基于S3C2440A的IIC總線讀寫故障軟件處理研究

1、    基于s3c2440a的iic總線讀寫故障軟件處理研究    曹雨摘 要： iic總線讀寫故障是iic器件使用過程中無法回避的現(xiàn)實(shí)問題，本文以實(shí)際研究為背景，以三星s3c2440a risc微處理器為例介紹了iic總線故障的分析及軟件處理方法，為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。關(guān)鍵詞： s3c2440a；iic總線；故障處理一、前言iic總線是由philips公司開發(fā)并成功推廣的一種雙向兩線通信方式，所有符合iic總線協(xié)議的器件可通過iic總線進(jìn)行獨(dú)立通信，實(shí)現(xiàn)了ic之間的有效控制。由于iic總線上可以掛載多個(gè)iic器件，個(gè)別iic器件如果出現(xiàn)故障可能引起總線

2、鎖死，進(jìn)而引起整個(gè)總線通信故障。本文以三星公司的一款risc微處理器s3c2440a的iic接口為例對iic總線讀寫故障的分析及處理進(jìn)行了研究，給出了故障現(xiàn)象分析及軟件處理方法。二、s3c2440a的iic總線接口三星公司的s3c2440a為手持設(shè)備和普通應(yīng)用提供了低功耗和高性能的小型芯片微處理器的解決方案，其處理器是基于advanced risc machines（arm）公司設(shè)計(jì)的16/32位arm920t核心。s3c2440a可以支持一個(gè)多主控iic總線串行接口。一條專用串行數(shù)據(jù)線（sda）和一條專用串行時(shí)鐘線（scl）傳遞連接到iic總線的主控和外設(shè)之間的信息。在多主控iic總線模式中

3、，多個(gè)s3c2440a可以發(fā)送或接收串行數(shù)據(jù)來自或到從設(shè)備。主機(jī)s3c2440a可以通過iic總線啟動和結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸，s3c2440a的iic總線是使用標(biāo)準(zhǔn)總線仲裁步驟。為了控制多主控iic總線操作，必須寫入值到以下寄存器中：iic總線控制寄存器（iiccon）、iic總線控制/狀態(tài)寄存器（iicstat）、iic總線tx/rx數(shù)據(jù)移位寄存器（iicds）、iic總線地址寄存器（iicadd）。當(dāng)釋放了iic總線時(shí)，sda和scl線應(yīng)該都保持為高電平。一個(gè)高到低sda的變化可以啟動一個(gè)起始條件。scl穩(wěn)定保持在高電平時(shí)的一個(gè)低到高sda的變化可以啟動一個(gè)停止條件。起始和停止條件通常由主設(shè)備產(chǎn)生

4、。第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)為7位地址值，其在啟動起始條件后放到總線上，可以確定出主設(shè)備要選擇的從設(shè)備。第8位是決定傳輸方向（讀或?qū)懀Ｃ總€(gè)放到sda線上的字節(jié)都應(yīng)該總共為8位。字節(jié)可以在總線傳輸操作期間無限制的發(fā)送或接收。數(shù)據(jù)通常從最高有效位（msb）開始發(fā)送，并且每個(gè)字節(jié)應(yīng)該立即通過應(yīng)答（ack）位跟上。s3c2440a的iic總線框圖如下圖1所示，圖2為主機(jī)發(fā)送器模式操作流程。圖1 iic總線方框圖圖2 主機(jī)發(fā)送器模式操作流程三、s3c2440a的iic故障現(xiàn)象分析及處理3.1 s3c2440a的iic故障現(xiàn)象分析s3c2440a的u8和m9管腳分別為iicscl和iicsda引腳，也可復(fù)用為普通i

5、o口gpe14和gpe15。系統(tǒng)iic故障時(shí)，iic讀寫無法正常進(jìn)行，表現(xiàn)為讀寫數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或始終停留在讀寫狀態(tài)等待環(huán)節(jié)。通過軟件調(diào)試跟蹤或者將關(guān)鍵信息點(diǎn)打印輸出可判斷iic讀寫是否處于故障狀態(tài)。在s3c2440a的實(shí)際應(yīng)用中有兩種典型的iic故障問題：一是s3c2440a的iic引腳接觸不良或損壞；二是總線上有iic器件損壞進(jìn)而使iic總線數(shù)據(jù)讀寫異常。對于上述兩類問題的定位，可以利用s3c2440a的iic引腳可復(fù)用的屬性來判斷，例如將u8和m9配置成普通io口屬性，在無iic操作時(shí)，通過對gpe14和gpe15的置高或置低，在iic總線可測量處對電平進(jìn)行實(shí)際測量，與期望電平進(jìn)行對比，如果測量

6、電平與期望電平不一致，則說明s3c2440a的引腳接觸不良或損壞，反之則可排除s3c2440a的iic引腳問題。3.2 s3c2440a的iic故障軟件處理為了防止s3c2440a的iic故障引起讀寫狀態(tài)持續(xù)等待，在實(shí)際應(yīng)用中可添加等待超時(shí)處理。下面分別給出不含超時(shí)處理的demo代碼及實(shí)際應(yīng)用中采用的超時(shí)處理代碼：/*不含超時(shí)處理的demo代碼*/void iicwrite（u8 slvaddr， u32 addr， u8 data）_iicmode = wrdata；_iicpt = 0；_iicdata0 = （u8）addr；_iicdata1 = data；_iicdatacount

7、= 2；riicds = slvaddr | （addr & 0xff00） >> 8） << 1；riicstat = 0xf0；while（_iicdatacount ！= -1）；_iicmode = pollack；while（1）riicds = slvaddr | （addr & 0xff00） >> 8） << 1；_iicstatus = 0x100；riicstat = 0xf0；riiccon = 0xe0；while（_iicstatus = 0x100）；if（！（_iicstatus & 0x1）

8、break；riicstat = 0xd0；riiccon = 0xe0；delay（1）；/*添加超時(shí)處理的代碼*/void iicwrite（u8 slvaddr， u32 addr， u8 data） u16 cnt_1 = 0； /用于超時(shí)控制u16 cnt_2 = 0； /用于超時(shí)控制_iicmode = wrdata；_iicpt = 0；_iicdata0 = （u8）addr；_iicdata1 = data；_iicdatacount = 2；riicds = slvaddr | （addr & 0xff00） >> 8） << 1；riics

9、tat = 0xf0；while（_iicdatacount ！= -1） && （cnt_1 < cntmax）cnt_1+；_iicmode = pollack；while（1）riicds = slvaddr | （addr & 0xff00） >> 8） << 1；_iicstatus = 0x100；riicstat = 0xf0；riiccon = 0xe0；while（_iicstatus = 0x100） && （cnt_2 < cntmax）cnt_2+；if（?。╛iicstatus & 0x1）break；riicstat = 0xd0；riiccon = 0xe0；delay（1）；除此之外，還應(yīng)在軟件設(shè)計(jì)中添加必要的出錯(cuò)處理與異常告警，比如對依靠iic總線獲取的非核心數(shù)據(jù)使用前增加數(shù)據(jù)異常判斷，如出現(xiàn)異常值則給出錯(cuò)誤提示并提供一組可用的缺省值以避免系統(tǒng)功能進(jìn)入完全故障狀態(tài)。四、結(jié)束語本文給出的iic總線故障分析及軟件處理方法是對實(shí)際應(yīng)用過程中所遇到的iic故障問題的研究與總結(jié)，雖以s3c2440a risc微處理器為例進(jìn)行闡述，對其他iic器件的故障分析與處理同樣具有參考價(jià)值。在實(shí)際應(yīng)用中增加iic