Всем добрый день!

Вопрос такой: будет ли работать шина I2C, если отключить питание одного из нескольких I2C-Slave ? При этом физически подключение к шине незапитанной микросхемы остаётся. Мастером является AVR с аппаратной поддержкой I2C.

Будет.

Не слишком ли категорично? А если слейв тоже AVR?

Шина данных айтуси делается на основе так называемого "проводного ИЛИ", обычно на транзисторах с открытым коллектором. Клоки слейвов - вход с большим сопротивлением, или в 3-м состоянии, если отключено.

(А как вы поняли, что мой ответ категоричен? На мой взгляд - краткий и исчерпывающий ответ)

Проводного И. Клоки слейвов могут быть и выходом.


Правильный ответ: зависит от схемотехники I2C слейва.

Плусадын!
Защитные диоды входных сигналов SCL и SDA на обесточенном устройстве I2C могут создать такой ток утечки, что работа шины будет заблокирована. Так что однозначного ответа нет.

А если неизвестна схемотехника слейва и из даташита про неё ничего не ясно? Есть ли какой-нибудь способ развязать работающие и отключенные устройства на шине?

Тогда остается только ставить ключ. Или проверить наличие защитных диодов, но это, ИМХО, неправильно.

А не подскажете какой ключик можно было бы взять ?(питание +3,3В)

Можно собрать на дискретных элементах или поставить интегральный - ADG721, например.

Спасибо за Ваши советы.

Да? Это с какого припрыга?

Посмотрите хотя бы назначение SCK для слейва, скажем, для атмега88 (документ 2545м, таблица 18-1, страница 164). Там чётко показано, что клок является входом.

Прежде чем пытаться давать советы другим, ознакомьтесь со стандартом I2C:


Стандарт разработан компанией NXP(Philips), Atmel может писать что угодно. Тем более, что выходом SCL у слейва бывает далеко не всегда.

Слейв может (имеет право) удерживать "низкую" часть уровня сигнала на шине SCL. В полном соответствии со спецификацией I2C.

Так речь-то про выключенный дивайс. Мне казалось, что ноги выключенного устройства находятся в третьем состоянии... При этом устройство не должно мешать обмену, разве не так?

Я уже писал, что это зависит от схемотехники драйверов выводов I2C. Если Вы подключите к шине, например, ATмегу с выключенным питанием, то она просадит линии в "0" по пути: Линия шины -> защитный диод -> шина питания ("0").

По хорошему, если неизвестно как в устройстве организован интерфейс, то можно поставить диод и параллельно ему резистор килоом эдак 15-20 в SDA и только резистор в SCL. Но все это при низкой скорости обмена...
А если делать честно, то только развязывать ключами.

Как поставить диод? Если катодом к выводу слейва, то шина все равно зависнет. Если наоборот, то он будет всегда закрыт.

да, промашка вышла тогда все только по честному, с ключами.

А-а-а, понял
А может мега просто запитается через этот диод? ))

Может. Только шине от этого легче не будет

Если мега будет запитана, то может не завесит? :-)))

Во, нашёл явное упоминание про это в даташите на м32 (стр 170):

Можно попробовать развязать полевиком так, как Philips предлагает для согласования уровней.



Только такую пару на каждый слейв, который может быть обесточен, придется ставить.

Ну вот опередили с правильным вариантом ) При этом устройство 1 это то которое отключают. И можно вместо транзистора на SCL ставить диод, если не надо клоки притормаживать.
А вообще док у Филипса на тему I2C много, иногда полезно почитать.

Ну-ка, ну-ка, как это она просадит, интересно? Никакой просадки не будет, т.к. защитный диод подключен минусом к 0-й шине питания.

Там два диода:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Во-первых, у диода нет "плюса" и "минуса", есть анод и катод. Во-вторых, верхний защитный диод подключен анодом к линии, а катодом к шине питания.

Детский сад, честное слово.

Ответ тут только минус-один, выкидывать такое устройство однозначно, поскольку защитные диоды создадут такой же ток утечки и при штатной работе, а это не годится.

Сколько видел в своей практике всевозможных устройст с шиной I2C и с отключением их по питанию (если не нужны в данный момент) проблем с шиной не встречал.

По условию задачи плюсовая шина питания слейв-устройства отключена. Покажите путь тока, если сможете.

("Плюс" и "минус" диода это жаргон)

Кстати на форуме Точки Опоры обсуждали как раз проблему, что "отключенное устр-во благополучно запитывается от шины I2C и прекрасно работает".

А это как раз человеку и не надо было. Так что всётаки шину необходимо отключать.
Оно и понятно. Раз мы уже оперируем к разработчикам шины, то давайте вспомним, что её спецификация не допускает подключение устр-в "на горячую". Для этого существуют другие шины. Например DS 1-wire.

"Если бы это было да, так нет"
А причём тут таблица 18-1 на странице 164 документа 2545M, если она касается интерфейса SPI, а не I2C ?

Зато вот для I2C прописано в нескольких местах
The SCL line is pulled low until TWINT is cleared.
Для слейва это принципиально, ему надо обработать состояние конца передачи байта, а он может не сразу в прерывание войти и т.д., он вообще в слипе мог быть. Всё это время мастер должен покорно ждать.



"пуля дырочку найдёт"
Как это шина питания "отключена" ?
И от внутренностей микроконтроллера?
И от остальных микросхем на плате, своим плюсовым выводом содединённый с плюсовым выводом микроконтроллера?
Скажем, операционник какой-то ширпотребный, который при вольте питания работать, естественно, не будет, но вполне может кушать несколько сот микроампер от шины питания платы, которая "отключена" от блока питания, но подключена к микроконтроллеру и через "верхний" защитный диод - к той линии, к которой подключен вход.
Элементарный тест - плата с мегой168, парой 74hc595 и ЖКИ на 44780, т.е. даже операционников нет.
Подаём 5 вольт через 4.7к на ногу SCL контроллера (подключена только к контроллеру да к площадке от неприпаянных часов DS1338), имеем напряжение около 1,7 вольта. Т.е. нашёлся путь для тока (5-1,7)/4,7 = 0,7мА.
Недозапущенный контроллер вполне может столько кушать.
А был бы на плате ещё какой-нибудь LM358, так ещё что-то сожрал бы.

А вот цитатка из документации на LPC2368

Т.е. фирма понимает суть проблемы и один канал I2C сделала с "истинно открытым стоком" (и они такие даже если I2C не используется), а не программно включаемым при активации I2C-контроллера, как на остальных двух и как это у AVR сделано. В результате нет не только специальных защитных диодов на питание, но и паразитных от верхнего МОП-транзистора.

Куда утечки? Вам схемку с диодами нарисовали - покажите, куда потечет.


Напряжение на шине питания отключенного устройства какое? Ток оно способно потреблять, или нет?


Подобным жаргоном обычно пользуются люди далекие от электроники.

Какой может быть ток утечки при штатной работе, если к "верхнему" защитному диоду прикладывается либо напряжение обратной полярности (лог.0 на шине) , либо напряжение близкое к нулю (лог.1 на шине). "Нижний" диод вообще всегда смещен в обратном направлении, т.к. отрицательных напряжений на шине быть не должно. А вот когда напряжение питания будет отсутствовать, то через "верхний" защитный диод ток и потечет. Причем этого тока может хватить, чтобы запитать малопотребляющие MCU. Например, в случае с MSP430 сам такое наблюдал неоднократно. Когда через внешний делитель, на который подается напряжение, MSP430 получает питание и при отсутствии супервизора работает. Ему ведь всего минимум 1,8В для работы достаточно.
Кстати, это довольно старая "шутка" с паразитным питанием. На нее напоролись еще в те времена, когда только появились КМОП-микросхемы из серии К176. КМОП-микросхемы работали даже если у них забывали подать питание на соответствующий вывод. А выяснялось это только под нагрузкой какого-либо выхода или на высоких частотах.

Всем здесь присутствующим предлагаю провести маленький тест.

Я на этот наткунлся года два назад, и оно меня очень сильно поразило. Не смотря на то, что я об этом явлении знал теоретически (практически как-то не удавалось сталкиваться, может просто везло?), я все же был крайне удивлен увиденному. Теперь позвольте поделиться этим с вами.

На семинаре Texas Instruments раздали eZ430 (в простонародии -- "ёжик"). Многие из вас тоже ходили на такие семинары и тоже получили такого же ежика. Теперь откройте ежика и достаньте платку с F2013. Возьмите любой цифровой тестер (у меня китайский M-838), и померяйте сопротивление питающей цепи на диапазоне 200 Ом или 2 кОм. Ничего не заметили? -- Устройство заработало от тестера!

Идем дальше. Гасим свет, делаем в комнате интим (девок в шею. У нас свои игрушки!) и вновь подцепляемся к плате тестером только на этт раз к земле и к ллюбой свободной ноге. Притушенный свет позволяет увидеть еле-еле мерцающий светодиодик. Устройство работает!

Те же самое можно проделать и с другой Тексавской демо-платкой с тех же семинаров. Я говорю о плате Touch Demo -- красная такая, с четырьмя квадратиками. Пороговое напряжение у красного ЛЭДа ниже, чем у зеленого, поэтому эффект питания микросхемы через входа более заметен.

Мы видим не только то, что через входы "выключенной" микросхемы утекают токи, способные зажечь ЛЭД, но также видим, что MSP430F20xx способна работать при низком напряжении питания. Нижний предел работоспособности у MSP430 я не проверял, а вот у TINY2313 -- проверял. Тайни сохраняет работоспособность до 1.2 В.

Еще вопросы есть?

В даташите обычно приводят максимально допустимые напряжения на выводах. Если там для выводов I2C указано Vdd+0.3v, то диод есть. Если там абсолютное значение напряжения - скорее всего нет.


Угу. Или странно сбоили даже в статике. Расследование показало, что пока хоть на одном входе была единица - 561ЛА7 работала. Но вот когда в схеме возникало состояние, когда на все входы всех элементов подавались нули - на выходах "почему-то" единицы исчезали.

Поисследовал входные сопротивления обесточенных I2C устройств. Скажу следующее.

1) Если выводы SCK и SDA ведомого (слейв) устройства выполнены в виде открытых стоков, как например в AT24C512, то вполне можно снимать с них питание.

2) Если на выводах SCK и SDA ведомого (слейв) устройства присутствуют защитные диоды, как например в Atmega8515, то снятие с них питания может привести к блокировке SCK и SDA линий, так что я поторопился сказать, что шина I2C всегда будет работать при снятии питания с одного из слейвов.

3) Правильный ответ дал aaarrr в посте #5: работоспособность зависит от схемотехники I2C слейва.

4) To aaarrr насчёт проводного И. Проводное И или ИЛИ, зависит от точки зрения на предмет, поскольку функции в некотором смысле дуальны, но вот цитата из дейташита на AT24C512 "The SDA pin is bidirectional for serial data transfer. This pin is open-drain driven and may be wire-ORed with any number of other open-drain or open collector devices" (doc1116o, c.3). Насколько помню, раньше это называлось Монтажное ИЛИ.

5) To aaarrr насчёт детского сада. Я не обижаюсь, но и не приветствую, поскольку атмосферу форума это не улучшает, да и вас не красит, прошу впредь держать себя в рамках приличия.

Цитата из The I2C-bus specification:


Еще раз повторю, что Атмел к стандарту I2C отношения не имеет никакого, и ссылаться на их документы не стоит.

[code]

Замечу так же, что АТМЕЛ официально нигде не называет свои модули по имени "I2C", только как "TWI". А значит, что АТМЕЛ не обязан соблюдать стандард I2C.

Дык Atmel не пожелал платить роялти (royalty) за использование trademark I2C, вот и извернулся с названием TWI.

ага, и это освободило АТМЕЛ от четкого следования стандарту. Т.е. АТМЕЛ однозначно объявил свой TWI вне стандарта I2C. Другое дело, что TWI получился очень похожим на I2C, так это случайность. Поэтому, в жарких спорах об I2C, на АТМЕЛ никак нельзя ссылаться. У него свой стандарт -- twi.

Порты AVR многофункциональные, и на всех стоят неотключаемые диоды на питание и землю. Поэтому, отключенный AVR (и всё, что подключено снаружи к выводу Vcc меги) будет "питаться" от шины I2C, и ничего хорошего из этого не выйдет.

Сейчас не называет. А ранее называл (в старых аппликухах попадалось).

ага, а ещё они гнутся и сваливаются
ага, а вот с SPI у ATMEL всё путём, потому что они его так SPI и называют Моторола в своё время не запатентовала это слово и заодно логотип, как филипс сделал с I2C.

В SPI нечего патентовать. Любой студент в состоянии придумать такой интерфейс самостоятельно.
I2C все же гораздо сложнее.

Дык для патента это даже лучше

А вот интересно, почему в качестве протокола для обмена в МК (и ПК) не используется код манчестер-2? Всего-то, договориться, что перепад 1-0 даёт 1, перепад 0-1 даёт 0, в начале байта посылать 0 в течение 3То/2.

Во-первых, он на порядок сложнее. Во-вторых, какой смысл использовать самосинхронизирующийся сигнал там, где можно спокойно подать тактовый?

Манчестер-2 -- отличный протокол. Его достоинство -- работать там, где нет возможности передавать постоянную составляющую, для связи МК-ПК не даст ему преимущества. А учитывая повышенную сложность его реализации, приходишь к выводу, что есть более простые решения.

Что-то мне кажется, что если бы дело было в патенте, то в AVR не было бы I2C вообще без покупки права использования, а с покупкой было бы и название (на ARM7 лиценизию купили и называют его ARM7). А так, как мне кажется, дело только в использовании "зарегистрированной торговой марки".
Если бы Моторола зарегистрировала на себя слово SPI, то пришлось бы Атмелу независимо от простоты этого интерфейса или выдумывать другое слово (как выдумано для I2C), или покупать право использования слова.
Может, раньше дело и в патенте было, да только срок действия истёк. Долго довольно если где-то было I2C - то но так и называлось, видать тогда без покупки права вообще нельзя было использовать, а с покупкой - можно и назвать "честно". А потом срок патента истёк и начали делать все, кому не лень, но называть по-другому.

У микрочиповских однопроводных EEPROM разве не манчестер-2?


http://www.microchip.com/wwwproducts/Devic...ocName=en535099

Кстати, обратите внимание - на этой страничке Микрочип возле слова I2C прикручивает ™, возле microwire и spi - нет.
Возле слова manchester - тоже нет. Но возле своего слова UNI/O - прикручивает, теперь кто бы не сделал такое же - или должен купить у микрочипа право на применение слова, или придумывать другое.