問(wèn)題描述：

I2C 控制器規(guī)范 v2.1 規(guī)定了濾除快速工作模式下 SDA 和 SCL 線路上最大間距為 50ns 的毛刺。

Zynq-7000 AP SoCs PS7 中的 I2C 控制器沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這些毛刺的濾波電路。

SDA 或 SCL 線路上的毛刺會(huì)導(dǎo)致信號(hào)線路的瞬間錯(cuò)誤觸發(fā)。

SDA 上的毛刺會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤 START 條件或錯(cuò)誤 STOP 條件的識(shí)別，從而破壞總線協(xié)議。

SCL 上的毛刺會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)傳輸，也會(huì)破壞總線協(xié)議。

兩種情況下，數(shù)據(jù)傳輸都會(huì)受到破壞，并且總線可以掛起。

為了避免這種情況，用戶需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)電路從 SDA 和 SCL 線路中濾除毛刺。

解決方案

在將信號(hào)送到控制器之前，用戶需要在外部利用電路濾除 SCL 和 SDA 上的毛刺。

解決方法：

用戶可在 Zynq 的可編程邏輯部分或外部可編程器件（例如 CPLD）中采取如下解決辦法。

毛刺濾波器電路由 SDA 和 SCL 信號(hào)的亞穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和去除抖動(dòng)器邏輯組成。

邏輯電路在更快的時(shí)鐘域上工作，能夠采樣在 SDA 和 SCL 信號(hào)上出現(xiàn)的毛刺。

SDA 和 SCL 信號(hào)穿過(guò)一個(gè)三級(jí)同步器以消除亞穩(wěn)態(tài)。

邏輯電路需要更快速的時(shí)鐘來(lái)濾除毛刺，且時(shí)鐘頻率至少應(yīng)為 40 MHz。

不過(guò)，由于亞穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的存在，使用該更快頻率的時(shí)鐘源無(wú)需大量濾除毛刺。

推薦的時(shí)鐘頻率為 100 MHz。

毛刺濾除過(guò)程：

1. 檢測(cè) SDA 或 SCL 信號(hào)上的轉(zhuǎn)變。用戶需要為 SDA 和 SCL 實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的毛刺濾波電路。

2. 當(dāng)檢測(cè)到時(shí)鐘邊沿時(shí)，加載計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)值應(yīng)為需要去除抖動(dòng)的時(shí)鐘周期的數(shù)量（應(yīng)可去除SDA 和 SCL 信號(hào)的 50ns 抖動(dòng)）。將計(jì)數(shù)器遞減。

3. 當(dāng)計(jì)數(shù)器遞減到 0 時(shí)，在輸出線路斷言之前的總線狀態(tài)。如果信號(hào)值又發(fā)生變化，復(fù)位計(jì)數(shù)器，且不改變信號(hào)值。這樣能消除任何毛刺。

4. 在計(jì)數(shù)器遞減到 0 時(shí)，如果信號(hào)沒(méi)有變化，那么在輸出信號(hào)上分配新的 SCL 和 SDA 值。

注意： SCL 和 SDA 信號(hào)都需要去除 50ns 的抖動(dòng)，以便讓 SCL 和 SDA 的時(shí)序關(guān)系保持不變。