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COMM SERIAL BUSES L’interfaccia I 3 C Man mano che i sistemi diventavano più complessi e cre- sceva la necessità di interfacciarsi con molti più disposi- tivi seriali, con sempre più dati coinvolti a velocità via via maggiori, i sistemi che utilizzano le tradizionali imple- mentazioni SPI e I 2 C hanno iniziato a mostrare i propri limiti. Per soddisfare i requisiti delle applicazioni mobili a basso consumo era dunque necessario individuare una nuova soluzione che fosse comunque in grado di garan- tire un certo grado di compatibilità di base con i bus esi- stenti. L’interfaccia I 3 C (Improved Inter Integrated Circuit) è sta- ta originariamente sviluppata da MIPI Alliance per sup- portare l’interconnessione dei sensori nelle applicazioni mobili. MIPI Alliance, di cui Renesas Electronics è mem- bro, è un’alleanza globale di aziende elettroniche che sviluppano specifiche tecniche per applicazioni mobili. Il concettooriginale alla base dell’interfaccia I 3 Cera quello di standardizzare la comunicazione tra i sensori e la CPU host, ridurre il numero di pin fisici e l’interconnessione nonché supportare comunicazioni a basso consumo e ad alta velocità. I 3 C è stato progettato per sostituire i bus I 2 C e SPI tipicamente utilizzati oggi in queste applicazioni e per migliorarne le specifiche. Sebbene l’obiettivo iniziale fossero i dispositivi mobili, è diventato presto evidente come gli stessi requisiti siano adatti a molte altre appli- cazioni che includono semplici bus seriali che forniscono interconnessione locale tra dispositivi. L’interfaccia I 3 C (Fig. 3) risolve alcuni dei problemi ri- scontrati con i bus I 2 C e SPI esistenti. Tra i numerosi van- taggi offerti dall’interfaccia I 3 C si possono annoverare i seguenti: • Supporto per velocità dati più elevate • Gli interrupt integrati, eliminano la necessità di pin aggiuntivi per supportare la selezione del chip (SPI) o gli interrupt • Supporto per l’indirizzamento dinamico • Supporto per la connessione “al volo” • Supporto per i comandi integrati • Supporto per molti dispositivi I 2 C esistenti • Bassi consumi Questa interfaccia può funzionare in diverse modalità a differenti velocità: • Standard Data Rate (SDR): fino a 12.5 Mbps • High Data Rate-Double Data Rate (HDR-DDR): fino a 25 Mbps • High Data Rate-Tertiary Symbol Pure (HDR-TSP): fino a 33.3 Mbps • High Data Rate-Tertiary Symbol Legacy (HDR-TSL): fino a 33.3 Mbps Ognuna di queste modalità offre vantaggi significati- vi in termini di prestazioni rispetto al bus I 2 C. Tuttavia, la velocità di trasferimento dati effettiva raggiunta in un’applicazione reale sarà inferiore a causa delle funzio- ni aggiuntive presenti nel protocollo. Le modalità HDR utilizzano SDR e le modalità HDR-TSL supportano sia le periferiche I 3 C che i dispositivi I 2 C legacy sullo stesso bus. Va notato che le modalità ad alta velocità di trasmissione dati non sono disponibili nelle specifiche di base I 3 C. La comunicazione viene avviata in modalità SDR ed è possibile emettere un comando bus per passare alla mo- dalità HDR e quindi accedere ai dispositivi in grado di funzionare in questa modalità. La possibilità di inviare comandi, prevista dalla struttura del pacchetto I 3 C, am- plia in maniera significativa le potenzialità per il con- trollo dei dispositivi sensore. La specifica I 3 C definisce sia i codici di comando comuni che la possibilità di creare codici di comando personalizzati definiti dall’utente. I 3 C garantisce la compatibilità con il bus I 2 C, consenten- do il supporto di dispositivi e applicazioni legacy, anche se esistono alcune limitazioni che devono essere gestite. Queste includono il passaggio da open drain (I 2 C) a pu- sh-pull (I 3 C) per le linee di clock e dati e la mancanza di supporto per il clock stretching, talvolta utilizzato per consentire ad alcuni dispositivi I 2 C di disporre del tempo sufficiente per rispondere a una richiesta di dati. La funzione IBI (In-Band Interrupt) supportata da I 3 C, è particolarmente importante poiché può essere utilizzata come funzione di riattivazione a basso costo e permette Fig. 3 – Principio di funzionamento dell’interfaccia I 3 C ELETTRONICA OGGI 515 - GENNAIO/FEBBRAIO 2024 53