，而一起I2C从设备又在等候主设备将SCL信号拉低以开释应对信号，两者彼此等候，I2C总线进人一种死锁状况。相同，当I2C进行读操作，I2C从设备应对后输出数据，假如在这个时刻I2C主设备反常复位而此刻I2C从设备输出的数据位正好为0，也会导致I2C总线进入死锁状况。

办法

(1)尽量选用带复位输人的I2C从器材。

(2)将一切的从I2C设备的电源衔接在一起，经过MOS管衔接到主电源，而MOS管的导通关断由I2C主设备来完结。
(3)在I2C从设备设计看门狗的功用。

(4)在I2C主设备中添加I2C总线康复程序。每次I2C主设备复位后，假如检测到SDA数据线被拉低，则操控I2C中的
SCL时钟线发生9个时钟脉冲(针对8位数据的状况)，这样I2C从设备就可以完结被挂起的读操作，从死锁状况在正常状况下，I2C总线协议可以确保总线正常的读写操作。可是，当I2C主设备反常复位时(看门狗动作，板上电源反常
导致复位芯片动作，手动按钮复位等等)有或许导致I2C总线死锁发生。下面具体阐明一下总线死锁发生的原因。

在I2C主设备进行读写操作的过程中.主设备在开端信号后操控SCL发生8个时钟脉冲，然后拉低SCL信号为低电平，在这个时分，从设备输出应对信号，将SDA信号拉为低电平。假如这个时分主设备反常复位，SCL就会被开释为高电平。此刻，假如从设备没有复位，就会持续I2C的应对，将SDA一向拉为低电平，直到SCL变为低电平，才会完毕应对信号。而关于I2C主设备来说.复位后检测SCL和SDA信号，假如发现SDA信号为低电平，则会以为I2C总线被占用，会一向等候SCL和SDA信号变为高电平。这样，I2C主设备等候从设备开释SDA信号，而一起I2C从设备又在等候主设备将SCL信号拉低以开释应对信号，两者彼此等候，I2C总线进人一种死锁状况。相同，当I2C进行读操作，I2C从设备应对后输出数据，假如在这个时刻I2C主设备反常复位而此刻I2C从设备输出的数据位正好为0，也会导致I2C总线进入死锁状况。

办法

(1)尽量选用带复位输人的I2C从器材。

(2)将一切的从I2C设备的电源衔接在一起，经过MOS管衔接到主电源，而MOS管的导通关断由I2C主设备来完结。
(3)在I2C从设备设计看门狗的功用。

(4)在I2C主设备中添加I2C总线康复程序。每次I2C主设备复位后，假如检测到SDA数据线被拉低，则操控I2C中的
SCL时钟线发生9个时钟脉冲(针对8位数据的状况)，这样I2C从设备就可以完结被挂起的读操作，从死锁状况中康复过来。
这种办法有很大的局限性，由于大部分主设备的I2C模块由内置的硬件电路来完结，软件并不可以直接操控SCL信号模仿
发生需求时钟脉冲。

(5)在I2C总线上添加一个额定的总线康复设备。这个设备监督I2C总线。当设备检测到SDA信号被拉低超越指定时刻
时，就在SCL总线上发生9个时钟脉冲，使I2C从设备完结读操作，从死锁状况上康复出来。总线康复设备需求有具有编程
功用，一般可以用单片机或CPLD完结这一功用。

(6)在I2C上串人一个具有死锁康复的I2C缓冲器，如Linear公司的LTC4307o如图2所示TC4307是一个双向的I2C
总线缓冲器，而且具有I2C总线死锁康复的功用。LTC4307总线输人侧衔接主设备，总线输出侧衔接一切从设备。当LTC4307
检测到输出侧SDA或SCL信号被拉低30ms时，就主动断开I2C总线输人侧与输出侧的衔接.而且在输出侧SCL信号上发生16个时钟脉冲来开释总线。当总线成功康复后，LTC4307会再次衔接输人输出侧，使总线可以正常作业。中康复过来。
这种办法有很大的局限性，由于大部分主设备的I2C模块由内置的硬件电路来完结，软件并不可以直接操控SCL信号模仿
发生需求时钟脉冲。

(5)在I2C总线上添加一个额定的总线康复设备。这个设备监督I2C总线。当设备检测到SDA信号被拉低超越指定时刻
时，就在SCL总线上发生9个时钟脉冲，使I2C从设备完结读操作，从死锁状况上康复出来。总线康复设备需求有具有编程
功用，一般可以用单片机或CPLD完结这一功用。

(6)在I2C上串人一个具有死锁康复的I2C缓冲器，如Linear公司的LTC4307o如图2所示TC4307是一个双向的I2C
总线缓冲器，而且具有I2C总线死锁康复的功用。LTC4307总线输人侧衔接主设备，总线输出侧衔接一切从设备。当LTC4307
检测到输出侧SDA或SCL信号被拉低30ms时，就主动断开I2C总线输人侧与输出侧的衔接.而且在输出侧SCL信号上发生16个时钟脉冲来开释总线。当总线成功康复后，LTC4307会再次衔接输人输出侧，使总线可以正常作业。