Интерфейс I2C. Мультимастерный режим и арбитраж

Шина I²C допускает несколько ведущих. Это означает, что более чем одно устройство, способное управлять шиной, может быть подключено к ней. В случае, если имеется несколько ведущих (master) устройств, то как правило, первым работает с линией данных тот, кто первый послал сигнал, т.е. работа по принципу «кто первый».

Ведущий может начинать пересылку данных только если шина свободна. Два и более ведущих могут сгенерировать сигнал START за время минимального удерживания, что ведет к определенному сигналу START на шине.

Арбитраж происходит на шине SDA, в периоды, когда шина SCL находится в ВЫСОКОМ состоянии. Если один ведущий передает на линию данных НИЗКИЙ уровень, в то время как другой - ВЫСОКИЙ, то последний отключается от линии, так как состояние SDL (НИЗКОЕ) не соответствует ВЫСОКОМУ состоянию его внутренней линии данных.

Арбитраж может продолжаться на протяжении нескольких бит. Так как сначала передается адрес, то арбитраж может продолжаться до окончания адреса, а если ведущие адресуют одно и то же устройство, то в арбитраже будут участвовать и данные. Вследствие такой схемы арбитража при столкновении данные не теряются. Ведущему, проигравшему арбитраж, разрешается выдавать синхроимпульсы на шину SCL до конца байта, в течение которого был потерян доступ.

Если в устройство ведущего также встроены и функции ведомого и он проигрывает арбитраж на стадии передачи адреса, то он немедленно должен переключиться в режим ведомого, так как выигравший арбитраж ведущий мог адресовать его.

Рисунок ниже демонстрирует процедуру арбитража двух ведущих. Конечно, большее количество ведущих может быть вовлечено в процесс. В момент, когда обнаруживается различие между уровнем внутренней линии данных и SDA, выход первого ведущего принимает ВЫСОКОЕ значение, не влияя таким образом на пересылку данных выигравшего ведущего.

Вследствие того, что арбитраж зависит только от адреса и данных, передаваемых соревнующимися ведущими, не существует центрального ведущего, а также приоритетного доступа к шине.

Особое внимание следует обратить на ситуацию, когда во время арбитражной процедуры на шину передается повторный сигнал START или сигнал STOP. Если существует возможность возникновения такой ситуации, то ведущие должны послать повторный сигнал START или сигнал STOP в одних и тех же позициях кадра. Другими словами, арбитраж запрещен между:

· повторным сигналом START и битом данных

· сигналом STOP и битом данных

· повторным сигналом START и сигналом STOP