【MCAL】TC397+EB-tresos之I2c配置實戰（同步、異步）

I2C總線是Philips公司在八十年代初推出的一種串行、半雙工的總線，主要用于近距離、低速的芯片之間的通信。本篇文章首先從理論講起，介紹了英飛凌TC3x系列芯片對應MCAL中對I2C驅動的定義與介紹，建議讀者在閱讀本篇文章之前對I2C有個簡單的認識，協議本身比較簡單，筆者就不在文章中贅述了。文章后邊主要介紹了I2c的EB配置，如果是異步則需要配置中斷和回調函數。文章的最后還是老樣子給讀者介紹了I2C驅動的調試代碼和測試結果，因為本系列是基于KIT_A2G_TC397XA_TFT開發板做的調試，所以就直接使用了開發板上接的MCP79411芯片來驗證I2C是否調通。PS：關于MCP79411芯片的一些I2C參數要求都源自其芯片手冊，文中就不截相關的圖了。

概述

依賴模塊?

I2C

SCU

Port

SRC

環境與目標

EB tresos配置

MCU

Port?

I2C?

General

I2cChannelconfiguration

IRQ

I2C驅動調試

測試代碼

測試結果

概述

MCAL實現的I2c驅動程序負責初始化I2c硬件模塊。它還提供將數據寫入從機并從從機讀取數據的服務，實現方式支持同步(數據傳輸不會發生中斷調用)和異步(數據將通過中斷調用傳輸)的讀寫操作模式。MCAL實現的I2c驅動程序不支持從機模式。
該驅動程序支持：

主機模式
標準模式數據傳輸速率高達100k bit/s（20k bit/s~100k bit/s）
快速模式數據傳輸速率高達400k bit/s（100k bit/s~400k bit/s）
7位I2c總線尋址

模塊軟硬件接口如下圖所示。

依賴模塊?

I2C

12C驅動程序使用的I2C硬件單元的關鍵特性有：

主機模式
標準模式數據傳輸速率高達100k bit/s（20k bit/s~100k bit/s）
快速模式數據傳輸速率高達400k bit/s（100k bit/s~400k bit/s）
7位I2c總線尋址
I2C時鐘的預分頻器(從0到255)
通過分數除法器生成比特率

驅動使用的硬件事件包括（涉及的大寫標志位相關寄存的位域名稱）：

發送/接收完成時的TX_END標志。
從發送模式切換到接收模式時的RX標志。
LSREQ_INT,SREQ_INT,LBREQ_INT,BREQ_INT標志，用于用確定的數據數填充FIFO。
傳輸和接收過程中出現錯誤時的錯誤標志。

SCU

kernel_clk由來自fl2C的MCU驅動程序設置。內核時鐘對于保持l2C協議指定的比特率是必需的。
interface_clk直接連接到fSPB。interface_clk需要驅動FIFO、SFR和服務請求塊。

SCU模塊為所有外圍設備提供時鐘。MCU驅動程序負責時鐘樹的配置。

I2C驅動程序依賴于MCU驅動程序進行時鐘生成。fI2C定義了I2C核心的應用時鐘頻率。從PLL2(200MHZ)導出的fI2C獨立于fSPB，允許I2C以恒定的波特率(頻率)運行。此配置可以使用Tresos中MCU模塊中的Mcul2Cfrequency完成。頻率需要在MCU模塊配置參數McuClockRefSelection中簡歷對應引用，而McuClockRefSelection最終由Tresos中的I2C配置引用。

Port

I2C外圍設備的SCL、SDA引腳的方向和模式選擇由Port驅動器配置。PORT驅動程序配置整個微控制器的端口引腳。用戶必須在調用I2C初始化之前通過PORT配置引腳，并初始化端口引腳。
I2C驅動程序需要配置兩個引腳，SCL和SDA。SCL代表時鐘，SDA代表數據。由于I2C協議允許多主，因此需要將SDA配置為開漏以實現線與邏輯。

SRC

I2C可以在多種事件發生時觸發中斷，每種I2C模塊的中斷情況都不同。對于這些中斷，I2C驅動程序依賴于中斷路由器進行中斷傳遞。中斷路由器的任何功能塊都不由I2C驅動程序管理。中斷路由器完全由IRQ驅動程序管理。中斷優先級和服務類型(TOS)在IRQ 驅動程序中集中配置，從而避免了資源沖突。I2C模塊有三個中斷線：

Protocol Interrupt：這個中斷源有七種，分別是：發送結束、接收模式、仲裁丟失、沒有ACK、地址匹配、通用調用和主碼構成。服務請求線SRC_I2C0P被用作協議中斷。MCAL提供的中斷處理函數為I2c_IsrI2cProtocol，用作在讀取且地址已經發出的情況下，進行包括I2C_NO_ACK、I2C_ARBITRATION_LOST等協議狀態獲取，并回調對應通道的通知函數。
Error Interrupt：這個中斷有四個來源。這個中斷是由傳輸溢出、傳輸下溢、接收下溢。服務請求線SRC_I2C0ERR用于錯誤中斷。用戶必須確保在發生錯誤中斷時調用12c驅動程序提供的錯誤中斷服務例程。MCAL提供的錯誤中斷實現函數為I2c_IsrI2cError。
Data transfer Interrupt：這個中斷有四個來源。這個中斷由任何類型突發請求、上次突發請求、單次請求、上次單次請求生成。服務請求線SRC_I2C0DTR用于數據傳輸中斷。MCAL提供的中斷處理函數為I2c_IsrI2cDtr，它負責處理I2C數據的連續寫入和讀取。

環境與目標

本文使用的為英飛凌提供的開發板KIT_A2G_TC397XA_TFT，使用X102上排針的P15.4和P15.5作為I2C使用引腳。

在TC397 KIT開發板上，P15.4和P15.5，不僅從X102引出，還連接到了RTC MCP79411。

涉及的軟件如下：

EB-tresos：用于生成動態代碼，具體工程搭建參考《【AUTOSAR MCAL】MCAL基礎與EB tresos工程新建》。
HighTech：用于編譯生成elf文件，具體的工程搭建參考《【MCAL】HighTec集成TC3xx對應MCAL的Demo》。
UDE 5.2：用于下載和調試程序。

涉及的參考文檔如下表。

序號	參考資料	內容
1	《Infineon-AURIX_TC39x-UserManual-v02_00-EN》	英飛凌TC39x用戶手冊
2	《Infineon-AURIX_TC3xx_Part1-UserManual-v02_00-EN.pdf》	英飛凌TC3xx用戶手冊
3	《Infineon-AURIX_TC3xx_Part2-UserManual-v02_00-EN.pdf》	英飛凌TC3xx用戶手冊
4	《Infineon-TC39x-DataSheet-v01_00-EN》	英飛凌TC39x數據手冊
5	《ApplicationKitManual-TC3X7-ADAS-V21.pdf》	開發板KIT_A2G_TC397XA_TFT說明
6	《MC-ISAR_TC3xx_UM_I2c.pdf》	英飛凌提供的TC3xx芯片I2C用戶手冊
7	《DS22266A_CN》	MCP79410/MCP79411/MCP79412芯片手冊

配置目標如下：

通過I2C同步/異步讀取MCP79411芯片中6字節長度的ID值。

EB tresos配置

MCU

配置fI2C的頻率。

Port?

上圖是Port口的配置信息，根據的是下圖芯片DataSheet信息。

注意SDA需要配置成開漏輸出。?

I2C?

General

跟其他的模塊差不多，都是包含了一些API使能，錯誤檢測以及時鐘選擇等。

I2cChannelconfiguration

我們需要關注的配置項包括：

I2cHwUnit：此參數選擇要分配給通道的硬件單元。
I2cSDASelect：該參數選擇SDA對應的引腳端口。
I2cSCLSelect：該參數選擇SCL對應的引腳端口。
I2CSpeed：定義了數據傳輸速度的模式信息，包括STANDARD_MODE、FAST_MODE、HIGH_SPEED_MODE。
I2cAddressingMode：這個參數定義了尋址模式（7/10位），需要尋址slave。
I2cFractionalDividerDec：該參數包含了小數分法器的DEC值。
I2cFractionalDividerInc：此參數包含了小數分發器的INC值。它跟I2cFractionalDividerDec、I2CSpeed共同決定了I2C的通信速率，下面是手冊中包含的計算方法。
I2cRmc：該參數包含CLC1寄存器的I2cRmc值。
I2cAsyncNotification?：是否啟用回調函數。
I2cPacketEndNotification：回調函數名。
I2cTxTimeOut：該參數包含寫操作的超時值。
I2cRxTimeOut：該參數包含讀操作的超時值。

IRQ

配置對應中斷優先級，打開相應中斷。

I2C驅動調試

測試代碼

測試代碼如下，可以看到它給MCP79411發送完I2C設備地址1010111（0x57）之后，在寫入了要讀取的EEPROM地址0xF2之后，然后再向同樣的設備地址發送讀取6字節ID數據。代碼分別實現了異步和同步I2C操作，通過條件編譯宏I2CASYENABLE區分。I2cDemoInit實現了I2C的初始化，異步的需要完成中斷的配置，I2C_DemoFunction完成使用I2C讀取MCP79411中設備的6字節ID數據（分為同步和異步），IoHwAb_I2cNotification0則是中斷的回調函數，若協議中斷的返回不是I2C_NO_ERR，則進入死循環。

void I2cDemoInit()
{
#if I2CASYENABLEIrqI2c_Init();SRC_I2C0DTR.B.SRE = 1;SRC_I2C0ERR.B.SRE = 1;SRC_I2C0P.B.SRE   = 1;
#endifI2c_Init(&I2c_Config);
}#define MCP79411_EEPROM_ADDRESS     0x57                        /* 7 bit slave device address for reading from EEPROMof MCP79411 is 0b1010111 which is 0x57.          */
#define ADDRESS_OF_MAC_ADDRESS      0xF2                        /* Location of EUI-48 node address (MAC address)    */
#define LENGTH_OF_ADDRESS           1                           /* Length of address of the register, in which therequested MAC address is stored in bytes         */
#define LENGTH_OF_MAC_ADDRESS       6                           /* Length of the MAC address in bytes               */uint8 g_macAddr[LENGTH_OF_MAC_ADDRESS] = {0, 0, 0, 0, 0, 0};    /* Global parameter for 6-byte EUI-48 MAC address   */#define I2C_USER_CHANNEL0 (0)
I2c_ChannelStatusType I2c_GetStatuss = I2C_UNINIT;void I2C_DemoFunction(void)
{/* Address of 6-byte EUI-48 MAC address location */uint8 i2cTxBuffer[1] = {ADDRESS_OF_MAC_ADDRESS};#if I2CASYENABLE//Async read operationI2c_AsyncWrite(I2C_USER_CHANNEL0, &i2cTxBuffer[0], LENGTH_OF_ADDRESS, MCP79411_EEPROM_ADDRESS);//write read addresswhile(I2c_GetStatus(I2C_USER_CHANNEL0) == I2C_BUSY);I2c_AsyncRead(I2C_USER_CHANNEL0, &g_macAddr[0], LENGTH_OF_MAC_ADDRESS, MCP79411_EEPROM_ADDRESS);//read registerwhile(I2c_GetStatus(I2C_USER_CHANNEL0) == I2C_BUSY);
#elseI2c_SyncWrite(I2C_USER_CHANNEL0, &i2cTxBuffer[0], 1, MCP79411_EEPROM_ADDRESS);//write read addressI2c_SyncRead(I2C_USER_CHANNEL0, &g_macAddr[0], 6, MCP79411_EEPROM_ADDRESS);//read register#endif}
#endifvoid IoHwAb_I2cNotification0(I2c_ErrorType ErrorId)
{count++;if(ErrorId){while(1);}
}