SMBus 是 I2C 协议的一个子集
SMBus: System Management Bus,系统管理总线。
SMBus 最初的目的是为智能电池、充电电池、其他微控制器之间的通信链路而 定义的。
SMBus 也被用来连接各种设备,包括电源相关设备,系统传感器,EEPROM 通讯设备等等。
SMBus 为系统和电源管理这样的任务提供了一条控制总线,使用 SMBus 的系 统,设备之间发送和接收消息都是通过 SMBus,而不是使用单独的控制线,这 样可以节省设备的管脚数。
SMBus 是基于 I2C 协议的,SMBus 要求更严格,SMBus 是 I2C 协议的子集。
SMBus 有哪些更严格的要求?跟一般的 I2C 协议有哪些差别?
⚫ VDD 的极限值不一样
◼ I2C 协议:范围很广,甚至讨论了高达 12V 的情况
◼ SMBus:1.8V~5V
◼ I2C 协议:时钟频率最小值无限制,Clock Stretching 时长也没有限制
◼ SMBus:时钟频率最小值是 10KHz,Clock Stretching 的最大时间值也有限制
⚫ 地址回应(Address Acknowledge):一个 I2C 设备接收到它的设备地址后, 是否必须发出回应信号?
◼ I2C 协议:没有强制要求必须发出回应信号
◼ SMBus:强制要求必须发出回应信号,这样对方才知道该设备的状态: busy,failed,或是被移除了
⚫ SMBus 协议明确了数据的传输格式
◼ I2C 协议:它只定义了怎么传输数据,但是并没有定义数据的格式,这完全由设备来定义
◼ SMBus:定义了几种数据格式
⚫ REPEATED START Condition(重复发出 S 信号)
比如读 EEPROM 时,涉及 2 个操作:
把存储地址发给设备
读数据
在写、读之间,可以不发出 P 信号,而是直接发出 S 信号:这个 S 信号就是
REPEATED START
SMBus数据格式
下面文档中的 Functionality flag 是 Linux 的某个 I2C 控制器驱动所支持的功能。比如 Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_QUICK,表示需要I2C 控制器支持 SMBus Quick Command
symbols(符号)
S (1 bit) : Start bit(开始位) Sr (1 bit) : 重复的开始位 P (1 bit) : Stop bit(停止位) R/W# (1 bit) : Read/Write bit. Rd equals 1, Wr equals 0.(读写位) A, N (1 bit) : Accept and reverse accept bit.(回应位) Address(7 bits): I2C 7 bit address. Note that this can be expanded as usual to get a 10 bit I2C address.(地址位,7 位地址) Command Code (8 bits): Command byte, a data byte which often selects a register on the device.(命令字节,一般用来选择芯片内部的寄存器) Data Byte (8 bits): A plain data byte. Sometimes, I write DataLow, DataHigh for 16 bit data.(数据字节,8 位;如果是 16 位数据的话,用 2 个字节来表示:DataLow、DataHigh) Count (8 bits): A data byte containing the length of a block operation.(在 block 操作总,表示数据长度) [..]: Data sent by I2C device, as opposed to data sent by the host adapter.(中括号表示 I2C 设备发送的数据,没有中括号表示 host adapter 发送的数据)
1.SMBus Quick Command
只是用来发送一位数据:R/W#本意是用来表示读或写,但是在 SMBus 里可以用来表示其他含义。比如某些开关设备,可以根据这一位来决定是打开还是关闭.
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_QUICK
2.SMBus Receive Byte
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_read_byte()。读取一个字节,Host adapter 接收到一个字节后不需要发出回应信号(上图中 N 表示不回应)。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE
3. SMBus Send Byte
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_write_byte()。发送一个字节。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE
4.SMBus Read Byte
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_read_byte_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),再读取一个字节的数据。上面介绍的 SMBus Receive Byte 是不发送 Comand,直接读取数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE_DATA
5. SMBus Read Word
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_read_word_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),再读取 2 个字节的数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_READ_WORD_DATA
6.SMBus Write Byte
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_write_byte_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),再发出 1 个字节的数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE_DATA
7.SMBus Write Word
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_write_word_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),再发出 1 个字节的数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_WORD_DATA
8.SMBus Block Read
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_read_block_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),再发起度操作:
⚫ 先读到一个字节(Block Count),表示后续要读的字节数
⚫ 然后读取全部数据
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_READ_BLOCK_DATA
9.SMBus Block Write
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_write_block_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),再发出 1 个字节的 Byte Conut(表示后续要发出的数据字节数),最后发出全部数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BLOCK_DATA
10.I2C Block Read
在一般的 I2C 协议中,也可以连续读出多个字节。它跟 SMBus Block Read 的差别在于设备发出的第 1 个数据不是长度 N,如下图所示:
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_read_i2c_block_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),直接读出全部数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_READ_I2C_BLOCK
11.I2C Block Write
在一般的 I2C 协议中,也可以连续发出多个字节。它跟 SMBus Block Write 的差别在于发出的第 1 个数据不是长度 N,如下图所示:
I2C-tools 中的函数:i2c_smbus_write_i2c_block_data()。先发出 Command Code(它一般表示芯片内部的寄存器地址),再发出 1 个字节的 data,最后发出全部数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_I2C_BLOCK
12.SMBus Block Write - Block Read Process Call
先写一块数据,再读一块数据。
Functionality flag: I2C_FUNC_SMBUS_BLOCK_PROC_CALL
13.Packet Error Checking (PEC) 很少用
PEC 是一种错误校验码,如果使用 PEC,那么在 P 信号之前,数据发送方要
发送一个字节的 PEC 码(它是 CRC-8 码)。以 SMBus Send Byte 为例,下图中,
一个未使用 PEC,另一个使用 PEC: