I²C高速模式和普通模式有啥区别？

Posted 2023-03-10 strongerHuang

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作者 | strongerHuang

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I²C，也叫IIC，是Inter Integrated Circuit的缩写。

首先，肯定有小伙伴会问：I²C支持3.4 M/s 这么高的速度吗？

答案肯定是支持的，而且还支持更高的5M/s（单项传输）。

今天就是说说I²C速度以及高速模式（3.4Mbit/s）的内容。

I2C速度

I²C最初的速度是100 kbit/s，但随着市场的变化，要求越来越高，依次出现了几种更高的速度：400 kbit/s、 1 Mbit/s、 3.4Mbit/s 和 5 Mbit/s的速度。

双向通信速度（模式）：

100 kbit/s：标准模式，Standard-mode (Sm)；

400 kbit/s：快速模式，Fast-mode (Fm)；

1 Mbit/s：快速模式+，Fast-mode Plus (Fm+)；

3.4Mbit/s：高速模式，High-speed mode (Hs-mode)；

单向通信速度（模式）：

100 kbit/s：超快模式，UItra Fast-mode (UFm)。

可以参看I²C协议手册：

I²C高速模式

通常，I²C用的最多也就是100 kbit/s（标准模式）和 400 kbit/s（快速模块）这两种通信速度。

因为常规I²C设备的通信速度不高，再次就是标准（快速）模式电路更简单（更省钱），所以标准（快速）模式最为广泛，以至于很多开发者认为I²C的通信速度很低。

I²C总线的成功，以及大面积的使用，使其很多子设备都遵循I²C协议。但是，市场需求总是千变万化，有些设备要求总线挂更多设备、通信速度更快。

所以，3.4Mbit/s 的高速模式就这样在原有的基础上“升级”而来，而且，要向下兼容早期的标准模式。

高速模式协议

I²C要达到3.4 Mbit/s，和标准模式的协议肯定有一些差异，下面描述一下高速模式常见的一些通信协议内容。

1.驱动电路

标准、高速混合模式下，驱动电路会有一些差别：

为了提高时钟速度，在(3)的位置增加了电流源上拉，这样才使SCLH时钟信号更快更稳。

2.传输格式

高速模式是向下兼容标准模式，所以，传输格式兼容标准格式的同时，还做了一定改进。

起始条件一样，后面传输的时候，启动高速（电流源）会增加传输数据速率。

然后，传输格式也做了一定改进：

3.模式切换

快速模式向下兼容标准模式，而高速模式又要向下兼容标准模式，因此，I²C总线在起始状态不能处于高速模式，需要由快速模式切换到高速模式。

切换到高速模式，又可以切回快速模式，这样就能保证I²C总线上可以挂各种设备（混合各种模式设备）。

这里附一个混合总线的通信速度：

4.其他

高速模式虽然解决了传输速度的问题，但同时也带来了诸多问题，控制器的升级、传输线要求更高等，使其推广还是受到了一定阻碍，导致没有大面积使用。

最后，关于I²C高速模式，不是很建议大家深入研究，做一个了解即可，只要别人问你时，你不要回答I²C不支持Mbit/s传输就行了。

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