摘要

對于諸多應用，如移動電話、汽車、工業控制、以電池為動力的移動設備、互聯網等，在傳感器連接方面采用了I2C串行通信協議，原因在于其簡單的兩線接口體系結構。雖然也存在其他傳感器接口，如串行外圍接口（SPI）以及通用異步收發器（UART），但I2C的使用更為常見，原因在于其實施簡單，引線數低。

然而，隨著采用的傳感器變多，在很多情形下，一臺裝置中有可能含有12個或更多的傳感器，系統集成變得更加困難，這是因為不間斷工作組件的低功耗和高性能要求。路由選擇變得日漸困難，必須要支持一些可穿戴應用要求的最大數據率。標準I2C接口采用2線結構，可創建多種應用，這類應用需要額外的邊帶信號，來滿足高優先級中斷需求，這類信號為非標準性的且與具體實施相關。在圖1中，給出了一個I2C體系結構示例。

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圖1：基于I2C的傳感器系統示例（MIPI 聯盟）

MIPI?聯盟正致力于開發名為I3C（或SenseWire）的新標準，它吸納了I2C和SPI的關鍵特性，并將其統一起來。使用全面的低引線數、可擴展性、以及體系結構的支持性，MIPI I3C增強了每一方式的容量和性能。它支持移動設備、移動影響以及嵌入系統應用預計近期將需要的傳感器接口結構。在本文中，介紹了MIPI I3C規范，以及從I2C無縫連接I3C的關鍵優點。

介紹

MIPI I3C規范的一項關鍵目標是，以I2C生態系統和概念為基礎建立，同時保留2線串行接口結構。系統設計人能夠在單個設備中連接大量傳感器，同時將功耗最小化，并降低部件和實施成本。與此同時，通過利用單條I3C總線，制造商能夠將來自不同供應商的多種傳感器結合在一起，提供新的功能，同時支持更長的電池壽命和更為經濟的系統。在圖2中，給出了一個基于I3C的傳感器系統示例。

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圖2：使用單條I3C總線的基于I3C的傳感器系統示例（MIPI聯盟）

MIPI I3C規范具有與I2C的反向兼容型，允許傳統的I2C從設備在相同接口上與支持MIPI I3C規范的新設備共存。MIPI I3C規范在2線接口上允許帶內中斷，這樣就能大幅度降低設備的引線數和信號路徑，并能在設備中集成額外的傳感器。與I2C相比，MIPI I3C提供了更高的數據吞吐率，同時還能保持較低的邏輯復雜度，采用標準的I/O，提供更具適應性的總線拓撲，使得向I3C的轉移成為一項頗有吸引力的選擇。

I3C總線
I3C包含2線總線：串行數據（SDA）對應與雙向串行數據；串行時鐘（SCL）對應于特定的串行時鐘，可用于時鐘引線，或是特定高數據速率（HDR）下的數據引線。I3C總線支持不同類型消息的混合，如I2C類單數據速率（SDR）消息，它采用12.5 MHz速率的SCL時鐘，以及能夠實現更高數據速率的HDR消息。另外，還支持向主設備發出的帶內從觸發中斷請求，其中可以包含申請主設備功能的請求。在規范中，還給出了關于I3C從設備之間對等通信的規定。

I3C數據率
I3C總線支持的數據率取決于總線模式或總線上的設備類型，以及其性能。僅連接有I3C設備的總線稱為純I3C總線。純I3C總線支持從8.8 Mbps到26.7 Mbps的速率。典型情況下，純I3C總線中的SCL時鐘頻率為12.5 MHz。對于同時連接了I2C和I3C設備的總線，I3C主設備能夠在快速模式下（FM）和快速模式+（FM+）速率下與I2C從設備進行通信，速率分別為400 Kbps或1 Mbps。在這類混合模式總線中，I3C主設備仍能在相同總線上以高至20.5 Mbps的較高速率與I3C從設備進行通信。換句話講，當將I2C設備與I3C總線相連時，總線的最高工作速率會降至20.5 Mbps，而不是26.7 Mbps。

正如所見到的那樣，純I3C總線支持具有較高性能的HDR和雙數據速率模式，與已有選項相比，能顯著改善性能和能耗效率。I3C還支持多個主設備，動態尋址，命令碼兼容，以及高級功耗管理的統一方法，如睡眠模式等。在表1中，給出了I3C系統支持的數據速率。

表1：I3C系統支持的數據速率
**如果I2C從設備和I3C設備共存，則適用